مقدمة موجزة لإمدادات الطاقة في حالات الطوارئ للسيارات

قوة بدء السيارة في حالات الطوارئ

مزود طاقة بدء التشغيل في حالات الطوارئ في السيارة هو مصدر طاقة محمول متعدد الوظائف تم تطويره لمحبي السيارات ورجال الأعمال الذين يقودون السيارات ويسافرون. وتتمثل وظيفتها المميزة في بدء تشغيل السيارة عندما تفقد الكهرباء أو لا تستطيع تشغيل السيارة لأسباب أخرى. في نفس الوقت ، يتم دمج مضخة الهواء مع مزود الطاقة في حالات الطوارئ ، والإضاءة الخارجية وغيرها من الوظائف ، والتي تعد واحدة من المنتجات الأساسية للسفر في الهواء الطلق.



قوة بدء طوارئ السيارة: Car Jump Starter
تطبيقات الحياة: السيارات والهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة
ميزات المنتج: ضوء أبيض ساطع LED قياسي
المزايا: معدل تفريغ عالي ، إعادة التدوير ، محمول
نوع البطارية: بطارية الرصاص الحمضية ، بطارية متعرجة ، بطارية ليثيوم أيون

مقدمة موجزة لإمدادات الطاقة في حالات الطوارئ للسيارات:

مفهوم التصميم لمزود طاقة بدء التشغيل الطارئ للسيارات سهل التشغيل ومريح للحمل وقادر على الاستجابة لحالات الطوارئ المختلفة. في الوقت الحاضر ، هناك نوعان رئيسيان من إمدادات الطاقة في حالات الطوارئ للسيارات في السوق ، أحدهما نوع بطارية الرصاص الحمضية ، والآخر نوع بوليمر الليثيوم.

يعتبر نوع بطارية الرصاص الحمضية من مصدر طاقة بدء طوارئ السيارات أكثر تقليدية ، حيث تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة ، والتي تكون كبيرة نسبيًا في الكتلة والحجم ، كما أن سعة البطارية المقابلة وتيار البدء ستكون كبيرة نسبيًا. يتم تجهيز هذه المنتجات عمومًا بمضخة هواء ، ولها أيضًا وظائف مثل التيار الزائد ، والحمل الزائد ، والشحن الزائد ، وحماية إشارة التوصيل العكسي ، والتي يمكن أن تشحن العديد من المنتجات الإلكترونية ، وبعض المنتجات لها أيضًا وظائف مثل المحولات.

تعتبر مصادر طاقة البدء الطارئة من الليثيوم بوليمر للسيارات عصرية نسبيًا ، وهي منتج ظهر مؤخرًا ، فهي خفيفة الوزن وصغيرة الحجم ويمكن التحكم فيها بيد واحدة. هذا النوع من المنتجات غير مجهز بشكل عام بمضخة هواء ، وله وظيفة إيقاف تشغيل الشحن الزائد ، وله وظيفة إضاءة قوية نسبيًا ، والتي يمكنها توفير الطاقة لمختلف المنتجات الإلكترونية. تتميز إضاءة هذا النوع من المنتجات عمومًا بوظيفة وميض أو مصباح إشارة الإنقاذ LED عن بعد SOS ، وهو أكثر عملية.

تطبيق الحياة:

1. السيارات: هناك العديد من أنواع تيارات بدء تشغيل بطاريات الرصاص الحمضية في السيارات ، والمدى التقريبي هو 350-1000 أمبير ، ويجب أن يكون الحد الأقصى الحالي لسيارات بدء تشغيل الليثيوم بوليمر 300-400 أمبير. من أجل توفير الراحة ، يكون مصدر طاقة البدء في حالات الطوارئ للسيارة مضغوطًا ومحمولًا ومتينًا. وهو مساعد جيد لبدء التشغيل الطارئ للسيارة. ويمكنه توفير طاقة بدء إضافية لمعظم المركبات وعدد صغير من السفن. ويمكنه أيضًا تستخدم كمصدر طاقة محمول 12 فولت تيار مستمر للتحضير للسيارة ، وتستخدم في حالات الطوارئ.

