Все що ви хотіли знати про систему i-stop, але боялися запитати

Дуже багато однотипних питань отримую останнім часом з приводу роботи системи i-stop, щоби поміняти акумулятор і порядку зарядки акумулятора. Здебільшого дана інформація хоч і розрізнено, але вже є в деяких темах моїх БЖ, але з часом з'являється додаткова інформація, в т.ч. і з досвіду користування системою i-stop на Mazda CX-5. Тому, з огляду на появу у мене додаткової інформації, а так само її систематизації - вирішив заодно акумулювати все і відразу в одному місці все загальновідомі технічні нюанси системи i-stop і розташую дану інформацію по порядку.

1. Отже, спочатку я розповім про деякі маловідомі технічних нюансах системи i-stop.
(Вся інформація придумана особисто мною, а почерпнута в основному з найсвіжіших зарубіжних офіційних джерел)

Датчик струму АКБ розташований між негативним висновком акумулятора і батарейним кабелем і контролює заряд батареї і струм розряду для визначення SOC батареї.
• Датчик струму використовує точний шунт, який вимірює падіння напруги на шляху струму, а так же датчик Холла, який вимірює магнітне поле, створюване струмом.
• Так само, датчик струму включає в себе терморезистор, який опосередковано вимірює температуру акумулятора як еталон для обчислення температури електроліту. Показання терморезистора використовуються в якості поправочний коефіцієнт для визначення SOC батареї. Опір терморезистора зменшується в міру збільшення температури електроліту і збільшується якщо температура електроліту зменшується.
• Струм і напруга акумуляторної батареї, температура на клеми передаються в PCM по LIN протоколу (Local Interconnect Network - це доповнення до протоколу CAN, передає дані по одному дроту).

Без датчика струму PCM (контрольний модуль, "мізки машини") не зможе правильно визначити стан батареї, що може привести до недостатнього заряду і / або виходу з ладу систем. SOC батареї має важливе значення.

Тут показано розташування датчика струму:

1 - датчик струму в колодці
2 - "мінусовий" батарейний кабель.

Система зупинки і перезапуску двигуна в холостому режимі i-stop від Mazda, як і інші подібні системи дозволяють заощадити приблизно 10% палива за рахунок зупинки двигуна автомобіля в режимі холостого ходу. Але, на відміну від інших систем, що використовують стартер для перезапуску двигуна, система i-stop здійснює перезапуск двигуна методом вприскування в один з циліндрів паливної суміші і подальшого її підпалу. Але, що цікаво, стартер все одно бере участь у пуску двигуна, хоч на нього і не лягає основне навантаження. І хоча обороти двигуна в момент пуску підтримуються стартерних мотором, специфіка i-stop тут полягає якраз в тому, що двигун працює майже повністю на енергії спалаху. Стартер просто допомагає зробити пуск і "докручує".

На схемку видно яку участь бере стартер:

Зупинка двигуна системою i-stop

Завантажити повністю одним файлом у форматі PDF цю інформацію можна тут.

Якщо при вимкненому на холостих обертах двигуні перевести важіль з положення D в положення N, або з положення D в положення P, то при знятті ноги з педалі гальма двигун не запускається автоматично. Якщо ще раз натиснути педаль гальма і перевести важіль перемикання передач в положення D або R, двигун повторно запуститься.

Якщо при вимкненому на холостих обертах двигуні відкрити капот, розстебнути ремінь безпеки водія і відкрити водійські двері - загориться індикатор Попередження i-stop (помаранчевий), і з метою безпеки при знятті ноги з педалі гальма двигун не запускається автоматично.

2. Далі, один з важливих питань функціонування i-stop - акумулятор (АКБ).

Для автомобілів Mazda з системою i-stop другого покоління використовуються спеціальні акумулятори (EFB - Enhanced Flooded Battery). За цей час можуть бути використані для автомобілів Skyactiv-G батареї типу Q85 і для Skyactiv-D - типу T110, а так само батареї фірми Exide і деякі інші (наприклад, YUASA).

