Honda – Honda CR-V IV: Úprava systému nabíjení baterie IBS | Automobilový portál AUDI/BMW

O úpravě systému IBS/ELD toho bylo řečeno poměrně dost. Do sbírky přidám své zkušenosti s vylepšováním systému.

Obr. 1. Příklad instalovaného systému IBS (ne Honda)
Historie výzkumu IBS
Mnoho majitelů moderních vozů Honda a dalších značek zaznamenává nedostatečnou úroveň nabití baterie a snaží se s ní vypořádat. První pokusy o vylepšení systému nabíjení byly spojeny s úpravou spínače ELD ve snaze trvale zapnout nabíjení baterie. Později se však ukázalo, že je snazší vylepšit inteligentní systém řízení nabíjení baterie IBS než upravovat samotný spínač. Jednu z prvních studií provedl Oleg ptkpsd na webových stránkách crvownersclub.com, podařilo se mu stáhnout elektrický obvod a pochopit principy fungování IBS. Oleg zveřejnil své řešení na webových stránkách crvclub.ru. Podstatou řešení je oklamat senzor napětí baterie podhodnocením skutečného napětí pomocí diodové sestavy.

Obr. 2. Schéma modifikace IBS v obvodu senzoru napětí baterie
Na Drive2 byl EBOSHI jedním z prvních, kdo upozornil na fungování tohoto systému v článku Úvahy o baterii a potřebě IBS, ELD, a poté navrhl první řešení problému s nedostatečným nabíjením baterie. Letos se objevila dvě úspěšná řešení, která prezentovali Pablo-54 zde a DIMIDROL144 zde. Řešení DIMIDROL144 je docela elegantní a lze jej demontovat bez poškození kabeláže vozu, ale jeho implementace je obtížnější. Řešení Pablo-54 se mnohem snáze vyrábí a bude vyhovovat těm, kterým je snazší udělat pár závitů než pájet složitý adaptér.

Důvody pro úpravu obvodu senzoru IBS
Je to teprve rok, co jsem si koupil novou baterii, ale klidové napětí baterie již kleslo na průměrných 12,4 V. A to i přesto, že uplynulá zima nebyla vůbec mrazivá a sněhu bylo málo. Možná se při přechodu na Android rádio Teyes CC3 zvýšila spotřeba klidového proudu. Na zimu jsem opustil režim spánku a rádio úplně vypnul, ale to moc nepomohlo k zachování nabití baterie. Na jaře jsem po údržbě baterii vyndal. Tester ukázal následující parametry.

Obr. 3. Úroveň zdraví (vnitřní odpor) – 93 % (4,88 mOhm)

Obr. 4. Úroveň nabití baterie – 65 % (12,32 V)
Ani po dlouhých cestách (1 hodina a více) se úroveň nabití baterie příliš neobnovila. Maximální napětí, kterého se mi podařilo dosáhnout, bylo 12,6 V. Po jarní údržbě jsem baterii vyndal, v režimu obnovy zcela nabil na 13,1 V a znovu ji nainstaloval do auta. Po dni a několika cestách bylo klidové napětí 12,5 V. Ukázalo se, že je třeba vylepšit systém nabíjení, jinak by baterie nepřežila příští jaro.

Principy fungování systému IBS
Začal jsem tím, že jsem se rozhodl sledovat nabíjení a napětí v palubní síti. Za tímto účelem jsem si koupil voltmetr do zapalovače cigaret, jako je tento. Následující výsledky pozorování jsou výhradně pohledem autora a nemusí odpovídat původnímu záměru inženýrů Hondy. Rozhodnutí o nabití či nenabití baterie tedy ovlivňují následující faktory:

Zatížení motoru
— Pokud je zatížení motoru vysoké, baterii nenabíjíme a veškerou energii posíláme do převodovky.
— Pokud je zatížení motoru nízké, pak v závislosti na vybití baterii nabíjíme nebo nenabíjíme.
— Pokud motor není zatížen (probíhá brzdění motorem), nabíjíme baterii.