2. الكمبيوتر المحمول: مزود طاقة بدء التشغيل في حالات الطوارئ للسيارة متعدد الوظائف لديه خرج جهد 19 فولت ، والذي يمكن أن يوفر جهدًا ثابتًا لإمداد الطاقة للكمبيوتر الدفتري لضمان خروج بعض رجال الأعمال. تقلل وظيفة عمر بطارية الكمبيوتر المحمول من الموقف الذي يؤثر على بشكل عام ، يجب أن تكون بطاريات البوليمر 12000 مللي أمبير قادرة على توفير 240 دقيقة من عمر البطارية للكمبيوتر الدفتري.

3. الهاتف المحمول: مزود طاقة بدء تشغيل السيارة مجهز أيضًا بمخرج طاقة 5 فولت ، والذي يدعم عمر البطارية ومصدر الطاقة لأجهزة الترفيه المتعددة مثل الهواتف المحمولة ، PAD ، MP3 ، إلخ.

4. النفخ: مزود بمضخة هواء وثلاثة أنواع من فوهات الهواء ، والتي يمكنها نفخ إطارات السيارة ، وصمامات النفخ ، وكرات مختلفة.

أنواع وخصائص:

في الوقت الحالي ، تُستخدم الأنواع التالية من مصادر طاقة البدء في حالات الطوارئ بشكل أساسي في العالم ، ولكن بغض النظر عن النوع ، فإنها تتطلب متطلبات أعلى لمعدل التفريغ. على سبيل المثال ، فإن تيار بطاريات الرصاص الحمضية في الدراجات الكهربائية وبطاريات الليثيوم في شواحن الهواتف المحمولة بعيد كل البعد عن أن يكون كافياً لبدء تشغيل السيارة.
1. حمض الرصاص:
أ. بطاريات حمض الرصاص المسطحة التقليدية: المزايا هي السعر المنخفض ، والمتانة الواسعة ، والسلامة في درجات الحرارة المرتفعة ؛ عيوبها كبيرة الحجم ، والشحن والصيانة المتكرران ، وحمض الكبريتيك المخفف سهل التسرب أو التجفيف ، ولا يمكن استخدامه تحت 0 درجة مئوية .
ب. البطارية الملفوفة: المزايا هي رخيصة الثمن ، صغيرة ومحمولة ، سلامة درجات الحرارة العالية ، درجة حرارة منخفضة أقل من -10 ℃ يمكن استخدامها ، صيانة بسيطة ، عمر طويل ؛ العيب هو أن حجم ووزن بطاريات الليثيوم كبيرة نسبيًا ، والوظائف أقل من بطاريات الليثيوم.
2. ليثيوم أيون:
أ. بطارية أكسيد الكوبالت الليثيوم البوليمرية: المزايا صغيرة ، جميلة ، متعددة الوظائف ، محمولة ، ووقت استعداد طويل ؛ العيوب هي أنها ستنفجر عند درجة حرارة عالية ، لا يمكن استخدامها في درجة حرارة منخفضة ، دائرة الحماية معقدة ، لا يمكن تحميلها فوق طاقتها ، والسعة صغيرة ، والمنتجات عالية الجودة غالية الثمن.
ب. بطارية ليثيوم فوسفات الحديد: المزايا صغيرة ومحمولة ، جميلة ، وقت استعداد طويل ، عمر طويل ، مقاومة أعلى لدرجات الحرارة من بطاريات البوليمر ، ويمكن استخدامها في درجات حرارة منخفضة أقل من -10 درجة مئوية ؛ العيب هو أن درجات الحرارة العالية أعلى 70 درجة مئوية غير آمنة ودائرة الحماية معقدة ، السعة أصغر من بطاريات الجرح والسعر أغلى من بطاريات البوليمر.
3. المكثفات:
المكثفات الفائقة: المزايا صغيرة ومحمولة ، تيار تفريغ كبير ، شحن سريع ، وعمر طويل ؛ العيوب غير آمنة عند درجة حرارة عالية أعلى من 70 ، دائرة حماية معقدة ، سعة دنيا ، ومكلفة للغاية.