Дату виготовлення перших АКБ (Q-85) можна визначити виходячи з наведеного нижче скріншота:

Відповідність ступеня зарядженості АКБ, щільності електроліту і напруги можна подивитися тут:

Якщо щільність електроліту менше ніж 1,22 г / см3 або напруга батареї нижче 12,4 В (SOC нижче 75%), батарея потребує підзарядки. Якщо щільність електроліту акумуляторної батареї становить менше 1,17 г / см3 (Battery SOC становить менше 25%), то така батарея підлягає заміні нової, так як в цьому випадку відновити нормальне функціонування акумуляторної батареї за допомогою її заряду вже неможливо.

УВАГА: Всі цифри і вимірювання вказані при температурі навколишнього середовища 20 ° С!

Поточне значення параметра Battery SOC:
- можна побачити підключивши до автомобіля дилерську діагностичну систему M-MDS;
- можна побачити в програмі ForScan підключивши її до автомобілю через діагностичний роз'єм ELM37;
- можна самому розрахувати використовуючи виміряні значення щільності електроліту відповідно до таблиці:

Для належного функціонування системи i-stop, необхідно, щоб значення параметра акумуляторної батареї Battery SOC становило не менше 65% (мінімальне граничне значення SOC, необхідне для спрацювання системи i-stop). З метою зниження розряду АКБ при зменшенні значення SOC до 74% і менше час функціонування системи i-stop скорочується.

При тривалих простоях АКБ поступово саморазряжаются. Швидкість саморозряду залежить від типу батареї і температури навколишнього середовища. Орієнтовна швидкість саморозряду звичайної свинцево-кислотної батареї становить близько 0,1 В в місяць при середній температурі навколишнього середовища близько 10 ° С. Швидкість саморозряду приблизно подвоюється з кожним підвищенням на 10 ° С. І це просто сам АКБ (не підключені) при зберіганні. В автомобілі ж при звичайному нормальному використанні SOC зменшується на 1,16% в день, а при відключенні негативного кабелю від клеми АКБ - SOC зменшується на 0,17% в день. Це без урахування встановленої вами сигналізації та інших можливих додаткових живляться від АКБ систем на вимкненому авто.

Струми витоку у СХ-5 складають:
- на вимкненому автомобілі при закритті всіх дверей і капота в перші 30 хвилин - 40-65 мА;
- на вимкненому автомобілі при закритті всіх дверей і капота після 30 хвилин - 25-45 мА (автомобіль переходить в "сплячий режим").

Ці дані слід враховувати (і розраховувати), ставлячи свій автомобіль на тривале зберігання (наприклад, у відпустці).

3. Зарядка акумулятора.

Без цього на сучасних Mazda, обладнаних системою i-stop - ніяк ... особливо коли часто й подовгу спрацьовує ця система. І, якщо влітку споживачів енергії, що висмоктують дорогоцінні вольти з АКБ на заглухлим автомобілі - мало і система функціонує більш-менш нормально, то взимку - біда ... часом в мороз годі й завести автомобіль з огляду на раніше сильно підсаджений системою i-stop АКБ.

З технічних описів відомо, що двигун глушиться системою i-stop навіть якщо напруга АКБ трохи вище 11,2 В і може просаджувати заряд АКБ аж до 7,45 В в окремих випадках.

Зважаючи на це Mazda рекомендує заряджати АКБ:
- встановлений і працює в автомобілі - кожні 2 місяці.
- зберігається поза автомобілем (наприклад, в гаражі) - кожні 4 місяці.

В даний час Mazda рекомендує заряджати свої акумулятори в стандартному "повільному" режимі постійним струмом:
- для 48A · h / 5HR, 60A · h / 20HR: 4,5 - 5,5 A
- для 52A · h / 5HR, 65A · h / 20HR: 5,0 - 6,0 A

Відразу після зарядки напруга на клемах може бути збільшеним; перш ніж вимірювати SOC, напруга або щільність - дайте АКБ відстоятися не менше 1 години (бажано 6-48 годин) поки стан батареї не стабілізується. У цей період так само не рекомендується проводити ініціалізацію стану АКБ.

