Устройство для измерения степени заряда и ресурса аккумуляторной батареи

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано при разработке устройств для изменения электрической энергии аккумуляторной батареи и ее ресурса. Цель изобретения - повьппение точности измерения. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее датчики тока 1 и напряжения 2, перемножитель 3, преобразователь 4 напряжения в частоту, коммутатор 5, суммирующий счетчик 6, пересчетный блок 7, реверсивный счетчик 8, введены делитель 10 частоты и индикатор 11. Устройство позволяет автоматически учитывать изменение КПД аккумуляторной батареи в процессе ее эксплуатации , что приводит к повышению точности измерения степени ее заряда. 1.п. ф-лы, 3 ил. S (Л Фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (so 4 д 01 R 22/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3880061/24-21 (22) 04.04.85 (46) 30.09.86. Бюл. - 36 (71) Ульяновский политехнический институт (72) Ю.В.Моисеев (53) 62.1.317.38(088.8) (56) Патент США У 4079313, кл. 324-142, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1190267, кл. G 01 R 11/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАРЯДА И РЕСУРСА АККУМУЛЯТОРНОЙ

БАТАРЕИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Иожет быть использовано при разработке устройств для изменения электрической энергии аккумуляторной батареи и ее ресурса.

Цель изобретения — повышение точности измерения. Для достижения поставленной цели в устройство, содержашсе датчики тока 1 и напряжения 2, перемножитель 3, преобразователь 4 напряжения в частоту, коммутатор 5, суммирующий счетчик 6, пересчетный блок

7, реверсивный счетчик 8, введены делитель 10 частоты и индикатор 11.

Устройство позволяет автоматически учитывать изменение КПД аккумуляторной батареи в процессе ее эксплуатации, что приводит к повышению точнос- ( ти измерения степени ее заряда.

1.п. ф-лы, 3 ил.

12608

Изобретение относится к эпектроизмерительной технике и мажет быть использовано при разработке устройств для измерения электрической энергии аккумуляторной батареи и ее ресурса, например электротранспортных машин, 0 питающихся ат автономных источников тока.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет учета изме- 10 нения КПД заряда аккумуляторной батареи в процессе ее работы.

На фиг. 1 изображена структурная . схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — принципиальная схема кам- 15 мутатора, на фиг. 3 — графики зависНМос.òè изменения КПД заряда аккумуляторной батареи от отданной ею электрической энергии, причем кривая а на этом графике соответствует 20 глубине разряда батареи на 707., на 807, 6- на 907 и г — на 100 соответственно.

Устройства для измерения степени заряда и ресурса аккумуляторной батареи содержит датчики тока 1 и напряжения 2, перемножитель 3,, преобразователь 4 напряжения в частоту, коммутатор 5, суммирующий счетчик 6, пересчетный блок 7, реверсивный счет- ЗО чик 8 и индикатор 9, делитель 10 частоты и индикатор 11.

Входы перемножителя 3 соедин ны с выходами датчиков 1 и 2 соответст венно, а выход через преобразователь 4 — с входом коммутатора 5. Первый выход коммутатора 5 подключен к входам суммирующего счетчика 6 и пересчетного блока 7, а второй выход через делитель 10 — к первому

IG входу реверсивного счетчика 8, второй вход которого соединен = выходам пересчетного блока 7, а выход — с входом индикатора 9. Выход суммирующего счетчика 6 подключен к входу индикатора 11 и ходу управления коэффициентом пересчета пересчетнаго блока 7.

На фиг. 1 изображен также входящий в систему управления процессом заряда дешифратор 12, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика 8.

Коммутатор 5 содержит транзисторы 13 и 14, резисторы 15 и 16, включенные в эмиттерную и каллекторную цепи транзисторов 13 и 14 соответственна, диод 17 и резистор 18, вклю67 2 ченные в цепь базы транзистора 13, стабилитрон 19 и диац 20, включенные в цепь базы транзистора 14.

Преобразователь 4 напряжения в частоту выполнен IIQ схеме, обеспечивающей при положительном входном напряжении импульсы на вьгхаде положительной полярности, а при отрицательном — отрицательной.

Устройство работает следующим образом.

При заряде аккумуляторной батареи напряжение U, с выхода датчика 1 тока, имеющее положительную полярность, поступает на первый вход перемножителя 3, на второй вход которого подается напряжение U с выхода датчика 2 напряжения, имеющее также положительную полярность. С выхода перемножителя 3 положительное напряжение U, пропорциональное электрической мощна(ти т,е.

U = 1 U = Ы „Б где I — ток в нагрузке;

U - -напряжение на зажимах батареи, — коэффициент пропорциональности, поступает на вход преобразователя 4 напряжения в частоту, на выходе которого частота f следования импульсов, прямо пропорциональна величине входного напряжения П,причем импульсы на выходе преобразователя 4 в этом случае имеют положительную полярность. Эти импульсы с частотой поступают на вход коммутатора 5.