مواصفات المنتج:

1. يمكن لمزود طاقة بدء التشغيل الطارئ للسيارة أن يشعل جميع السيارات بخرج بطارية 12 فولت ، ولكن مجموعة المنتجات القابلة للتطبيق من السيارات ذات الإزاحة المختلفة ستكون مختلفة ، ويمكن أن تقدم خدمات مثل الإنقاذ في حالات الطوارئ الميدانية
2. الضوء الأبيض الساطع LED القياسي ، ضوء التحذير الوامض ، وضوء إشارة SOS ، مساعد جيد للسفر.
3. إن مزود الطاقة لبدء الطوارئ للسيارة لا يدعم فقط بدء تشغيل السيارة في حالات الطوارئ ، ولكنه يدعم أيضًا مجموعة متنوعة من المخرجات ، بما في ذلك خرج 5 فولت (يدعم جميع أنواع المنتجات المحمولة مثل الهواتف المحمولة) ، ومخرج 12 فولت (أجهزة توجيه داعمة ومنتجات أخرى) ، 19 فولت الإخراج (دعم معظم منتجات الكمبيوتر المحمول)) ، وزيادة مجموعة واسعة من التطبيقات في الحياة ؛
4. مزود طاقة بدء التشغيل الطارئ للسيارة يحتوي على بطارية حمض الرصاص لا تحتاج إلى صيانة ، وهناك أيضًا بطارية بوليمر عالية الأداء ، مع مجموعة واسعة من الخيارات ؛
5. مزود طاقة بدء التشغيل في حالات الطوارئ للمركبات الليثيوم أيون بوليمر له عمر خدمة طويل ، ويمكن أن تصل دورات الشحن والتفريغ إلى أكثر من 500 مرة ، ويمكن أن تبدأ تشغيل السيارة 20 مرة عندما تكون مشحونة بالكامل (يتم عرض البطارية في 5 الحانات) (يستخدم المؤلف هذا ، وليس كل العلامات التجارية) ؛
6. مزود طاقة بدء التشغيل الطارئ لبطارية الرصاص الحمضية مزود بمضخة هواء بضغط 120PSI (نموذج مصور) ، والذي يمكن أن يسهل النفخ.
7. ملاحظة خاصة: يجب أن يكون مستوى بطارية مزود طاقة بدء التشغيل في حالات الطوارئ ليثيوم أيون بوليمر أعلى من 3 أشرطة قبل أن تشتعل السيارة ، حتى لا تحرق مضيف طاقة بدء الطوارئ في السيارة. فقط تذكر أن تشحنه.

تعليمات:

1. اسحب الفرامل اليدوية ، ضع القابض في الوضع المحايد ، تحقق من مفتاح التشغيل ، يجب أن يكون في وضع الإيقاف.
2. يرجى وضع بداية الطوارئ على أرضية مستقرة أو منصة غير متحركة ، بعيدًا عن المحرك والأحزمة.
3. قم بتوصيل المقطع الموجب الأحمر (+) لـ "بداية الطوارئ" بالإلكترود الموجب للبطارية التي تفتقر إلى الطاقة. وتأكد من أن الاتصال ثابت.
4. قم بتوصيل مشبك الملحقات السوداء (-) الخاص بـ "بداية الطوارئ" بالعمود الأرضي للسيارة ، وتأكد من أن التوصيل ثابت.
5. تحقق من صحة وثبات الاتصال.
6. ابدأ السيارة (لا تزيد عن 5 ثوان) ، إذا لم تنجح البداية ، يرجى الانتظار أكثر من 5 ثوان.
7. بعد النجاح ، قم بإزالة المشبك السالب من عمود التأريض.
8. قم بإزالة المقطع الموجب الأحمر لـ "بداية الطوارئ" (المعروف باسم "Cross River Dragon") من الطرف الموجب للبطارية.
9. يرجى شحن البطارية بعد الاستخدام.

