Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи

 

Изобретение может быть использовано при контроле состояния аккумуляторной батареи (АБ) при ее эксплуатации и .хранении . Цель изобретения - повышение точности оценки степени заряженности АБ. При контроле АБ сигнал с датчика тока 2 в цепи АБ через измерительный усилитель 4 преобразователя напряжения в частоту 5 схемы ИЛИ 8 подается на счетный в.ход счетчика-интегратора 12. Счетчик 12 накапливает и выдает цифровой выходной сигнал, указывающий результирующий отбор количества ампер-часов, исходя из заданного полного заряда АБ. Цифровые показания счетчика 12 преобразуются цифроаналоговым преобразователем 15. Цри полном заряде .А.Б напряжение на выходе преобразователя 15 равно нулю и увеличивается с увеличением разряда. Вычислительный блок 16 связи нагрузочной кривой разрядного тока, температуры и ампер-часов управляется от измерительного усилителя 4 и от тер.модатчика 19, размещенного в АБ. Сигналы с выходов блока 16 и преобразователя 15 сравниваются в устройстве 22. Разностное напряжение показывает, какое количество ампер-часов может быть отобрано при данном состоянии заряженности АБ, при соответствующих разрядном токе и температуре . Устройство может с помощью вы (Л (Л N:) 4 О5 00 САЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г — р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3823697/24-07 (22) 14. 12.84 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (72) А. Ф. Игнатенко, Б. Г. Смирнов и И. В. Соколов (53) 621.355.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 312332, кл. Н 01 М 10/48, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 335756, кл. Н О! М 10/48, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 539545, кл. Н 01 М 10/48, 1974.

Патент СССР № 648147, кл. Н 01 М 10/48, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ KOHTPOЛЯ

СТЕПЕНИ ЗАРЯЖЕННОСТИ АККУМУЛЯТОРНОИ БАТАРЕИ (57) Изобретение может быть использовано при контроле состояния аккумуляторной батареи (АБ) при ее эксплуатации и хранении. Цель изобретения — повышение точности оценки степени заряженности АБ.

При контроле АБ сигнал с датчика тока 2

ÄÄSUÄÄ 1246183 (51) 4 Н 01 М 10/48, G О! К 31 36 в цепи АБ через измерительный усилитель 4 преобразователя напряжения в частоту 5 схемы ИЛИ 8 подается на счетный вход счетчика-интегратора 12. Счетчик 12 накапливает и выдает цифровой выходной сигнал, указывающий результирующий отбор количества ам пер-часов, исходя из зада нного полного заряда АБ. Цифровые показания счетчика 12 преобразуются цифроаналоговым преобразователем 15. При полном заряде АБ напряжение на выходе преобразователя 15 равно нулю и увеличивается с увеличением разряда. Вычислительный блок 16 связи нагрузочной кривой разрядного тока, температуры и ампер-часов управляется от измерительного усилителя 4 и от термодатчика 19, размещенного в АБ. Сигналы с выходов блока !6 и преобразователя 15 сравниваются в устройстве 22. Разностное напряжение показывает, какое количество ампер-часов может быть отобрано при данном состоянии заряженности АБ, при соответствующих разрядном токе и температуре. Устройство может с помощью вы1246!83

25 числительного блока 25, который определяет емкость, необходи мук> для норм ал ьной рабогы нагрузки при заданном режиме, дать информацию о том, располагает ли АБ при действующей температуре необходимым количеством ампер-часов. Устройство содержит с Еетчик 30 фактической емкости, Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при контроле состояния аккумуляторной батареи при ее эксплуатации и хранении.

Цель изобретения — — повышение точности оценки степени заряженности.

На чертеже изображена схема устройСТЕЗЯ.

