Способ определения степени заряженности стартерного никель- кадмиевого аккумулятора

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАРЯЖЕННОСТИ СТАРТЕРНОГО ВДКЕЛЬКАДМИЕВОГО АКУУМУЛЯТОРА, в процессе которого через аккумулятор пропускают переменный ток и измеряют его сопротивление , отличающийс я тем, что, с целью повьшения достоверности определения степени заряженности , вокруг корпуса исследуемого аккумулятора располагают измеритель- . ную обмотку, подключенную к йсточнику переменного тока, замеряют активное R и реактивное X сопротивления этой обмотки, по полученным данным определяют ее добротность d X/R и о степени заряженности исследуемого аккумулятора судят по величине, относительной разности Q-QjjlQjj этой добротности и экспериментального эталонного значения Q добротности, соответствующего полностью заряженнрму аккумулятору данной марки. § 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что частоту пропуска (Л емого через обмотку переменного тока выбирают в пределах 10 -10 Гц.

СОЮЗ СОВН СНИХ

< СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) Н 01 М 10 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3523459/24-97 (22) 20.12.82 (46) 07.02.85. Бюл. Ф 5 (72) В.Л.Гераськов (53) 621.355.1(088.8) (56) 1 ° Багоцкий В.С., Скундин А.M

Химические источники тока. M., Энергоиздат, 1981, с. 144.

2. Вайлов А.И., Эйгель Ф.И. Автоматизация контроля и обслуживания аккумуляторных батарей. М.,"Связь", 1975, с. 15-16. (54)(57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАРЯЖЕННОСТИ СТАРТЕРНОГО НИКЕЛЬКАДМИЕВОГО АКУУМУЛЯТОРА, в процессе которого через аккумулятор пропускают переменный ток и измеряют его сопротивление, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения дос„SU„, 1138863 А товерности определения степени заряженности, вокруг корпуса исследуемого аккумулятора располагают измерительную обмотку, подключенную к источнику переменного тока, замеряют активное R и реактивное Х сопротивления этой обмотки, по полученным данным определяют ее добротность Q = Х/Я и о степени заряженности исследуеМого аккумулятора судят по величине. относительной разности(9-9 )(6 этой добротности и экспериментальйого эталонного значения 8 добротности, соответствующего" полностью заряженному аккумулятору данной марки.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- Е

O шийся тем, что частоту пропускаемого через обмотку переменного тока выбирают в пределах !О -1О Гц.

С:

Со -С

)

1 11388

Изобретение относится к области обслуживания и подцержания в рабочем состоянии электрических аккумуляторов, а именно к технике контроля заряженности стартерных ннкель-кадмиевых аккумуляторов.

Известен способ контроля заряженности электрических аккумуляторов, основанный на измерении падения напряжения на клеммах аккумулятора при его разряде на эталонную нагрузку(1).

Однако, вследствие малой крутизны разрядных характеристик стартерных аккумуляторов этот способ имеет низкую точность и используется толь 15 ко для грубой оценки степени их заряженности. о

Известны также способы, при которых о заряженности аккумулятора су-. дят по величинам активной и реактивной составляющих его полного внутреннего сопротивления.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности является способ, заключающийся в том, что на 25 клеммах аккумулятора замеряют на переменном токе емкость С и о степени заряженности судят по отношению где С вЂ” экспериментальное эталонное

0 значение емкости, соответст" воюющее заведомо полностью заряженному аккумулятору дан ной марки (2).

Известный способ имеет низкую достоверность определения степени заряженности аккумуляторов. Это объясняет о ся тем, что емкость, замеренная на клеммах аккумулятора, обусловлена не только зависящими от степени заряженности емкостью С двойного слоя и диффузионной емкьстью С, но и ад- 45 сорбционной псевдоемкостью С, связанной с наличием в электролите поверхностно-активных веществ и не зависящей от степени заряженности аккумуляторов.

Кроме того, этот способ требует переключения аккумулятора из рабочей цепи в специальную измерительнуюцепь, что не позволяет применять его для непрерывного контроля заряженности и затрудняет его автоматизацию

Целью изобретения является повыше" ние достоверности определения степе63 2 ни заряженности стартерных никелькадмиевых аккумуляторов.

Поставленная цель достигается тем, что при определении степени заряженности стартерных никель-кадмиевых аккумуляторов путем пропускания через аккумулятор переменного тока и измерения его сопротивления, вокруг корпуса исследуемого аккумулятора располагают измерительную обмотку, подключенную к источнику переменного тока, измеряют активное Р и реактив ное X сопротивления этой обмотки,, по-полученным данным определяют ее добротность 8 = K /й и о степени заряженности исследуемого аккумулятора судят по величине относительной разности (e -9)/a . этой добротности и экспериментального эталонного значения 3 добротности, соответствующего заведомо полностью заряженному аккумулятору данной марки.

