como funciona gerenciamento de bateria

ALTEN. PILOTADOS/GESTÃO DE BATERIA (BMS)/START-STOP


Fornecimento de energia em veículos sem gestão decarga

Em sistemas antigos, a corrente de pré-excitação para recarregar a bateria através do

alternador flui através de uma lâmpada (ou led), como no exemplo acima. Nesses

sistemas não havia controlador ou gerenciamento de bateria contantosomente com a

luz indicadora de falta de recarga e consequentemente em uma voltagem mais baixa

de carga, o não acionamento do motor departida


No caso do LED,a corrente de pré-excitação flui também, de maneiraparalela, por

uma resistência, que equivale à potência de uma lâmpada, porque do contrário a

corrente através do LED seria insuficiente para aexcitação.


Quando se inicia o processo de partida, o borne 50 se comuta antes do borne 50b.Desta

maneira, se aumenta a corrente de pré-excitação durante a partida, porque se anula o

resistor em série. Por outro lado, se apaga imediatamente o LED,porque existe o mesmo

potencial em ambos lados doLED.

Com isso, a luzde aviso não pisca duranteo processo de partida, o que acontecia em

sistemas muito antigos.


Fornecimento de energia em veículos com gestão decarga


A gestão de carga intervém depois de um tempo de retardo (picos iniciais de

corrente ecomportamentoPTCdos consumidores) a partirde uma tensão da rede

de bordo de < 12,7V.


Hoje, o maior desafio para as montadoras é melhorar a eficiência de

combustível, a fim de reduzir o consumo de combustível e as emissõesde

escape.

Esses esforços começam com o sistema elétrico e os engenheiros dizem que

você deve começar com o SISTEMA DE CARGA e, especificamente, com um

novo sistema integrado de regulador -alternador.


Isso é conhecido

comoReguladores

com protocolo

LIN (rede local

Interconnet vs1.3),

que permite

padronizar e

fortalecer as

comunicações coma

ECU


Esquema do circuito do alternadormoderno

O regulador de tensão também regula a tensão em função da temperatura. Com o alternador

frio, a tensão é superior para garantir uma melhor carga da bateria. À quente, a tensão se reduz

ligeiramente para evitar a formação de gases internamente na bateria.

O sinal DFM reflete, em forma de sinal PWM (pulso de largura modulada), a atividade de

comutação do regulador de tensão. Com um nível de utilização de 100% da potência

momentânea disponível, não se desconecta a corrente de pré-excitação, porque a carga faz com

que não se alcance o limite de regulação de tensão.


Em resumo, o regulador é um componente escravo da rede que recebe comandos da central de

controle de injeção (ECM), faz os cálculos necessários e os executa. A atuação do regulador de

tensão inteligente é ampla e dinâmica, visto que os cálculos para regular a tensão são

complexos em relação aos reguladores de tensão antigos. Tal complexidade é demandada pela

grande variação de tensão que ocorre durante o funcionamento do veículo.


Exemplo de funcionamento

Quando a tensão da rede de bordo é < = 12,7 V, a carga da bateria não está garantida.

Existem várias maneiras de evitar isso:

1 -Aumentar o regime de rotação de marcha lenta para gerar uma tensão de carga

maior;

2 - Reduzir a potência dos consumidores oudesconectá-los.

Por meio da comunicação CAN, a unidade de controle do motor se encarrega da

elevação da rotação do motor, se a tensão forinsuficiente e o alternador informar um

nível de utilização de 100% através do sinalDFM.

A elevação da rotação somente se desativa quando se acelera o motor através do

pedal acelerador, ou também quando a tensão de bordo se normalizou.Com essas

medidas, evita-se uma rotação de marcha lenta irregular.

A luz de aviso da bateria somente é controlada através da CAN (em conjunto como

computador de bordo via painel deinstrumentos).


LIN (LOCAL INTERCONNECTNETWORK)

O seu objetivo resume-se a um padrão aberto de baixo custo para uma rede de

comunicações em automóveis,em quea velocidade de um protocoloCAN não é

necessária.

O protocolo LIN não executa somente a transmissão de dados, mas também orienta

os demais sistemas,oferecendo-lhescondições de atuarem em harmonia ecom total

eficácia. Esta rede foi implementada de forma a auxiliar o protocolo CAN,

principalmente pelo seu baixo custo em situações em que a taxa de transmissão é

baixa.


