Установка для электрических испытаний аккумуляторных батарей

Установка для электрических испытаний аккумуляторных батарей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскнх

Соцнаинстнческнх

Респубннк . (1в1001246 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву 736226 (22) Заявлено 11. 11. 81 (21) 3353270/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 280283. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28.02. 83 (51) M Nn З

Н 01 N 10/48

Государственный комнтет

СССР

IIo делам нзобретеннй н открытнй

РЗ) УДК 621. 355., 1 (088. 8 ) 1

А.П.Борисенко, М.Г.Калашников, В.Jj.К и Г.Й.УгДев

Е

/ (72) Авторы изобретения

Павлов (7!) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ АККУМУЛЯТОРНЫХ

БАТАРЕИ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для электрических испытаний аккумуляторных батарей и может быть использовано в тех случаях, когда необходимо определение их электрических характеристик.

По основному авт .св. 9 736226 известна установка для электрических испытаний аккумуляторных бат арей, используемая при определении эксплуатационных характеристик аккумуляторных батарей (AS), таких как, например, отдача по емкости, энергети-. ческий КПД, диапазон рабочих напряжений, ресурс и др.

Известная установка содержит за, . рядное устройство и эквивалент нагрузок<соединенные между собой и через автомат регулирования и защиты с клеммами для подключения испытуемых AS, устройство контроля и ре,о гистрации и пульт оператора, подклки ченные к зарядному устройству и эквиваленту нагрузок, два счетчика электроэнергии, два датчика тока и два датчика напряжения.

Управляющие выходы и обнуляющие входы каждого счетчика электроэнерс гии соединены с соответствующими входами и выходами автомата регули.рования и защиты, установочные входы подключены к пульту оператора, а счетные выходы — к устройству контроля и регистрации .

Выходы датчиков тока и датчиков напряжения подключены к соответствующим счетным входам счетчиков электроэнергии, причем измерительные входы одного из датчиков тока включены в зарядную цепь испытуемой батареи, другого — в ее разрядную цепь, а измерительные входы каждого из датчи15 юв напряжения соединены с испытуе мой батареей (1).

Недостатком такой установки яьляется невысокая точность определения электроенергии, полученной при заряде АБ в условиях отрицательных температур (при исследованиях АБ, снабженных устройствами для нх разогрева).

Цель изобретения — повышение точ25 ности определения электроэнергии, .получаемой при заряде батарей, снабженных устройствами для разогрева, в условиях отрицательных температур.

Поставленная цель достигается

30 тем, что в установку, содержащую

10012 46 зарядное устройство и эквивалент н а гру з о к, соеди не н ные между собой и через автомат регулирования и защиты с клеммами для подключения испытуемых батарей, устройство .контроля и регистрации и пульт оператора, 5 пОдключенные к зарядному устройству и э кн и валенту нагрузок, дна счетчика электроэнергии, управляющие выходы и обнуляющие входы каждого из которых соединены с соответствующими входами )p и выходами автомата регулирования и защиты, установочные входы подключены к пульту оператора, а счетные выходы— .к устройству контроля и регистрации, два датчика тока и два датчика напря-15 жения, выходы которых подключены к соответствующим счетным входам упомянутых счетчиков, причем измерительные входы одного из датчиков тока включены в зарядную цепь испытуемых батарей, другого — в ее разрядную цепь, а измерительные входы каждого из датчиков .напряжения соединены с испытуемой батареей, введены блок определения коэффициента эффективности заряда, блок умножения и датчик темпе 25 ратуры электролита, причем входы бло ка определения коэффициента эффективности заряда подключены к выходам .датчика напряжения заряда и датчика температуры электролита, установлен- Зр ного в АБ, а выход — к входу блока умножения, к другому входу которого подключен выход датчика тока заряда.

Выход блока умножения подключен к счетчику электроэнергии заряда. 35, Блок определения коэффициента .эффективности заряда выполнен из трех сумматоров, двух блоков умножения, блока постоянных аккумуляторов, блока ограничения и блока сравнения. 4р

Первый вход первого сумматора подключен к выходу датчика напряжения заряда, а выход — к первому входу первого блока умножения, выход которого подключен к первому входу. второго сумма-45 тора. Выход второго сумматора подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения.

Первый, второй, третий и четвертый выходы блока постоянных аккумулятора соответственно подключены к вторым входам второго блока умножения, первого сумматора, первого блока умножения и третьего сумматора, Вход блока ограничения и первый вход блока сраннения подключены к выходу датчика температуры электролита, а выход блока ограничения †. к второму входу второго сумматора. Второй вход блока сравнения подключен к выходу второго 6Р сумматора. Выход блока сравнения подключен к третьему входу второго блока умножения.

На фиг.1 .принедена предлагаемая установка для электрических испыта65 ний AB структурная схемами на фиг.2вариант выполнения блока определения коэффициента эффективности заряда, структурная схема.