При контроле аккумуляторной батареи

Н3 датчике 2 тока, включенном в токовую цепь 3, появляется напряжение, подаваемое к измерительному усилителю 4. Выходное напряжение последнего подается на вход преобразователя 5 напряжения в частоту, который вырабатывает импульсы с частотой следования, пропорционально подаваемому на вход значению напряжения. Преобразователь 5, выполненный по известной схеме, имеет регулируюп,ий орган 6, с помощью которого в зависимости от зарядного фактора (КПДэ батареи 1 выходная часть го фактора (КПД) батареи 1 выходная частота преобразователя при заряде аккумуляторной батареи Hccl(o,iüêo отличается

OT таковой IipH !Зазр51дс. BbiXO3H351 .|II4HH51 7 преобразователя 5 подклю ipHH к входу схемы ИЛИ 8, на второй вход которой подается сигнал импульсного генератора 9, частота следования импульсов которого регулируется с помощью второго регулирующего органа 10. Когда исчезает входное напряже1 ие преобразователя 5, импульсным генератором 9 вырабатывается последовательность импульсов регулируемой частоты, которая с помо1цью регулирукзщего органа 10 устанавливается такой, Iòî скорость саморазряда аккумуляторной батареи, которая не вызвала бы достаfoчного для срабатывания преобразователя 5 падения IIHIIp51iKLния на датчик 2 тока, учитывается схемой

ИЛИ 8. Выходное напряжение схемы ИЛИ

8 шздастся на счетный вход 11 счетчика 12, который служит интегратором и выполнен, например, в виде реверсивного четырехдекадного счетчика. Этот счетчик работает в прямом направлении при заряде и в обня выходе которого вырабатывается потенциал, соответствующий емкости, приведенной к номинальному току разряда, т.е. фактической емкости. Этот потенциал поступает на вычислительный блок 25 и счетчик 12, в которых параметр Ск корректируется до зняче»ия фактической емкости. 1 ил. ратном направлении при разряде, так что он выдает и накапливает цифровой выходной сигнал, который указывает результирующий огбор количества ампер-часов. исходя из заданного полного зарядного состояния.

ДЕЕя управления счетчиком 12 в зависимости от режима заряда или разряда к его первому управляющему входу 13 подключен сравнивающий блок 14, который управляется в зависимости от знака выходного напряжения измерительного усилителя 4.

Ня выходе цифрового счетчика 12 нахсдится цифроаналоговый преобразователь

15, который вырабатывает аналоговое напряжение, соответствующее цифровому значению этого счетчика. Это напряжение имеет при полном -..àðÿäå аккумуляторной батареи l:значение, равное нулю, и увеличивается с увеличением разряда.

К измерительному усилителю 4 нодключен вычислительный блок 16 связи нагрузочной кривой разрядного тока, температуры и ампер-часов и управляется на входе 17 оТ измерительного усилителя в соответствии с раз э5едным током, а на входе 18 от термодатчика 9 в аккумуляторной батарее 1 в соответствии с ее температурой, так что на выходе 20 вырабатывается аналоговое напря жение, которое указывает при соответствуюЗцем разрядном токе и действующей температуре отбираемое количество ампер-часов.

Штрих-пунктирной линией (чертеж) показано соединение выхода 20 вычислительного олока нагрузочных кривых 16 с входом 21 сравнивающего устройства 22, на

З5 другой вход 23 которого подводится аналоговое напряжение цифроаналогового преобразователя !5. В этом случае блок 22 сравнения может быть ис1гользовян как индикяторныи прибор, который образует ра3ность напряжений На входах 2! и 23. Напря0 жени, подаваемое на вход 21, показывает коли (I.cTBo ампер-часов, которое ложет быть отобрано от аккумуляторной батареи 1 при данном разрядном токе и действующей температуре с учетом нелинейной харак45 теристики аккумуляторной батареи. На1246183

Форчулп изобретения пряжение, подаваемое на вход 23, показывает, какое количество ампер-часов, исходя из заданного полного зарядного тока, уже отобрано. Таким образом, разностное напряжение показывает, какое количество амперчасов еще может быть отобрано при данном состоянии заряженности батареи, при соответствующем разрядном токе и при действующей температуре.

