Способ циклирования щелочных аккумуляторных батарей и устройство для его реализации

Изобретение относится к области электротехники, а именно к области эксплуатации аккумуляторных батарей, и может быть использовано при производстве, введении в эксплуатацию, проведении плановых ремонтных и восстановительных работ с аккумуляторными батареями. Сущность изобретения заключается в экономии электрической энергии при циклировании щелочных аккумуляторных батарей за счет 100%-ного использования энергии разряжаемой батареи для заряда заряжаемой батареи и сокращении номенклатуры оборудования для проведения зарядно-разрядных циклов. Экономия электрической энергии осуществляется за счет осуществления предлагаемого способа - специальной технологии одновременного проведения режимов заряда-разряда одним зарядным преобразователем, дополнительно оборудованным системой вычисления времени дозаряда t=С3р/I3, включающей блок деления и сумматор, один вход которого подключен к задатчику зарядной емкости, вычитающий вход - к счетчику разрядной емкости, а выход - к одному входу блока деления разности емкостей на величину тока заряда, ко второму входу которого подключен задатчик тока заряда, а выход к таймеру для получения времени дозаряда заряжаемой батареи. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве, введении в эксплуатацию, проведении плановых ремонтных и восстановительных работ с аккумуляторными батареями.

Известны способы проведения зарядно-разрядных циклов аккумуляторных батарей при введении их в эксплуатацию, плановых ремонтах и необходимости контроля фактической емкости, изменяющейся в процессе эксплуатации. Один из них заключается в том, что аккумуляторную батарею последовательно подключают к зарядному, затем к разрядному устройствам либо производят реверсирование батареи по отношению к выходу зарядно-разрядного преобразователя. Разряд при этом производится с рекуперацией энергии разряда в сеть переменного тока. При другом способе батарею разряжают через стабилизатор тока разряда на нагрузочный резистор (Л1, Л2).

Недостатком известных способов является низкое использование энергии разряда аккумуляторной батареи и появление в сети высших гармоник в случае разряда ее с рекуперацией в сеть переменного тока, либо полная потеря при разряде на нагрузочный резистор.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ циклирования аккумуляторных батарей посредством только зарядного преобразователя при одновременном заряде одной и разряде другой батареи, описанный в (Л3), который принят за прототип.

К недостаткам данного способа следует отнести реализуемость в случае заряда и разряда только кислотных аккумуляторных батарей, причем однотипных по емкости, так как у них токи заряда и разряда одинаковы и равны десятичасовому режиму, т.е. 0,1 Сн.

Сущность изобретения заключается в том, что при подключении последовательно встречно заряжаемой и разряжаемой батарей к зарядному преобразователю устанавливают величину емкости Сз, которую необходимо сообщить заряжаемой батарее, и величины тока заряда Iз и разряда Iр, проводят режим до минимально допустимого напряжения разряжаемой батареи, вычисляют величину электрической емкости Ср, снятой с разряжаемой батареи, вычитают ее из величины емкости, которую необходимо сообщить заряжаемой батарее, разность Cз-Cp делят на ток заряда, чтобы получить время дальнейшего проведения режима t=Сзр/Iз, переводят преобразователь в режим паузы и при нулевом значении тока отключают разряжаемую батарею, а заряжаемую и задатчик тока заряда подключают к преобразователю и включают режим заряда. При этом батареи могут иметь разное рабочее напряжение. Единственное условие: напряжение разряжающейся батареи должно быть меньше или равно напряжению заряжаемой. Положительный эффект изобретения - экономия электрической энергии при заряде аккумуляторной батареи за счет 100-процентного использования энергии разряжаемой батареи.

Аккумуляторные батареи - вторичные источники электрической энергии для нормального функционирования требуют не только первичного заряда, но и проведения последовательных режимов заряда и разряда при формировке, введении в эксплуатацию и периодических ремонто-восстановительных работах. Заряд щелочных аккумуляторных батарей проводится нормальным током 0,25 Сн в течение 6 или 12 часов. За это время им сообщается 1,5 или 3,0 номинальной емкости Сн соответственно. Разряд проводится током 0,2 Сн.

На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявленный способ.

Устройство содержит таймер 1, задатчик зарядной емкости 2, блок деления 3, сумматор 4, счетчик разрядной емкости с цифровым индикатором 5, устройство контроля конца разряда и управления 6, задатчик тока заряда 7, задатчик тока разряда 8, зарядный преобразователь-стабилизатор тока 9, к которому через датчик тока 10 подключены заряжаемая 11 и включенная встречно через размыкающий контакт 12 разряжаемая 13 аккумуляторные батареи, и замыкающий контакт 14, подключающий заряжаемую батарею к выходу зарядного преобразователя после отключения разряжаемой батареи.

