38Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
AVTOMOBIL BATAREYALARINI AVTOMATIK NAZORAT QILISH
LOYIHASINI ISHLAB CHIQISH
Boburbek Zokirjon o'g'li Mannobjonov
Andijon qishloq xo'jaligi va agrotexnologiyalar institute "Elektr energiyasi va nasos stansiyalaridan foydalanish" kafedrasi assistenti E-mail: bbmannobj onov@mail .ru
Durbek Ahmedov
Andijon qishloq xo'jaligi va agrotexnologiyalar institute "Elektr energiyasi va nasos stansiyalaridan foydalanish" kafedrasi assistenti E-mail: durbekaxmedov@gmail .com
ANNOTATSIYA
Avtomobil starter akkumulyatori odatda dvigatelni ishga tushirish, aksessuarlarni yoritish va dvigatelni yoqish tizimini ta'minlash uchun elektr quvvatini ta'minlaydi. Har qanday avtomobil dvigatelining ishga tushishi paytida, odatda, starter akkumulyatoridan dvigatel quvvati va starter dvigateli turiga qarab 100A dan 1500A gacha bo'lgan yuqori oqim olinadi. Dvigatelning har bir ishdan chiqishi bilan batareyada kuchlanish yo'qolishi sodir bo'ladi, bu esa batareyaning yomonlashishiga va yakuniy ishdan chiqishiga olib keladi. Nosozlik to'satdan sodir bo'lishi mumkin, bu noqulaylik tug'diradi va ba'zida haydovchining hayotiga xavf tug'diradi. Ushbu tadqiqotda batareya monitoringi tizimi avtomobil starter akkumulyatorining holatini hisoblash uchun har bir dvigatelning ishdan chiqishi bilan bog'liq kuchlanish yo'qolishidan foydalangan. U Arduino Uno R3 hisoblash platasidagi mikrokontroller yordamida mos ravishda batareyaning kuchlanishini, oqimini va haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan kuchlanish bo'luvchi, oqim va harorat modullariga ega. Dvigatelni ishga tushirish so'rovini amalga oshirishdan oldin, batareyaning harorati va ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish qayd etiladi, so'ngra dvigatelni ishga tushirish paytida olingan oqim va kuchlanish qiymatlari to'plami. Muvaffaqiyatli dvigatelni ishga tushirishdan so'ng, olingan haroratning kompensatsiyalangan kuchlanish qiymati ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish qiymatidan ayiriladi, bu aniq bir tirgaklanish hodisasi uchun kuchlanish yo'qoladi. Keyinchalik kuchlanishning yo'qolishi kuchlanishning yo'qolishi chegarasi qiymati bilan birga akkumulyatorning tirgak holatini hisoblashda
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
foydalanildi va natija real vaqt rejimida avtomobil boshqaruv panelidagi ekran orqali haydovchiga ko'rsatiladi. Ushbu tadqiqotda laboratoriyada va avtomobilda foydalanilgan 2 ta akkumulyatordan biri almashtirilishi kerak edi, chunki uning holati salomatlik chegarasidan pastga tushgan, ikkinchisi esa yangi bo'lgani uchun yaxshi ishlagan. Avtomobilida akkumulyatorni nazorat qilish tizimi o'rnatilgan avtoulovchi akkumulyatorning ishdan chiqishi haqida oldindan bilib oladi va shuning uchun o'z vaqtida zarur choralarni ko'radi.
Kalit so'zlar: batareykaning salomatlik holati, zaryad holati, Arduino mikrokontrolleri, qo'rg'oshin kislotasi batareyasi, qo'rg'oshin kislotali akkumlyator, qo'rg'oshin oksidli material, sulfat kislota eritmasi, akkumlyator monitoring tizimi
1. KIRISH
Batareya - bu faol moddalarda saqlanadigan kimyoviy energiyani elektrokimyoviy reaktsiya orqali elektr energiyasiga aylantiradigan qurilma. Qo'rg'oshin kislotali akkumulyator (QKA) uchun faol materiallar qo'rg'oshin oksidi (Pb02) va qo'rg'oshin (Pb) terminal plitalari va sulfat kislota eritmasi ( H2S04).
Zaryadlanuvchi qo'rg'oshin kislotasining tuzilishi 1-rasmda ko'rsatilgan;
1-rasm: Odatiy qayta zaryadlanuvchi qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorning tuzilishi
Kam ichki qarshilik va arzon narx tufayli eng keng tarqalgan akkumulyator
texnologiyasi bu QKA bo'lib, u odatda avtomobillarda ishga tushirish, yoritish va
yoqish uchun ishlatiladi, SLI batareyalari batareya tarmoqlariga ega bo'lgan holda
ishlab chiqilgan minimal elektr qarshilik, yupqa plitalar va yuqori konsentratsiyali
Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan
Academic Research, Uzbekistan 1235 www.ares.uz
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
elektrolitlar tirgak qobiliyatini maksimal darajada oshirish uchun. Yuk mashinalari, avtobuslar va qurilish texnikasi uchun og'ir yuk SLI batareyalari uzoqroq ishlash muddatini oshirish uchun yuqori zichlikdagi pasta va yuqori sifatli separatorlarga ega bo'lgan og'irroq va qalinroq plitalardan foydalanadi, ularda ko'pincha shisha mat bo'ladi.
2. BATAREYA MONITORINGI
Batareyaning harorati, kuchlanishi, oqimi va zaryad holati (SoC) odatda nazorat qilinadigan eng keng tarqalgan parametrlardir. Hozirgi vaqtda zamonaviy avtomobildagi elektr jihozlarining soni ortib bormoqda va natijada akkumulyatordan ko'proq quvvatga bo'lgan ehtiyoj, agar kuzatilmasa, batareyaning osongina va to'satdan ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin, bu esa haydovchiga noqulaylik tug'dirishi yoki olib ketilayotgan yukka xavf tug'dirishi mumkin. Shunday qilib, quyosh paneli akkumulyatorining holatini ishonchli ma'lumot va uning ish holati to'g'risida xabardor qilish orqali avtoulovchiga real vaqt rejimida monitoring qilish va uzatish uchun avtomobil akkumulyatorlarini monitoring qilish tizimi (AMT) zaruriyati yuzaga keladi.
2.1. Batareya monitoringi tizimi haqida ma'lumot.
AMT - bu batareyaning belgilangan parametrlarini o'lchaydigan, oldindan dasturlashtirilgan ko'rsAMTalar yordamida ularni tahlil qiladigan va chiqishni oxirgi foydalanuvchiga ko'pincha ekran orqali uzatuvchi elektron qurilma. Avtomobil starter akkumulyatorining holatini (SoH) monitoring qilish hali ham katta muammo bo'lib qolmoqda, chunki akkumulyator hujayralari ichidagi elektrokimyoviy hodisalar uchun sensorlar mavjud emas. Batareya monitoringi tizimlarining aniqligi har doim muhokama qilinadigan mavzu bo'lib kelgan, chunki ular odatda 10% xatolikka yo'l qo'yishadi va AMT parametrlari va komponentlari hisobga olinadi . Bir guruh tadqiqotchilar tomonidan 2-rasmda ko'rsatilganidek, alohida qatorlarni kuzatish uchun avtomobil starter akkumulyatori ichiga sensorlarni o'rnatish bo'yicha tadqiqotlar olib borilmoqda.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
2-rasm: Alohida kletkalarni kuzatish uchun qayta zaryadlanuvchi batareya ichiga
joylashtirilgan sensorlar Batareyaning SoC - bu to'liq zaryadlangan batareyaning zaryadiga nisbatan har qanday vaqtda batareyada foiz ko'rinishida mavjud bo'lgan zaryad miqdori. Batareyaning SoH sifat ko'rsatkichi bo'lib, batareya yangi bo'lgan paytdagi bilan solishtirganda batareyaning istalgan vaqtda unda saqlangan zaryadni etkazib berish qobiliyatini ko'rsatadi. SoH ta'rifi batareya quvvatiga yoki batareya qo'yilgan maxsus dasturga qarab uning ichki qarshiligiga asoslangan bo'lishi mumkin. SoH uchun qat'iy ta'rif yo'q, shuning uchun batareya ishlab chiqaruvchilari o'zlarining SoH chegaralarini kalibrlaydilar va o'zlarining savdo sirlarining bir qismiga aylanadigan o'zlarining algoritmlarini ishlab chiqadilar. 2.2. Batareya quvvatini kuzatishning odatiy usullari
Ichki qarshilik, suv yo'qotilishi, tarmoq korroziyasi va quvvatni yo'qotish kabi sezilarli darajada va vaqti-vaqti bilan qaytarib bo'lmaydigan darajada o'zgarib turadigan har qanday batareya parametrlari batareyaning SoH ni ko'rsatish uchun ishlatilishi mumkin. O'zgarishlar quvvatning tez yo'qolishi, elektrodlarning passivatsiyasi kabi ichki buzilishlar, akkumulyatordagi haroratning keskin ko'tarilishi, haddan tashqari gazlanish va korroziya kabi bo'lishi mumkin, bularning barchasi oxir-oqibat batareyaning noto'g'ri ishlashiga olib keladi. Batareyaning SoC ni aniqlashning eng keng tarqalgan usuli bu Coulomb hisoblash usuli bo'lib, uning zaryadlash yoki zaryadsizlanishi paytida batareya oqimi o'lchanadi va 1-tenglamadan foydalanib, uning SoC hisoblab chiqiladi:
So Ct = So Ct0 + J^ d t (1)
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 j ISSUE 11 j 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
1-tenglamada So С t t vaqtidagi taxminiy; So С to - dastlabki SoC; rj - tokning samaradorligi; I - zaryadlash jarayonida musbat, zaryadsizlanayotganda esa manfiy deb hisoblangan oqim; batareyaning nominal quvvati esa Си bilan belgilanadi. Ushbu usulda batareyaning umumiy sig'imi sobit deb hisoblanadi va shuning uchun u batareyaning harorati va zaryadsizlanish oqimiga qarab o'zgarmaydi.
Batareyaning SoC ni nazorat qilishning ikkinchi usuli ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish usulidan foydalanishdir, bunda batareyaning kuchlanishi terminallari bo'ylab ulangan hisoblagich yordamida o'lchanadi. Batareya yangi zaryadlangan bo'lsa, kuchlanish ko'rsatkichlari o'tkazilgunga qadar batareya ichidagi diffuziya tugashi uchun 30 daqiqalik dam olish vaqti talab qilinadi. Keyin olingan kuchlanishning qiymati batareyaning ochiq elektron kuchlanishini SoC ga bog'laydigan standart diagrammadagi mos keladigan SoC qiymati bilan taqqoslanadi.
SoC ni aniqlashning yana bir usuli - batareyada ishlatiladigan elektrolitning o'ziga xos og'irligini olish uchun gidrometrdan foydalanish. O'ziga xos tortishish elektrolitdagi kislota kontsentratsiyasini ko'rsatadi va u to'g'ridan-to'g'ri batareyaning SoC ga bog'liq. O'ziga xos tortishish qiymati olingandan so'ng, unga mos keladigan SoC ni o'ziga xos tortishish bilan bog'laydigan standart jadvaldan o'qiladi. To'liq zaryadlangan batareya uchun o'ziga xos tortishish ishlatiladigan kimyoviy texnologiyaga qarab 1,230 dan 1,330 gacha bo'ladi.
Batareyaning SoH ni batareya ishlayotgan vaqtda uning harorat o'zgarishidan foydalanib hisoblash mumkin. Batareyaning normal ishlashi uchun tavsiya etilgan harorat 2 S 0 C2 ni tashkil qiladi va shuning uchun haroratning undan ancha yuqori ko'tarilishi har S , S 0C 2 harorat ko'tarilishi uchun batareya ichidagi kimyoviy reaktsiyalar tezligini 2 marta oshiradi. Binobarin, o'z-o'zidan zaryadsizlanish reaktsiyalarining tezligi va kimyoviy parchalanish jarayonlari ikki barobar ortadi. Batareya harorati o'lchangandan so'ng, batareyaning SoH ni hisoblash algoritmi ishlab chiqiladi.
Batareyaning SoH ni topishning yana bir usuli elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasidan foydalanishdir. Ushbu usulda akkumulyatorga o'zgaruvchan tok oqim injektori yordamida qilinadi, shunday qilib ma'lum chastota va kattalikdagi identifikatsiya qilinadigan oqim oqadi va sinov ostida batareyada natijada kuchlanish pasayishiga olib keladi. Olingan kuchlanish va oqim o'lchovlaridan impedans spektrlari chiqariladi va batareyaning SoH ni taxmin qilish uchun ishlatiladi.
Kulon hisoblash usuli batareyaning qarish natijasida yomonlashgan SoC ni hisobga olmaydi, bu esa olingan SoC va SoH qiymatlarida noaniqliklarga olib keladi.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
Ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish usuli uchun zarur bo'lgan 30 daqiqalik dam olish vaqti kuchlanishning o'zgarishi sababli o'lchov aniqligini buzadi va batareyani doimiy monitoring qilish uchun ishonchsizdir. O'ziga xos tortishish usuli intruzivdir va muhrlangan, texnik xizmat ko'rsAMTaydigan batareyalarda qo'llanilmaydi. Elektrokimyoviy impedans spektroskopiya usuli qimmat, ko'p vaqt talab qiladi va uni amalga oshirishda tajriba talab qiladi va shuning uchun u asosan tadqiqot laboratoriyalariga ajratilgan.
Umuman olganda , batareya quvvati 80% ga tushganda, uni almashtirish tavsiya etiladi. LAB ishlamay qolishi rejimlari dastur turiga va ushbu ilova uchun maxsus batareya dizayniga bog'liq. Batareya ichidagi ba'zi hujayralar qarshilikning kuchayishi va zaryadsizlanish mahsulotlarining to'planishi tufayli boshqalarga qaraganda tezroq yomonlashishi mumkin, bu esa batareyaning kuchlanish chiqishini kamaytiradi. LAB juda past ichki qarshilikka ega bo'lib, har bir hujayra uchun 0,022 Omni tashkil qiladi va shuning uchun undan oqim olinganda kuchlanishning pasayishi juda kichikdir. Har bir batareya aylanishida musbat va manfiy elektrod o'rtasidagi ajratgichlar bo'ylab dendritlar o'sishi natijasida hosil bo'lgan batareyadagi ichki qisqa tutashuvlar ekzotermik reaktsiyalarga va quvvatning pasayishiga olib kelishi mumkin.