Для тих, хто придбав зарядний пристрій СТЕК MXS 10 з датчиком температури (або подібні) варто враховувати, що при підключенні датчика температури зарядний пристрій коригує процес зарядки в залежності від зовнішньої температури повітря.
Наприклад, недавно я заряджав старий АКБ (знятий 12 місяців тому з СХ-5) на балконі при температурі +5 градусів і вимірював параметри зарядки. Початкова напруга АКБ перед зарядкою було 12,54 В. СТЕК у всіх режимах видав вищі напруги, ніж належить і особливо на 6 етапі програми зарядки. При цьому, відключивши датчик температури - зарядний пристрій видавав на зарядку напруги відповідно до інструкції. Тобто СТЕК реально коригує процес заряду в залежності від показань датчика температури, що дуже корисно для заряду в зимовий час при температурах, що відрізняються від стандартних (20-25 градусів).

Якби зарядка відбувалася б на автомобілі без попереднього зняття клем - електроніка автомобіля могла б вийти з ладу! Це - слід враховувати.

Ось такі значення я отримав в режимі зарядки Recond (при температурі повітря + 5 ° C):

Так, свинцево-кислотні акумулятори приймають заряд при низьких температурах. Однак різниця в процесі заряду при різних температурах все одно є. Наприклад, при температурі 20 ° C, виділення газу починається при 2.415 В на банку (14,5 В на весь АКБ), а при зниженні температури до -20 ° C, напруга виділення газів підвищується до 2.97 В на банку (17,8 В ). Розумні зарядні пристрої з термокомпенсацією (типу СТЕК), які враховують температуру при зарядці, автоматично самі регулюють напруги заряду. Використовуючи зарядний пристрій без датчика температури слід враховувати наступне: при підвищенні температури батарей для зарядки на 1 ° C, рекомендується компенсувати напругу заряду на -3 мВ на одну клітинку (знак мінус означає, що напруга повинна зменшуватися при підвищенні температури). Наприклад, якщо при температурі 25 ° C напруга заряду було встановлено 2.30 В на банку, то при 35 ° C - напруга повинна бути 2.27 В на банку, а при 15 ° C - напруга повинна бути 2.33 В на клітинку. Це просто приклад, який показує компенсацію в 30 мВ на кожні 10 ° C.

При нормальних режимах зарядки (коли вихідна напруга зарядного пристрою не перевищує 15 вольт) - АКБ можна заряджати не знімаючи з автомобіля і не відключаючи клем (що багато хто так і робить, щоб не проводити в подальшому процес ініціалізації стану АКБ). При такій зарядці плюсової висновок зарядного пристрою з'єднується безпосередньо з плюсовою клемою АКБ, мінусовій висновок - з'єднується з масою автомобіля (поруч з АКБ на лівій стійці є місце для з'єднання з корпусом автомобіля, там мінусовий кабель йде від АКБ з'єднується з корпусом кузова).

Примітка:
Напруга повністю зарядженої акумуляторної батареї без навантаження повинне знаходитися в межах 12,6 - 12,9 В. Напруга в бортовій мережі автомобіля при працюючому двигуні трохи вище, ніж на клемах АКБ, і, як правило знаходиться в межах 13,8-14,8 В. значення напруги нижче 13,8 В веде до недозаряду батареї, а вище 14,4 В - до перезаряду. Mazda пише, що нормальне напруга АКБ - 12,4 В або більше.
До цих значень в Mazda СХ-5 так само можна застосувати принцип впливу зовнішньої температури (напруги можуть змінюватися в залежності від температури).

4. Ініціалізація АКБ і ініціалізація стану АКБ.

4.1. Ініціалізація АКБ.

При заміні акумуляторної батареї нової з метою запису в пам'ять блоку PCM нових параметрів (крім іншого, в пам'ять записується дата установки АКБ і відраховується час його функціонування) необхідно виконати наступні операції процедури запису в пам'ять автомобіля нової АКБ:

Примітка:
- "Вимикач пуску двигуна в стані ON (двигун повинен бути вимкнений)" - це просто два рази натискаєте кнопку пуску двигуна (без натискання педалі гальма): всі споживачі електричного струму включаться, двигун не заведеться;
- в п. 5.2. таблиці на TFT LCD дисплеї (в правому колодязі панелі приладів) жовтим шрифтом буде блимати попередження.

4.2. Ініціалізація стану АКБ.

При від'єднанні проводу від негативного висновку акумуляторної батареї з пам'яті блоку PCM стирається певна інформація. Тому після підключення проводу до негативного висновку акумуляторної батареї необхідно виконати наступну послідовність дій: