Hệ thống sạc và quản lý điện năng Cruze 2010 đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nguồn điện ổn định cho toàn bộ hoạt động của xe Chevrolet Cruze 2010. Từ việc sạc ắc quy đến điều phối dòng điện cho các thiết bị điện tử, hệ thống này giúp xe vận hành trơn tru, tiết kiệm năng lượng và tăng tuổi thọ cho các linh kiện. Bài viết dưới đây sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan hệ thống sạc và quản lý điện năng trên xe.
1. Tổng quan về quản lý điện năng
Hệ thống quản lý điện năng được thiết kế để giám sát và điều khiển hệ thống sạc, đồng thời gửi thông báo chẩn đoán để cảnh báo người lái xe về các sự cố có thể xảy ra với ắc quy và máy phát điện.
Hệ thống quản lý điện năng này chủ yếu sử dụng khả năng máy tính hiện có để tối đa hóa hiệu quả của máy phát điện, quản lý tải, cải thiện trạng thái sạc và tuổi thọ của ắc quy, đồng thời giảm thiểu tác động của hệ thống đến việc tiết kiệm nhiên liệu.
Hệ thống quản lý điện năng thực hiện 3 chức năng:
- theo dõi điện áp ắc quy và ước tính tình trạng ắc quy.
- thực hiện các chức năng hiệu chỉnh bằng cách tăng tốc độ không tải và điều chỉnh điện áp sạc.
- thực hiện chẩn đoán và thông báo cho người lái xe.
Tình trạng ắc quy được ước tính trong quá trình tắt đánh lửa và trong quá trình đánh lửa bật. Trong quá trình đánh lửa, trạng thái sạc của ắc quy được xác định bằng cách đo điện áp mạch hở. Trạng thái sạc là hàm của nồng độ axit và điện trở trong của ắc quy và được ước tính bằng cách đọc điện áp mạch hở của ắc quy khi ắc quy đã ở trạng thái nghỉ trong vài giờ.
Trạng thái sạc có thể được sử dụng như một công cụ chẩn đoán để thông báo cho khách hàng hoặc đại lý về tình trạng của ắc quy. Trong suốt quá trình đánh lửa, thuật toán liên tục ước tính trạng thái sạc dựa trên điều chỉnh ampe giờ thực, dung lượng ắc quy, trạng thái sạc ban đầu và nhiệt độ.
Trong khi chạy, mức xả ắc quy chủ yếu được xác định bởi cảm biến dòng điện của ắc quy, được tích hợp để tính ampe giờ thực.
Ngoài ra, chức năng quản lý điện năng được thiết kế để thực hiện kiểm soát điện áp sạc nhằm cải thiện trạng thái sạc, tuổi thọ ắc quy và tiết kiệm nhiên liệu. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng kiến thức về trạng thái sạc và nhiệt độ của ắc quy để đặt điện áp sạc ắc quy ở mức điện áp tối ưu để sạc lại mà không làm giảm tuổi thọ của ắc quy.
Mô tả và vận hành hệ thống sạc được chia thành 3 phần. Phần đầu tiên mô tả các thành phần của hệ thống sạc và sự tích hợp của chúng vào quản lý điện năng. Phần thứ hai mô tả hoạt động của hệ thống sạc. Phần thứ ba mô tả hoạt động của đèn báo sạc trên điều khiển, thông báo thông tin cho người lái xe và hoạt động của vôn kế.
2. Các bộ phận hệ thống sạc
2.1 Máy phát điện
Máy phát điện là một thành phần có thể thay thế được. Nếu có lỗi của máy phát điện được chẩn đoán thì nó phải được thay thế cả cụm. Đai dẫn động động cơ dẫn động máy phát điện. Khi roto quay, nó sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều (AC) đi vào cuộn dây stato.
