Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи

Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3421042/24-07 (22) 12.04.82 (46) 30.10.83. Бюл. М 40 (72) В.И. Шавлов (71) Специальное проектно-конструкторское бюро технологического оборудования для промышленности источников тока (53) 621.355.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . 9 519801, кл. Н 01 М 10/48, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 551736, кл. Н 01 М 10/48, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

9 597036, кл. H 01 М 10/48, 1976.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 561252, кл; Н 02 J 7/12, 1976.

5. Авторское свидетельство СССР

М 744843, кл. Н 02 J 7/02, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА И

РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, .содержащее регулируемый преобразователь напряжения, соединенный с .батареей последовательно соединенных через переключающие контакты узла поэлементного отключения аккумуляторов, контрольно-сбегающую систему, выходными каналами связанную с узлом поэлементного отключения, и блок сигнализации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и увеличения срока службы, в него дополнительно введены блок сравнения, реле, датчики наличия цепи, например шунты, блок усилителей, измерительный прибор, элемент памяти, например триггер, схемы И и инвертор, причем контрольно-обегающая система сос-

„.80„„105164? А

3(5Н Н 02 J 7/02; Н 01 М 10/48 тоит из генератора импульсов, связанного через узел ЗАПРЕТ-РАЗРЕщЕНИЕ, формирователь импульсов и счетчик с входом дешифратора, а выходы дешифратора связаны с первыми входами соответствующих схем И, вторые входы которых объединены и через узел временной задержки подключены к входу формирователя импульсов; выходы схем И через блок усилителей нагружены на реле, через замыкающие контакты которых плюсовые и минусовые измерительные цепи аккумуляторов, соединенные параллельно ,между. собой, подключены к входу блока сравнения, выход которого через узел поэлементного отключения соединен с блоком сигнализации, вновь введенные реле через блок усилителей связаны с выходами введенных схем И, первые входы которых сое- динены с соответствующими выходами дешифратора, а вторые входы этих схем И объединены и подключены к выходу дополнительной схемы И, первый вход которой через элемент памяти связан с выходом блока сравнения и выходом формирователя импульсов, а второй вход через инвертор соединен с входом формирователя импульсов; датчик наличия цепи включен в зарядно-разрядную цепь каждого аккумулятора, а измерительные цепи датчиков наличия .цепи, соединенные параллельно между собой через замыкающие контакты введенных ре ле, подключены к измерительному прибору, выход которого связан с бло;ком сигнализации и узлом ЗАПРЕТРАЗРИМЕНИЕ

1 1051647

Изобретение относится к электро- технической промышленности и может быть, использовано для проведения формировки, тренировки и испытаний химических источников тока.

Известны зарядно-разрядные устройства, применяемые при производстве и испытаниях аккумуляторных батарей, где аккумуляторы или аккумуляторные батареи соединяются последовательно в батарею. В процессе заряда или разряда осуществляется поэлементный контроль за степенью заряда (разряда) аккумуляторов или аккумуляторных батарей (1 )„ $2 ), СЗ) и (4).

При достижении аккумуляторами или аккумуляторными батареями заданных значений, например, напряжения заряда или разряда производится автоматическое отключение их из силовой цепи с помощью узла поэлементного отключения.

Например, в устройстве j4) с целью повышения надежности работы узла поэлементного отключения, перед отключением аккумуляторов из цепи заряда (разряда) осуществляется снижение зарядно-разрядного тока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для зарядки аккумуляторной батареи, содержащее регулируемый преобразователь напряжения, объединенный последовательно-встречно с батареей последовательно соединенных через переключающие контакты поэлементно отключающего узла аккумуляторов, блок контроля по напряжению, соединенный .своим входом с .положительными и отрицательными выводами аккумуляторов, а выходом с узлом поэлементного отключения и блоком сигнализации, электромагнитные реле, развязывающие диоды, резисторы и источник питания для контроля за степенью заряда аккумуляторов по росту давления внутри аккумуляторов с помощью сильфондатчиков, встроенных внутрь герметичных аккумуляторов L5 ).

Недостатком указанного устройства является то, что надежность работы переюлючающих контактов узла поэлементного отключения в силовой цепи заряда аккумуляторов, а также срок службы контакторов (реле) узла поэлементного отключения недостаточны.

В результате аккумулятор или аккумуляторная батарея не отключаются из силовой цепи, происходит. перезаряд. или переразряд, что в конечном итоге приводит к их -разрушению. Поэтому возникает необходимость контроля за неразмыканием размыкающих положений переключающих контактов контакторов (реле) узла поэнементного отключения, что позволит обеспечить защиту аккумулятора (аккумуляторной батареи) от перезаряда или перераэряда.

Цель изобретения — повышение надежности работы в увеличение сро-, ка службы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда

10 и разряда аккумуляторной батареи, содержащее регулируемый преобразователь напряжения, соединенный с батареей последовательно соединенных через переключающие контакты

15 узла поэлементного отключения аккумуляторов, контрольно-обегающую систему, выходными каналами связанную с узлом поэлементного отключения, и блок сигнализации, дополнительно

20 введены блок сравнения, реле, датчики наличия цепи, например шунты, блок усилителей, измерительный прибор, элеменT памяти, например триггер, схемы И и инветор, причем

25 контрольно-обегающая система состоит из генератора импульсов, связанного через узел ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ формирователь импульсов и счетчик с входом дешифратора, а выходы дешиф. Ратора .связаны с первыми входами соответствующих схем И, вторые входы которых объединены и через узел временной задержки подключены к входу формирователя импульсов; выходы схем И через блок усилителей наг35 ружены на реле, через замыкающие контакты которых плюсовые и минусовые измерительные цепи аккумуляторов, соединенные параллельно. между собой, подключены к входу блока сравнения, выход которого через узел поэлементного отключения соединен с блоком сигнализации, вновь введенные реле через блок усилителей связаны с выходами введенных

45 схем И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, а вторые входы этих схем И объединены и подключены к выходу дополнительной схемы И, первый вход которой через элемент памяти связан с выходом блока сравнения и выходом формирователя импульсов,.а второй вход через инвертор соединен с. входом формирователя импульсов; датчик наличия цепи включен в зарядно-разрядную цепь каждого аккумулятора, а измерительные цепи датчиков наличия цепи, соединенные параллельно между собой через замыкающие .контакты введен60 ных реле, подключены к измерительному прибору, выход которого связан с блоком сигнализации и узлом ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ.

На чертеже изображена схема пред 5 лагаемого устройства.

1051647

Устройство содержит регулируемый преобразователь 1 напряжения, .переключающие контакты 2„,-..., 2„ узла 3 поэлементного отключения, 1датчики наличия цепи (например, шунты 4, ..., 4,, батарею последова5 тельио соединенных аккумуляторов

5.„..., 5„, контрольно-сбегающую сйстему 6, состоящую из генератора 7 импульсов, узла 8 ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕ, НИЕ,. формирователя 9 импульсов, 10 счетчика 10, дешифратора 11, схем

И 12„, ..., 12» узла 13 временной . задержки, блока 14 .усилителей, ре-, ле 15, ..., 15„ с замыкающими контактами 16 „, ..., 16 „и 17„, 15

17„, блок 18 сравнения, элемент памяти, например триггер 19, схему И 20, блок 21 сигнализации, инвертор 22, схемы И, 23 « ..., 23> блок 24 усилителей, реле 25qg

25п с замыкающими контактами 26„, 26 „ и 27,. . . 27„, измерйтельный прибор (например, магнито- .электрическое реле или милливольтметр контактный) 28.

Устройство работает следующим образом.

В процессе заряда или разряда регулируемый преобразователь 1 напряжения через переключающие контакты .2„, ..., 2 „ узла 3 поэлементного отключения, через датчики 4 на- личия цепи (например,:шунты), подключается к батарее последовательно соединенных аккумуляторов 51, 35

5п

В определенные моменты времени для контроля за степенью заряда (разряда) аккумуляторов, включается контрольно-сбегающая система.