Установка для .электрических испытаний АБ (фиг.1) содержит зарядное устройство 1 и эквивалент нагрузок 2, соединенные между собой с испытуемой батареей 3 через автомат

4 регулирования и защиты, датчик 5 тока в цепи заряда и датчик 6 тока в цепи разряда батареи 3, дна датчика

7 и 8 напряжения„измерительные входы которых соединены с испытуемой батареей 3, .блок 9 определения коэффициента эффективности заряда, соединенный с датчиком 10 температуры электролита,,блоком 11 умножения, соединенным с датчиком тока 5 заряца, и датчиком 7 напряжения заряда, два счетчика 12 и 13 электроэнергии, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков

7 и 8 напряжения, блока 11 умножения и датчика- 6 тока, обйуляющие входы и управляющие выходы подключены к соответствующим выходам и входам автомата 4 регулирования и защиты, а устаноночные входы к пульту 14 оператора, который в свою очередь соединен с соответствующими входами зарядного устройства 1, эквивалента нагрузок 2 и автомата 4 регулирования и защиты, а также устройство 15 контроля и регистрации, соединенное с . соответствующими информационными ныходами зарядного устройства 1, эквивалента нагрузок 2, счетчиков.12 и 13 электроэнергии,и пульта 14 оператора.

Установка для электрических испытаний AE работает следующим образом.

Необходимо провести, например, циклирование АБ, имеющих отрицательную температуру электролита, по следующей программе: разряд;током стартерного режима с последующим частичным зарядом, дозированным по количеству электроэнергии. При заряде производится, разогрев батареи.

Перед началом циклирования АБ с пульта оператора 14 производится задание для счетчиков 12 и 13 (путем подачи сигналов на их установочные входы ) требуемых уровней их срабаты-.нания (аЧ4з для счетчика 12 и а% для счетчика 13), подготовка зарядного устройства 1 и эквивалента нагрузок

2 для реализации ими заданных режимов заряда и разряда, а также других устройств установки к предстоящим испытаниям.

Испытания АБ начинаются с момента подачи с пульта .14 оператора на автомат 4 регулирования и защиты команды для подключения эквивалента нагрузки 2 к испытуемой АБ 3 (замыкание

1001246

w=К иl àt, (1)

О где Ug — текущее значение зарядного, напряжения аккумулятора, текущее значение зарядно3

ro тока аккумулятора;

Т вЂ” время работы аккумулятора на момент измерения заряд- . ного тока;

К вЂ” коэффициент эффективности заряда аккумулятора, определяемый по. формуле 40

= (< (-u; }) при

> а, к = const (2) .45

J при о С-"эх+С "-" „„.„} 2o С К=0, где „ — температура эдектролита;

1) „ — минимально допустимое ре- гулирумое напряжение заряд. 50 ного устройства; а,Ь,c,d — постоянные для данного типа аккумулятора, определяемые экспериментально.

Постоянные а, Ь, с и d учитывают следующие параметры аккумулятора: а — изменение коэффициента эффективности заряда аккумулятора при изменении температуры электролита на 1 С;

Ь вЂ” температура электролита при минимальном значении регулируемого напря-60 жения зарядного устройства, при которой коэффициент эффективности заряда аккумулятора становится равным нулю, с — изменение температуры электролита, при которой коэффициент.эффектив-65 разрядной цепи) . С этого г.Ьмента начинается разряд Ab 3, в ходе которого датчик 6 тока и датчик 8 напряжения измеряют ток разряда и напряжение АБ, а счетчик 13 электроэнергии по сигналам этих датчиков определяет количество электроэнергии, отдаваемой AS 3. В момент времени, когда показания счетчика 13 станут равными ДN>, он выдает управляющий сигнал на автомат регулирования и за-,10 щиты, который осуществляет прекращение разряда АБ 3, выдачу сигнала на обнуляющий вход счетчика 12 (подго-. товка счетчика к предстоящему частотному заряду ), подключение .цепи заря-. 15 да AS 3 к арядному устройству 1.

С этого момента времени происходит заряд AS 3, в ходе которого датчик

5 тока, и .датчик 7 напряжения измеряют ток зарядного устройства и напряжения AS 3.

Известно, что при отрицательных температурах электролита AS не полностью воспринимают заряд.

Исследования показывают, что зарядную энергию AS можно представить в следующем виде:

Т

1 ности заряда аккумулятора ста:овится равным нулю, при изменении регулиру емого напряжения зарядного устройства на 1 В; температура электролита, выше которой коэффициент эффективности заряда аккумулятора имеет постоянное значение.

Таким образом, для достоверного определения количества электроэнергии, полученной AS при заряде, необходимо определять коэффициент эффективности заряда аккумулятора, т.е. решить уравнение (2). коэффициент эффективности заряда аккумУлятора определяет блок 9 определения коэффициента эффективности заряда, на входы которого поступают сигналы с датчика 10 температуры электролита и датчика 7 напряжения.