Điện áp xoay chiều sau đó được gửi qua một loạt điốt để chỉnh lưu. Điện áp chỉnh lưu đã được chuyển đổi thành dòng điện một chiều (DC) để hệ thống điện của xe sử dụng duy trì tải điện và sạc ắc quy. Bộ điều chỉnh điện áp tích hợp trong máy phát sẽ điều khiển đầu ra của máy phát. Nó không thể thay thế được. Bộ điều chỉnh điện áp kiểm soát lượng dòng điện cung cấp cho roto. Nếu máy phát bị lỗi mạch điều khiển từ trường, máy phát sẽ mặc định có điện áp đầu ra là 13,8 V.
2.2 Mô-đun điều khiển thân xe (BCM)
Mô-đun điều khiển thân xe (BCM) là một thiết bị GMLAN. Nó giao tiếp với mô-đun điều khiển động cơ (ECM) và cụm bảng điều khiển để vận hành quản lý điện năng. BCM xác định đầu ra của máy phát và gửi thông tin đến ECM để điều khiển mạch tín hiệu bật máy phát.
Nó giám sát thông tin mạch tín hiệu chu kỳ nhiệm vụ từ trường của máy phát được gửi từ ECM để điều khiển máy phát. Nó giám sát cảm biến dòng điện của ắc quy, mạch điện áp dương của ắc quy và nhiệt độ ước tính của ắc quy để xác định trạng thái sạc của ắc quy. BCM thực hiện tăng tốc không tải.
2.3 Cảm biến dòng điện của ắc quy
Cảm biến dòng điện của ắc quy là một bộ phận có thể thay thế được kết nối với cáp âm của ắc quy. Cảm biến dòng điện của ắc quy là cảm biến dòng điện hiệu ứng Hall 3 dây. Cảm biến dòng điện của ắc quy theo dõi dòng điện của ắc quy.
Nó gửi trực tiếp vào BCM. Nó tạo ra tín hiệu điều chế độ rộng xung 5 vôn (PWM) 128 Hz với chu kỳ nhiệm vụ là 0–100 phần trăm. Chu kỳ hoạt động bình thường là từ 5–95 phần trăm. Từ 0–5 phần trăm đến 95–100 phần trăm là dành cho mục đích chẩn đoán.
2.4 Mô-đun điều khiển động cơ (ECM)
Khi động cơ đang chạy, tín hiệu bật máy phát điện được gửi đến máy phát điện từ ECM, làm bật bộ điều chỉnh điện áp. Bộ điều chỉnh điện áp của máy phát điện điều khiển dòng điện tới roto, từ đó điều khiển điện áp đầu ra.
Dòng điện roto tỷ lệ thuận với độ rộng xung điện do bộ điều chỉnh cung cấp. Khi động cơ khởi động, bộ điều chỉnh sẽ cảm nhận chuyển động quay của máy phát điện bằng cách phát hiện điện áp xoay chiều ở stato thông qua dây dẫn bên trong.
Khi động cơ đang chạy, bộ điều chỉnh sẽ thay đổi dòng điện kích từ bằng cách điều khiển độ rộng xung. Điều này điều chỉnh điện áp đầu ra của máy phát điện để sạc ắc quy và vận hành hệ thống điện thích hợp. Điện cực điều khiển dòng điện roto của máy phát được kết nối bên trong với bộ điều chỉnh điện áp và bên ngoài với ECM.
Khi bộ điều chỉnh điện áp phát hiện sự cố trong hệ thống sạc, nó sẽ nối mass mạch này để báo hiệu cho ECM rằng có sự cố. ECM giám sát mạch tín hiệu chu kỳ nhiệm vụ của máy phát và nhận các quyết định điều khiển dựa trên thông tin từ BCM.
2.5 Cụm bảng điều khiển
Cụm bảng điều khiển cung cấp thông báo cho khách hàng trong trường hợp có vấn đề với hệ thống sạc. Có 2 phương tiện thông báo, đèn báo sạc và tin nhắn trung tâm thông tin lái xe SERVICE BATTERY CHARGING SYSTEM nếu được trang bị.