Устройство работает следующим образом. К преобразователю 9 через датчик тока подключают заряжаемую батарею 11. Последовательно с ней через размыкающий контакт 12 встречно подключают разряжаемую батарею 13 и задатчиком тока разряда 8 устанавливают величину тока в последовательной цепи. Величину снятой с батареи емкости фиксируют счетчиком 5, на входы которого непрерывно поступает сигнал с датчика тока 10 и таймера 1. Разряд ведут до появления признаков конца разряда, контролируемого устройством 6. Устройство 6 отключает задатчик тока разряда 8 и счет разрядной емкости, величина которой остается на цифровом индикаторе, переводит преобразователь в режим «пауза» и размыкает контакт 12. Сигнал с выхода счетчика 5 поступает на вычитающий вход сумматора 4. На второй вход сумматора 4 от задатчика емкости 2 поступает установленная изначально величина емкости потребной для заряда батареи 11. Разность заданной емкости Сз и снятой с разряжаемой батареи Сз делится в блоке деления 3 на величину тока заряда Iз батареи 11 и устанавливается в таймере 1 время t=Cз-Cp/Iз до окончания заряда батареи 11. После установки времени окончания заряда таймер 1 включает контакт 14 и задатчик зарядного тока 7. Заряд батареи 11 происходит в течение времени, установленного таймером 1.

Вся энергия разряда батареи 13 используется для заряда батареи 11 со 100-процентным КПД. Так как время разряда батареи всегда меньше времени заряда, процесс безусловно осуществим с экономией электрической энергии. Проведение циклирования аккумуляторных батарей возможно с использованием только зарядного преобразователя. Специальный разрядный преобразователь не требуется.

Источники информации

1. Зорохович А.Е., Бельский В.П., Эйгель Ф.И. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М. Энергия. 1975 г., 208 стр.

2. Вайлов A.M., Эйгель Ф.И. Эксплуатация аккумуляторных батарей. Ростов на/Д. 2009 г., 168 стр.

3. Вайлов A.M., Эйгель Ф.И. Контроль состояния аккумуляторов. М., Энергоатомиздат, 1992 г. (прототип стр.231-234), 288 стр.

1. Способ циклирования щелочных аккумуляторных батарей, заключающийся в том, что к зарядному преобразователю, работающему в режиме стабилизации тока, подключают заряжаемую батарею, устанавливают величину емкости Сз, потребную для ее заряда, последовательно с ней через переключающий контакт встречно подключают разряжаемую батарею и проводят режим током, установленным задатчиком разрядного тока, до появления признаков конца разряда, фиксируют величину снятой емкости Ср, переводят преобразователь в режим «пауза», отключают разряжаемую батарею и задатчик разрядного тока, отличающийся тем, что на этапе окончания режима разряда вычитают из первоначально установленной емкости Сз для заряда заряжаемой батареи величину снятой емкости Ср, делят разность Сзр на величину тока заряда Iз и определяют время проведения режима заряда t=Сзр/Iз до сообщения заданной емкости, подключают заряжаемую батарею и задатчик зарядного тока к преобразователю и проводят режим до окончания определенного выше времени t величиной тока Iз, установленной задатчиком зарядного тока.

2. Устройство по п.1, состоящее из зарядного преобразователя-стабилизатора тока задатчика зарядной емкости, датчика тока, силового переключающего контакта, таймера, счетчика разрядной емкости с цифровым индикатором, задатчиков тока заряда и разряда, устройства контроля конца разряда и управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок деления и сумматор, один вход которого подключен к задатчику зарядной емкости, вычитающий вход - к счетчику разрядной емкости, а выход - к одному входу блока деления разности емкостей на величину тока заряда, ко второму входу которого подключен задатчик тока заряда, а выход - к таймеру для получения времени дозаряда заряжаемой батареи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гнездовой конструкции для зарядки транспортного средства. .

Изобретение относится к преобразователям мощности с накоплением энергии. .

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к непрерывно следящим за Солнцем солнечным установкам как с концентраторами солнечного излучения, так и с плоскими кремниевыми модулями, предназначенным для питания потребителей, например, в районах ненадежного и децентрализованного электроснабжения.

Изобретение относится к областям электротехники и энергетики и может быть использовано при создании и эксплуатации автономных систем электропитания, в которых солнечные батареи используются в качестве первичного источника энергии.

Изобретение относится к силовому преобразователю, в частности, для электрического подвижного преобразователя. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам разряда ЭХИТ. .

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при проектировании автономных систем электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ).

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при восстановлении засульфатированных свинцовых аккумуляторов. .

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при разработке и эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей в автономной системе электропитания, преимущественно искусственных спутников Земли (ИСЗ).

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при разработке и эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей автономных систем электропитания искусственного спутника Земли (ИСЗ).
Изобретение относится к области электротехники, в частности, к способам формирования емкости химических источников тока. .

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при разработке и эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей (ЛИАБ). .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании батарей первичных и вторичных химических источников тока, включая металловоздушные источники тока

Изобретение относится к области электротехники, а именно к области эксплуатации аккумуляторных батарей, и может быть использовано при производстве, введении в эксплуатацию, проведении плановых ремонтных и восстановительных работ с аккумуляторными батареями

Наверх