Der Amperis-Monitor ist ein Gerät, das an Traktionsbatterien jeder Bauart, Spannung und Kapazität zur Überwachung, Verwaltung und Datenaufzeichnung eingesetzt wird. Das System nutzt fortschrittliche Technik für die Überwachung von Traktionsbatterien, misst und zeichnet alle relevanten Betriebsparameter der Batterie auf und kommuniziert in Echtzeit über CANBUS, PWM oder RS-232. Damit ist die vollständige Einbindung in die Fahrzeugsteuerung, das Ladegerät und weiteres Zubehör möglich. Alle Messwerte werden auf einer MicroSD-Karte gespeichert.
Eingesetzt wird das System in Lkw und anderen Industriefahrzeugen sowie an stationären Batterien; es nutzt aktuelle Technik der Traktionsbatterie-Überwachung:
- Fortschrittliches System zur Steuerung und zum Schutz von Batterien.
- Staub- und schwingungsfest (IP54)
- Isolierte Anschlüsse
- CANBUS-Schnittstelle mit Hochspannungstrennung
- Einfach zu installierendes und zu konfigurierendes System.
- Robuste Bauweise aus öl- und säurefesten Werkstoffen.
Beschreibung des Geräts
Das Batteriemodul ABCAN von Amperis ist ein System, das oben auf einer Batterie angebracht wird, um deren Parameter zu überwachen. Die geringe Baugröße erlaubt eine problemlose Montage in einem breiten Anwendungsfeld und eignet sich für jede Art von Installation. Der ABCAN speichert die Parameter auf einer MicroSD-Karte und stellt seine Daten über die digitalen Schnittstellen bereit: CANbus- und RS232-Anschluss. Abbildung 1 zeigt den Aufbau des Systems:
Das System kann Folgendes erfassen:
- Mittlere Spannung und Gesamtspannung der Batterie
- Strom (integrierter Hall-Sensor)
- Temperatur (Tauchsonde)
- Elektrolytstand (Tauchsonde)
- Insgesamt geladene und entladene Ah seit der Installation des ABCAN
- Geladene und entladene Ah seit Beginn der Ladung beziehungsweise Entladung
- Ladezustand (SOC)
- Anzahl der Zyklen
Darüber hinaus verarbeitet das System zahlreiche Arten von Ereignissen:
- Alarm: Spannung sehr hoch / sehr niedrig
- Warnung: Spannung sehr hoch / sehr niedrig
- Alarm: Wasserstand zu niedrig
- Alarm: Lade- oder Entladestrom über dem eingestellten Wert
- Alarm: Batterietemperatur über oder unter dem eingestellten Wert
- Warnung: Batterietemperatur über oder unter dem eingestellten Wert
- Batterie im Standby
- Batterie lädt oder entlädt ohne Fehler und ohne Warnungen
Installation
Die Installation ist von qualifiziertem Personal auszuführen; dabei ist sicherzustellen, dass die Speicherkarte nicht im Modul steckt. Das Modul ist an einem sicheren und trockenen Ort anzubringen, um Beschädigungen und Säureeintrag zu vermeiden. Einer der Hauptleiter der Batterie muss entsprechend der Stromrichtung durch die Öffnung des Stromsensors des ABCAN geführt werden, wie in der Abbildung dargestellt. Bei falscher Installation ist die Strommessung nicht korrekt und es kommt zu Funktionsfehlern.
Die Spannungskabel der Batterie sind anzuschließen, zuerst die schwarze Leitung an -BATT und dann die rote Leitung an +BATT. Die mit HALF BATT gekennzeichnete Leitung ist die Spannungsversorgung des ABCAN.
Je nach Anwendung müssen nicht alle in den Steckverbindern vorhandenen Leitungen angeschlossen werden. Wird der Wasserstandssensor nicht verwendet oder ist er nicht installiert, ist der Nachfüllfehler zu deaktivieren. Für die Kommunikation mit dem ABCAN über ein serielles Kabel oder wenn kein MicroSD-Adapter vorhanden ist, steht das Datenauslese-Kit des ABCAN zur Verfügung, bestehend aus einem Adapterkabel, einem USB-RS232-Gerät und einem MicroSD-Adapter.
Die Parametrierung umfasst: Konfiguration der Hauptdatenbankdatei auf der MicroSD-Karte, Eingabe von Datum und Uhrzeit, Wochentag und Uhrzeit für den Beginn der Ausgleichsladung, Parameter der Batteriespannung, Rechenparameter für den SOC während Ladung und Entladung, Temperaturparameter der Batterie und Batterietyp.
Vor dem Einsetzen der Speicherkarte ist sicherzustellen, dass die Batterie im Standby ist und kein Strom durch sie fließt. Das ist wichtig, weil der ABCAN beim Einschalten die Stromkalibrierung durchführt und den Stromwert auf null setzt.
Funktionsweise
Die Arbeitsweise des Geräts wird anhand seiner Baugruppen beschrieben:
- Leuchten: Die Leuchten des ABCAN erlauben ein schnelles Erkennen des Gerätestatus und des Ladezustands. Ist das Gerät in Betrieb, blinkt die erste grüne Leuchte langsam: das System ist aktiv, die Batterie wird überwacht und die Kommunikation mit ihr über die digitalen Schnittstellen ist möglich. Die weiteren grünen Leuchten zeigen den Ladezustand an. Die rote Leuchte blinkt, wenn eine Warnung vorliegt; leuchtet sie dauerhaft, ist dies eine Fehlermeldung. Die Grenzspannung der Zelle muss vorab in der Konfigurationsdatei angegeben werden, damit der ABCAN richtig arbeitet.
- Sicherheitsrepeater: Es handelt sich um die beiden Klemmen RL1 und RL2 im Installationsschema. Im Normalbetrieb ist RL1 mit RL2 kurzgeschlossen. Der Sicherheitskontakt des Repeaters bleibt nach dem Verschwinden des Fehlers 90 Sekunden lang offen.
- PWM-Signal: dient dazu, externen Systemen ohne CAN-Bus Informationen zu übermitteln. Es arbeitet im Bereich 0–5 V.
- CANBUS: Über die CAN-Bus-Leitung werden Informationen an externe Geräte übermittelt.
- RS-232: die Schnittstelle für die Echtzeitüberwachung und für das Auslesen der auf der MicroSD-Karte gespeicherten Daten. Nach dem Anschluss an RS-232 beginnt der ABCAN, Daten zu senden, die der Echtzeitmonitor der ABCAN Suite anzeigen kann.
Elektrische Daten und Auswertung der Informationen
Die absoluten Grenzwerte des ABCAN sind: Gesamtspannung der Batterie 12–120 V
Für die Auswertung sind die Daten zunächst von der SD-Karte auf den Rechner zu übertragen; dazu ist das Kabel abzuziehen, um an die Karte zu gelangen. Die Informationen liegen als Textdateien vor, die mit einem gewöhnlichen Texteditor gelesen oder im Format „CSV“ in eine Tabellenkalkulation importiert werden können. Der ABCAN wird mit einer CD mit der ABCAN Suite ausgeliefert, einer Sammlung von Werkzeugen für die vollständige Kontrolle der Installation. Die Suite umfasst Auswertewerkzeuge, den Echtzeitmonitor und das Konfigurationswerkzeug.
Letztlich unterstützt dieses kleine Gerät die Instandhaltung der Batterie, indem es deren Betrieb aufzeichnet. Das ist ein großer Vorteil für die Lebensdauer der Batterie, besonders bei Traktionsbatterien, die durch die Art ihrer Lade- und Entladevorgänge Schaden nehmen können.
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