2.3. Hozirgi tijorat akkumulyator monitorlari
Germaniyadagi Bosch Group kompaniyasidan Bosch BLT 301 qo'rg'oshin kislotasi turidagi 12 V, 32Ah - 180Ah quvvatni sinash uchun ishlatiladigan qo'lda tutiladigan akkumulyator sinov qurilmasidir. Ruxsat etilgan yuk yordamida avtomobil akkumulyatorlari. Sinov batareyaning holatini aniqlash uchun 5 soniya davom etadi va natijani "Yaxshi", "Zaif' yoki "Yomon" sifatida ko'rsatadi.
Buyuk Britaniyada joylashgan Delphi Automotive kompaniyasi Delphi batareyasi monitoringi qurilmasini ishlab chiqdi. SoC va SoH batareyani zaryadlashni nazorat qilish, shuningdek, avtomobilning elektr yuklarini boshqarish uchun. U 100 shunt orqali 1500A gacha bo'lgan oqimlarni o'lchaydi.
Avstraliyadagi Projector kompaniyasining BLT 200 Proyektori odatda avtomobilga shunday o'rnatiladiki, u o'z kuchini elektr quvvatidan oladi. Avtomobilning asboblar panelidagi sigaret zajigalkasi va 12V va 24V avtomobil akkumulyatori tizimlarini kuzatishi mumkin. BLT 300 sinov qurilmasida to'rtta 2 1 0C, 1 0 0C, — 1 0C va — 1 8 0C haroratni kalibrlash mavjud bo'lib, ulardan batareyani kuzatish mumkin. Atrof-muhit batareyasining harorati ushbu to'rttadan eng yaqin
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
shkalaga yaqinlashtiriladi va shundan so'ng batareyaning kuchlanish va oqim qiymatlari olinadi va batareyaning SoH ni hisoblash uchun ishlatiladi.
3. AVTOMOBILNIISHGA TUSHIRISH TIZIMI
Dvigatelni ishga tushirish tizimi akkumulyator, yuqori tok o'tkazuvchi kabellar va ulash simlari, kontaktni kaliti, ishga tushirish solenoidi yoki rele, dvigatel starteri, uzatgich halqasi, haydovchis starter va avtomatik boshqariladigan avtomobillar uchun stator xavfsizlik kalitidan iborat. Boshqa komponentlar bilan bir qatorda 3-rasmda ko'rsatilgan dvigatel statori batareyadan elektr energiyasini mexanik energiyaga o'zgartiradi.
3 - rasm. Dvigatelni ishga tushurishning soddalashtirilgan tizimi
4. BATAREYANI KUZATISH TIZIMINI LOYIHALASH
Ushbu tadqiqotda foydalanilgan qurilmalar 500A li batareya kuchlanishini tekshirgich va 1500cc Toyota Carina. 4-rasmdagi blok-sxemada tizim komponentlari va ular orasidagi bog'lanish ko'rsatilgan. Butun tizimdagi signallar oqimining yo'nalishi ushbu komponentlarni bog'laydigan o'qlar bilan ko'rsatilgan. Har bir blok tomonidan ko'rsatilgan o'ziga xos funksiya ushbu blokning ichida yozilgan.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
4-rasm: Batareyani kuzatish tizimining blok diagrammasi
4.1. Batareya monitoringi tizimining modullari dizayni
Kuchlanishni sezish modulida kuchlanishni o'lchash uchun kuchlanish bo'luvchi teorema ishlatilgan. Oqim o'tkazuvchisi atrofida hosil bo'lgan magnit oqim zichligini o'lchash va uni proportsional kuchlanishga aylantirish uchun hall effektli oqim sensori ishlatilgan. Haroratni o'lchash uchun dasturlashtiriladigan raqamli termal DH18B20 datchigi ishlatilgan. Kuchlanishni rostlovchi qurilma harorat sensorlari va Arduino mikrokontrolleri uchun kerakli 5V kuchlanishni 12 V kuchlanishdan hosil qilish uchun ishlatilgan.
4.2.1. Batareya kuchlanishini o'lchash uchun kuchlanishni sezish moduli
5-rasmda ko'rsatilganidek, ketma-ket ulangan ikkita rezistorli kuchlanish bo'luvchisi, rezistor 14 (R14) nominal 100 k Q va rezistor 15 (R15) nominal 10 kOm batareyaning kuchlanishini o'lchash uchun mo'ljallangan. Batareyadan kuchlanish kiritish (Vin) ikkita seriyali R14 va R15 rezistorlari bo'ylab qo'llaniladi.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
5-rasm: Batareya kuchlanishini o'lchash uchun kuchlanish bo'luvchi
R15 bo'ylab chiqish kuchlanishi (Vchiqish) quyidagi 2- tenglama bilan berilgan:
v _ Vkirish. * ^15
^chiqish. n . D
K14 + K15
O'lchangan analog kuchlanish (V^) quyidagi 3-tenglama asosida olinadi:
5 * analogRead ()
Va =
1023
4.2.2. Batareya oqimini o'lchash uchun oqim sezgi moduli
Allegro tipiga kiruvchi 5 oyoqchali ACS755SCB-200U tok sensorlari dvigatelni ishga tushirish paytida olingan oqimni o'lchash uchun ishlatilgan. Ushbu turdagi oqim sensorlaridan biri maksimal 200A ni o'lchaganligi sababli, ulardan ikkitasi 400A gacha bo'lgan oqimni o'lchash uchun parallel ravishda ulangan.