Для того, чтобы получить данные о том, располагает ли зарядное состояние аккумуляторной батареи 1 при данной действующей температуре необходимым количеством ампер-часов, согласно другому варианту, который предпочтителен, сигнал с выхода 20 вычислительного блока 16 для соответствующей нагрузочной кривой подводится на один вход 24 второго вычислительного блока 25. который определяет емкость, необходимую для нормальной работы нагрузки при заданном режиме (ток разряда, время разряда, температура), возможность использования аккумуляторной батареи, а к второму входу 26 подводится сигнал от датчика 19 температуры. Аналоговый сигнал с выхода

27 этого вычислительного блока поступает на вход 21 блока 22 сравнения, на другой вход которого снова поступает сигнал от преобразователя 15. К выходу блока 20 сравнения подсоединена релаксационная схема 28, которая срабатывает всякий раз, когда сигнал сравнения равен нулю или меньше нуля, и вырабатывает выходной сигнал, который подводится к индикатору 29 и может выдавать, например, световой или звуковой сигнал.

Счетчик фактической емкости 30 содержит реверсивный счетчик 31 количества электричества, ограничитель 32 разряда по напряжению, который срабатывает при снижении напряжения до минимально допустимого и подает команду на запоминающий блок 33 для запоминания фактической емкости аккумуляторной батареи. При этом при первом заряде счетчик 30 содержит информацию о номинальной емкости батареи.

После записи состояния счетчика 31 запоминающим блоком 33 с последнего поступает сигнал установки в исходное состояние счетчика 31, таким образом на выходе запоминающего блока ЗЗ появляется потенциал, соответствующий фактической емкости аккумуляторной батареи. Определение фактической емкости в счетчике 31 происходит с учетом зависимости емкости от разрядного тока и температуры по связи 34, одновременно эта связь корректирует порог срабатывания ограничителя 32 разряда. Информация о величине тока разряда поступает на счетчик 31 по связи 35. Таким образом, на выходе запоминающего блока 33 появляется потенциал, соответствующий емкости, приведенной к номинальному току разряда, т.е. фактической емкости. По связи 36 по5

Зо

55 тенциал, соответствующий фактической емкости, поступает на вычислительный блок 25 и счетчик 12, в которых параметр С„корректируется до значения фактической емкости.

Таким образом, изобретение дополнительно позволяет учитывать реальное состояние аккумуляторной батареи, т.е. ее фактическую емкость, что позволяет наиболее правильно использовать емкость аккумуляторной батареи в соответствии с ее реальным состоянием, не допуская ее перезаряда или недозаряда, что максимально увеличивает ресурс ее работы.

Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи, содержац1ее датчик тока в цепи аккумуляторной батареи, подключенный через измерительный усилитель, преобразователь напряжения в частоту с регулирующим органом, учитывающим КПД заряда, и схему ИЛИ к счетному входу реверсивного счетчика ампер-часов, первый управляющий вход которого соединен через сравнивающий блок с измерительным усилителем, блок сравнения, один вход которого связан через цифроаналоговый преобразователь с выходом реверсивного счетчика, генератор импульсов, пропорциональных току саморазряда аккумуляторной батареи, связанный с вторым входом схемы ИЛИ, термодатчик, размещенный в батарее, два вычислительных блока, один из которых запрограммирован серией графиков нагрузочных кривых, выражающих зависимость ампер-часовой отдачи батареи в зависимости от тока разряда и температуры, а другой — зависимость Ям.р.б.=

f(t ), причем первый блок подключен по первому входу к усилителю, по второму входу — к термодатчику аккумуляторной батареи, а IIo выходу через второй вычислительный блок, соединенный с термодатчиком, к второму входу блока сравнения, отличаюи ееея тем, что, с целью повышения точности контроля, устройство снабжено счетчиком фактической емкости. содержащим счетчик количества электричества, к корректирующему входу которого подключен вычислительный блок нагрузочных кривых, а к измерительному входу — выход измерительного усилителя, причем выход счетчика количества электричества подключен к измерительному входу запоминающего блока, к управляющему входу которого подключен выход ограничителя разряда аккумуляторной батареи, который измерительным входом подключен к токовой цепи аккумуляторной батареи, а управляющим входом — к вычислительному блоку нагрузоч1246183

Составитель И. Найдина

Редактор Н. Рогулнч Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 4008/46 Тираж 643 Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 5., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных кривых, причем один выход запоминающего блока подключен к корректи1)ующему входу второго вычислительного блока и второму управляющему входу реверсивного счетчика, а второй выход подключен к счетчику количества электричества.