HV ECU monitoruje stan akumulatora i ostrzega, że wydajność akumulatora spadła poniżej dopuszczalnego progu wydajności za pomocą lampki ostrzegawczej. Ale wydaje się, że to nie jest wystarczająco dobre dla osób, które szukają używanego samochodu hybrydowego. Dla nich opracowałem metodę testowania stanu akumulatora.
Cóż, to nie do końca prawda. To właściwie ta sama procedura testowa, która potwierdza, że P3006 jest legalny. Właśnie znalazłem fajny sposób na jego wykreślenie na Techstream i zebrałem kilka przykładowych danych z kilku samochodów ze znanymi stanami akumulatora — jeden z nowym akumulatorem, jeden ze złym akumulatorem i jeden z 60K / 7-letnim akumulatorem, który nie miał żadnych problemów.
Oto nauka o wannie! (Podobnie jak „ser wannowy” lub „gin wannowy”, „nauka o wannie” jest wytwarzana w domu przez osoby bez profesjonalnego przeszkolenia i może być wątpliwej jakości.)
Podręcznik
Akumulator Priusa składa się z wielu pojedynczych bloków akumulatorów połączonych szeregowo. Każdy blok akumulatorów ma około 15 V. ECU akumulatora HV monitoruje napięcie każdego pojedynczego bloku. Wszystkie napięcia bloków nieznacznie się różnią. Blok o najniższym napięciu jest raportowany w PID (identyfikatorze parametru) zwanym Battery Min Block Voltage. Ten PID przeskoczy do bloku, który jest w danym momencie najniższy, więc może to być napięcie dla bloku 10 w jednej sekundzie, a następnie dla bloku 13 w następnej sekundzie. Istnieje również PID zwany Battery Max Block Voltage. Jest taki sam jak Min Block PID, z tą różnicą, że raportuje blok o najwyższym napięciu.
Te dwa PID-y mogą być używane do określania stanu zestawu akumulatorów. Wydajność bloku akumulatorów może być zależna od temperatury i jestem pewien, że również od innych zmiennych. Jak więc stwierdzić, czy blok akumulatorów działa prawidłowo w obecnej sytuacji? To proste, wystarczy spojrzeć na identyczne bloki akumulatorów tuż obok niego, które działają w dokładnie takich samych warunkach. Jeśli jeden blok w zestawie robi coś zupełnie innego niż pozostałe, coś jest nie tak. Patrząc na najwyższy i najniższy blok, ECU akumulatora HV jest w stanie ocenić stan zestawu akumulatorów.
Konfiguracja
Poniższy obrazek to nagranie ze skanera Toyota Techstream. Narysowałem wykres Min Block Voltage i Max Block Voltage, używając nakładającego się wykresu. Wyłączyłem automatyczną amplitudę zakresu i ustawiłem identyczne wartości minimalne i maksymalne dla obu PID-ów. Jeśli użyjesz ustawień domyślnych, otrzymasz całkiem bezużyteczny wykres.
Długość przechwytywania wynosi pięć minut, więc każdy podział to około 30 sekund. Wyzwalacz przechwytywania ustawiono na „10% przed”, co oznacza, że po naciśnięciu przycisku wyzwalacza nagrywanie rozpoczynało się około 30 sekund przed naciśnięciem przycisku.
Celem testu jest rozładowanie akumulatora i zaobserwowanie różnicy między Min Block V i Max Block V, gdy akumulator jest obciążony. Jak więc rozładować akumulator Priusa?
Testowanie
Test wygląda następująco — Uruchom samochód i pozwól mu się rozgrzać. Włącz bieg wsteczny. Poczekaj, aż silnik przestanie pracować (jeśli jeszcze nie pracuje, poczekaj, aż się uruchomi, a następnie poczekaj, aż przestanie pracować). Naciśnij przycisk spustowy i jednocześnie naciśnij gaz i hamulec.
W ten sposób rozładowujesz akumulator za pomocą MG2, który próbuje cię cofnąć, ale hamulce (mam nadzieję!) uniemożliwiają ci ruch. SILNIK (ICE) MUSI BYĆ WYŁĄCZONY! Gdy ICE pracuje, akumulator się ładuje. To ostatnia rzecz, jakiej chcesz, gdy próbujesz rozładować akumulator. Oto zasada testu: ICE włączony = przepustnica wyłączona. ICE wyłączony = przepustnica włączona. Próbujesz rozładować i naładować akumulator, obserwując napięcia.
Analiza danych
Zła bateria hybrydowa
Na poniższym wykresie MIN i MAX są dość zbliżone, gdy silnik spalinowy pracuje. Ale gdy tylko silnik spalinowy się wyłączy, a akumulator zostanie obciążony przepustnicą i MG2, napięcia znacznie się różnią! Jest około 7 podziałów między MIN i MAX, a każdy podział wynosi 0,5 V. To różnica 3,5 V. Maksymalna dopuszczalna różnica wynosi 1,2 V. Ten akumulator jest bardzo, bardzo zły. Zauważ, że napięcia wracają do siebie dość szybko po ponownym uruchomieniu silnika spalinowego i zwolnieniu przepustnicy. Zauważ również, że akumulator rozładował się w ciągu zaledwie 1 minuty i 45 sekund, a silnik spalinowy musiał się uruchomić. Na koniec spójrz na amplitudę — MAX osiąga 18 V, a MIN spada do 14,5 V.
