Устройство для контроля степени заряженности свинцовой кислотной аккумуляторной батареи

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для контроля степени заряженности свинцовых кислотных аккумуляторов батарей. Цель изобретения - упрощение, повышение надежности и точности контроля. Устройство содержит входные клеммы, к которым подключена цепь из последовательно включенных индикатора тока, порогового элемента, двух переменных и одного подстроечного резисторов . Один переменный резистор служит для определения степени заряхенности батареи по фиксированным положениям движка резистора, второй переменный резистор отградуирован в значениях номинальной плотности электролита батареи. На втором переменном резисторе устанавливается значение номинальной плотности электролита , соответствующее определенному климатическому поясу. Движок первого резистора устанавливают в положение ЮО-% ной заряженности, подключают контролируемую батарею. Перемещением движка первого резистора устанавливают в цепи ранее принятое значение тока и по положению этого движка определяют степень заряженности кислотной свинцовой батареи. Устройство позволяет установить наличие короткозамкнутых аккумуляторов и среднее значение плотности электролита. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756023/07 (22) 02.11,89 (46) 15.03.92. Бюл. ¹ 10 (72) Ф.Ф.Барсов (53) 621.355.1(088.8) (56) Патент Болгарии

¹10410,,кл. Н 01 m 45/06, 1964.

Авторское свидетельство СССР

¹ 542270, кл. Н 01 М 10/42, 1974, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ ЗАРЯЖЕННОСТИ СВИНЦОВОЙ КИСЛОТНОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ (57) Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для контроля степени заряженности свинцовых кислотных аккумуляторов батарей. Цель изобретения — упрощение, повышение надежности и точности контроля. Устройство содержит входные клеммы, к которым подключена цепь из последовательно включенных индикатора тока, порогового элемента, двух пеИзобретение относится к устройствам, предназначенным для контроля степени заряженности свинцовых кислотных аккумуляторных батарей по величине равновесной

ЭДС.

Известны устройства для определения степени заряженности свинцовых кислотных аккумуляторных батарей; содержащие входные клеммы, пороговый элемент, измерительное устройство и резистивные элементы.

Известно также устройство, в котором входной делитель напряжения снабжен потенциометром с фиксированными для каж„„5U 1720109 А1 (я)5 Н 01 М 10/42, G 01 R 31/36, Н 01 М 10/48 ременных и одного подстроечного резисторов. Один переменный резистор служит для определения степени заряженности батареи по фиксированным положениям движка резистора, второй переменный резистор отградуирован в значениях номинальной плотности электролита батареи. На втором переменном резисторе устанавливается значение номинальной плотности электролита, соответствующее определенному климатическому поясу. Движок первого резистора устанавливают в положение

1pp-% ной заряженности, подключают контролируемую батарею, Перемещением движка первого резистора устанавливают в цепи ранее принятое значение тока и по положению этого движка определяют степень заряженности кислотной свинцовой батареи. Устройство позволяет установить наличие короткозамкнутых аккумуляторов и среднее значение плотности электролита.

1 з.п, ф-лы, 1 ил. дого значения номинальной плотности электролита положениями подвижного контакта.

Недостаток этого устройства состоит в том, что, во-первых, оно предназначено для контроля батарей только с одним номинальным напряжением, во-вторых, схема его усложнена дополнительными элементами корректировки линейности шкал измерительного устройства, трудоемка градуировка этих шкал, сложно получить необходимую ее точность.

Цель изобретения †. упростить, повысить надежность и точность устройства, сде1720109

1г И

Ег

Е

55 лать его пригодным для контроля батарей.с различными номинальными напряжением и плотностью электролита.

Это достигается тем, что между входными клеммами включены в последовательном соединении с миллиамперметром и стабилитроном два переменных резистора и подстроечный резистор, причем один переменный резистор служит для определения степени заряженности батареи по фиксированным для определенных ее значений положениям его движка, второй переменный резистор служит для установки номинальной плотности электролита испытуемой батареи по фиксированным для различных ее значений положениям его движка, а номинальное сопротивление подстроечного резистора выбирается из условия получения определенного (принятого) для контроля батареи потребляемого устройством тока.

С целью контроля батарей с другими, более высокими номинальными напряжениями в устройство введены дополнительные подстроечные резисторы, один зажим которых подключен к упомянутому выше подстроечному резистору в точке его соединения схемы, а вторые зажимы — к дополнительным входным клеммам, причем номинальное сопротивление каждого дополнительного подстроечного резистора выбирается из условия того, чтобы ток контроля данного канала превышал ток контроля первого канала во стоком раз, во сколько номинальное напряжение контролируемой батареи данного канала выше номинального напряжения батареи первого канала.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из переменных резисторов 1 и 2, порогового элемента, например кремниевого стабилитрона 3, индикатора тока контроля, например миллиамперметра 4, и подстроечного резистора 5. Все указанные элементы соединены последовательно и подключены к двум входным клеммам, к которым соответственно подключаются плюсовой Е и минусовой -Е зажимы контролируемой батареи

{первый канал контроля).