При отсутствии импульсов на входе коммутатора 5 на ега выходах устанавливается напряжение, соответствующее уровню логической "1". При поступлении на его вход импульса положительной полярности открываются диод 17 и транзистор 13 (резистор 18 ограничивает ток в цепи база-эмиттер транзистора 13) и на первом выходе коммутатора 5 установится напряжение, соответствующее уровню логическоГо

0 . При пос= óïëåíèè на вход коммутатора импульса. отрицательной полярности пробивается стабилитрон 19, открываются диод 20 и транзистор 14 и на втором выходе коммутатора 5 устанавливается напряжение, соответствующее уровню логического "0".

С первого выхода коммутатора 5 импульсы частотой f поступают на вход делителя 10 частоты, коэффици1260867 4

I ент деления которого равен K5. С выхода делителя 10 импульсы частотой

«f = f/K> поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 8, а с его выхода — на вход индикатора 9, который показывает степень заряда батареи, например, в процентах.

При достижении заданного уровня заряда срабатывает дешифратор 12,вход которого соединен с выходом реверсив- 10 ного счетчика 8, при этом выходной сигнал дешифратора поступает на управляющий вход зарядного устройства и отключает его от аккумуляторной батареи. 15

При разряде аккумуляторной батареи напряжение с выхода датчика 1 тока имеет отрицательную полярность, выходное напряжение перемножителя 3 и импульсы с выхода преобразователя

4 напряжения в частоту имеют также отрицательную полярность, поэтому эти импульсы появляются на втором выходе коммутатора 5 и соответствен25 но на входе пересчетного блока 7, который имеет коэффициент пересчета равный Кр (отношение К /К =«1 и определяет КПД заряда батареи). С выхода пересчетного блока 7 импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 8, а с его выхода— на вход индикатора 9, причем в этом случае индикатор 9 показывает оставшуюся энергию при разряде батареи в процентах от ее полного заряда. С 35 второго выхода коммутатора 5 импульсы поступают также и на вход суммирующего счетчика 6, а с его выхода на вход индикатора 11, который показывает общее количество Электрическои 40 энергии, выделившейся при разряде аккумуляторной батареи в процессе ее экСплуатации, например в киловатт-часах, и по величине которой можно судить о ресурсе батареи. 45

В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи уменьшается ее КПЦ заряда. В зависимости от заданной степени разряда, аппроксимируем соответствующую кривую изменения КПД за- 50 ряда от энергии разряда и в зависимости от шага аппроксимации изменяем коэффициент деления пересчетного блока 7 таким образом, чтобы отношение

К /К было равно текущему значению 55

КПД заряда. В данном случае, выбирая шаг аппроксимации, например

1000 кВт.ч и соединяя соответствующие цифровые выходы счетчика 6 с соответствующими разрядами входа упРав ления коэффициентом пересчета пересчетного блока 7, можно изменять коэффициент пересчета этого блока,т.е, изменять величину отношения К /К согласно выбранной кривой на фиг. 3.

Например, если выбрать коэффициент деления делителя 10 К = 100 и мак3 симальный коэффициент пересчета блока 7 К = 80 (при этом отношение

Р

К /К = 80/100 = 0,8 равно начальноP му значению КПД заряда батареи), то можно изменять отношение К /К в пределах от 0,8 до О, т.е. можно изменять это отношение в зависимости от изменения КПД заряда батареи в процессе ее эксплуатации.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет автоматического учета изменения КПД заряда аккумуляторной батареи в процессе ее эксплуатации позволяет более точно измерять степень ее заряда.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для измерения степени заряда и ресурса аккумуляторной батареи, содержащее датчики тока и напряжения, перемножитель, преобразователь напряжения в частоту, коммутатор, пересчетный блок, суммирующий счетчик, реверсивный счетчик, индикатор, входы перемножителя соединены с выходами датчиков тока и напряжения соответствейно, а выход через преобразователь напряжения в частоту — с входом коммутатора, первый выход которого подключен к входу суммирующего счетчика, а второй выход— к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет учета изменения КПД заряда аккумуляторной батареи в процессе ее работы, в него введен дополнительный индикатор, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, вход пересчетного блока подключен к первому выходу коммутатора, вход управления коэффициентом пересчета — к выходу суммирующего счетчи ка, а выход — к второму входу реверсивного.счетчика..

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй выхоп, коммутатора соединен с первым входом реверсивного счетчика через гооо

Редактор А.Ревин

Заказ 5225/45 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно †полиграфическ предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

l?,%

1260867 е

BBE g<." Hb É делитель тоты.

5000

Яр, юФт. 4

Составитель С.Кабиков

Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко