�SISTEMA DE CARGA

EL ALTERNADOR�

El alternador es el elemento del automóvil que tiene como misión transformar la energía mecánica en energía eléctrica, proporcionando así un suministro eléctrico durante el funcionamiento del vehículo, el alternador de un vehículo tiene que estar diseñado para suministrar la corriente eléctrica necesaria para mantener la carga de la batería, así como suministrar corriente a todos los sistemas eléctricos que lo requieran.

MAGNETISMO

MAGNETISMO Y POLARIDAD

ESPECTRO MAGNETICO

POLOS DE UN MISMO SIMBOLO

SE REPELEN

DIFERENTE POLARIDAD

SE ATRAEN

PERMEABILIDAD

RELUCTORES O DIAMAGNETICOS

PARAMAGNETICOS

ELECTRO-MAGNETISMO

EFECTO AMPLIFICADOR

LA BOBINA

CORRIENTE INDUCIDA

CORRIENTE INDUCIDA

INTERACCIÓN DE CAMPOS MAGNÉTICOS

MAGNETISMO VS ELECTRICIDAD

EL ALTERNADOR

CONJUNTO ROTOR/ESTATOR

ESTATOR TIPO ESTRELLA

ESTATOR EN DELTA

DIFERENCIA ENTRE LA CORRIENTE DE CARGA Y DE DESCARGA

CORRIENTE DE CARGA

CORRIENTE DE DESCARGA

DIFERENCIAS

INDUCCIÓN DE CORRIENTE ALTERNA

FORMACION DEL CICLO DE CADA FASE

FASE ALTERNA COMPLETA

DETALLE DE ROTO Y ESTATOR

COMPORTAMIENTO DEL REGULADOR

0

El regulador reduce la corriente de campo, cuando la velocidad del motor aumenta manteniendo así un voltaje mas regulado

Control de la corriente de excitación

“La corriente de campo es mayor y fluye por mas tiempo a velocidad baja, que a velocidades altas, con el fin de regular el voltaje.”

VELOCIDAD DE ROTOR (ALTA)

El Regulador reduce la corriente de campo cuando la velocidad del rotor aumenta, esto con el fin de modular el voltaje

CIRCUITO TIPO (A)

TIPO A (DELTA)

TIPO A (ESTRELLA)

CIRCUITO TIPO (B)

TIPO (B) DELTA

CIRCUITO TIPO (C)

SISTEMA DE CARGA INTELIGENTE

OBJETIVOS

Identificar los nuevos sistemas de carga controla y asociarlos a las nuevas y futuras tecnologías con el fin de desarrollar estrategias eficaces en el diagnóstico y corrección de fallas.

FUNCION

• Su función principal es comprobar el estado de carga y el estado de salud de la batería, con la intención de evitar una excesiva descarga de la batería y garantizar la capacidad de arranque del vehículo en cualquier momento.
• También de avisar al conductor cuando el estado de salud de la batería es preocupante, y que debe ser sustituida por otra nueva.

​

• Con este fin logra mayor economía en el vehículo y disminución en los niveles de contaminantes

​

Estado de carga (State of charge SOC) se define como la capacidad de carga disponible de una batería y podría ser comparada con capacidad de arranque para el próximo evento.

​

El SOH, es el estado de salud de la batería en otros términos, es la vejes de la gestión química de la batería en funciones temporales y de uso o desuso.

SOH Y SOC

ESTRATEGIAS DE CONTROL

Para lograr estas funciones se recurre a tres tipos de estrategia:

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gestión inteligente por LIN.

gestión por control PWM.

gestión por control BSS..

​

Para evitar la descarga de la batería, veremos que hay que controlar el consumo de los consumidores y si es necesario desconectarlos, también se actúa sobre el promedio de carga aplicada a la batería con el fin de controlar el factor térmico.

SISTEMA DE CARGA CON CONTROL PWM

POTENCIA DISPONIBLE O DISPONIBILIDAD DE CARGA:

Su funcionamiento se basa en un control de la corriente de campo, en funcion de la demanda electrica por parte de los consumidores

CONTROL SOBRE DF

NOTA: Recordar que el regulador alimenta al rotor para así crear el campo magnético, la fuerza del campo dependía de la alimentación que, hacia el regulador, un rato estaba alimentado y otro instante no, dependiendo de la proporción del tiempo alimentado y del no alimentado se obtiene el estado de trabajo del alternador.