Один из переменных резисторов, например 1, служит для определения степени заряженности батарей, для чего под его движком размещается шкала с фиксированными его положениями для определенных значений степени заряженности (разряженности) батареи, например, в процентах.

Второй резистор 2 служит для фиксации номинальной плотности электролита испытуемой батареи, для чего под его движком

35 также размещается шкала с фиксированными его положениями для различных значений плотности электролита, например от максимального, используемого в холодных климатических районах, до минимального, например, соответствующего полностью разряженной батареи.

Стабилитрон 3 служит для повышения точности измерений в рабочем диапазоне контроля, миллиамперметр 4 — для фиксации установленного для данной ветви тока контроля I<.

Ток контроля 1 назначается исходя из того, что, во-первых, он не должен быть существенной нагрузкой для батареи, чтобы не исказить значение ее равновесной ЭДС, а во-вторых, из допустимого значения тока стабилитрона с учетом предполагаемых уровней номинальных напряжений контролируемых батарей и может составлять от нескольких миллиампер до нескольких десятков миллиампер.

Для контроля батарей с другими номинальными напряжениями, например более высокими, чем в первом канале контроля, устройство снабжено дополнительными подстроечными резисторами 6...п, каждый из которых одним зажимом подключен к общему узлу в месте их соединения с остальными элементами устройства, а другим к дополнительным клеммам, к которым подключается, например, минусовый зажим контролируемых батарей -Ег...-E„, При этом номинальное значение каждого дополнительного настроечного резистора устанавливается из условия где 12,E2 — контроль и номинальная ЭДС контролируемой батареи в дополнительном (в данном случае втором) канале.

Устройство работает следующим образом.

Перед контролем степени заряженности батареи движком переменного резистора 2 устанавливается номинальное значение плотности электролита для данной батареи, которое определяется под ее паспортным данным. Движок переменного резистора 1 ставится в положение 100, ной заряженности батареи (сопротивление его максимально). К входным клеммам устройства подключается контролируемая батарея (отключенная от внешней цепи) и перемещением движка резистора 1 устанавливается по индикатору тока 4 и ринятый ток контроля I>. По шкале под движком ре1720109 зистора 1 считывается степень заряженности батареи.

Для определения среднего значения плотности и электролита в батареи устанавливается движок резистора 1 в положение

100 -ной заряженности поворотом движка резистора 2, устанавливается по индикатору тока 4 ток контроля 11. По шкале под движком резистора 2 считывается искомая величина.

Если о батарее нет никаких сведений, кроме значения номинального напряжения (определяется по количеству аккумуляторов в ней), то устройство используется следующим образом. Движки обоих переменных резисторов 1 и 2 ставятся в положение максимального значения заряженности и плотности электролита, и прибор подключается к зажимам батареи.

Движок резистора 2 поворачивается в сторону уменьшения значений плотности до принятого для данной климатической зоны или для принятого тока контроля 11(если это произойдет раньше). Затем в первом случае поворотом движка резистора 1 устанавливается ток контроля I>, и по шкале этого резистора определяется степень заряженности данной батареи, соответствующая установленной плотности. Во втором случае батарея имеет 100%-ную заряженность при полученной точности. Следовательно, определяется среднее значение плотности электролита в испытуемой батарее.

Термокомпенсация устройства. Принцип действия устройства основан на известной зависимости равновесной ЭДС Е батареи от плотности электролита упри температуре 25 С, Е=п(0,84+ y), где п — количество аккумуляторов в батарее.

Известно, что температурный коэффициент ЭДС аккумулятора положителен и имеет значение от 0,0002 до 0,0004 В/ С.

Температурный коэффициент плотности электролита отрицателен и имеет значение около 0,0007 г/см / С. Это значит, что с повышением температуры ЭДС аккумулятора возрастает, а плотность электролита уменьшается. Следовательно, приведенное выше соотношение нарушается. Как же работает устройство при температуре, отличной от25 С?

Если температура повышается от указанной, то плотность электролита понижается и к показанию ареометра следует прибавлять температурную поправку, Но в этих условиях ЭДС батареи возрастает, следовательно, устройство будет отмечать более высокую, относительно исходной (при

25 С) плотность электролита. Следовательно, с понижением температуры устройство будет отмечать снижение плотности (при определении степени заряженности по плотности электролита это снижение получают путем вычитания температурной поправки из показаний ареометра). Таким образом, качественная оценка влияния .температуры показывает, что изменение равновесной

ЭДС автоматически вносит поправку в измеряемое значение плотности электролита.

