Τα δεδοµένα θερµοκρασίας µαζί µε αυτά της παρακολουθούµενης τάσης χρησιµοποιούνται στην ηλεκτρονική µονάδα ελέγχου για να διαφοροποιηθεί ο ρυθµός φόρτισης της µπαταρίας.
Ένα από τα πιο σηµαντικά στοιχεία κάθε αυτοκινήτου είναι η µπαταρία του. Η πηγή ενέργειας που επιτρέπει στο όχηµα και στα ηλεκτρικά εξαρτήµατά του να λειτουργούν. Λειτουργεί, επίσης, ως φίλτρο για να διασφαλιστεί ότι η κατάλληλη ποσότητα ισχύος και τάσης αποστέλλεται στα αντίστοιχα εξαρτήµατα.
Η θερµοκρασία είναι ένας πολύ σηµαντικός παράγοντας για την απόδοση της µπαταρίας, αλλά και για την καλύτερη δυνατή προσαρµογή του ρεύµατος και της τάσης φόρτισης.
Οι µπαταρίες είναι ευαίσθητες στη θερµοκρασία. Η ιδανική θερµοκρασία λειτουργίας της µπαταρίας είναι µεταξύ 18 και 25 oC. Καθώς η θερµοκρασία αυξάνεται, οι χηµικές αντιδράσεις στο εσωτερικό της µπαταρίας γίνονται πιο γρήγορες. Σε κάποιο βαθµό, αυτό είναι καλό, καθώς η απόδοση της µπαταρίας βελτιώνεται. Αλλά εάν οι αντιδράσεις γίνουν πολύ γρήγορες, τα χηµικά της µπαταρίας (ηλεκτρολύτης και ηλεκτρόδια) µπορεί να καταστραφούν, µειώνοντας τη διάρκεια ζωής της µπαταρίας. Σε ακόµη υψηλότερες θερµοκρασίες, η θερµική διαφυγή γίνεται πραγµατική απειλή και η διάρκεια ζωής της µπαταρίας µειώνεται σηµαντικά. Σε χαµηλότερες θερµοκρασίες, η εσωτερική αντίστασή της αυξάνεται και ως εκ τούτου η απόδοσή της µειώνεται. Σε εξαιρετικά χαµηλές θερµοκρασίες, ο ηλεκτρολύτης µπορεί να παγώσει και η µπαταρία να πάψει να λειτουργεί. Για την παρακολούθηση της όλης κατάστασης κατά τη φόρτιση της µπαταρίας, χρησιµοποιείται ο αισθητήρας θερµοκρασίας, ο οποίος στέλνει ένα σήµα στη µονάδα ελέγχου της, εάν υπάρχει κάποια αλλαγή.
Οι διαφορές
Οι αισθητήρες θερμοκρασίας μπαταρίας είναι θερμίστορ: αισθητήρες που αλλάζουν την ηλεκτρική αντίσταση, καθώς αλλάζει η θερμοκρασία. Ο αισθητήρας λαμβάνει μία συγκεκριμένη τάση αναφοράς, συνήθως 5 βολτ, από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου. Επειδή βρίσκεται πάνω ή κοντά στην μπαταρία, η θερμοκρασία του ταυτίζεται με αυτή της μπαταρίας. Ενώ η θερμοκρασία της μπαταρίας – και, κατά συνέπεια, η θερμοκρασία του αισθητήρα – αυξάνεται, η αντίσταση στο ρεύμα μέσω του αισθητήρα μειώνεται και το σήμα τάσης αυξάνεται.
Στα υβριδικά αυτοκίνητα χρησιμοποιούνται πολλoί αισθητήρες θερμοκρασίας μπαταρίας. Για παράδειγμα, τα Chevrolet Volt έχουν 16 αισθητήρες που είναι αναπόσπαστοι στο πακέτο των μπαταριών. Στο ΤΟΥΟΤΑ Prius του 2004 υπάρχουν 3 + 1 αισθητήρες θερμοκρασίας μπαταρίας. Ο ένας μετρά τη θερμοκρασία του αέρα ψύξης, καθώς η μπαταρία είναι αερόψυκτη. Οι άλλοι τρεις βρίσκονται κάτω από την μπαταρία και έρχονται σε άμεση επαφή με αυτή. Ο ένας βρίσκεται στο μέσον της μπαταρίας και οι άλλοι δύο στο αριστερό και δεξιό άκρο. Και οι τέσσερεις αισθητήρες είναι αντιστάσεις τύπου NTC. Στα αυτοκίνητα με θερμικούς κινητήρες αποκλειστικά, τοποθετείται ένας μόνο αισθητήρας θερμοκρασίας μπαταρίας και, συχνά, ενσωματώνεται και με άλλους αισθητήρες, οπότε ονομάζεται συνήθως έξυπνος (IBS – Intelligent battery sensor) ή ηλεκτρονικός (EBS – electronic battery sensor) αισθητήρας μπαταρίας.
EBS
Ο ηλεκτρονικός αισθητήρας της µπαταρίας (EBS) παρέχει αξιόπιστες και ακριβείς πληροφορίες σχετικά µε την κατάσταση των µπαταριών µολύβδου-οξέος 12 V, λαµβάνοντας, παράλληλα, υπόψη τα φαινόµενα γήρανσης της µπαταρίας. Παρέχοντας αυτές τις σχετικές πληροφορίες, ο αισθητήρας επιτρέπει την εφαρµογή ενός συστήµατος βελτιστοποιηµένης διαχείρισης ηλεκτρικής ενέργειας στο αυτοκίνητο και υποστηρίζει τεχνολογίες εξοικονόµησης καυσίµου και µείωσης των εκποµπών CO2. Είναι, επίσης, βασικό εξάρτηµα σε ηλεκτροκίνητα και αυτοµατοποιηµένα οχήµατα, ενώ υποστηρίζει και άλλες εφαρµογές, όπως λογισµικό over-the-air, προγνωστική διάγνωση και προγνωστική συντήρηση.
Ο ηλεκτρονικός αισθητήρας μπαταρίας (EBS) μετρά το ρεύμα, την τάση και τη θερμοκρασία των μπαταριών μολύβδου-οξέος 12V με μεγάλη ακρίβεια. Ο αλγόριθμος ανίχνευσης της κατάστασης της μπαταρίας που είναι ενσωματωμένος στον αισθητήρα υπολογίζει την τρέχουσα και την προβλεπόμενη κατάσταση φόρτισης, όπως και τη λειτουργία της μπαταρίας με βάση αυτές τις βασικές παραμέτρους, υποδεικνύοντας τα φαινόμενα γήρανσής της. Αυτές οι πληροφορίες μεταβιβάζονται στην μονάδα ελέγχου. Εάν χρειάζεται, το σύστημα εφαρμόζει τα κατάλληλα μέτρα, ώστε να διασφαλίσει την παροχή ρεύματος σε βοηθητικές εγκαταστάσεις. Επιπλέον, εξυπηρετεί άλλους σκοπούς, όπως τη μεγιστοποίηση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας με την αποφυγή βαθιάς εκφόρτισης ή την υποστήριξη τεχνολογιών εξοικονόμησης καυσίμου και περιορισμού εκπομπών CO2 (έλεγχος έξυπνης γεννήτριας, σύστημα start/stop ή ανάκτηση κατά την πέδηση).
Ο ηλεκτρονικός αισθητήρας µπαταρίας (EBS) συνδέεται ανάµεσα στον αρνητικό πόλο µιας µπαταρίας µολύβδου-οξέος 12 V και στη βίδα που προσαρµόζεται η γείωση στο αµάξωµα.
Ο αισθητήρας EBS μετρά το ρεύμα χρησιμοποιώντας μία διακλάδωση και μεταδίδει επίσης πληροφορίες για την τάση και τη θερμοκρασία της μπαταρίας. Αυτές οι βασικές παράμετροι απαιτούνται ως παράμετροι εισόδου για τον υπολογισμό της κατάστασής της. Επίσης, με αυτές τις πληροφορίες υπολογίζονται το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας (SOC), η λειτουργία της ( SOF) καθώς και η υγεία της (SOH). Η SOC υποδεικνύει πόση ισχύς είναι διαθέσιμη. Χρησιμοποιώντας την πληροφορία της SOC, το σύστημα διαχείρισης ηλεκτρικής ενέργειας ρυθμίζει το φορτίο για τη βελτιστοποίηση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας και της κατανάλωσης καυσίμου. Η SOF προβλέπει την επίδραση του φορτίου στην καμπύλη τάσης. Με βάση την τιμή της SOH, υπολογίζονται τα φαινόμενα γήρανσης της μπαταρίας και η επίδρασή τους στην ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας και στην ισχύ της.
ΙΒS
Παρόµοιος είναι και ο έξυπνος αισθητήρας µπαταρίας (IBS) που δίνει πληροφορίες για την τρέχουσα ενεργειακή κατάστασή της. Για την καλύτερη διαχείριση της µπαταρίας του αυτοκινήτου, είναι απαραίτητο η µονάδα ελέγχου να γνωρίζει την κατάσταση φόρτισης της µπαταρίας, τη γήρανση και τυχόν αλλαγές που έχουν επέλθει, καθώς οι αποδυναµωµένες µπαταρίες είναι η κύρια αιτία βλάβης στα σηµερινά αυτοκίνητα και ο έξυπνος αισθητήρας µπαταρίας (IBS) είναι το βασικό εξάρτηµα διαχείρισης της ενέργειας της µπαταρίας.
Ο IBS μετρά αξιόπιστα και με ακρίβεια τις παραμέτρους τάσης, ρεύματος και θερμοκρασίας της μπαταρίας. Οι πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση φόρτισης (SOC), την κατάσταση της υγείας (SOH) και την κατάσταση λειτουργίας (SOF) της μπαταρίας υπολογίζονται από αλγόριθμο χρησιμοποιώντας αυτές τις μετρήσεις. Ο IBS έχει σχεδιαστεί για χρήση σε μπαταρίες εκκίνησης, gel και AGM για την παρακολούθησή τους και μπορεί να ενσωματωθεί απευθείας στο ηλεκτρικό σύστημα του αυτοκινήτου με το τυποποιημένο πρωτόκολλο LIN. Συνδέεται απευθείας στον αρνητικό πόλο της μπαταρίας. Δίπλα στον ακροδέκτη, το μηχανικό τμήμα του αισθητήρα μπαταρίας αποτελείται από τη διακλάδωση και τη βίδα της γείωσης. Ο αισθητήρας είναι προσαρτημένος στη διαδρομή του ρεύματος της γείωσης και χρησιμοποιεί μία μετρητική αντίσταση για έμμεση μέτρηση του ρεύματος.
Τα ηλεκτρονικά του βρίσκονται σε χυτό περίβλημα με βύσμα που λειτουργεί ως διεπαφή με το σύστημα διαχείρισης ενέργειας. Το πρωτόκολλο LIN είναι η διεπαφή επικοινωνίας με τη μονάδα ελέγχου. Η τάση τροφοδοσίας, που χρησιμοποιείται, ταυτόχρονα, ως τάση αναφοράς για τη μέτρηση της τάσης, παρέχεται από τη σύνδεση με τον θετικό πόλο της μπαταρίας.
Χρησιμοποιώντας τον έξυπνο αισθητήρα μπαταρίας, το σύστημα διαχείρισης ενέργειας μπορεί να αντιδράσει γρήγορα σε περίπτωση κρίσιμης κατάστασης και να επηρεάσει τόσο τη λειτουργία των καταναλωτών όσο και του εναλλακτήρα.
Οι βλάβες
Σε περίπτωση βλάβης του αισθητήρα αποθηκεύονται στην μνήμη ΚΑΜ κωδικοί βλάβης όπως: P0514, P0515, P0516 και P0517, ενώ ανάβει στον πίνακα οργάνων η προειδοποιητική λυχνία MIL. Οι παραπάνω κωδικοί δείχνουν μία ασυνήθιστα χαμηλή ή υψηλή θερμοκρασία ή βλάβη στον αντίστοιχο αισθητήρα. Υποδεικνύουν πρόβλημα με το εύρος τιμών ή την απόδοση του κυκλώματος του αισθητήρα θερμοκρασίας μπαταρίας και οι πιθανές αιτίες για αυτούς είναι:
- Ελαττωματικός αισθητήρας θερμοκρασίας μπαταρίας.
- Καλωδίωση αισθητήρα με πιθανόν κομμένο καλώδιο στο κύκλωμα σήματος του αισθητήρα ή βραχυκύκλωμα στο κύκλωμα σήματος του αισθητήρα.
- Πιθανή αστοχία στη μονάδα ελέγχου.