DISPONIBILIDAD DE LA CARGA

Con la potencia disponible nos indica el tanto por ciento al que esta trabajando el alternador en un momento dado, con la lógica analítica solicitar mas potencia , es decir proveer mas carga, ( mas voltaje o mas intensidad).

CONTROL DEL ALTERNADOR

Por la señal del cable (B) terminal DF informamos a la Unidad de la potencia disponible del alternador. Por el cable (A) la unidad puede modificar la corriente de carga del alternador mediante la modificación de la señal modulada por anchura de impulsos hacia el alternador, es decir variando la señal PWM.

FUNCIONAMIENTO

• Por la señal del terminal DF informamos a la Unidad de la potencia disponible del alternador.

​

• Por el cable A la unidad puede modificar la corriente de carga del alternador mediante la modificación de la señal modulada por anchura de impulsos hacia el alternador, es decir variando la señal PWM.

​

CAPACIDAD DE CARGA EN %

DIAGNOSTICO

INTERPRETACIÓN

INTERPRETACIÓN

PROGRAMACION DEL ALTERNADOR

Por el terminal DF sale una señal cuadrada de frecuencia fija y de proporción positiva variable. La frecuencia en un alternador Bosch es de 90 Hz y de un Valeo es de 150Hz. Tras la sustitución de un alternador es necesario configurar el calculador de protección y de conmutación situado en el propio alternador , indicando el alternador montado en el vehículo.

( bosch o Valeo) .

CONTROL POR BSS

Bit sincrónico de un solo cable:

La regulación del alternador tiene lugar a través de la interfaz de alternador . La velocidad máxima de transmisión de datos entre la unidad de control de motor (PCM) y el regulador BSS es de 1200 bit/s. A través del regulador

TRANSMISION DEL DATO

VARIABLES MONITOREADAS POR ESTA LINEA (BSS)

En esta línea encontramos las

siguientes informaciones:

• Tensión de regulación.

• Señalización de los defectos.

• Carga progresiva.

• Corriente de excitación.

• Temperatura del regulador.

• Clase y el proveedor del alternador.

ARQUITECTURA

DIAGNOSTICO

FACTORES CRITICOS EN LA GESTION DE CARGA

A- Temperatura de batería

B- tensión (voltaje) de carga.

C- Corriente de entrada y salida en la batería

SENSOR INTELIGENTE DE BATERIA (IBS)

Este sensor es el elemento encargado de monitorear estos tres factores (tensión, corriente y temperatura).

CONSTITUCION DE UN SENSOR (ISB)

1. Derivation.
2. Conector macho
3. Sensor module
4. Negativo terminal
5. Conector gaza

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FUNCIONES DEL (IBS)

Al utilizar el sensor inteligente de la batería, el sistema de gestión de la energía puede reaccionar rápidamente en caso de estado de batería crítico e influenciar tanto el comportamiento del consumidor y la gestión de carga del alternador

DETALLE INTERNO DE SENSOR IBS

ESTRATEGIA DE CARGA

​

TIPOS DE SENSOR IBS

GESTIÓN DE CONTROL

ESTRATEGIAS DE CONTROL

ESTRUCTURA DEL SISTEMA

CONSTITUCION DEL SISTEMA

RESPUESTA OPORTUNA

Al utilizar el sensor inteligente de la batería, el sistema de gestión de la energía puede reaccionar rápidamente en caso de estado de batería crítico e influencia tanto el comportamiento del consumidor y el alternador.

ESTRATEGIAS DE CONTROL

• Determinar el nivel de desactivación de consumidores.

​

• Determinar los mensajes que aparecen en el display.

​

• Una indicación de 100% informa al conductor que la próxima vez que sea parado el motor no existirá ningún nivel de desactivación. Es decir no existirá ninguna restricción.

DIAGNOSTICA DEL BUS DE DATOS

Régimen de tracción (deslastrado)

Se reduce la tensión de carga y la intensidad de salida desciende. con ello se reduce la carga. Durante este tiempo la batería asume la alimentación necesaria para la red de abordo de ahí la importancia de una batería tipo AGM

ESTADO DE CARGA VS ESTADO DE LA BATERIA

No es lo mismo el estado de carga de una batería que el estado de la batería. Es mucho más interesante conocer el estado de la batería, ya que tiene en cuenta el estado de carga y la capacidad real de la batería (envejecimiento ). Podemos estimar la cantidad real de electricidad que tenemos almacenada y por ello podemos determinar la capacidad de arranque.

EL DISPLAY ME BRINDA EL ESTADO DE LA BATERIA

El estado de la batería informa sobre la capacidad de rendimiento que tiene la batería La capacidad de rendimiento se calcula en función del estado de carga y la capacidad de arranque de la batería.

LA PRIORIZACIÓN DE LOS NIVELES DE DESACTIVACIÓN

Su orden de secuencia es 1-2-5-3-6

La secuencia de los diferentes niveles surgieron durante la fase de desarrollo de este sistema ( por eso no aparecen en el orden correlativo ) . Primero se aplica el nivel 1 , después el nivel 2 y después el 5 .

ESTRATEGIAS DE DESACTIVACION

Nivel de desactivación 1

• Se desactivan consumidores en el CAN Confort

Nivel de desactivación 2

• Al ponerse en vigor este nivel se desactivan más consumidores en el CAN Confort.
• A su vez se implantan ciertas restricciones en el sistema Infotenimiento.

​

Fases de desactivación

Nivel de desactivación 3

( control de corriente de reposo)

• Se inicia una reducción de la corriente de reposo.

Nivel de desactivación 5

• Se desactiva la calefacción independiente. luneta trasera y calefacción de asientos, etc .

​

​

NIVELES DE DESACTIVACION

Nivel de desactivación 4

( modo transporte )

Es voluntario y es necesario activarlo mediante un equipo de diagnosis. Se activa desde fabrica cuando se prevé que ese vehículo va ha estar un largo tiempo estacionado, de esta manera en este nivel de desactivación 4 la corriente de reposo es mínima y por tanto la batería apenas se descarga.

​

U.M DE CONTROL DE GESTION ENERGETICA

• El nivel de desactivación lo ordena la unidad de control para gestión energética a través de los sistemas de buses de datos.

​

• Al conductor se le informa en el cuadro de instrumentos acerca de la limitación de funciones, para informarle que si no funciona un consumidor no es debido a un fallo eléctrico sino es para ahorrar energía.

​

�GESTOR DE CORRIENTE DE REPOSO�

Se encuentra activado al estar el borne 15 en ON y motor parado.

​

CONDICION MOTOR DETENIDO

Si el vehículo se encuentra parado es preciso reducir el consumo de corriente en reposo de modo que la batería sólo se descargue en pequeña escala y sea posible una buena operación de puesta en marcha, incluso después de largos tiempos en parado. Si la batería presenta una carga demasiado baja se procede a desactivar funciones en consumidores. En reposo los niveles de desactivación se realiza en el orden 1-2-5-3-6 .

DIAGNOSIS INCORRECTA

• En la diagnosis se debe tener en cuenta que la causa de limitaciones de funciones puede residir en que esté activado un nivel de desactivación.

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• Si un sistema no funciona puede ser simplemente porque este desactivado.

​

GESTIONES DE PROGRAMACION

CAMBIO DE BATERÍA:

Si se cambia una batería es preciso adaptar la nueva mediante un equipo de diagnosis. Nos tenemos que meter en el menú «Codificar gestor de batería» e introducir los datos de la batería nueva.

NIVEL DE DESACTIVACIÓN 4

Es voluntario y es necesario activarlo mediante un equipo de diagnosis. Se activa desde fabrica cuando se prevé que ese vehículo va ha estar un largo tiempo estacionado, de esta manera en este nivel de desactivación 4 la corriente de reposo es mínima y por tanto la batería apenas se descarga.

ESTRATEGIAS DE CONTROL

CRITERIOS DE JUICIO DE CARGA�(FACTOR TERMICO)

• Dado que las baterías calientes se cargan más eficientemente con tensión baja y las baterías frías con tensión más alta, la unidad de control adapta la tensión de carga según la temperatura de la batería.
• La unidad de control comunica al alternador a que tensión o voltaje tiene que regular la corriente generada, esto se actualiza constantemente.
• La unidad de control se informa de la temperatura del motor gracias al sensor de baterías inteligente, que esta situada en el borne negativo de la batería.
• Si el vehículo no dispone de este sensor la temperatura de la batería la calcula la unidad de control dependiendo de la temperatura del aire de admisión y la temperatura del liquido refrigerante.