6-rasm: Batareya oqimini o'lchash uchun oqim sezish moduli IC, ACS755SCB -200U
6-rasmda ko'rsatilgan oqim sensorida mis o'tkazgich, pin 4 va 5 pin orqali oqim o'tganda, o'tkazgich atrofida magnit maydon hosil bo'ladi, keyinchalik u proportsional kuchlanishga aylanadi.
4.2.3. Batareya haroratini o'lchash uchun harorat sensori moduli
Batareyaning haroratini o'lchash DS18B20 raqamli termal datchik yordamida amalga oshirildi,u sinov ostida batareyaning yon tomoniga biriktirilgan. Harorat sensori raqamli harorat datchigi ichidagi bipolyar tranzistorlardan olingan ikkita kuchlanish signalini ishlatib, uning kuchlanish chiqishi asosida mutanosib harorat o'lchovini hosil qiladi. DS18B20 ning elektron ulanishi 7-rasmda ko'rsatilgan.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
7-rasm: Raqamli harorat sensori, batareya haroratini o'lchash uchun DS18B20
4.2.4. 12v dan 5v gacha kuchlanishni pasaytirish uchun kuchlanish regulyatori moduli
LM 7805 IC 8-rasmda ko'rsatilganidek, harorat va oqim sensorlari va Arduino Uno R3 mikrokontroller bloki tomonidan ishlatiladigan 12V dan 5 V gacha kuchlanish ta'minotini tartibga solish uchun ishlatilgan.
8-rasm: kuchlanishni 12V dan 5V gacha kamaytirish uchun LM 7805 asosidagi kuchlanish regulyatori
4.2.5. Foydalanuvchining interaktiv interfeysi
9-rasmda ko'rsatilgan foydalanuvchi interaktiv interfeysida mos ravishda BMSni yoqish va qayta o'rnatish uchun quvvat va qayta o'rnatish tugmachalari va ekranda chiqish vaqtini uzaytirish uchun ma'lumotlarni saqlab turish tugmasi mavjud.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
R7
I I 10G
1 K
R6
I I fl 100
1K
< o o
QUWAT
9-rasm: Foydalanuvchining interaktiv interfeysi
Hisoblangan ma'lumotlar PG160128A yupqa plyonkali tranzistorli 160 x 128 o'lchamli ekranda, 160 ustun va 128 qator, massivlarida ko'rsatildi.
4.2.6. O'lchangan va hisoblangan ma'lumotlarni saqlash uchun ma'lumotlar jurnali
Ma'lumotlarni saqlash uchun xavfsiz ma'lumotlar kartasi 10-rasmda ko'rsatilgan Arduino mikrokontrolleriga mos keladigan ma'lumotlarni qayd qiluvchi shitga o'rnatilgan.
10-rasm: Xavfsiz ma'lumotlar kartasi uyasiga ega bo'lgan stackable ma'lumotlar
jurnali
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
4.2.7. Batareya monitoringi tizimi uchun ishlov berish bloki
Batareya monitoringi tizimini boshqarish Arduino Uno R3 dasturlash platasda bajariladi, 11-rasm. Arduino platasi C va C++ dasturlash tillarining kombinatsiyasi bo'lgan Arduino dasturlash tili yordamida dasturlashtirilgan.
