Устройство для поэлементного выравнивания напряжений на аккумуляторной батарее

Устройство для поэлементного выравнивания напряжений на аккумуляторной батарее

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМ ЕТИДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1п748587

Ф ъ

> (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено09.01.78 (21) 2566385/24-07

/ с присоединением заявки М (53)М. Кл.

Н 01 t1 10/42

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,0780. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 15.07.80 (53) УДК 621. 355." (088. 8) И.В. Лукьяненко, В.В. Слюсарь, A.Á. Базилевский, A.Ã. Козлов, Г.Д. Эвенов и В.С. Кудрящов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ПОЭЛЕМЕНТНОГО ВЫРАВНИВАНИЯ

НАПРЯХ(ЕНИЧ HA АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕ

2 и

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в процессе эксплуатации аккумуляторнЫх батарей. 5

Известно устройство для поэлементного доразряда аккумуляторной батареи, содержащее разрядные резисторы, количество которых равно .количеству доразряжаемых аккумуляторов батареи

l1) .

Известно также устройство аналогичного назначения, содержащее и разрядных резисторов по числу аккумуляторов батареи, п транзисторных ключей и генератор переменного напряжения с трансформаторным выходом, каждый транзисторный ключ соединен последовательно с разрядным резистором и доразряжаемым аккумулятором, причем четные выходные обмотки генератора переменного напряжения под- крпочены началом к базе а концом к эмиттеру транзисторных ключей, нечетные выходные обмотки генератора 2с переменного напряжения подключены началом к эмиттеру, а концом к базе нечетных транзисторных ключей $2) .

Однако указанный прототип имеет тот существенный недостаток, что вследствие глубокого поэлементного доразряда, с целью выравнивания аккумуляторов в батарее по емкости, происходит полный разряд батареи, что при эксплуатации ее в составе автономной энергосистемы нежелательно, так как в любой момент может возникнуть необходимость покрытия пиковой нагрузки.

Целью изобретения является поэлементное выравнивание напряжения на аккумуляторах, соединенных в батарею последовательно, не производя полного разряда батареи и как следствие обеспечения ее функциональной готовности.

Цель достигается тем, что в устройство введены п элементов сравнения, а клеммы питания генератора переменного напряжения присоединены к крайним борнам аккумуляторной батареи, причем выходные обмотки генератора переменного напряжения, выполняющие роль источников эталонных напряжений для нечетных аккумуляторов, присоединены началами к плюсо-, вым борнам аккумуляторов, а концами к первым входам элементов сравнения, упомянутые обмотки для четных аккуму748587 ОаЮ а И

2 а

15 м3 ад

5= 1

55 пяторов присоединены концами к плюсовым борнам аккумуляторов, а началами к первым входам элементов сравнения, вторые входы элементов сравнения присоединены к минусовым борнам соответствующих аккумуляторов, а выходы элементов сравнения к управляющим входам ключей соответствующих

Ьунтирующих ветвей.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит контакт 1, генератор переменного напряжения 2, аккумуляторную батарею 3, первичную обмотку 4 выходного трансформатора генератора, вторичные обмотки этого трансформатора 5, элементы сравнения.

6, ключи 7, разрядные резисторы 8.

Аккумуляторная батарея, состоящая из и аккумуляторов, имеет характерное увеличение крутизны зарядной характеристики в окрестности наименьшей и наибольшей емкости где S — крутизна, ь,0 — приращение напряжения батареи; ьС вЂ” приращение емкости.

Причем, если емкости всех аккумуляторов равны, то и напряжения З0 на аккумуляторах, а также и их приращения также равны.

Таким образом, при выравнивании напряжений на аккумуляторах производится и их выравнивание по ем- 35 кости. Это позволяет устранить явление расхождения по емкости отдельных аккумуляторов в батарее и поддерживать ее энергоемкость в течение всего срока эксплуатации. наиболее просто осуществить one- 40 рацию выравнивания при конечной величине чувствительности элемента сравнения в области наибольшей крутизны зарядной характеристики. Сущность работы описываемого устройства 45 сводится к уменьшению зарядного тока аккумуляторов, имеющих большую емкость в процессе заряда, либо к увеличению разрядного тока этих же аккумуляторов. 50

Работает устройство следующим образом.

В статике, при неработающем генераторе переменного напряжения, элемент сравнения и ключ шунтирующей ветви находятся в запертом состоянии, следовательно, токи утечки через схему пренебрежимо малы и не вызывают разряда аккумуляторов.

При подключении контактами 1 гене ратора .перемейиого напряжения 2 к 60 крайним борнам аккумуляторной батареи 3, амплитуда импульсов напряжения прямоугольной формы на первичной обмотке выходного трансформатора

4 равна напряжению на всей батарее. 65

Если число витков первичной обмотки 4 = й„, а число витков выходных обмоток (вторичных) 5 = И то

2 при коэффициенте трансформации К где n — число аккумуляторов в батарее, Оа — напряжение одного аккумулятора, амплитуда импульсов прямоугольной формы, наводимых во вторичных обмотках 5, равна напряжению одного аккумулятора для случая равенства емкостей всех аккумуляторов в батарее. Данное напряжение является в этом случае эталонным. Элемент сравнения б, первый вход которого через обмотку 5 эталонного напряжения соединен с плюсовым борном аккумулятора, а второй вход с минур совым борном этого же аккумулятб а производит сравнение напряжения на аккумуляторе с эталонным напряжением в тот момент времени, когда

U и ЭДС соответствующей обмотки 5 направлены встречно.

При этом возможны следующие случаи:

3) Q . С (0 3с.

cI1 7 и

Соответствующей настройкой элемента сравнения б добиваются, чтобы с него сигнал поступал на управляющий вход ключа 7 в случаях 1) и 2) и не поступал в случае 3) .

Таким образом, аккумуляторы, имеющие большую емкость подключают к шунтирующей ветви, состоящей из разрядного резистора 8 и ключа 7.

Использование предлагаемого устройства для поэлементного выравнивания напряжений на аккумуляторах, соединеиных в батарею последовательно, позволит проводить операцию выравнивания напряжений на аккумуляторах в любом режиме работы батареи.

Формула изобретения

Устройство для поэлементного выравнивания напряжений на аккумуляторной батарее, состоящей из и последовательно соединенных аккумуляторов, содержащее 2п выходных клемм, генератор переменного напряжения с трансформаторным выходом с и выход748587

Составитель И. Найдина

Редактор Т. Кузнецова. Техред М. Петко Корректор Е, Папп

Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4251/42

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

Ными обмотками и и разрядных цепей, присоединенных к соответствующим клеммам, при этом каждая разрядная цепь состоит из последовательно соединенных резистора и ключа, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью обеспечения функциональной готовности батареи, в устройство введены п элементов сравнения, а клеммы питания генератора переменного напряжения присоединены к крайним выходным клеммам, причем нечетные выходные обмотки генератора переменного напряжения присоединены началами к клеммам для подключения ! плюсовых борнов аккумуляторов, а концами к первым входам элементов сравнения, четные обмотки присоедииены концами к клеммам для подключения плюсовых борнов аккумуляторов, а началами — к первым входам элементов сравнения, вторые входы которых подключены к клеммам для подключения минуСовых борнов соответствующих аккумуляторов, а выходы элементов сравнения соединены с управляющими входами ключей соответствующих разрядных цепей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Устройство доразрядное", ВНИ АИ, Ленинград, ФЮЗ, 686, 002. ТО.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2495592/07, кл. Н 01 М 10/42, 13.06.77.