Чтобы оценить количественно возмож5

15 ные погрешности в измерениях степени заряженности и плотности электролита предлагаемым устройством, обратимся к расчетным данным.

Если принять температурный коэф20

50 ния температуры электролита + 50 С в его показания следует вносить поправку по степени заряженности Сз= 0,18%/ос (вычитается при температуре выше 25ОС и прибавляется к показаниям прибора при температуре ниже 25ОС).

Если в устройстве применить стабилитрон с положительным температурным коэффициентом напряжения ТКН (например, типа Д818А, КС468А, Д815А, Б и др.), то

55 можно дополнительно скомпенсировать ошибку до значения, которое можно на и ра ктике не учиты вать.

Например, если использовать стабилитрон типа КС468А c TKH примерно равным фициент ЭДС аккумулятора равным

0,003 В/ С и допустить, что стабилитрон, используемый в устройстве, обладает полной термокомпенсацией, то расчеты пока25 зывают, что при контроле батарей с номинальным напряжением 12 и 24 В при температуре электролита 50 С устройство отметит плотность электролита выше действительной (приведенной к 25ОС) на

30 0,007 г/см, а по степени заряженности этих батарей примерно на 4,5% выше действительной, При температуре электролита — 50 С устройство отметит меньшие на

0,02 г/см плотность и на 13,5 степень

35 заряженности батарей.

При номинальной плотности электролита y=1,28 г/см при температуре 25 С с понижением температуры до -50 С денсиметр отметит плотность у =1,33 г/см, а прибор з

40 отметит плотность примерно 1,26 г/см и степень заряженности около 87% (вместо

100 ).

Таким образом при использовании устройства в указанных в диапазоне измене1720109

ТКЕ аккумулятора, то получим следующие результаты (при напряжении на стабилитроне 7,5 В): при контроле 12 В батареи погрешность в диапазоне температур + 50 С составляет не более 1,5o при t=50 С и 3,5 при t-=-50 С, а при контроле 24 В батареи соответственно не более 1 5 и 5 . Такая ошибка находится в пределах инструментальной погрешности устройства и поправку можно не вводить.

Общий порядок выбора элементов и градуировки устройства следующий.

В качестве исходных данных принимаются: количество подлежащих контролю групп батарей и их номинальные напряжения; тип стабилитрона, могут быть использованы, например, Д815А, КС468А, Д818А, Б и др., выбирается напряжение стабилизации стабилитрона, например, в пределах

7,5 — 10 В; значение тока контроля батарей с нижним (первым) уровнем номинального напряжения, например, для указанных выше стабилитронов и батарей первого уровня с напряжением 12 В может быть выбран ток

5мА.

Тогда для батарей с напряжением, например, 24 В ток контроля будет равен 10 мАитд,: по максимальному значению тока контроля подбирается миллиамперметр — индикатор тока; выбирается максимальное значение номинальной плотности электролита контролируемых батарей и минимальное, соответствующее разряженному состоянию батареи; по приведенной выше зависимости

ЭДС батареи и плотности электролита составляется таблица в выбранном диапазоне изменения плотности электролита; назначается цена деления шкал: например, 0,01 по шкале плотности и 10 по шкале степени заряженности; принимается соответствие между изменениями плотности электролита Лу и степени заряженности ЬСз. Например, изменение плотности на 0,01 соответствует разряду батареи на 6 . Из этого соотношения определяется соотношение между изменением ЭДС батареи и степенью разряда, например, на 10 ; по величине изменения ЭДС на 0,01 изменения плотности электролита определяется величина изменения сопротивления переменного резистора 2 Л Rь По принятому количеству ступенек m изменения контрольных значений определения сопротивления рабочей части резистора 2 R2= Л Ri m.

По значению Rz выбирается тип и номинал переменного резистора Rz (например, ППБ1А); для определения номинала резистора

R< принимается любая номинальная плотность электролита и составляется таблица соответствия между ЭДС и степенью заряженности, например, от 100 до 0: по известному приращению ЭДС на каждое деление шкалы измерения степени заряженности определяется приращение сопротивления резистора R> на каждое деление и общее сопротивление рабочей части этого резистора, после чего выбирается тип и номинал его(например, тоже ППБ-1А); определяется номинальное значение подстроечного резистора 5 по соотношению

Е1ном Ост1 5

l1

Собирается схема устройства и производится градуировка шкал переменных резисторов 1 и 2 в следующей последовательности: . движки резисторов 1 и 2 устанавливаются в положение максимального сопротивления; производится градуировка резистора 2 (контроль плотности) для чего от эталонного источника на вход прибора подводится напряжение, соответствующее выбранной максимальной плотности электролита. Подстроечным резистором 5 устанавливается принятый ток контроля в данном канале 1 .