​

DESCONEXION DEL ALTERNADOR DURANTE EL ARRANQUE

SI UN ALTERNADOR NO GENERA CORRIENTE NO QUITA POTENCIA AL MOTOR:

​

Para facilitar el arranque del motor térmico, la unidad de control desconecta el alternador ( le ordena que no genere corriente) mientras que el motor de arranque gira y voltea al motor térmico. Al desconectar al alternador disminuye el par de retención del motor y al motor de arranque le cuesta menos voltear al motor térmico. Una vez producido el arranque del motor la unidad de control conecta el alternador.

​

ELIMINACION DE CARGAS SELECTIVAMENTE

Por ejemplo en operaciones de aceleración del vehículo, la unidad del motor puede solicitar la eliminación de cargas. Si la unidad de control del motor solicita una eliminación de carga, la unidad de gestión energética reduce en el primer nivel los consumidores de alta potencia y en el segundo nivel reduce la tensión del alternador, para disminuir así la potencia absorbida por éste.(par torsional)

GESTION DE MOTOR �(RALENTI)

En caso de que la batería este muy descargada y tenga una demanda eléctrica en ralentí, la unidad del motor puede elevar paso a paso el número de revoluciones hasta un máximo de 150 RPM. Para aumentar la potencia del alternador.

DESIGNACIÓN DE TERMINALES EN EL ALTERNADOR

REGULACION DINAMICA Y ARMONICA

Si el conductor conecta la calefacción de la luneta trasera, el sistema no eleva de inmediato la tensión suministrada por el alternador, sino que la va regulando a posteriori en función del régimen de revoluciones y la temperatura, dentro de un lapso de 3, 6 o 9 segundos. Esta regulación ascendente continua del par del alternador conduce a una carga uniforme a que se somete el motor.

DIAGNOSTICO Y AUTODIAGNOSTICO

Si durante el auto-test se detecta un erro el testigo de control de carga. El alternador se hace funcionar con una tensión de carga fija de 13,5 V, De esta manera el alternador genera suficiente corriente para alimentar los sistemas del vehículo.

LUZ DE MAL FUNCION ENCENDIDA

• Tensión no admisible.

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• Error interno del alternador.

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• Error de comunicación entre la unidad de control y el alternador.

GESTION ENERGETICA INTELIGENTE

La gestión energética se fundamenta en dos condiciones:

Gestión Pasiva:

Ignición en ON motor apagado

​

​

Gestión Dinámica:

Motor encendido y cargas sobre el alternador

MISIÓN DE LA UNIDAD DE CONTROL DE GESTIÓN DE CARGA

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Misión1: Cuidar la batería. Es el responsable de la diagnosis y monitoreo de la batería en tiempo real (gestión Pasiva).

​

Misión2: Es el responsable directo de desactivar los consumidores en gestión (PASIVA)

(Ignición ON y motor apagado ).

​

Misión3: Es la gestión dinámica encargada de regular la tensión de carga y la reducción del consumo (motor en funcionamiento).

SISTEMAS DE CARGA INTELIGENTE O ALTERNADOR PILOTADO�

La comunicación alternador-UCE�

• Como hemos comentado anteriormente, este tipo de alternadores están compartiendo en todo momento información con la UCE del motor, temperatura batería, temperatura motor, consumidores conectados, RPM, etc.

​

• Esta comunicación se consigue con señales como, P-D (Mazda) , SIG (Ford), RLO (Toyota), L-RVC (Gm), COM-LIN, etc, lo importante de estas señales es que los dos se «entiendan» perfectamente, cuando un alternador no carga lo que debe, no quiere decir que este mal, puede ser que falle la comunicación, la UCE, el cableado, etc, incluso alguna vez se ha llegado a sustituir el alternador y seguir con el mismo problema.

Software del Alternador mas Moderno

• También podemos encontrarnos con el problema de que el alternador que montamos nuevo, tenga un software mas moderno que la UCE, con lo cual no se «entenderán» bien y el problema seguirá, por todo esto que explicamos, recomendamos antes de sustituir algún componente de estos sistemas de carga, diagnosticar y comprobar muy bien las señales de la UCE y el alternador con osciloscopio y comprobar las variaciones de «honda» en la comunicación entre los diferentes elementos, igual en longitud que amplitud.