МЛОЕ
IN ITALY
- - » Jiliti a
■IUU1 I I'H ll I
UNO)__i*
«Ш ARDUINO
Г6**"—? ' ■
Г . * л m
-------I
* • XMt tltA
• m щ
> < 4 4 4 4 <
11-rasm: kuchlanish, oqim va harorat signallarini qayta ishlash uchun Arduino Uno
R3 platasi
5. BATAREYANI NAZORAT QILISH TIZIMINI ISHLAB CHIQARISH VA DVIGATELNIISHGA TUSHIRISH JARAYONI
Avtomobil kaliti yoqilganda holatiga o'tkazilganda, batareyaning ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishi va harorati qayd etiladi. Kalit START holatiga o'tkazilganda, dvigatelni ishga tushirish paytida kuchlanish va oqim qiymatlari olinadi va Arduino platasidagi AMTega 328 mikrokontrolleriga o'rnatilgan 4 dan 12 gacha tenglamalar yordamida batareyaning SoH qiymatini hisoblash uchun ishlatiladi. Hisoblangan ma'lumotlar ekranda ko'rsatiladi va bir vaqtning o'zida ma'lumotlar jurnalidagi xavfsiz ma'lumotlar kartasiga saqlanadi.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
5.1. Batareya monitoringi tizimining oqim diagrammas
12- rasm. Batareyani zaryadini nazorat qilishningalgaritm sxemasi
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
5.2. Batareya quvvatini kuzatish tizimi uchun salomatlik holatini ko'rsatish algoritmi
Batareya harorati ochiq zanjir kuchlanishiga (OZK) va batareyaning ishlashiga ta'sir qilganligi sababli, (OZK) va boshqa kuchlanish qiymatlarini batareyaning issiqlik holatini hisoblash uchun ishlatishdan oldin ularni tuzatish uchun haroratni qoplash algoritmi ishlatilgan. U va I qiymatlari mos ravishda kuchlanish uchun v va tok uchun c sifatida belgilanadi, quyida keltirilgan chiziqli regressiya formulalarida 4-tenglamadan 12- tenglamaga qadar qo'llaniladi:
U = a + bc (4);
bu yerda a - y- kesishma va b esa kuchlanish U ning tok kuchi I bo'yicha regressiya koeffisienti
Sc C=£c2- ^f (5);
Svv = Zu2- (6);
S cv = £cu- (7);
Scu
Va b = ^ (8);
^cc
y - kesihma a = v — b C (9);
regressiya koeffisienti;
r = 7= (10)
cc Suu
U = U0 + 1 R b a tt ar ey a (11)
Dvigatelni ishga tushirish vaqtida olingan kuchlanish qiymatlari mos keladigan oqim qiymatlari qiymatlariga nisbatan chizilgan va 11-tenglama bilan tavsiflangan eng yaxshi mos keladigan chiziq chizilgan. 11 tenglama chiziqli tenglama b o'lib, 4-regressiya tenglamasiga o'xshaydi, bu erda U 0 - a ga o'xshash y-kesish qiymati va Rbattareya - regressiya koeffitsienti b ga o'xshash batareya qarshiligi. Grafikni chizish past kuchlanishni olishning bir usuli edi va shuning uchun uni olishning ikkinchi usulida hisoblash uchun 5 dan 11 gacha tenglamalardagi kuchlanish va oqim qiymatlaridan foydalangan holda qo'llaniladi. 5 dan 11 gacha bo'lgan tenglamalarni qo'llanilgandan so'ng, 12-tenglama yordamida U y ga erishildi; Uy = OKZ - U0; (12);
Dvigatelni ishga tushirish paytida olingan SoC va Uy qiymatlari keyin kuchlanishni yo'qotish chegarasi qiymati, Uy ch va SoC chegarasi, SoCch qiymati bilan taqqoslanadi. Batareya yukini sinovdan o'tkazish batareyaning SoC 75%
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
bo'lganda o'tkazilishi tavsiya etiladi, ammo Cadex Inc kompaniyasining Spectra™ CA-12 batareya sinov qurilmasi minimal SoC 60% dan foydalanish mumkin. S о С ch-ni olish uchun batareyani monitoring qilish tizimida yemirilish yo'qotishlar tufayli 3% va yana 1% xato chegarasi bor deb taxmin qilingan va shuning uchun S о С c h 71% deb olingan. Uy_y yangi akkumulyatorining kuchlanish va kuchlanish yo'qotilishini olish uchun laboratoriyada yangi akkumulyatorda 500A batareya yukini tekshirgich yordamida dvigatel matorining ishqalanishi simulyatsiya qilindi, undan o'rtacha Uy va Uyy topildi. Shuning uchun LAB testlari quyidagi o'lchangan parametrlar va qabul qilingan nazariy chegaralar bilan o'tkazildi;
i.
ii. So С ch = 71 %;
iii. ; iv. ;
Uy, harorat va SoC signallari batareyaning SoH ni quyidagi 13 tenglamadan foydalanib hisoblash uchun ishlatiladi.
SoH = UfU^ x 1 0 0 % (13);
Noldan kichik bo'lgan SoH indeksi qiymatlari 0%, 1 dan katta bo'lganlar esa 100%
ga o'rnatiladi. Keyin hisoblangan SoH foiz sifatida quyida sanab o'tilgan 3 usuldan
birida ko'rsatiladi va haydovchiga ko'rsAMTa yoki yo'riqnoma yuboriladi:
SoH: 90-100 %: Yaxshi va AMTda yashil LED yonadi
SoH: 81- 89 %: To'g'ri va AMTda sariq LED yonadi
SoH: 80%: Batareyani almashtiring va AMTdagi qizil LED yonadi
5.3. Avtomobilda batareya quvvatini nazorat qilish tizimini o'rnatish
AMT avtomobilda o'rnatilgan bo'lib, uning musbat terminali to'g'ridan-to'g'ri quyosh paneli akkumulyatorining musbat terminaliga ulangan, shunda batareyadan olingan oqim AMT orqali o'tadi. Batareya monitoringi tizimining salbiy terminali avtomobildagi salbiy batareya terminaliga ulangan va displey va foydalanuvchi interfeysi avtomobilning asboblar paneliga joylashtirilgan.