Под движком резистора 2 отмечается максимальное значение плотности; уменьшается входное напряжение на одну ступеньку измерения и поворотом движка резистора 2 снова устанавливается ток контроля 1> Под движком резистора 2 отмечается новое (меньшее) значение плотности электролита, Далее операции повторяются.

Производится градуировка шкалы резистора R1 (контроля степени заряженности), для чего надо установить движок резистора 2 в одно из фиксированных положений номинальной плотности электролита. Движок резистора 1 установить в положение максимального сопротивления; от эталонного источника подать на вход устройства напряжение соответствующее номинальному значению ЭДС батареи при данной плотности электролита. При этом индикатор тока должен отметить принятое

1720109

R2 — Eg

Составитель Ф.Барсов

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Редактор В.Фельдман

Заказ 774 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 значение тока контроля (по предыдущей настройке). Под движком резистора 2 делается отметка 100 Д-ной заряженности; уменьшить входное напряжение на величину, соответствующую разряду батареи, например на 10$. Поворотом движка резистора 1 установить прежнее значение тока. контроля и отметить новое значение степени заряженности (в нашем примере 90 g ).

Далее операции повторяются.

После окончания градуировки шкал производится проверка ее точности при других значениях номинальной плотности электролита и номинального напряжения батарей.

Формула изобретения

1, Устройство для контроля степени заряженности свинцовой кислотной аккумуляторной батареи, содержащее входные клеммы, пороговый элемент, индикатор токаии резисторы, отл и ча ющееся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и точности устройства, между входными клеммами включены в последовательном соединении с миллиамперметром и пороговым элементом два переменных резистора и подстроечный ре- зистор, причем один переменный резистор служит для определения степени заряженности батареи по фиксированным для определенных ее значений положениям движка

5 резистора, а второй переменный резистор служит для установки номинальной плотности электролита испытуемой батареи по фиксированным для различных ее значений положениям его движка.

10 2, Устройство по п.1, отл ича ю щеес я тем, что, целью расширения диапазона использования путем контроля батарей с другими более высокими номинальными напряжениями, в устройство введены допол15 нительные подстроечные резисторы, один зажим которых подключен к подстроечному резистору в точке его соединения с элементами схемы, а вторые зажимы подключены к дополнительным входным клеммам, при20 чем номинальное сопротивление каждого дополнительного подстроечного резистора выбирается из условия того, чтобы ток контроля данного канала превышал ток контроля первого канала во столько раз, во сколько

25 номинальное напряжение контролируемой батареи данного канала выше номинального напряжения батареи первого канала.

Устройство для контроля степени заряженности свинцовой кислотной аккумуляторной батареи Устройство для контроля степени заряженности свинцовой кислотной аккумуляторной батареи Устройство для контроля степени заряженности свинцовой кислотной аккумуляторной батареи Устройство для контроля степени заряженности свинцовой кислотной аккумуляторной батареи Устройство для контроля степени заряженности свинцовой кислотной аккумуляторной батареи 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве и при эксплуатации химических источников тока для измерения их остаточной емкости

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для контроля сопротивления и поиска дефектных элементов аккумуляторной батареи электрического транспорта

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического поэлементного контроля заряженности аккумуляторных батарей, содержащих п гальванических связанных элементов

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть ис-- пользовано на заводах при производстве аккумуляторов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения емкости аккумулятора с жидким электролитом

Изобретение относится к электротехнике, в частности касается эксплуатации аккумуляторных батарей /АБ/

Изобретение относится к электротехнике, а именно к аккумуляторам, комбинированным с индикаторами состояния

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля аккумуляторных батарей в электротранспорте и в устройствах гарантированного электропитания постоянным током аппаратуры электросвязи и других ответственных потребителей

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля остаточной емкости кислотно-свинцовой аккумуляторной батареи в системе электроснабжения автономных подвижных объектов, имеющих в своем составе бортовую ЭВМ

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для одновременного заряда группы аккумуляторных батарей

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для контроля процесса заряда аккумуляторных батарей при их эксплуатации

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации электрических аккумуляторов

Изобретение относится к внутришахт- HOMV транспорту, в частности к способу подготовки разряженной шахтной аккумуляторной батареи к работе на подземном рудничном транспорте

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации аккумуляторных батарай, преимущественно никель-водородных (НВ)

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к эксплуатации электрических аккум ляторов Цель изобретения повышение точности диагностики, расширение области при менения и получение сопоставимых ре зультатов для разных батарей одного типоразмера

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматизированным системам контроля и диагностики аккумуляторных батарей

Изобретение относится к электротехнике и касается аккумуляторных батарей

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при разработке и эксплуатации аккумуляторов, в которых величину емкости контролируют по давлению, например, при использовании указанных аккумуляторов в составе никель-водородных батарей для систем электропитания

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для контроля процесса заряда аккумуляторных батарей при их эксплуатации
Наверх