Способ диагностирования аккумуляторной батареи с жидким электролитом

Изобретение относится к области технической диагностики аккумуляторной батареи. Сущность: способ диагностирования аккумуляторной батареи с жидким электролитом использует определение неравномерности распределения температуры по поверхности аккумуляторной батареи с последующим определением зон, имеющих повышенную температуру относительно смежного участка поверхности корпуса и местоположения выявленной зоны с повышенной температурой относительно элементов конструкции аккумуляторной батареи. При этом определяют неравномерность температуры поверхности корпуса аккумуляторной батареи по высоте отдельной секции аккумуляторной батареи, определяют границу зоны с повышенной температурой поверхности корпуса для этой секции аккумуляторной батареи и эту границу зоны фиксируют как уровень заливки электролита в этой секции аккумуляторной батареи. Сравнивают эту определенную границу зоны с повышенной температурой с минимально допустимым уровнем электролита. Если этот определенный уровень электролита ниже минимально допустимого уровня, то диагностируют, что в данной секции имеется пониженный уровень электролита. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области технической диагностики, а именно к способу диагностирования аккумуляторной батареи, например, свинцово-цинковой аккумуляторной батареи, и может использоваться при техническом обслуживании автомобиля, плановой проверке аккумуляторов, при обслуживании аккумуляторов на зарядных станциях и во всех случаях, когда есть необходимость проверить исправность аккумуляторной батареи.

Уровень техники

При эксплуатации аккумуляторных батарей необходимо постоянно контролировать техническое состояние аккумуляторной батареи, чтобы вовремя принять необходимые действия для предотвращения выхода аккумуляторной батареи из строя. В основном следует прямо или косвенно контролировать такие параметры, определяющие работоспособность аккумуляторной батареи, как уровень заливки электролита в секциях аккумуляторной батареи, плотность электролита, наличие внутренних дефектов, оказывающих существенное влияние на зарядку аккумуляторной батареи и процесс ее разрядки, например наличие внутреннего короткого замыкания, частичный разрыв внутренней электрической цепи, например отрыв полюсного вывода от борна, и т.п.

В настоящее время для определения наличия отдельных внутренних дефектов применяются способы диагностики, использующие разные физические параметры, и нет способов диагностики, в которых для диагностики разнотипных дефектов использовался бы только один характерный параметр аккумуляторной батареи (далее АКБ).

Известен способ контроля уровня электролита и заряженности АКБ, реализуемый устройством, описанным в патенте РФ на изобретение №2341852, G01R 31/36, H01M 10/48 от 27.05.2007. В данном изобретении контролируется достижение предельного уровня электролита контактным датчиком. При снижении уровня электролита ниже критического срабатывает световая сигнализация, информирующая о критической ситуации. Данное изобретение контролирует один критический параметр и не обеспечивает контроля всех критических параметров АКБ. Кроме того, для реализации данного способа необходимо введение дополнительных элементов непосредственно в АКБ.

Известен способ контроля работы АКБ, реализуемый устройством, описанным в патенте РФ на изобретение №2043678, H01M 10/48 от 10.09.1995. Известный способ основан на бесконтактном контроле температуры элементов АКБ. Для реализации способа АКБ должна иметь по крайней мере две раздельные секции. Внутри каждой секции АКБ размещается чувствительный элемент (слой из стальной фольги), в котором вихревые токи, наводимые внешним электромагнитным полем, изменяются при изменении его температуры. Между секциями и, соответственно, между двумя слоями стальной фольги размещен измерительный колебательный контур. При работе колебательного контура в слоях стальной фольги генерируются вихревые токи, и часть энергии колебательного контура расходуется на эти вихревые токи. Увеличение температуры стальной фольги приводит к увеличению ее сопротивления для вихревых токов и это приводит к уменьшению потерь на вихревые токи. Регистрируя выходной сигнал с колебательного контура, можно определить, когда внутри секций АКБ будет достигнута критическая температура, превышение которой приводит к выходу АКБ из строя. Данный способ имеет ограниченные возможности по диагностике АКБ, так как увеличение сопротивления для вихревых токов может быть зарегистрировано только для значительного повышения температуры внутри АКБ, например, до 70-80°С.

Известен способ диагностирования АКБ, реализуемый системой, описанной в патенте РФ на изобретение №2265921, Н01М 10/48 от 10.12.2005. В известном способе для измерения каждого из параметров используется свой датчик. В соответствии с известным способом при диагностировании АКБ измеряют плотность и уровень электролита в каждой секции АКБ, используя для этого датчики плотности и уровня, устанавливаемые в каждую секцию, измеряют распределение температуры электролита в каждой секции, используя для этого несколько датчиков температуры, например четыре датчика, устанавливаемые в каждую секцию, измеряют напряжение и силу тока для каждой секции и для АКБ в целом при заряде и разряде АКБ. Все результаты измерений обрабатываются в микропроцессорах и, используя известные закономерности, проводят полную диагностику АКБ. Известный способ диагностирования АКБ требует использования очень большого количества датчиков и разработки специализированных программ обработки результатов измерений.

В настоящее время в эксплуатации находится огромное количество транспортных средств, на которых эксплуатируются стандартные АКБ, не имеющие каких-либо измерительных средств, но которым при эксплуатации требуется постоянный контроль.

Таким образом, существует необходимость разработки способа диагностирования АКБ, в том числе большого количества свинцово-цинковых АКБ, с минимальным набором измерительных средств без внесения каких-либо конструктивных доработок существующих АКБ.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является разработка способа диагностирования АКБ, с помощью которого, используя один контролируемый параметр, можно определить наличие неисправностей в АКБ и предотвратить использование неисправной АКБ. Еще одной задачей изобретения является разработка способа диагностирования АКБ, использование которого не требует каких-либо доработок конструкции АКБ.