6. NATIJALAR VA MUHOKAMA Dvigatel har bir ishgatushirilgandan so'ng, quyidagi 13 - rasmda ko'rsatilganidek, AMT ekranida natijalarni ko'rsatish formati paydo bo'ldi.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
Ochiq zanjir kuchlanish: 12.69 V
Kuchlanish yo'qotilishi: 0.11 V
SoC: 100.00%
SoH: 100.00% - —akkumlyator holari yaxshi
Akkumlyator harorati: 85.00 gradus selsiy
Ishga tushish vaqti: 0.59 sekund
13 - rasm. Batareya monitoringi tizimidan natijalarining namunaviy ko'rinis
hi
Displey natijalarni 13-rasmda ko'rsatilgan formatda ko'rsatayotgan bo'lsa-da, bir xil natijalar AMT ma'lumotlar jurnalida excel formatida har bir jarayon uchun bir vaqtning o'zida saqlanadi. 500A batareya yukini tekshirgichdan foydalangan holda laboratoriyada yangi 75Ah Chloride Exide akkumulyatoridan foydalanib dvigatel 78 marta ishga tushishganda SoH va SoC quyidagi 14-rasmda grafikdagi ko'rinishda bo'di;
Ishga tushirishlar soni
SoC (%) -SoH (%) -Resitance (O)
14-rasm: SoH va SoC yangi 75Ah Chloride Exide batareyasi uchun ishga tushirishlar
soniga nisbatan
68-marta ishga tushirilganda SoH 100% dan pastga tushdi va 73-ishga tushirishda esa 80% chegara qiymatidan pastga tushdi. 74 dan 78 gacha bo'lgan ishga tushirish uchun displey batareyani almashtirish kerakligini ko'rsatdi, chunki SoH 80% chegaradan pastga tushgan. SoC ham har bir ishga tushirish bilan pasayishda davom etdi va asta-sekin 57,42% gacha kamaydi. Batareyaning qarshiligi har bir aylanish hodisasi bilan ortib bordi. Dvigatel har bir ishga tushirilgan paytida 200A dan 250A gacha bo'lgan oqimni tortadigan 500A batareya yukini tekshirgich
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
yordamida laboratoriyada taqlid qilingan. Batareya har bir ishga tushirish paytida zaryadlanmadi va shuning uchun SoC pasayishni davom ettirdi.
Ikki yil davomida avtomobilda ishlatilgan ikkinchi akkumulyator, 100Ah Unistar akkumulyatori uchun ishga tushirish ma'lumotlari 15-rasmda ko'rsatilgan.
15-rasm: SoH va SoC 2 yillik Unistar batareyasi uchun ishga tushirishlar soniga nisbatan Unistar akkumulyatori uchun SoC va SoH ikkalasi ham 12-sonli krankka qadar, SoC pasayishni boshlaganda 100% yuqori edi. SoH 29-marta ishga tushgunga qadar 100% da qoldi va 30-martada u 80,33% ga tushdi. Nosozlik nuqtasida, ya'ni krank raqami 31, SoC 34,02%, SoH 46,62 C0 va qarshilik 0,0358 D edi. 47 - ishga tushirishda qarshilik diapazoni 0,0016 D - 0,1735 D edi. SoCch, 71% ga 16-krank raqamiga erishildi va shuning uchun ko'proq davom ettirishdan oldin batareyani shu nuqtada zaryadlash kerak edi, ammo bu batareyadan olinadigan oqim 100A va 120A orasida bo'lganligi sababli, SoH chegaradan yuqori edi. SoCch qiymatiga erishilgandan so'ng yana 15 ta muvaffaqiyatli kranklar bo'ldi, buni mos keladigan SoH qiymatlaridan 100% ko'rish mumkin. Ushbu batareyaning holati shunchalik yomonlashdi, chunki u 30 marta aylanish jarayonidan so'ng krank sinovidan o'ta olmadi, aks holda SoC pasayishni boshlashdan oldin qayd etilgan 16 krankdan ko'proq chegaradan yuqori bo'lishi kerak edi. Batareya SoC chegarasidan muvaffaqiyatli o'tganligi sababli, bu muvaffaqiyatli ishga tushirish batareyaga qo'llaniladigan yukning kattaligiga bog'liqligini anglatadi.