Com a criação do protocolo LIN, o regulador e o alternador podem ser interligadosao

ECU para que ele administre o sistema de carregamento do veículo em inúmeras

situações do próprio sistema.

A figura mostra um modelo de alternador com dois terminais chamados "L" e "F".


Terminal “DFM”:Sua função é fornecer à ECU informações sobre a taxa de carga do alternador. Quando

aumentamos a carga do alternador, a largura de pulso, dependendo da aplicação do carro torna-

se maior ou menor. Se a carga é alta, a ECU do carro pode desligar alguns acessórios e/ou

aumentar a velocidade de marcha lenta. Cada marca de alternador tem uma abreviatura

diferente para esta conexão exemplo: DFM (Monitor campo Digital), FR (Retorno de campo), M

(Monitor), LI (indicador de carga). Apesar das nomenclaturas diferentes, todos têm a mesma

função.


Terminal “C”: (Controlado pela ECU) este terminal é um sinal que sai da ECUpara o

regulador, que controla a taxa de carga do alternador (conhecido como sistema de carga

inteligente). Elevai dizer ao alternador quando parar ou começar a carregar.

Paratestar este tipo de regulador de tensão em bancada, não sedeve conectar nada no plug do

regulador, apenas alimentar o alternador e colocar a girar.

Casonão inicie acarga desta forma, basta encostar por um segundo um sinal de aterramento no

pino “C” para fazer aexcitação, assim o alternador já começaa carregar.

Fazendo aconexão permanente do aterramento no terminal “C”, atensão de regulagem deve

baixar para cerca de 12,8V.

As principais linhas que utilizam ente terminal

são: Honda, Mitsubishi, Subaru, Jaguar, entre

outros.


Terminais “RC/SIG/RLO”: Assim como o terminal “C”, essas

conexões também estão ligadas à ECU do veículo, permitem a variação

da regulagem de tensão pela ECU. As conexões dos terminais RC e SIG

são utilizadas na linha Ford, Volvo e Land Rover, a conexão de pino RLO

é utilizada na linha Toyota.

Terminal RC trabalha com

uma freq. 125Hz aprox.

Regulador PCM / RVC,

tensão ajustada pelo

módulo.


SISTEMA GM “RVC” A General Motors desenvolveu os reguladores de

tensão com sistema RVC (Tensão regulada controlada) com o objetivo de

diminuir o consumo de combustível e aumentar a vida útilda bateria.

Os reguladores do sistema RVC possuem parâmetros de regulagem de

tensão bem diferentes dos reguladores convencionais.


No Ônix por exemplo, a tensão

pode variar de 12,4V à 15,8V,

definido pela ECU. Esta variação de

tensão depende de alguns fatores,

como por exemplo, carga da

bateria. Se a bateria estiver com

pouca carga, a tensão deve se

aproximar de 15V e vai reduzindo

na medida em que a bateria recebe

carga. Quando a bateria chega a

aproximadamente 80% de sua carga

máxima, o alternador irá produzir

apenas a carga necessária para

manter o carro em funcionamento,

assim reduzindo a carga do

alternador sobre o motor e

consequentemente o consumo de

combustível e aumentando a vida

útil dabateria.


Os reguladoresde tensão do sistemaCOM, utilizam somente um terminal de conexão

com a ECU e utiliza sinal de dados para comunicação. A ECU fornece informações

sobre a regulagem necessária e o alternador irá responder com um sinal do tipo DFM.

Possuem circuitos especiais para trabalharem em alternadores de alta corrente,

podendo ultrapassar 250 Amperes. As principais características são a velocidade de

comunicação de dados (KBPS) e o código de identificação(ID).

Dica: Como a tensão destes alternadores

pode variar muito (12,5 a 16v), para saber

se está carregando mesmo com tensão

baixa, deve-se medir a corrente de saída do

alternador com um alicate amperímetro

DC. Se o veículo possuir o sensor no cabo

negativo da bateria, essa medição pode ser

realizada com um Scanner.


Gerenciamento

De Bateria

Sistema Start-Stop


Como já é conhecido, os sistemas eletrônicos embarcados vem

crescendo exponencialmente e para poder gerenciar cuidadosamente

do sistema de bordo é necessário conhecer o seu estado de carga da

bateria, o seu envelhecimento e outras alterações que possam ter

sofrido, já que uma bateria fraca é a causa de 50% das falhas em um

veículo.