بدء شحن الطاقة:

يرجى استخدام الجهاز الكهربائي الخاص المصاحب للشحن. قبل استخدامه لأول مرة ، يرجى شحن الجهاز لمدة 12 ساعة.عادة ما يمكن شحن بطارية ليثيوم أيون بوليمر بالكامل في غضون 4 ساعات.لم يقال إنه كلما طالت المدة ، كان ذلك أفضل. تتطلب بطاريات الرصاص الحمضية الخالية من الصيانة أوقات شحن مختلفة اعتمادًا على سعة المنتج ، ولكن وقت الشحن غالبًا ما يكون أطول من وقت شحن بطاريات الليثيوم بوليمر.
خطوات شحن الليثيوم بوليمر:
1. أدخل قابس أنثى كابل الشحن المرفق في منفذ توصيل الشحن "بداية الطوارئ" وتأكد من أنه آمن.
2. قم بتوصيل الطرف الآخر من كابل الشحن بمقبس التيار الكهربائي وتأكد من إحكامه. (220 فولت)
3. في هذا الوقت ، سيضيء مؤشر الشحن ، مشيرًا إلى أن الشحن قيد التقدم.
4. بعد اكتمال الشحن ، ينطفئ ضوء المؤشر ويترك لمدة ساعة واحدة لاكتشاف أن جهد البطارية يصل إلى المتطلبات ، مما يعني أنه مشحون بالكامل.
5. يجب ألا يزيد وقت الشحن عن 24 ساعة.
خطوات شحن بطارية الرصاص الحمضية الخالية من الصيانة:
1. أدخل قابس أنثى كابل الشحن المرفق في منفذ توصيل الشحن "بداية الطوارئ" وتأكد من أنه آمن.
2. قم بتوصيل الطرف الآخر من كابل الشحن بمقبس التيار الكهربائي وتأكد من إحكامه. (220 فولت)
3. في هذا الوقت ، سيضيء مؤشر الشحن ، مشيرًا إلى أن الشحن قيد التقدم.
4. بعد أن يتحول ضوء المؤشر إلى اللون الأخضر ، فهذا يعني أن الشحن قد اكتمل.
5. بالنسبة للاستخدام الأول ، يوصى بشحن لفترة طويلة.

إعادة التدوير:

من أجل الوصول إلى أقصى عمر خدمة لمصدر طاقة بدء تشغيل السيارة ، يوصى بإبقاء الماكينة مشحونة بالكامل في جميع الأوقات. إذا لم يتم الاحتفاظ بمصدر الطاقة مشحونًا بالكامل ، فسيتم تقصير عمر مصدر الطاقة. إذا لم يكن الأمر كذلك قيد الاستخدام ، يرجى التأكد من شحنها وتفريغها كل 3 أشهر.

المبدأ الأساسي:

يجب أن تتبع بنية القوة لمعظم السيارات المبادئ الأساسية عند التصميم ، ولكن ليس كل مصمم لديه فهم شامل لهذه المبادئ. فيما يلي المبادئ الأساسية الستة التي يجب اتباعها عند تصميم بنية طاقة السيارات.

