Устройство для измерения степени заряда и ресурса аккумуляторной батареи

 

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАРЯДА И РЕСУРСА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее датчики тока и напряжения, выходы которых соединены с входами перемножителя , выход которого подключен через преобразователь напряжения в частоту к счетному входу реверсивного счетчика, вход управления реверсом которого соединен с выходом нуль-органа, а выход - с входом цифрового индикатора, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения, выход одного из датчиков соединен с соответствующим входом перемножителя через введенный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, управляющий вход которого подключен к выходу нуль-органа, вход которого соединен с выходом датчика тока. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет измерения ресурса батареи, в него введен электромеханический счетчик, а реверсивный (Л счетчик содеряит последовательно соединенные делитель частоты, коммутатор и реверсивный счетчик.с раздельными счетными входами, вычитающий счетньй вход которого подключен к счетному входу электромеханического счетчика, а вход делителячастоты и управляющий вход коммутатора соединены соответственно со счетным входом и входом управления реверсом реверсивного счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (19) (11) (и)4 G 01 R 11/00

К

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3615751/24-21 .(22) 08.07.83 (46) 07.11.85. Бюл. Р 41 (7 1) Ульяновский политехнический институт и Ульяновское объединение

АвтоУАЗ (72) Ю.В. Иоисеев, И.Ф. Дьяков, И.А. Дорофеев, В.А. Кузнецов и В.П. Напуцишин . (53) 621,317.38 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 167556, кл. С 01 R 11/00, С 01 К 11/44, 1963.

Патент США Ф 4079313, кл. 324-142, опублик. 1978.. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАРЯДА И РЕСУРСА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее датчики тока и напряжения, выходы которых соединены с входами перемножителя, выход которого подключен через преобразователь напряжения в частоту к счетному входу реверсивного счетчика, вход управления реверсом которого соединен с выходом нуль-органа, а выход — с входом цифрового индикатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, выход одного из датчиков соединен с соответствующим входом перемножителя через введенный усилитель с ре гулируемьм коэффициентом усиления, управляющий вход которого подключен к выходу нуль-органа, вход которого соединен с выходом датчика тока.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения его функциональных воэможностей за счет измерения ресурса батареи, в него введен электромеханический счетчик, а реверсивный счетчик содержит последовательно соединенные делитель частоты, коммутатор и реверсивный счетчик.с раздельными счетными входами, вычитающий счетный вход которого подключен к счетному входу электромеханического счетчика, а вход делителя:частоты и управляющий вход коммутатора соединены соответственно со счетным входом и входом управления реверсом реверсивного счетчика.

90267

3 3 2

40

50

К = Е {кВт ° ч).

Е = К I Ug

1 11

Изобретение относится к устройствам для измерения электрической энергии аккумуляторной батареи, например электротранспортных машин, в процессе эксплуатации, и может быть использовано для определения степени заряженности батарей в системах электропитания постоянного тока.

Цель изобретения — повышение точности измерения степени заряда аккумуляторной батареи.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство .содержит датчики тока 1 и напряжения 2, усилитель 3 с регулируемым коэффициентом усиления, перемножитель 4, преобразователь

5 напряжения в частоту, делитель 6 частоты, коммутатор 7, нуль-орган 8, реверсивный счетчик 9, цифровой индикатор 10, содержащий дешифраторы и светодиодный дисплей, и электромеханический счетчик 11, причем выводы датчика 1 тока подключены к входу усилителя 3 и входу нульоргана 8, а выход усилителя 3 подключен к первому входу перемножителя 4, к второму входу которого подключен выход датчика 2: напряжения, выход перемножителя 4 соединен с входом преобразователя 5, выход которого подключен к входу делителя 6 частоты, выход которого соединен с входом коммутатора 7, переключаемые выходы которого подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 9, выход которого соединен с входом цифрового индикатора 10, причем выход нуль-органа 8 соединен с управляю щим входом коммутатора 7 и управляющим входом усилителя 3, а счетный вход электромеханического счетчика

f1 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 9.