Elektrické zatížení v napájecím obvodu spotřebičů palubní sítě
— Pokud je zatížení generátoru vysoké, pak baterii nenabíjíme, veškerou energii dodáváme spotřebičům (ano, v síti je 14,2 V, ale ELD není zapnutý!), s výjimkou případů, kdy je baterie zcela vybitá.
— Pokud je zatížení generátoru nízké, pak v závislosti na vybití baterii nabíjíme nebo nenabíjíme.

Napětí na svorkách baterie (úroveň nabití baterie)
— Pokud je baterie vybitá (napětí na svorkách je nižší než 12,25 V), pak pokud není vysoké zatížení motoru a vysoké zatížení palubní sítě, pak baterii nabíjíme. Upozorňujeme, že při vysokém zatížení, i když je baterie vybitá a napětí palubní sítě je 14,2 V (generátor napájí síť), lze nabíjení baterie vypnout pomocí ELD.
— Pokud má baterie průměrné napětí 12,25 — 12,75 V, systém to považuje za dostatečné a baterii nabije pouze tehdy, je-li k dispozici volná mechanická energie (brzdění motorem) a zátěž palubní sítě je malá nebo žádná. Navíc, pokud je zátěž motoru průměrná nebo vysoká a palubní síť není zatížena, generátor se vypne, aby se šetřil benzín, a palubní síť se přepne na napájení z baterie. Proto mnozí poznamenávají, že při zapnutí potkávacích nebo dálkových světel se napětí v síti zvýší na 14,2 V (palubní síť se vrací do provozu z generátoru), ale to neznamená, že se baterie bude dále nabíjet.
— Pokud je napětí baterie vyšší než 12,75 V, systém baterii považuje za plně nabitou a při první příležitosti přepne palubní síť na napájení z baterie a baterii bude nabíjet pouze při brzdění motorem.

Jakási zjednodušená verze start-stopu pro generátor. Používáme ho k nabíjení a napájení sítě, pouze pokud je to opravdu nutné. Zároveň je samozřejmě opotřebení baterie obecně vyšší než u klasické verze konstantního nabíjení na úroveň 13,5 V, ale zároveň v klasické verzi existuje i možnost přebíjení baterie a ztráty vody v plechovkách při vysokých okolních teplotách.

Modifikace systému IBS
Úprava systému jako celku není složitá. Otázkou je – o kolik by se mělo snížit napětí měřené senzorem IBS, aby se zachovalo správné chování systému? Zde je dobré se řídit zásadou „neškodit“. Například pokus o trvalé zapnutí pohonu všech kol u CR-V nevede k ničemu dobrému, i když je to technicky možné.

Rozhodl jsem se posunout průměrný rozsah nabíjení baterie o 0,5 V. V tomto případě se průměrné nabíjecí napětí posune do rozsahu 12,75 – 13,25 V. To znamená, že baterie bude považována za vybitou při napětí 12,75 V a za plně nabitou při napětí 13,25 V, což obecně platí.
Porovnání původního a upraveného dojezdu je znázorněno na níže uvedeném diagramu.

Obr. 5. Diagram posunu napětí skutečného náboje od hodnoty zobrazené senzorem IBS
Na základě analýzy zkušeností kolegů jsem se rozhodl použít diody, které Oleg původně navrhl – 1N5408. Tyto diody jsou ve srovnání s navrhovanými analogy větší (a proto mají větší rozptýlený výkon) a také malý úbytek napětí – v průměru 0,25 V. K vyřešení problému je tedy třeba použít dvě takové diody. Pro srovnání: Olegovo řešení používá 3 diody a celkový úbytek je přibližně 0,75 V, takže se třemi diodami bude skutečné napětí průměrné úrovně nabití baterie 13–13,5 V, což bude ve skutečnosti vždy vyžadovat konstantní nabíjení (cokoli pod 13 V bude považováno za vybitou baterii). Zvolil jsem o něco šetrnější provozní režim generátoru.

Provedl jsem nezávislé testování úbytku napětí na diodách (byl použit zdroj napětí 12,05 V). V mém experimentu byl úbytek napětí na diodách (1-2-3 ks): 0,29 V (1 dioda), 0,57 V (2 diody), 0,83 V (3 diody).

