Способ выравнивания емкостей серебряно-кадмиевых аккумуляторов

Способ выравнивания емкостей серебряно-кадмиевых аккумуляторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советеиик

Социалистических

Республик (! Ц836709 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 10. 07, 78 (21) 2641062/24-07 (5! )М. Кл.

Н 01 М. 1О/42 с присоединением заявки №

6вударетввввй кеавтвт

CCCP вв аеяам взе4рвтеикй я еткрмтв1 (23) П р нор нтет (SS) ДК621. 355. . 1 (088. 8) Опубликовано 07.06.81, Бюллетень ¹21

Дата опубликования описания 09.06. 81 (72) Авторы изобретения

М. В. Лукьяненко, В. В. Слюсарь, А. Б. Базодеважяй"- =--=-и В. С. Кудряшов (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ЕМКОСТЕЙ СЕРЕБРЯНОКАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации аккумуляторных батарей, состоящих из последовательно соединенных серебряно-кадмиевых аккумуляторов.

В современных автономных системах

I электропитания, содержащих батарею серебряно-кадмиевых аккумуляторов, периодически чередующиеся заряд и раз10 ряд (режим циклирования) вызывает расхождение по емкости отдельных аккумуляторов. Прн этом герметичные серебряно-кадмиевые батареи за 1,5-2 года эксплуатации в составе автономной сисИ темы электропитания теряют до 40-50Х своей первоначальной емкости.

Известен способ эксплуатации герметичной аккумуляторной батареи 11J, а также способ поэлементного доразряда аккумуляторных батарей (2), которые позволяют использовать поэлементный доразряд с целью выравнивания емкостей непосредственно в процессе функционирования автономной системы электропитания.

Недостатком данного способа является то, что на время проведения операции выравнивания к батарее нельзя подключать дополнительную нагрузку, так как это вызывает образование дополнительного контура разряда и, следовательно, йереполюсовку отдельных аккумуляторов и выход их из строя.

Поэтому необходимым условием для осуществления выравнивания емкостей указанным способом является перерыв в работе аккумуляторной батареи на

6-10 ч, в течение которого батарея полностью разряжается, а затем вновь заряжается. Для ряда автономных систем электропитания функциональная готовность аккумуляторной батареи является необходимой, а при остаточной емкости, равной нулю, такое условие невыполнимо.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу яв8367

15

25

40 ляется способ, сущность которого заключается в. совмещении процесса выравнивания с зарядом, а возможность основывается на увеличении крутизны зарядной характеристики в области макси- 5 мальной емкости, что позволяет индивидуально регулировать зарядный ток отдельных аккумуляторов в зависимости от напряжений на них P3g;

Однако увеличение крутизны зарядной характеристики в области макси" мальной емкости на величину, достаточную для работы устройства, имеет место лишь. при t «< + 20 С и с увеличением о температуры уменьшается, что приводит к снижению точности. Температура аккумУляторнтой батареи может достигать

+40ОС, причем разные аккумуляторы в батарее могут иметь и различную температуру, а при этом напряжение на аккумуляторе не определяет однозначно его емкость.

Целью изобретения является .уменьшение энергозатрат и времени проведения процесса при одновременном повышении точности выравнивания по емкости серебряно-кадмиевых аккумуляторов, соединенных в, батарею последовательно.

Это достигается тем, что согласно предложенному способу перед разрядом аккумуляторы заряжают до появления скачка напряжения на одном из них, после чего снижают ток заряда до величины, меньшей действующего значения тока, протекающего по разрядной цепи, и при выравнивании напряжений на всех аккумуляторах заряд батареи продолжают в режиме, обеспечивающем наибольшую эффективно сообщаемую батарее энергоемкость.

На чертеже приведены зарядные характеристики серебряно-кадмиевых аккумуляторов, где 4 С вЂ” расхождение по емкости мещцу максимально и мини- 45 мально заряженными аккумуляторами и батарее; С вЂ” максимальная емкость аккумулятора; С.2 С1„,щ ЬС вЂ” эффективно сообщаемая батарее емкость; С вЂ” ем.кость, сообщаемая аккумулятору до появления скачка напряжения, причем .(„р — const. с.