Первый импульс генератора 7 импуль- 40 сов через разрешенный узел 8 ЗАПРЕТРАЗРЕШЕНИЕ, через формирователь 9 импульсов поступает в счетчик 10, при этом включается первый канал дешифратора 11,сигнал с которого поступает на первый вход схемы И 12„, второй вхрд которой разрешается узлом 13 временной задержки.

С выхода схемы И 12 „ сигнал поступает в блок 14 усилителей и вклю- чается реле 15„, контакты. которого

16 и 17„ подключают измерительные цейи аккумулятора 5„ к входу блока

18 сравнения ° Одновременно импульс с выхода формирователя 9 поступает на элемент 19 памяти (например,, триггер), который запрещает работу схеме И 20.

Если аккумулятор 5 не достиг. заданного напряжения заряда (разряда), блок 18 сравнения не срабаты- 60 вает и. íà его выходе сигнала нет;С окончанием импульса на выходе генератора 7 через узел 13 временной Задержки запрещается работа схем H 12„, ..., 12 „ и реле: 15 от пускает (выключается) . Соответствен. но размыкаются его контакты 16„ и

17„. При поступлении второго импульса генератора 7 через узел 8 ЗАПРЕТРАЗРЕШЕНИЕ через формирователь 9 импульсов в счетчик 10 осуществляется переключение каналов дешифратора 11 и сигнал появляется на его втором выходе. С задержкой на ве личину постоянной времени узла 13 временной задержки поступает разрешающий сигнал на вторые входы схем

И 12,, ..., 12„. Срабатывает схема

И 122, сигнал с выхода которой через блок 14 усилителей включает реле 15; „ Замыкающие контакты 16> и

17. реле 152 подключают измерительные цепи аккумулятора 5 к.входу блока 18 сравнения..

Одновременно сигнал с формиро|вателя 9 импульсов поступает на элемент 19 памяти и подтверждается запрещение работы схеме И 20.

Если аккумулятор 5> не достиг заданного значения напряжения заряда (раэряда), блок 18 сравнения не срабатывает и на его выходе сигнала нет. и -м импульсом генератора 7 включается п-й канал дешифратора 11 и через блок 14 усилителей включается реле 15„, которое своими замыкающими койтактами 16п и 17„подключает измерительные цепи аккумулятора 5 „ к входу блока 18 сравнения. п +1-м импульсом генератора 7 опять включается первый канал дешифратора 11 и включается реле 15„, T å."контрольно-обегающая система

6 производит опрос аккумуляторов 5, ° ... 5„.

Следует заметить, что с помощью узла 13 временной задержки включение реле 15.„ . ° ., 1 5„ последующего юнала происходит после выключения реле предыдущего канала.

Таким образом, исключается перекрытие каналов и исключается вероятность короткого замыкания аккумуляторов через замыкающие контакты

16„, ..., 16 „и 17.„ ..., 17„ последующего и предыдущего каналов по цепям измерения.

Если же, например, аккумулятор 5 достиг заданного значения напряжения заряда (разряда), то при срабатывании реле 15„ и подключении его замыкающими контактами 16 „ и 17„ измерительных цепей аккумулятора 5 к входу блока 18 сравнения, блок сравнения срабатывает и на его выходе появляется сигнал, который поступает на элемент 19 памяти. Сигнал с выхода элемента 19 памяти разрешает работу схеме И 20.

Одновременно сигнал с выхода блока сравнения 18 поступает в узел 3 поэлементного откйочения, который

1051647 ь м, связан с выходными каналами контрольно-обегающей системы 6.

Узел 3 поэлементного отключения переключает свои контакты 2, при этом аккумулятор 5„ отключается иэ цепи заряда (разряда), причем цепь будет .замкнута мимо отключенного аккумулятора 5„ . Одновременно сигнал с узла 3 поэлементного отключения поступает в блок 21 сигнализации.

С исчезновением импульса с генератора 7 (пауза до следующего импульса) через узел 13 временной за. держки запрещается работа схемам

И 12„, ..., 12„, реле 15., отпуска,ет и его контайты 16„. и 17„ размыкаются и измерительные цепи аккумулятора 5„ отключаются от блока 18 сравнения и сигнал на его выходе исчезает. 1

Одновременно исчезновение импульса с генератора 7 через инвертор

22 поступает на вход схемы И 20, другоЯ вход которой разрешен выходом элемента 19 памяти.

Сигнал с выхода схемы И 20 поступает на первые входы схем И 23„, 23„, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам дешнфратора 11. Но так как включен первый канал дешифратора 11, то срабатывает схема И 23„, с выхода которой сигнал поступает на вход блока 24 усилителей, и включается реле 25 „ ° Реле 25„ своими замыкающими койтактами 26 „ и 27., подключает измерительные цепи датчика наличия цепи (например, щунта) 4 „ к измерительному прибору 28, при этом

)если раэмыкающее положение переключающего контакта 2 „ разомкнулось, то ток зарядно-разрядный. через датчик 4„ наличия цепи не проходит, на нем не создается падение напряжения и измерительный прибор 28 не срабатывает, Если же раэмыкающее положение контакта 2„ не размыкается, то через датчик 4., наличия цепи протекает ток, который создает падение напряжения на нем и измерительный прибор 28 срабатывает и выдает сигнал в блок 21 сигнализации о том, что аккумулятор 5„ не отключается из цепи заряда (разряда) и в узел 8

ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ, Узел ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ запрещает прохождение последующих импульсов генератора 7 в счетчик 9. Аккумуля» тор отключается из цепи заряда(разряда) оператором, а вышедшее иэ строя реле заменяется новым. После отключения аккумулятора 5 „ из цепи заряда (раэряда) по каналу Разрешение дается разрешение на узел 8

5 !

О !

ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ для прохождения импульсов генератора 7 в счетчик 9.

Очередной импульс генератора 7 с выхода формирователя 9 импульсов поступает на элемент 19 памяти, который запрещает работу схемы И 20, а отсутствие сигнала с ее выхода запрещает работу схемам И 23, 23„ и реле 25 отпускаетр его контакты 26 и 27 размыкаются и датчик 4 „ наличия цепи отключается от измерительного прибора 28.

Задержанный импульс генератора

7 узлом 13 временной задержки дает разрешение на работу схемам

И 12,, ..., 12„ и включается. реле

15, измерительные цепи которого подключают аккумулятор 5 к входу блока 18 сравнения, и, если он достигает заданного значения напряжения заряда (разряда), то отключение его иэ цепи заряда. (разряда) происходит аналогично описанному . выйе относительно аккумулятора 5„.

Если же размыкающие контакты йе . реключающих контактов 2 1, ..., 2 „ не размыкаются и замыкаются замыкающие (контакты свариваются), то аккумуляторы 5„, ..., 5 „ замыкаются накоротко. В этом случае в зависимости от режима заряда или разряда ток заряда (разряда) аккумуляторов может суммироваться с током самора з ряда аккумуляторов, тогда датчики наличия цепи 4„, ..., 4 „ выполняют роль защитных узлов, предотвращающих аккумуляторы 5„, 5„ от разрушения.

Важность контроля в особенности необходима при испытании дорогостоящих аккумуляторов и аккумулятор-. ных батарей, так как исключается выход их иэ строя., Итак, в случае выхода из строя. переключающих контактов контакторов (реле) узла поэлементного отключения исключается выход из строя отключаемых аккумуляторов или аккумуляторных батарей.

Использование предлагаемого изобретения не требует замены контакторов (реле) узла позлементного отключения после их наработки согласно паспорту на них, поэтому срок службы контакторов (реле) продлевается до полного выхода их из строя.

Кроме того, экономически выгодно увеличение срока службы мощных контакторов (реле), дорогостоящих из-эа покрытия их контактов большим количеством драгоценного металла (например, золотом, серебром, платиной), Предлагаемое изобретение позволяет применять контакторы, которые отработали своЯ ресурс, например в авиации, 1051647

Составитель И. Найдина

Редактор Ю..Середа Техред, У,флейта Корректор, А. Ильин

4»

Заказ 8682/54 Тираа 617 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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