3. Hoạt động của hệ thống sạc
Mục đích của hệ thống sạc là duy trì mức sạc của ắc quy và tải của xe. Có 6 chế độ hoạt động bao gồm:
- Chế độ sunfat hóa ắc quy
- Chế độ sạc
- Chế độ tiết kiệm nhiên liệu
- Chế độ đèn pha
- Chế độ khởi động
- Chế độ giảm điện áp
Mô-đun điều khiển động cơ (ECM) điều khiển máy phát điện thông qua mạch tín hiệu BẬT máy phát điện. ECM giám sát hiệu suất của máy phát thông qua mạch tín hiệu chu kỳ nhiệm vụ từ trường của máy phát. Tín hiệu là tín hiệu điều chế độ rộng xung (PWM) 128 Hz với chu kỳ nhiệm vụ là 0-100 phần trăm.
Chu kỳ hoạt động bình thường là từ 5–95 phần trăm. Từ 0–5 phần trăm đến 95–100 phần trăm là dành cho mục đích chẩn đoán. Bảng sau đây cho thấy chu kỳ làm việc được lệnh và điện áp đầu ra của máy phát:
| Chu kỳ nhiệm vụ phản hồi | Điện áp đầu ra máy phát |
| 10% | 11V |
| 20% | 11.56V |
| 30% | 12.12V |
| 40% | 12.68V |
| 50% | 13.25V |
| 60% | 13.81V |
| 70% | 14.37 V |
| 80% | 14.94 V |
| 90% | 15.5 V |
Máy phát cung cấp tín hiệu phản hồi của đầu ra điện áp máy phát thông qua mạch tín hiệu chu kỳ nhiệm vụ từ trường của máy phát tới ECM. Thông tin này được gửi đến mô-đun điều khiển thân xe (BCM). Tín hiệu là tín hiệu PWM có tần số 128 Hz với chu kỳ hoạt động từ 0-100 phần trăm. Chu kỳ nhiệm vụ bình thường là từ 5-99 phần trăm. Từ 0–5 phần trăm đến 100 phần trăm là dành cho mục đích chẩn đoán.
3.1 Chế độ sunfat hóa ắc quy
BCM sẽ vào chế độ này khi điện áp đầu ra của máy phát được xác định nhỏ hơn 13,2 V trong 45 phút. Khi tình trạng này tồn tại, BCM sẽ chuyển sang Chế độ sạc trong 2–3 phút. BCM sau đó sẽ xác định chế độ nào sẽ được vào tùy thuộc vào yêu cầu điện áp.
3.2 Chế độ sạc
BCM sẽ chuyển sang Chế độ sạc khi đáp ứng một trong các điều kiện sau.
- Cần gạt nước BẬT trong hơn 3 giây.
- GMLAN (Yêu cầu chế độ tăng điện áp điều khiển theo khí hậu) là đúng, được cảm nhận bởi đầu điều khiển HVAC. Quạt làm mát tốc độ cao, bộ khử sương phía sau và hoạt động của quạt gió tốc độ cao HVAC có thể khiến BCM chuyển sang Chế độ sạc.
- Nhiệt độ ước tính của ắc quy nhỏ hơn 0°C (32°F).
- Trạng thái sạc ắc quy dưới 80 phần trăm.
- Tốc độ xe lớn hơn 145 km/h (90 mph)
- Có lỗi cảm biến hiện tại.
- Điện áp hệ thống được xác định dưới 12,56 V
Khi bất kỳ điều kiện nào trong số này được đáp ứng, hệ thống sẽ đặt điện áp đầu ra của máy phát điện mục tiêu thành điện áp sạc trong khoảng 13,9-15,5 V, tùy thuộc vào trạng thái sạc ắc quy và nhiệt độ ước tính của ắc quy.
3.3 Chế độ tiết kiệm nhiên liệu
BCM sẽ chuyển sang Chế độ tiết kiệm nhiên liệu khi nhiệt độ ước tính của ắc quy ít nhất là 0°C (32°F) nhưng nhỏ hơn hoặc bằng 80°C (176°F), dòng điện tính toán của ắc quy nhỏ hơn 15 ampe và lớn hơn -8 ampe và trạng thái sạc của ắc quy lớn hơn hoặc bằng 80 phần trăm.