Dobra bateria hybrydowa
Teraz przyjrzyjmy się nagraniu wykonanemu w tym samym samochodzie, z nowym akumulatorem. Konfiguracja wykresu jest dokładnie taka sama, a test został wykonany w ten sam sposób.
Różnic jest sporo. Po pierwsze, MIN i MAX pozostają w granicach 1/4 V od siebie podczas całego cyklu rozładowania. To całkiem inne niż w przypadku słabej baterii, gdzie MIN i MAX odchylały się od siebie o 3,5 V pod obciążeniem.
Zwróć również uwagę, jak długi był cykl rozładowania. Przy dokładnie takich samych warunkach obciążenia, nowy akumulator był w stanie rozładowywać się przez ponad 4 i pół minuty, zanim ICE włączył się, aby rozpocząć ładowanie. To około 2,5-krotność pojemności uszkodzonego akumulatora.
Na koniec spójrz na amplitudę. W pełni naładowane napięcie wynosi nieco ponad 16 V i spada do nieco poniżej 15 V. Porównaj to ze złym akumulatorem, gdzie zakres wynosił od 18 V do 14,5 V.
Nie jestem ekspertem od akumulatorów, ale spośród trzech różnic — separacji między napięciem Min Block V / Max Block V, czasem rozładowania i separacji między napięciem pełnego naładowania a napięciem pełnego rozładowania — uważam, że separacja między napięciem Min Block Voltage a napięciem Max Block Voltage będzie najbardziej wiarygodnym wskaźnikiem ogólnego stanu akumulatora.
Dobra stara bateria
Przyjrzyjmy się zatem znanemu dobremu zestawowi akumulatorów, który jest w użyciu od jakiegoś czasu. To nagranie pochodzi z Priusa z 2001 roku, tak samo jak dwa pozostałe nagrania. Samochód ma 7 lat, tak jak dwa inne Priusy, które miały złe akumulatory, ale przebieg jest znacznie niższy; ten samochód ma 58 000 mil na liczniku. Samochód przyjechał na serwis po 5 tys. mil, a właściciel nie miał żadnych problemów do zgłoszenia.
Tak więc, podobnie jak w przypadku uszkodzonej baterii i nowej baterii, największa różnica między minimalnym napięciem bloku a maksymalnym napięciem bloku występuje pod koniec cyklu rozładowania. Nowa bateria miała maksymalną różnicę około 0,16 V, bateria miała maksymalną różnicę około 3,5 V, dobra używana bateria (jak widać poniżej) miała maksymalną różnicę 0,28 V. Test Toyoty określa maksymalną różnicę 1,2 V.
Co dziwne, w Priusie ze słabym akumulatorem właśnie zapaliła się kontrolka MWL, co rodzi pytanie — jeśli chodzi o autodiagnostykę i kod błędu P3006, czy MWL naprawdę zapala się, gdy występuje różnica 1,2 V między minimalnym napięciem bloku a maksymalnym napięciem bloku? Albo kryteria ustawiania P3006 są w rzeczywistości znacznie mniej rygorystyczne niż specyfikacja 1,2 V, LUB akumulator nagle gwałtownie się pogorszył, przechodząc z różnicy 1,2 V do różnicy 3,5 V w ciągu zaledwie jednego dnia, LUB różnica napięcia między minimalnym napięciem bloku a maksymalnym napięciem bloku jest mniej wyraźna podczas codziennej jazdy niż podczas wspomagania hamowania w zatoce.
Czy można to wykorzystać do przewidywania przyszłości?
Niezależnie od odpowiedzi, myślę, że 1,2 V to dobry punkt odcięcia „dobry/zły” do testowania akumulatorów. Tak więc dla klientów hybrydowych, którzy chcą wiedzieć „Czy akumulator jest w dobrym stanie?”, sugeruję następujące rozwiązanie.
0,20 V = 100% akceptowalnej wydajności
0,45 V = 75% akceptowalnej wydajności
0,70 V = 50% akceptowalnej wydajności
0,95 V = 25% akceptowalnej wydajności
1,20 V = 0% akceptowalnej wydajności
Pierwotnie wpisałem powyższy wykres jako „% pozostałego czasu pracy”. Myślę jednak, że jest niemal pewne, że degradacja baterii nie będzie aż tak liniowa. Jestem pewien, że Toyota i Panasonic przeprowadziły badania, a ich inżynierowie bez wątpienia mają mnóstwo danych, ale nie mam do nich dostępu, więc na razie będę musiał poprzestać na testach i wnioskach na próbie trzech osób.