Unistar akkumulyatori 12,65V ga zaryadlangan va 1500cc hajmli Toyota Carina avtomobiliga bir hafta davomida o'rnatilgan. Olingan ma'lumotlar 16-rasmdagi grafikda ko'rsatilgan.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
16-rasm: 1500cc Toyota Carina avtomobilidagi 100Ah Unistar akkumulyatorining kranklar soniga
nisbatan SoH va SoC
7. XULOSALAR
SLI batareyasining SoH quvvati yuqori qiymatdan boshlanadi va batareyadan foydalanish bilan asta-sekin kamayadi. Batareyani zaryadlash va zaryadsizlantirish davrlari oshgani sayin, batareyaning qarshiligi oshadi va natijada batareyaning avtomobilni aylantirish qobiliyati pasayadi. Batareyaning buzilishi jarayoni fonda sodir bo'ladi, shuning uchun batareyadan foydalanadigan odam buni sezmasligi mumkin. Avtomobilga o'rnatilgan AMT bilan haydovchi batareyani almashtirishdan oldin uning to'liq ishdan chiqishini kutishi shart emas. Avtomobillarda topiladigan aksariyat akkumulyator monitorlari faqat batareyaning SoC-ni ko'rsatadi, bu parametr batareyaning qanchalik sog'lom ekanligini ko'rsAMTaydi. Ishlab chiqilgan AMT yordamida SoC va SoH monitoringi avtomobildagi yuklarning elektr iste'molini kuzatib boradi va batareyadan foydalanishni optimallashtirishga yordam beradi va kutilmagan zaryadsizlanishdan kelib chiqadigan nosozliklarni bartaraf etadi. AMT shuningdek, akkumulyator batareyasining zaryadni saqlash va yetkazib berish qobiliyatini ham kuzatib boradi Avtomobilchilar yangi AMT - dan akkumulyatorlarning ishlashini nazorat qilish, energiyani tejash, qimmat batareyalarni ta'mirlashni tejash va akkumulyatorlarning nosozliklari tufayli noqulayliklarga duch kelmaslik uchun o'z avtomobillarida foydalanishlari mumkin.
8. TAVSIYALAR
Aniqroq monitoring qilish uchun laboratoriya sinovlari va real vaqtda oralig'ida ilovalari o'rtasidagi tafovutni qisqartirish kerak. Ushbu tadqiqotda kuchlanish
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-11-1234-1252
chegarasi qiymati 10 soniya davom etadigan 500A yuk akkumulyatori yordamida laboratoriyada avtomobil dvigatelining tirnash xususiyati simulyatsiyasi asosida tanlangan, avtomobilning haqiqiy o'rtacha aylanish vaqti esa 0,59 soniya edi.
AMT ning ish sharoitida, masalan, notekis yo'llardan tebranish va qor, yomg'ir yoki yozgi issiqlikdan haroratning keskin o'zgarishi kabi tashqi yuklarni batareyaning mavjud quvvatida aks ettirishi uchun o'rganish kerak. SoH ko'rsatkichlari algoritmining aniqligini oshirish uchun boshlang'ich akkumulyatorining yomonlashuv tendentsiyasini yaxshiroq olish uchun BMS kamida bir yil davomida avtomobilga o'rnatilishi kerak.
REFERENCES
1. Bergveld, H. J. (2013). Battery Management System; Design and Modelling. Eindhoven,Nederlands: Royal Philips Electronics.
2. Banzi, M. (2011). Getting Started with Arduino 2nd Eddition. Sebastopol, CA: O'Reilly & Associates.
3. Buchman, I. (2016, 8 3).
4. Chris K. Dyer, Patrick T. Moseley,Zempachi Ogumi,David A. J. Rand,Bruno Scrosati,. (2014).
5. David Linden and Thomas B. Reddy. (2002). Handbook of Batteries. New York USA: McGraw Hill Companies Inc, 104- 105.
6. Delphi,Inc.(2016,August3).Retrieved September, 3,2016 from
7. Denton, T. (2006). Advanced automotive fault diagnosis second edition. Burlington, MA: Elsevier BH, 108-113.
8. Florez-Escobar W. F., C. A. Brebbia, F. Chejne,F. Mondragon. (2015). Energy a nd Sustainability VI. Southampton S040 7AA UK: WIT Press, 243-247.
9. Gilles, T. (2012). Automotive Service: Inspection, Maintenance, Repair. MA 02451, USA: Cengage Learning, 367.
10. Huggins, R. (September 11, 2014). Energy Storage 2010 edition. New York: Springer.
11. Hui Wu, Denys Zhuo, Deshang Kong, Yi Cui. (2014, 10 13). Improving battery safety by early detection of internal shorting with a bifunctional separator. Nature Communications, 5, 5193.
12. http://www.cadex.com/en/products
13. http://www.cadex.com/en/: http://www.cadex.com/en/products/spectro
14. http://www.boschdiagnostics.com/pro/products/bat-110-battery-tester.
15. http : //www.argusanal yzers/ :
16. http://forex.hu/images