El principio es controlar la tensión de carga alternador, en función�de las fases de funcionamiento:

​

• .Deceleración

​

​

• Aceleración

​

​

• Estabilizado�

Fases de control

Fase de deceleración( (par disponible)

• Al producirse una deceleración, por consigna del Calculador Motor�Multifunciones, el alternador regula su tensión de carga a 14V como�un alternador clásico, para privilegiar el freno motor.�Entonces se habla de lastrado alternador.

Fase de aceleración (optimización �del par leído)

• Al producirse una aceleración, por consigna del Calculador Motor�
• Multifunciones, el alternador regula su tensión de carga a un nivel más bajo, o sea 13,2 V, para disminuir el par resistente en el motor y reducir el consumo de carburante.�Entonces se habla de deslastrado alternador.�

FASE ESTABILIZADA

• En un régimen estabilizado por consigna del Calculador Motor�
• Multifunciones, el alternador regula su tensión de carga a un nivelintermedio, o sea, 13,5V.

Cómo conectar el osciloscopio�

• Canal A: salida de corriente del alternador

​

​

• Conecte la abrazadera de corriente de 600 A al Canal A del osciloscopio. Coloque la abrazadera alrededor del el cable positivo principal de la batería, desde el alternador a la batería. Conecte la abrazadera y ajuste el valor de cero.

Cómo conectar el osciloscopio�

• Canal B: retroalimentación desde el alternador

​

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• Conecte un terminal de pruebas BNC al Canal B del osciloscopio. Conecte una punta de sujeción al conector positivo (color) del terminal de pruebas y coloque un pinza de cocodrilo negra en el conector negativo (negro). Coloque la pinza de cocodrilo negra en una conexión a tierra adecuada en el compartimento motor. Toque el pin 1 del conector múltiple del alternador o consulte el diagrama de cableado del fabricante.

Canal C: señal de mando al alternador�

• Conecte un terminal de pruebas BNC al Canal C del osciloscopio. Conecte una punta de sujeción al conector positivo (color) del terminal de pruebas y coloque un pinza de cocodrilo negra en el conector negativo (negro). Coloque la pinza de cocodrilo negra en una conexión a tierra adecuada en el compartimento motor. Toque el pin 2 del conector múltiple del alternador o consulte el diagrama de cableado del fabricante.

Notas de la forma de onda�

• Canal A: salida de corriente del alternador

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• Es muy importante que la abrazadera se coloque en el cable positivo desde el alternador a la batería. Si la abrazadera se coloca en el polo negativo de la batería, por ejemplo, se mostrará solo el equilibrio entre la corriente generada por el alternador y la corriente consumida por las cargas eléctricas. En este caso, la lectura actual podría no cambiar mucho cuando se colocan cargas adicionales en el sistema.
• En nuestro estado sin carga, el alternador cambia a aproximadamente 14 amperios. Al activar las cargas (luna climatizada, faros principales y ventilador calentador de máxima velocidad), la corriente de salida aumenta a aproximadamente 70 amperios.

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Canal B: retroalimentación (o monitorización) desde el alternador�

• Esta señal se retroalimenta al módulo de control electrónico (ECM) del motor y mantiene una onda cuadrada constante o una señal modulada de anchura de impulso. El ciclo de trabajo de la señal cambia al aumentar la salida del alternador.

Canal C: señal de solicitud de carga (o mando) al alternador�

• Esta señal procede del ECM y cambia con la demanda de carga. De nuevo, se trata de una onda cuadrada o una señal modulada de anchura de impulso. En la forma de onda sin carga del ejemplo, la señal está inactiva porque el ECM no ha detectado que está encendido algún dispositivo de consumo diferente a la marcha del motor. En el ejemplo de plena carga, la señal está activa y el regulador del alternador reacciona aumentando la corriente de campo, incrementando así la corriente de salida.

Información técnica�

• La mayoría de los fabricantes utilizan ahora un sistema de alternador controlado electrónicamente mediante el uso del ECM del motor, que también se conoce como módulo de control del tren de potencia (PCM), pero Ford fue uno de los primeros en introducir este sistema que denominan «carga inteligente».

¿Qué es el BSI caja de servicio inteligente y cómo funciona?