Điện áp đầu ra máy phát mục tiêu của nó là điện áp mạch hở của ắc quy và có thể nằm trong khoảng 12,5-13,1 V. BCM sẽ thoát khỏi chế độ này và chuyển sang Chế độ sạc khi có bất kỳ điều kiện nào được mô tả ở trên.
3.4 Chế độ đèn pha
BCM sẽ chuyển sang Chế độ đèn pha khi đèn pha BẬT (đèn pha hoặc đèn cốt). Điện áp sẽ được điều chỉnh trong khoảng 13,9-14,5 V.
3.5 Chế độ khởi động
Khi động cơ khởi động, BCM sẽ đặt điện áp đầu ra máy phát mục tiêu là 14,5 V trong 30 giây.
3.6 Chế độ giảm điện áp
BCM sẽ chuyển sang Chế độ giảm điện áp khi nhiệt độ không khí xung quanh được tính toán trên 0°C (32°F). Dòng điện tính toán của ắc quy nhỏ hơn 1 ampe và lớn hơn -7 ampe, đồng thời chu kỳ hoạt động từ trường của máy phát điện nhỏ hơn 99%. Điện áp đầu ra máy phát mục tiêu của nó là 12,9 V. BCM sẽ thoát khỏi chế độ này sau khi đáp ứng các tiêu chí cho Chế độ sạc.
3.7 Hoạt động của cụm bảng điều khiển
Hoạt động đèn báo sạc
Cụm bảng điều khiển sẽ sáng đèn báo sạc và hiển thị thông báo cảnh báo trong trung tâm thông tin người lái nếu được trang bị, khi xảy ra một hoặc những điều sau đây:
- Mô-đun điều khiển động cơ (ECM) phát hiện ra rằng đầu ra máy phát điện nhỏ hơn 11 V hoặc lớn hơn 16 V. Cụm bảng điều khiển nhận được thông báo GMLAN từ ECM yêu cầu sáng đèn.
- Cụm bảng điều khiển xác định rằng điện áp hệ thống nhỏ hơn 11 V hoặc lớn hơn 16 V trong hơn 30 giây. Cụm bảng điều khiển nhận được thông báo GMLAN từ mô-đun điều khiển thân xe (BCM) cho biết có mối lo ngại về dải điện áp hệ thống.
- Cụm bảng điều khiển thực hiện kiểm tra màn hình khi bắt đầu mỗi chu kỳ đánh lửa. Đèn báo sẽ sáng trong khoảng 3 giây.
HỆ THỐNG SẠC KHÔNG SẠC ẮC QUY
BCM và ECM sẽ gửi tin nhắn GMLAN đến trung tâm thông tin người lái để hiển thị thông báo BATTERY NOT CHARGING SERVICE CHARGING SYSTEM. Nó được lệnh BẬT khi DTC của hệ thống sạc là DTC hiện tại. Thông báo sẽ TẮT khi các điều kiện để xóa DTC đã được đáp ứng.
HỆ THỐNG SẠC LỖI ẮC QUY
BCM và ECM sẽ gửi tin nhắn GMLAN đến trung tâm thông tin người lái để hiển thị thông báo SERVICE BATTERY CHARGING SYSTEM. Nó được lệnh BẬT khi DTC của hệ thống sạc là DTC hiện tại. Thông báo sẽ TẮT khi các điều kiện để xóa DTC đã được đáp ứng.
Trên đây là toàn bộ thông tin về chủ đề Tổng quan về hệ thống Sạc và Quản lý điện năng Cruze 2010 mà trung tâm VATC muốn gửi đến bạn. Hy vọng bài viết này sẽ bổ ích và hữu dụng với bạn.
Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC
- Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
- Điện thoại: 0945711717
- Email: info@oto.edu.vn
Xem thêm:
