Способ определения степени заряженности аккумуляторной батареи

Способ определения степени заряженности аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Е!!! 532344

Союз Советских

Социал«есииеек«х

Ресеу!слив

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Доно.нштельнос к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.08.71 (21) 1693490 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 01.11.7б (51) М. Кл.- "H 01М 10, 48

Н 01М 10(24

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.355.1 (088.8) (72) Автор и:юбрстснпя

А. Г, Николаев с с (71) 3 а 5пш тел ь (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАРЯЖЕННОСТИ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к области контроля параметров электрохимических источников тока — аккумуляторов и аккумуляторных батарей.

Известный способ определения степени заряженности аккумуляторной батареи путем измерения величины установившегося значения тока се заряда от зарядного источника постоянного тока, номинальное напряжение которого равно максимальному значению зарядного напряжения батареи, измерения напряжения батареи при отключенном зарядном источнике и сравнении полученных величин с зарядными вольтамперными характеристика.»И, СООТВСТСТВ5 !ОЩ1!МИ Р23.1ПЧНОЙ фаКТIIЧСской емкости (заряженности) испытуемой батареи, не обеспечивает необходимой точности измерений, отличается относительно большой аппаратурной сложностью и вследствие быстрого изменения напряжения батареи, отключенной от источника, требует высокой сноровки экспериментатора, производящего

oTc«vr.! Но приборам.

Известен также способ определения степени заряженности основной батареи путем сравнения ес напряжения с напряжением контрольной, составленной из элементов нормального использования и резервного элемента батареи. Контрольная батарея включается госледовательно с основной прн заряде, отключается при се разряде и вновь подключается к ней прп определении степени разряда основой оатарсн. Указанный способ обсспсчпВ2сТ ВысОкз Io точность ПРи РавспстВе смкоC1 C!i акк 5 м с лЯТОРОВ ОСНОВНОЙ и .OIITp0.71 1!OÉ батареи. Он сравнительно просто реализуется

В стацпонарны« условия«, однако не учитывает потери емкости аккумуляторов вследствие и«саморазряда и из-за большой громоздкости практически HQ прнмеп!1м в полеВых условиях, особенно на подвижнь!«объекта«, например, для определения «арак!ерисгнк акк5муляторов, эксплуатируемы«на транспортны«

15 с !сдствах.

Цель нзобрететшя — повысить точность и упрости h процесс определения степени заряженности аккуму.7яторов и аккумуляторны« батарей, преимущественно со щелочным элек 0 тролптом.

Э!О достигается тем, что по предлагаемому способу =-аряд батареи производят через токоограничпвающпй резистор эталонного сосс противлен:!я, а искомую величину определяют по измеренному значению напряжения испытуемой багареп, вольтампсрной «арактерпстикс системы: зарядньш источник — резистор—

2! K5J lió75 TOpIE 351 батарея II «3 р 31, TCpl:CI7! i C

30 32Висимост.i cTB Icii:l заряжснHOcTil ОГ 113lipii532144 ж е H I I SI 0 я т а! р с l l, 0 1 1!с с си и 0 г 0 к 11 а и р я ж с н I I lo

110TO I II Il К H.

На фиг. ш>казана схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.

2 — внешняя статическая (вольтампсрная) характеристика системы: источник — токоограничивающий резистор — аккумуляторная ба I арея, построенная в относительных единицах, и кривые зависимостей емкости аккумуляторов от относительного напряжения испытуемого объекта.

Аккумуляторную батарею 1 заряжают от номинального источника 2 через токоограничивающий резистор 3, т. е. одна клемма 4 источника подключена к клемме батареи IlcTIQсредственно, а между клеммой 5 источника и клеммой 6 батареи включен эталонный резистор. В общем случае резистор может иметь переменное сопротивление, однако его величина должна определяться с погрешностью, не превосходящей требуемой точности измерения.

В цепях ускорения процесса экспериментального определения зависимости тока I системы (зарядного тока аккумуляторов) от текущего значения запасенной аккумуляторами емкости Q, токоограничивающий резистор может быть зашунтирован. Определение точек кривых упомянутой зависимости производят после отключения шунта и стабилизации текущего значения зарядного тока, определяемого по падению напр!!3кен!!я на эталонном резисторе.

Внешняя характеристика системы: зарядный источник — резистор — аккумуляторная батарея, описываемая уравнением Ун=И+ Ьл (где UTT — напряжение источника, UA — напряжение аккумуляторов, а R — сопротивление токоограничивающего резистора), выраженная в относительны.; единицах, имеет вид

UA=1 — /, и представляет собой уравнение прямой. Здесь UA= Ул/Ун — относительное зарядное напряжение аккумуляторов, а

/= I// в =И/ /н — относительный ток системы, т. е. в качестве базового значения напряжения принята его максимальная величина в системе (значение напряжения зарядного источника), а в качестве базового значения тока 1в — максимальное значение тока системы

1в =(Ун/R при закороченных клеммах 4 — 6.

На графике фиг. 2, где по оси абсцисс отложено относительное значение зарядного тока, а по оси ординат — относительные значения напряжения и емкости, внешняя (вольтамперная) характеристика системы представлена прямой линией а; прямая b на этом же графике иллюстрирует изменение относительного значения падения напряжения на рсзисторе.

Если в качестве базового значения емкости принять ее фактическое максимальное значение, то изменение относительного фактического значения полной емкости Q=Q/QI; иллюстрирует кривая с. В реальных условиях эксплуа)

)О

Зг

1О

3)

65 тациl! Яl ку мул!! 1 Оры ря 3ряж!110 Ilс Ilo;IIToстью. Ilоэтому. 11х ъ1якс11мя. !ьняя э! .С11,1у IITIIII IIопная емкость при п,иклированип, т. с. при частичном разряде аккумуляторов до допустимог0 минимгльног0 разрядного напря кения, имеет значение меньше величины фактической емкости. Кроме того, в системах питания нагрузки с малым диапазоном изменения

П1!1!Р!!ЖС11111!, РЯ 00 1И» P a IP!!Д Я l КУМУЛЯ TOPO:3

0cyll;cc1илястся до напряхкения, превышающего минимально допустимое разрядное напря кение. Вследствие этого величина рабочей емкости всегда меньше эксплуатационной, которая, в свою очередь, является составной частью полной фактической емкости. Поэтому при определении зависимости относительных значений рабочей и эксплуатационной емкости аккумуляторов от тока заряда (относительного зарядного напряжения) в качестве базового значения удобно принимать соответственно рабочую и эксплуатационную емкость, выраженную в амперчасах. Изменение относительного значения рабочей и эксплуатационной емкости аккумуляторов в функции относительного значения тока системы иллюстрируют соответственно кривые г! и е.

Такие кривые для аккумуляторов конкретной электрохимической системы снимают экспериментально при их изготовлении или в процессе эксплуатации. Эти зависимости, определенные, например, для одного аккумулятора, справедливы для батареи, содержа!цсй любое число аккумуляторов.

Определение степени заряженности аккумуляторов (батареи), т. е. их остаточной рабочей, эксплуатационной или полной емкости, осуществляют следующим образом.

Испытуемый объект подключают к зарядному источнику номинального напряжения через токоограничивающий резистор известной величины и контролируют падение напряжения на резисторе. По достижении напряжением на резисторе установившегося значения уточняют напряжение источника и батареи и по полученным данным рассчитывают относительное значение зарядного напряжения. Затем по рассчитанному относительному зарядному напряжению и зависимости степени заря>кенности находят величину соответствующей относительной емкости, а затем рассчитывают действительные значения этих емкостей в амперчасах, от есть Q=Q.QI .

Предлагаемый способ определения степени заряженности и действительного значения емкости аккумуляторов является достаточно простым и обеспечивает высокую точность прн контроле параметров батареи с любым чпслом аккумуляторов, сохраняя прн этом все положительные свойства ранее известных способов определения емкости аккумуляторных батарей.

Формулd изобреT!.пllÿ

Способ определения степени заряженности аккумуляторной батареи, преимущественно со

532144

Т!

;. г г

Составитель И. Найдина

Корректор Л, Орлова

Редактор Н. Каменская

Техред Л. Кочемирова

Заказ 2324 17 Изд. № 1659 Тираж 963 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раугнская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

П!СЛО Н!>!М ЭЛС1 ТРО 11!TOÌ, ОСНОВ ЯЕ!Н!>! Й На ОПрсдс,!сини Величин установившихся значений зарядного тока и напряжения батареи, соединенной с зарядным источником номинального напряжения, и сопоставлении полученных значений вольтамперной характеристики с данными вольтамперных характеристик, соответствующих различной степени заряженности батареи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процссса, заряд батареи производят через токоограничивающий резистор эталонного сопротивления, а искомую величину определяют по измеренному значению напряжения испытуемой батареи, вольтамперной характеристике системы: зарядный источник — резистор — аккумуляторная батарея и характеристике зависимости степени заряженности от напряжения батареи, отнесенного к напряжению ис10 точи и к а.