53 % – Bateria

19 % –Alternador

18 % – Outras causas

10 % – Motor de arranqueFonte: Automóvel Club daAlemanha


Nos veículos modernos um pequeno módulo eletrônico muitobem

elaborado é integrado ao terminal de contato negativo dabateria.

O monitoramento independe do carro, ou seja, serve paratodos,

desde que se tenha um módulo de gerenciamento de energia

para atuar sobre o alternador com base em informações de todo

o sistemaelétrico.


FUNCIONAMENTO DO BORNE ELETRONICO DE BATERIA “BMS”

A capacidade de cranking —pôr em marcha —é calculada pela corrente de descarga

para o motor de partida, monitora as alterações de consumo nessa ação, medindo a

capacidade em um período de tempo, ou seja, se o consumo aumenta muitocom uma

sequência de partidas, o BMS sabe que a bateria está com sua função de carga e

descarga afetada, dando o alerta que está se aproximando a hora da troca do

componente.


As informações do estado da bateria são monitoras pelo sensor BMS e

envidas ao gerenciamento de rede de bordo via redeLIN.

BB0 0

BSI

A

V

T°


O BMS tem a capacidade de monitorar a capacidade de carga, a aceitação de carga e a

saída de energia da bateria.

O monitoramento dos parâmetros é preciso, através da medição de

corrente, tensão e temperatura, e calcula o estado de carga, de vida

útil da bateria e de função. Isso permite um melhor funcionamento

dos sistemas de Stop/Start (desliga/liga o motor nas paradas),quando

o veículo tiver esse equipamento, em que permite economia de

consumo.


• Estado da Bateria;

• A Temperatura da Bateria;

• Diminuir os Picos de Tensão;

• Controlar a Corrente de Repouso;

• Corte Seletivo dos Consumidores;

• Coordenação com outras unidades;

• Controle do Alternador;

O BMS (Battery Management System) é uma unidade eletrônica que monitora:


LIN

Como já foi dito anteriormente o estado de carga da

bateria determina a desativação de vários componentes

sem a ação do motorista. Algumas grandezas são

elaboradas pelo BMS-Rede de Bordo que calcula os

parâmetros de estado da bateria:


SOC: (State of Charge: estado de carga) que representa em

percentual a carga da bateria em relação à sua capacidade

nominal. Para algumas funções esse percentual deve ser maior

ou igual a 75 %.


SOH: (State of Health: estado de saúde) que representa

“o envelhecimento” da bateria, ou melhor, representa em percentual a

capacidade real da bateria em relação à nominal. Seu valor deve ser maior

que 60% para algumas funções do veiculo. Esta condição é importante

porque, com o decorrer do tempo, a bateria é sujeita a um processo de

envelhecimento irreversível que reduz a capacidade de ser totalmente

recarregada.


SOF: (State of Function: estado de funcionamento) expresso em

Volts, representa o pico mínimo de tensão que pode ser atingido

durante a fase de arranque. Para a maioria das funções

eletrônicas do veiculo o SOF deverá ser maior que 8,2 V.


Alguns Procedimentos e Cuidados com o BMS: No caso de desligamento/ligamento do BMS ou mesmo a troca

da unidade, deixá-lo por um tempo pré-determinado em repouso.

Isso é necessário para que a bateria seja medida no estado de

carga (Val. SOC) e esteja No seu valor nominal (mínimo de 4

horas bateria em repouso).


Após a troca da bateria ou do módulo BMS é necessário Introduzir novamente

os Dados da Bateria no sistema (Unidade de Comando Monitoramento da

Bateria);


Em veículos equipados com o sistema BMS nunca conectar o

cabo NEGATIVO do carregador de bateria ou auxiliar de partida

ao polo NEGATIVO da bateria, caso contrário o Sensor BMS será

danificado.


Ao usar um carregador de bateria externo (ou cabos de partida

auxiliar) deve-se conectar diretamente na parte do cabo de

massa, prensado na saída do BMS ou na porca de massa na

lataria.


SENSOR BMS


Ao realizar um

teste de carga

e partida

somente

deverá ser

testada com

equipamento

específico.


PROCEDIMENTO CORRETO PARA DESLIGAR A BATERIA COM BMS:

Desligar a Ignição;

Retirar a Chave de Ignição ou afastar a chave modelo Keyless do Contato e mantê-la

fora do Veículo ou seja, fora da Faixa de Recepção da Antena Keyless;

Aguardar no mínimo 10 minutos Antes da Remoção dos Cabos da Bateria.

Nota: Esse tempo de 10 Min. é Necessário para que os Sistemas sejam

“Memorizados” entre as várias Unidades de Comando (sleep rede de bordo);

Ex. Veículos

equipados com

Sistema Start Stop:


Utilizando um “back-up” no sistema de forma correta

VIDEO DO BACKUPBATERIA


Sistema Start-Stop


Suas principais funções restringem-se a cortar o funcionamento do motor

durante um congestionamento, e até mesmo no fechamento de umsemáforo.

Para funcionar novamente o veículo basta pressionar o acelerador ou outro

pedal. Processos facilmente compreendidos e executados, porém, de

complexidade construtiva altamente “rebuscada”.


Em veículos com câmbio manual, o sistema somente é ativado quando o

motorista freia, aciona a embreagem e desengata a marcha. O veículo volta a

funcionar assim que o pedal de embreagem é pressionado novamente.


No caso de câmbio automático a

mesma operação acontece ao se pisar

no freio, parar e retomar o acelerador.


Tudo é controlado por uma central eletrônica. Mas para funcionar o

sistema precisa de alternador e motor de arranque de altaeficiência,

com ciclo de vida para 150 mil a 250 milpartidas.


Descrição do sistema:1.O módulo do motor gereo

sistema Start & Stop.

2.Sistema de acesso achave

keyless docarro

3.Motor de arranque: É

responsável por fazer arrancar o

motor de combustãointerna.

4.Painel de instrumentos:

Informa o condutor se oestado

do sistema Start & Stop está

ativado/desativado.

5.Centro de comutação

liga/desliga start-stop


6.Sensor de velocidade: Fornece

informações, normalmenteatravés

da unidade de ABS, sobre a

velocidade doveículo.

7.Sensor da bateria: Informa a

unidade do motor sobre acorrente

que entra e sai da bateria, por

forma a calcular o nível decarga.

8.Interruptor da capota domotor:

Avisa a unidade do motor da

abertura do compartimento do

motor.

9.Interruptor do cinto de

segurança: Indica à unidade do

motor se o cinto de segurançaestá

apertado ou não.


10.Sensor da posição do pedal da

embreagem: Verifica a posição do pedal. Se a

alavanca do cambio estiver deslocada, omotor

arranca depois de pressionado o pedal a90%.

11.Sensor da posição do pedal da

embreagem: : Verifica a posição do pedal. Se a

alavanca do cambio estiver na posição de

ponto-morto, o motor arranca depois de o

pedal ser pressionado a10%.

12.Sensor de vácuo do servo-freio: Localizado

no servo-freio, envia um sinal proporcional ao

vácuo do Freio.

13.Sensor de posição em ponto-morto:

Localizado na alavanca do cambio, verifica a

posição da alavanca (Normalmente, após a

substituição, é necessário fazerà

calibração com equipamento dediagnóstico).

14.Unidade de controlo daclimatização:

Solicita o arranque do motor quando

necessita de baixar a temperatura.


Com este sistema, o motor paraquando:

• A velocidade do veículo é inferior a 3 km/h.

• A caixa de velocidades está na posição de ponto-morto.

• O pedal da embraiagem não estápressionado.

• Em alguns veículos o volante não está a ser virado (não é necessário nenhum tipo de

assistência)

• O motor está em marchalenta.

O motor não parase:

• O vácuo do servo-freio descer abaixo de um Valordefinido.

• A bateria estiver sem carga.

• O controlo da climatização exigir o uso do compressor de arcondicionado.

• A temperatura do líquido de arrefecimento estiver abaixo de 20 – 50 ºC.

• A temperatura exterior for inferior a -10 ºCe

superior a 50 ºC.

O sistema Start & Stop também pode incluir as seguintes funções:

• Desligar-se depois de se abrir o capô do motor, para evitar o arranque automático quando

estão a ser efetuados trabalhos no motor.

• Desligar-se depois de soltar o cinto de segurança, para evitar sair do veículo sem o parar.

(Estas condições variam de um fabricante paraoutro)


Devido aos constantes arranques, é incorporado um estabilizador de

corrente para evitar picos de potência. Quando se dá um arranque oua

voltagem da bateria é inferior a 10,5 V, o estabilizador alimenta o

sistema elétrico do veículo por intermédio de uma bateria interna (em

alguns veículos).

Ex: Estabilizador de tensão - Conversor DC / DC novo Uno com SistemaS&S

FIM DA APRESENTAÇÃO

O NOSSO MUITO OBRIGADO A TODOS!

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