1. نطاق VIN لجهد الإدخال: يحدد النطاق العابر لجهد بطارية 12 فولت نطاق جهد الإدخال لمحور تحويل الطاقة IC
نطاق الجهد النموذجي لبطارية السيارة هو 9 فولت إلى 16 فولت.عند إيقاف تشغيل المحرك ، يكون الجهد الاسمي لبطارية السيارة هو 12 فولت ؛ وعندما يعمل المحرك ، يكون جهد البطارية حوالي 14.4 فولت. ومع ذلك ، في ظل ظروف مختلفة ، قد يصل الجهد العابر أيضًا إلى ± 100 فولت. يحدد معيار الصناعة ISO7637-1 نطاق تذبذب الجهد لبطاريات السيارات. الأشكال الموجية الموضحة في الشكل 1 والشكل 2 هي جزء من أشكال الموجة التي قدمها معيار ISO7637. يوضح الشكل الظروف الحرجة التي تحتاج محولات طاقة السيارات ذات الجهد العالي للوفاء بها. بالإضافة إلى ISO7637-1 ، هناك بعض نطاقات تشغيل البطاريات والبيئات المحددة لمحركات الغاز. تم اقتراح معظم المواصفات الجديدة من قبل جهات تصنيع المعدات الأصلية المختلفة ولا تتبع بالضرورة معايير الصناعة. ومع ذلك ، فإن أي معيار جديد يتطلب أن يتمتع النظام بحماية من الجهد الزائد والجهد المنخفض.
2. اعتبارات تبديد الحرارة: يجب تصميم تبديد الحرارة وفقًا لأدنى كفاءة لمحول DC-DC
بالنسبة للتطبيقات ذات الدورة الدموية الضعيفة للهواء أو حتى لا يوجد دوران للهواء ، إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة (> 30 درجة مئوية) وكان هناك مصدر حرارة (> 1 وات) في العلبة ، فسوف يسخن الجهاز بسرعة (> 85 درجة مئوية) . على سبيل المثال ، تحتاج معظم مكبرات الصوت إلى التثبيت على أحواض حرارية وتحتاج إلى توفير ظروف دوران جيدة للهواء لتبديد الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، تساعد مادة ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومنطقة معينة مغطاة بالنحاس على تحسين كفاءة نقل الحرارة ، وذلك لتحقيق أفضل ظروف تبديد الحرارة. إذا لم يتم استخدام المشتت الحراري ، فإن سعة تبديد الحرارة للوسادة المكشوفة الموجودة على العبوة تقتصر على 2 وات إلى 3 وات (85 درجة مئوية). مع زيادة درجة الحرارة المحيطة ، ستنخفض قدرة تبديد الحرارة بشكل ملحوظ.
عندما يتم تحويل جهد البطارية إلى خرج جهد منخفض (على سبيل المثال: 3.3 فولت) ، سيستهلك المنظم الخطي 75٪ من طاقة الإدخال ، وتكون الكفاءة منخفضة للغاية. من أجل توفير 1 واط من الطاقة الناتجة ، سيتم استهلاك 3 واط من الطاقة كحرارة. مقيدة بدرجة الحرارة المحيطة والمقاومة الحرارية للحالة / الوصلة ، سيتم تقليل قدرة الخرج القصوى 1W بشكل كبير. بالنسبة لمعظم محولات DC-DC ذات الجهد العالي ، عندما يكون تيار الخرج في حدود 150mA إلى 200mA ، يمكن أن توفر LDO أداء تكلفة أعلى.
لتحويل جهد البطارية إلى جهد منخفض (على سبيل المثال: 3.3 فولت) ، عندما تصل الطاقة إلى 3 واط ، يجب تحديد محول تحويل متطور ، والذي يمكن أن يوفر طاقة خرج تزيد عن 30 واط. هذا هو بالضبط السبب الذي يجعل الشركات المصنعة لإمدادات الطاقة في السيارات عادةً ما تختار تبديل حلول إمداد الطاقة ورفض البنى التقليدية القائمة على LDO.
3. تيار هادئ (IQ) وتيار الاغلاق (ISD)