При этом частоту пропускаемого через обмотку переменного тока выбиV рают в пределах 10 -10 гц, На фиг. t изображена схема опре деления степени заряженности аккумулятора предлагаемым способом; на фиг. 2 - эквивалентная схема аккумулятора и измерительной обмотки; на фиг. 3 — зависимость 9 ) /4, =4(g относительного изменения добротности измерительной катушки от степени заряженности q никель-кадмиевого аккумулятора марки НКБН-25., Предлагаемый способ осуществляют. следующим образом.

Вокруг электродов 1 н 2 .(фиг. 1) заполненного электролитом 3 аккумулятора 4, соединенного с нагрузкой

5, располагают измерительную обмотку 6. Эта обмотка подключена к источнику 7 переменного тока с частотой через измерительный прибор 8, с помощью которого замеряют ее активное Р и реактивное Х = 2 Т 4 L(— индуктивность измерительной обмотки) сопротивления.

Из-за наличия внутри измерительной обмотки 6 аккумуляторной среды в виде электродов 1 и 2 и электролита 3 активное сопротивление Я и индуктивность L обмотки 6 приобретают значения, отличные от значений R, этих же параметров, измеренных в вакууме. Влияние аккумулятора 4 на параметры измерительной oáмотн.и 6 эквивалентно влиянию некоторого ин1138 дуктивно связанного с ней короткозамкнутого витка 9 (фиг. 2), активное сопротивление R„ и индуктивность которого учитывают эквивалентные электрическую проводимость:6 и магнитную проницаемость /ь» аккумуляторной среды.

В результате электрохимических реакций, происходящих при разряде ак-. кумулятора 4, изменяется структура 1р и химический состав электрбдоь 1 и

2 и электролита 3. Это приводит к изменению проводимости 6 и магнитной проницаемости сд аккумуляторной среды, а следовательно, и активного . сопротивления R и индуктивности измерительной обмотки 6.

В никель-кадмиевых аккумуляторах .магнитная проницаемость с в процесс се разряда изменяется незначительно, так как активные массы электродов

1 и 2 и электролита 3 являются слабомагнитньп и веществами с магнитными проницаемостями, близкими к единице, а ферромагнитные основы электродов в реакциях не участвуют.

При разряде аккумуляторов на положительном .электроде 1 происходит реакция восстановления NiOOH - -,4 (ОН)

2 30 а на отрицательном электроде 2 реакция окисления Cd Cd(OH) . Продук. ты и (ОН), СсФ(ОН) этих реакций обладают значительно меньшей электрической проводимостью, чем исходные вещества t4iOOH, Cd. Поэтому эквива3$

h ентная проводимость 4 при разряде уменьшается, что приводит к ослаблению влияния аккумуляторной среды на параметры измерительной обмотки 6 °

В результате индуктивность „ измери40

863 4 тельной обмотки 6 увеличивается, а ее активное сопротивление R уменьшается, Добротность 8= 27ifL/R измерительной обмотки 6 при этом возрастает.

Для обеспечения глубины проникновения электромагнитного поля в аккумуляторную среду, соизмеримой с геометрическими размерами аккумулятора, частоту Е источника 7 переменного тока выбирают не более 10 -1О Гц.

Пример,. Проводился непрерывный контроль степени заряженности 20 ! никель-кадмиевых акку.ууляторов марки НКБН-25. Предварительно полностью (заряженные аккумуляторы (g= 100K) разряжались током 10 А. На каждом из аккумуляторов располагалась измерительная обмотка из 200 витков. Ее добротность измерялась мостом типа

Е-7-4 через каждые 2 Л ч отданного аккумулятором заряда. На основании полученных данных построена усредненная зависимость (g -0 )/Q =М(ф) относительного изменения добротности

9 измерительной обмотки от степени заряженности q, аккумулятора (фиг .3) .

Эталонное значение Й добротности, со. ответствующее полностью заряженному аккумулятору, определялось для данной марки аккумулятора экспериментально.

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает на 40-60Х более вМ окую достоверность определения степени заряженности стартерных никель-кадмиевых аккумуляторов, позволяет осуществить непрерывный контроль разряженности без отключения нагрузки от аккумуляторов, а так;же легко автоматизируется.

1138863

Составитель И. Найдина

Редактор А.Шишкина Техред M. Кузьме.- Корректор С.Шекмар

Заказ 10698/41 Тирах 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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