Сигнал с блока 9 определения коэффициента зффективнос и заряда подается на вход блока 11 умножения, куда подается сигнал с датчика 5 тока. Счетчик 12 электроэнергии 12 по сигналам с датчика 7 напряжения и блока 11 умножения определяет количество электроэнергии, принимаемое AS. В момент времени, когда показания счетчика 12 станут равными ЬМ/3, он выцает управ-. ляющий сигнал:4 на автомат регулирования и защиты, который по этому сигналу производит прекращение заряда

AS 3,. выдачу сигнала на обнуляющий вход счетчика 13.

Блок определения коэффициента эффективности заряда (фиг.2 ) содержит три сумматора 16 — 18 два блока

19 и 20 умножения, блок 21 постоянных ,аккумулятора, блок 22 ограничения и блок 23 сравнения.

Блок определения коэффициента эффективности заряда работает следующим образом.

На входы сумматора 16 подается сигнал 24 от датчика напряжения заряда и сигнал 25 с блока 21 постоянных аккумулятора, соответствующий pm„.n. Полученный сигнал на выходе сумматора 16 подается на вход блока

19 умножения, на другой вход которого подается сигнал 26 с блока ?1 постоянных аккумулятора, соответствующий постояыной С. Сигнал 27 с датчи-. ка температуры электролита подается на вход блока 22 ограничения. Если значение сигнала .2) выше значения постоянной д, на выходе блока ограничения 22 сигнал соответствует значению d . .Если ниже значения постояннои d, то сигнал не ограничивается.

Сигнал, полученный на выходе блока 19 умножения, подается на вход сумматора 17, на другой вход которого подается сигнал с блока 22 ограничения, Полученный сигнал с выхода сумматора

17 подается на первый вход сумматора

18 и на первый вход блока 23 сравне1001246 ния. На второй вход сумматора 18 подается сигнал 28 с блока 21 постоянных аккумулятора, соответствующий постоянной Ь . Блок 23 сравнения, на второй вход которого подается сигнал

27.с датчика температуры электролита, сравнивает сигнал с сумматора 17 с сигналом 27. При значении сигнала 27, соответствующем значению температуры электролита, ниже или равном минус

20ос, с выхода блока 23 сравнения . 10 снимается сигнал, соответствующий нулю. При значении сигнала 27, соответствующем значению температуры электролита выше минус 20оС, с выхода блока сравнения снимается сигнал, 15 соответствующий единице.

Сигналы с выхода сумматора 18, блока 23 сравнения. и сигнал 29 с блока 21 постоянных аккумулятора, соответствующий постоянной,а подаются ( на входы блока 20 умножения, с выхода которого снимается сигнал,.соот.ветствующий значению коэффициента эффективности заряда.

Блок 21 постоянных аккумулятора и блок 22 ограничения могут быть выполнены перестраиваемыми, т.е.. устанавливая значения постоянных а, Ь, с и 8 для данного. типа АБ, .можно проводить испытания различных

А5 (например для АБ 12СТ-70М величины постоянных а, Ь, с и d равны сле дующим значениям: а = 0,018; Ъ = 20, с = 6,5; d = 17 для зарядного напряжения U = 26,5-28,5 В).

Использование предлагаемой установки для электрических испытаний

АБ обеспечивает в сравнении с известными более точное определение количества электроэнергии, полученного батареей при заряде в условиях отри- 4р цательных температур.

Проведенные исследования показывают, что точность определения элект-! роэнергии, получаемой при заряде АБ, при использовании предлагаемой уста- 45 новки увеличивается на 20-30 В.

Формула изобретения

1. Установка для электрических испытаний аккумуляторных батарей по

1 авт.св. Р 736226, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности определения электроэнергии при заряде батарей, она снабжена блоком определения коэффициента эффективности заряда, блоком умножения и датчиком температуры электролита, причем входы блока определения коэффициента эффективности заряда подключены к выходам датчика напряжения заряда и датчика температуры электролита, а выход — к входу блока умножения, к другому входу которого подключен выход датчика тока заряда, выход блока умножения подключен к счетчику элект-.. роэнергии заряда.

2. Установка по п..1, о т л и ч аю щ,а я с я тем, что.блок определения коэффициента эффективности заряда выполнен из трех сумматоров, двух блоков умножения, блока постоянных аккумулятора, блока ограничения и блока сравнения, причем первый вход первого сумматора подключен к выходу датчика напряжения заряда, а выход — к первому входу блока умножения, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход второго сумматора -.к первому входу третьего сумматора, выход третьего сумматора — к первому входу второго блока умножения, а первый, второй, третий и четвертый выходы блока постоянных аккумулятора — соответственно к вторым входам второго блока умножения, первого сумматора, первого блока умножения и третьего сумматора, вход блока ограничения и первый вход блока сравнения подключены к выходу датчика температуры электролита, а вы- ход блока ограничения — к второму входу второго сумматора, второй вход блока сравнения — к выходу второго сумматора, выход блока сравнения — к третьему входу второго блока умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 736226, кл. Н 01 М 10/48, 1978.

1001246 фиг. 1

ВНИИПИ Заказ 1411/63 Тираж 701 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4