Устройство работает следующим образом.

При заряде или разряде аккумуляторной батареи электрическая энергия, запасаемая или отдаваемая ею, прямо пропорциональна току I проте. кающему через датчик 1 тока, и напряжению U<, снимаемому с датчи.ка 2 напряжения, т.е.

U R+R„ где К= — = — ";

U — напряжение на зажимах аккумуляторной батареи, К и R„ — сопротивления резисторов датчика 2 напряжения.

Рассмотрим вначале работу устройства при заряде. В этом случае ток имеет направление к аккумуляторной батарее и напряжение на выводах датчика 1 тока имеет определенную полярность и соответственно этой полярности нуль-орган 8 подает управляющее напряжение на управляющий вход усилителя 3, коэффициент усиления которого при этом уменьшается на величину, нропорциональную КПД заряда батареи.

Одновременно сигнал с выхода нуль-органа 8 переключает коммутатор 7 на суммирующий вход (+1) реверсивного счетчика 9. С выхода усилителя 3 напряжение U равное где 02 = IR4, подается на Один из входов перемножителя 4, на другой вход которого подается напряжение U, с выхода датчика 2 напряжения. На выходе перемножителя 4 будет напряжение U4 величина которого равна4 1 ч

35 т.е. величина U4 пропорциональна электрической мощности с учетом

КПД заряда.

С выхода перемножителя 4 напряжение U4 подается на вход преобразователя 5, на выходе которого частота следования импульсов f прямо пропорциональна абсолютной величине входного напряжения U . Импульсы с частотой f с выхода преобразователя

5 поступают на вход делителя 6 частоты, который делит их частоту таким образом, что на его выходе количество импульсов N равно электрической энергии заряда с учетом

КПД, выраженной в киловатт-часах,т.е.

Эти импульсы с выхода делителя

55 6 подаются через коммутатор 7 на суммирующий вход реверсивного счетчика 9, а код с его выхода — на вход цифрового индикатора 10, коI

Составитель Л. Морозов

Редактор Е. Папп ТехредM.Гергель Корректор Т. Колб

Заказ 6973/46 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 з 119026 торый показывает запасенную аккумуляторной батареей электрическую энергию при ее заряде в киловатт-часах, умноженную на КПД заряда, так как показания счетчика 9 учитывают

КПД батареи и величина энергии заряда по счетчику 9 равна величине той энергии, которая может быть отдана батареей при ее разряде, т.е. Е.

При разряде аккумуляторной батареи 1б ток I имеет направление от аккумуляторной батареи и полярность на выводах датчика 1 тока меняется на противоположную, а напряжение с выхода нуль-органа 8 увеличивает коэффициент передачи усилителя 3 до нормальной величины и переключает коммутатор 7 так, что его выход оказывается соединенным с вычитающим входом реверсивного счетчика 9 и 20 входом электромеханического счетчика 11. В этом случае цифровой индикатор 10 показывает оставшуюся электрическую энергию в аккумуляторной батарее при ее разряде, а 2д счетчик 11 показывает общее количество электрической энергии, вьще7 4 лившейся при разряде аккумуляторной батареи за весь срок ее эксплуатации.

Разряд батареи должен быть закончен, если показания цифрового индикатора равны нулю.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет автоматического вычисления с учетом КПД степени заряда аккумуляторной батареи позволит оптимально испольэовать ее энергию заряда и не. допускать ее глубокого разряда и переэаряда,. учета суммарной энергии, отданной аккумуляторной батареей за весь срок ее эксплуатации, даст воэможность выражать долговечность аккумуляторной батареи не в количестве циклов saряд-разряд, а в киловатт-часах и тем самым увеличить ее ресурс,так как аккумуляторная батарея может иметь перед зарядкой различную степень заряда и при глубоком разряде и перезаряде происходит необратимый процесс сульфатации и, разрушения пластин аккумуляторной батареи, что приводит к резкому снижению срока ее эксплуатации.