Obr. 6. Napájecí napětí

Obr. 7. Úbytek napětí na 1 diodě

Obr. 8. Úbytek napětí na 2 diodách

Obr. 9. Úbytek napětí na 3 diodách
Použil jsem sestavu posledních dvou diod, takže v mém případě byl celkový úbytek 0,54 V a průměrný rozsah nabíjení byl asi 12,8 – 13,3 V.

Návrh adaptéru
Návrh adaptéru jsem založil na myšlence, kterou zde navrhl DIMIDROL144. Možnost kdykoli adaptér demontovat bez poškození hlavní kabeláže je lákavá. Takto vypadá originální konektor senzoru Honda IBS.

Obr. 10. Pohled zepředu na konektor senzoru Honda IBS

Obr. 11. Profil konektoru senzoru Honda IBS
V původním konektoru jsou diody umístěny v mezeře bílého drátu. Jako drát s konektory pro výrobu adaptéru jsem si koupil teplotní čidlo od VAZu. Od konektoru odpojíme čidlo. Samotné teplotní čidlo odřízneme od kontaktů. Ořízneme plast a kontakty pocínujeme. Práce vyžaduje přesnost. Z plastového krytu čidla odřízneme „křídla“ tak, aby zůstal pouze „nos“, na který později nasadíme vlnitou trubku.

Obr. 12. Přípravné práce na senzoru
Upozorňujeme, že v tomto adaptéru musí být diody umístěny v mezeře oranžového (ne bílého) drátu kroužkem směrem k zápornému pólu. Při pájení drátů ke konektoru (od teplotního senzoru) je důležité ponechat mezi kontakty dostatečnou mezeru a na každý z nich umístit smršťovací bužírku, aby se vyloučila možnost zkratu konektoru. Pro větší pohodlí jsem použil další (černou) smršťovací bužírku a prostor mezi diodami jsem vyplnil nahřátým plastem z lepicí pistole, aby se smršťovací bužírka neprohýbala, ale rovnoměrně se natahovala. Je lepší dát konstrukci předem zakřivený tvar, aby se původní drát ke konektoru snáze připojil.

Obr. 13. Diody v tepelně smrštitelné bužírce
Pak jsem celou konstrukci pokryl vlnitou trubkou a omotal ji černou izolační páskou.

Obr. 14. Hotový adaptér
Během instalace se ukázalo, že ohnutí kabelu stále nebylo dostatečné. Musel jsem ho ještě trochu ohnout. Konektory pasovaly perfektně.

Obr. 15. Nainstalovaný adaptér, pohled shora

Obr. 16. Nainstalovaný adaptér, boční pohled
Provozní zkušenosti
Po instalaci adaptéru se nevyskytly žádné chyby, systém pokračoval v normálním režimu. Pokud dříve voltmetr ukazoval úseky, když se palubní napájecí systém přepnul na baterii, a napětí kleslo na 12,4 – 12,6 V a vrátilo se na 14,2 V pouze tehdy, když se baterie vybila pod 12,2 V, nyní se systém chová jinak. Většinou voltmetr ukazuje 14,2 V a snaží se baterii nabít na 13,3 V. Někdy, ve vzácných případech, je vidět, že baterie dosáhne dočasného nabití 13,3 V a IBS přepne palubní síť na napájení z baterie, ale bohužel – baterie si se zátěží neporadí a napětí neudrží. Poměrně rychle (během několika sekund) můžete vidět, jak napětí klesne na 13,0 V, 12,8 V, 12,7 V, po kterém se generátor znovu zapne a palubní síť se přepne na napájení z generátoru a začne baterii znovu nabíjet. Co k tomu lze říci? IBS za to nemůže. Baterii, která nedrží nabití, nic nepomůže. Adaptér ale rozhodně funguje a na normální baterii by měl po plném nabití ihned přepnout palubní systém do šetrného režimu. Vypadá to, že baterii bude nakonec nutné vyměnit, a tentokrát zvolte možnost s EFB.