Применение предлагаемого способа основывается на том, что зарядная характеристика серебряно-кадмиевого аккумулятора имеет характерный скачок напряжения, причем указанный скачок имеет место во всем диапазоне темпера09,ф .тур. Влияние температуры на относительное положение его на характеристис ке — е - ем. чертеж) ее срНестненнс

C 1ЬОКС

У что позволяет осуществлять выравнивание по емкости аккумуляторов в батарее с достаточной точностью при раз личии температур отдельных аккумулятоO ров до 10-15 . Сущность способа заключается в том, что заряд аккумуляторов, имеющих большую емкость, прекращается до тех пор, пока остальные не зарядятся- до такой же емкости.

Пример 1. Проводят выравнивание емкостей аккумуляторов в батарее 26СК-15. Для этого после приведения батареи в рабочее состояние согласно инструкции по эксплуатации с четырех произвольно выбранных аккумуляторов снимают индивидуальным разрядом емкости соответственно 1, 2, 3 и 4 А 1 для имитации явления расхождения. Затем производят заряд до срабатывания патчика давления и разряд с регистрацией отдаваемой емкости. Для получе вЂ, ния сравнительных данных производят следующий заряд батареи предлагаемым . способом и повторный разряд с регистрацией емкости. Изменение параметров зарядного тока осуществляют в зависимости от параметров дозарядных цепей устройства, состоящих из последовательно соединенных дозарядиых резисторов и транзисторных ключей. При этом, с учетом разбросов падений напряжений на транзисторных ключах и сопротивлений линии, получают:

3 3 0а - Ок.1 d. и ен 2 = 2R„„+y ЯR

J gg 0 Ol -UL-МЮ2

Ямеес .2 2(Я +Яра > ч ч где Э вЂ” минимальное действующее зна(3 щм13 чение доразрядного тока (тока, протекающего по шуитирующей ветви);

Ц вЂ” напряжение-на аккумуляторе до появления скачка напряжения р

Ug, — максимальное падение иапряже1RCl9C ния на транзисторном ключе;

0» — минимальное падение напряжения на транзисторном ключе;

1 „ -„ максимальное сопротивление кабельной линии; — минимальное сопротивление кабельной линии;

836709!

6 16 0

Заряд

Индивидуальный разряд

Контрольный разряд с регистрацией емкости

12,5 4

Источники информации, .40 принятые во внимание при экспертизе

Заряд предлагаемым способом

16 1 — 0

К р, — сопротивление балластного доразрядного резистора.

1,25-0,12 мин г 0,!+0,12 е п 2 0,08+0,12 . Как следует из приведенного примера, в реальном устройстве величина тока,, протекающего по разрядным цепям, различна, поэтому прн проведении 10 операции выравнивания величина зарядного тока должна быть в;данном случае меньше 2,56 А, однако еще большее снижение зарядного тока приведет к увеличению времени процесса выравнивания, поэтому зарядный ток спедует выбирать из условий минимального напряжения аккумулятора до появления скачка, что соответствует температуре

+40 С с запасом на нестабильность ре- 20 гулировкк тока зарядным устройством

1,22-0,12 »< 2 0, 1+0.12)

3 = 2,0-2,2 А-с .1д мнм

Данные операций приведены в табли- 2 це.

Контрольный разряд с регистрацией емкости 15,2—

П р и м е ч а н и е. При осуществлении операций срабатывает датчик давления.

Использование предлагаемого способа выравнивания емкостей серебрянокадмиевых аккумуляторов по сравнению с известными способами имеет следую-: щие преимущества: процесс выравнивания совмещен с варядом батареи; батарея функционально готова к работе на нагрузку; выравнивание емкостей аккумуляторов в батарее можно осуществить за один цикл заряда, что позволяет уменьшить энергозатраты и время, необходимые для операции выравнивания.

Формула изобретения

Способ выравнивания емкостей серебряно-кадмиевых аккумуляторов, соединенных в батарею последовательно, путем разряда аккумуляторов на параллельно подключенные им разрядные цепи, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и времени проведения процесса, перед разрядом аккумуляторы заряжают до появления скачка напряжения на одном из них,.после чего их подключают к разрядным цепям и одновременно снижают ток заряда до величины, меньшей действующего значения тока разрядной цепи, и при выравнивании напряжений на всех аккумуляторах заряд батареи продолжают в режиме, обеспечивающем наибольшую эффективно сообщаемую батарее энергоемкость.

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 267718, кл. Н 01 М 10/42, 1968.

2.. Авторское свидетельство СССР

9 632018, кл. Н 01 M 10/42, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2566385, кл. H 01 Х )О/48, 1978.

836709 ф,Ю

Заказ 3266/41 Тираа 784

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Составитель.И. Найдина

Редактор Т. Загребельная ТехредЖ.Кастеле йч КорректорМ. Коста