مع الزيادة السريعة في عدد وحدات التحكم الإلكترونية (ECUs) في السيارات ، يتزايد أيضًا إجمالي التيار المستهلك من بطارية السيارة. حتى عند إيقاف تشغيل المحرك واستنفاد البطارية ، لا تزال بعض وحدات وحدة التحكم الإلكترونية تعمل. من أجل التأكد من أن معدل الذكاء الحالي الثابت للتشغيل ضمن النطاق القابل للتحكم ، يبدأ معظم مصنعي المعدات الأصلية في الحد من معدل الذكاء لكل وحدة تحكم إلكترونية. على سبيل المثال ، متطلبات الاتحاد الأوروبي هي: 100μA / ECU. تنص معظم معايير السيارات في الاتحاد الأوروبي على أن القيمة النموذجية لـ ECU IQ أقل من 100μA. تعتبر الأجهزة التي تستمر في العمل دائمًا ، مثل أجهزة الإرسال والاستقبال CAN ، والساعات في الوقت الفعلي ، والاستهلاك الحالي للمتحكم الدقيق هي الاعتبارات الرئيسية لـ ECU IQ ، ويحتاج تصميم مصدر الطاقة إلى مراعاة الحد الأدنى لميزانية معدل الذكاء.
4. التحكم في التكلفة: يعتبر حل وسط مصنعي المعدات الأصلية بين التكلفة والمواصفات عاملاً مهمًا يؤثر على فاتورة إمداد الطاقة للمواد
بالنسبة للمنتجات ذات الإنتاج الضخم ، تعتبر التكلفة عاملاً مهمًا يجب مراعاته في التصميم. نوع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، والقدرة على تبديد الحرارة ، وخيارات الحزمة وقيود التصميم الأخرى محدودة بالفعل بميزانية مشروع معين. على سبيل المثال ، باستخدام لوحة FR4 المكونة من 4 طبقات ولوحة CM3 أحادية الطبقة ، ستكون سعة تبديد الحرارة في PCB مختلفة تمامًا.
ستؤدي ميزانية المشروع أيضًا إلى قيد آخر ، حيث يمكن للمستخدمين قبول وحدات نقدية أوروبية أعلى تكلفة ، لكنهم لن يقضوا الوقت والمال في تحويل التصميمات التقليدية لإمدادات الطاقة. بالنسبة لبعض منصات التطوير الجديدة عالية التكلفة ، يقوم المصممون ببساطة بإجراء بعض التعديلات البسيطة على تصميم مصدر الطاقة التقليدي غير المحسن.
5. الموضع / التخطيط: سيحد تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمكونات في تصميم مزود الطاقة من الأداء العام لمصدر الطاقة
التصميم الإنشائي وتخطيط لوحة الدوائر وحساسية الضوضاء ومشكلات الربط البيني للوحات متعددة الطبقات وقيود التخطيط الأخرى ستقيد تصميم مصادر الطاقة المتكاملة عالية الرقاقة. سيؤدي استخدام طاقة نقطة التحميل لتوليد كل الطاقة اللازمة أيضًا إلى ارتفاع التكاليف ، وليس من المثالي دمج العديد من المكونات على شريحة واحدة. يحتاج مصممو إمدادات الطاقة إلى موازنة الأداء العام للنظام والقيود الميكانيكية والتكلفة وفقًا لمتطلبات المشروع المحددة.
6. الإشعاع الكهرومغناطيسي
سينتج المجال الكهربائي المتغير بمرور الوقت إشعاعًا كهرومغناطيسيًا ، وتعتمد شدة الإشعاع على تردد وسعة المجال ، وسيؤثر التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن دائرة عمل واحدة بشكل مباشر على دائرة أخرى. على سبيل المثال ، قد يتسبب تداخل قنوات الراديو في حدوث خلل في الوسادة الهوائية ، ولتجنب هذه الآثار السلبية ، وضع مصنعو المعدات الأصلية حدودًا قصوى للإشعاع الكهرومغناطيسي لوحدات وحدة التحكم الإلكترونية.
من أجل الحفاظ على الإشعاع الكهرومغناطيسي (EMI) ضمن النطاق المتحكم فيه ، فإن النوع والطوبولوجيا واختيار المكونات الطرفية وتخطيط لوحة الدائرة الكهربائية وتدريع محول DC-DC كلها مهمة للغاية. بعد سنوات من التراكم ، طور مصممو الطاقة IC تقنيات مختلفة للحد من EMI. مزامنة الساعة الخارجية ، تردد التشغيل أعلى من نطاق تردد تعديل AM ، MOSFET المدمج ، تقنية التبديل الناعم ، تقنية انتشار الطيف ، إلخ ، كلها حلول قمع EMI تم تقديمها في السنوات الأخيرة.