Для решения указанных задач предлагается способ диагностирования аккумуляторной батареи с жидким электролитом (далее аккумуляторная батарея), включающий задание режима тестирования проверяемой аккумуляторной батареи, определение неравномерности распределения температуры по поверхности аккумуляторной батареи, определение на поверхности корпуса проверяемой аккумуляторной батареи зон, имеющих повышенную температуру относительно смежного участка поверхности корпуса, определение местоположения выявленной зоны с повышенной температурой относительно элементов конструкции аккумуляторной батареи, диагностирование на основе местоположения указанной зоны и ее температуры исправна или нет аккумуляторная батарея.

При этом для определения неравномерности распределения температуры по поверхности корпуса аккумуляторной батарей измеряют разность температур двух зон на поверхности аккумуляторной батареи.

При этом определяют неравномерность температуры поверхности корпуса аккумуляторной батареи по высоте отдельной секции аккумуляторной батареи.

При этом определяют границу зоны с повышенной температурой поверхности корпуса для этой секции аккумуляторной батареи, и эту границу зоны фиксируют как уровень заливки электролита в этой секции аккумуляторной батареи.

При этом сравнивают эту определенную границу зоны с повышенной температурой с минимально допустимым уровнем электролита, и если этот определенный уровень электролита ниже минимально допустимого уровня электролита, то диагностируют, что в данной секции имеется пониженный уровень электролита.

При этом для определения неравномерности распределения температуры по поверхности аккумуляторной батареи используют тепловизор.

При этом для определения неравномерности распределения температуры по поверхности корпуса аккумуляторной батарей измеряют разность температур двух зон на поверхности аккумуляторной батареи.

В одном из аспектов настоящего изобретения определяют разность температур поверхности корпуса аккумуляторной батареи для любых двух отдельных секций аккумуляторной батареи.

Еще в одном из аспектов настоящего изобретения определяют секцию с повышенной температурой поверхности корпуса и сравнивают замеренную температуру поверхности корпуса этой секции с допустимым значением температуры нагрева электролита в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее.

В настоящем изобретении для диагностирования АКБ используется нагрев электролита, что сопровождает любой процесс в АКБ. Соответственно, нагрев электролита присутствует и в исправной АКБ, и в АКБ, имеющей дефекты. Как правило, в АКБ, не имеющей дефектов, нагрев электролита и элементов конструкции достаточно равномерен и находится в определенных пределах изменения температуры. В АКБ, имеющей неисправности, в дефектных зонах всегда наблюдается повышенное тепловыделение, что приводит к повышенному тепловыделению в электролите или в дефектных элементах конструкции. Любое повышенное тепловыделение внутри АКБ приводит к дополнительному нагреву прилегающей стенки АКБ, что приводит к появлению разности между температурой стенки АКБ, прилегающей к дефектной зоне, и температурой стенки АКБ, расположенной рядом с бездефектной зоной. В настоящем изобретении регистрируется распределение температуры на внешней поверхности стенки АКБ и, анализируя это распределение температуры, определяют, имеются ли в проверяемой АКБ дефекты, место расположения дефекта и тип дефекта. Для измерения распределения температуры на внешней поверхности стенки АКБ нет необходимости выполнять какие-либо доработки конструкции АКБ, что обеспечивает возможность проводить диагностирование любых АКБ, находящихся в эксплуатации.

Технический результат, достигаемый за счет применения предлагаемого способа, заключается в возможности определения уровня электролита в каждой отдельной секции в любой АКБ.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение поясняется чертежами. Приведенные чертежи являются иллюстративным материалом для пояснения изобретения и не ограничивают объема изобретения. На чертежах приведено распределение температуры на внешней поверхности стенки АКБ, полученное при обработке измерения температуры стенки с использованием тепловизора. На всех чертежах одни и те же элементы обозначены одинаковыми позициями или одинаковой разметкой.

На фиг. 1 приведена схема, иллюстрирующая распределение температуры на внешней поверхности стенки АКБ для исправной АКБ в первом примере осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 приведена схема, иллюстрирующая распределение температуры на внешней поверхности стенки АКБ в другом примере осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 приведена схема, иллюстрирующая распределение температуры на внешней поверхности стенки АКБ еще в одном примере осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 приведена схема, иллюстрирующая распределение температуры на внешней поверхности стенки АКБ еще в одном примере осуществления настоящего изобретения.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В качестве примера осуществления изобретения приведены результаты диагностирования свинцово-кислотной АКБ, но изобретение может использоваться для диагностирования и других АКБ с жидким электролитом.

В описываемых примерах осуществления использовалась свинцово-кислотная АКБ, имеющая корпус 1, внутри которого расположено шесть отдельных секций 2-7 (выделены тонкими штрихпунктирными вертикальными линиями), и крышку 8. На крышке имеются две выводные клеммы 9 и 10 и пробки 11. К клеммам 9 и 10 подсоединены борны (не показаны). На чертежах также обозначены минимально допустимый уровень электролита (горизонтальная линия из коротких штрихов) и максимальный уровень электролита (горизонтальная линия из длинных штрихов).

Способ диагностирования АКБ осуществляется следующим образом.

Диагностирование АКБ осуществляется в хорошо проветриваемом помещении с температурой окружающей среды +15 - +25°С. Перед проведением диагностирования очищают тестируемую АКБ от пыли, грязи и влаги. Для регистрации распределения температуры по внешней поверхности корпуса использован тепловизор (Fluke Ti 32), с помощью которого можно измерять температуру с точностью до 0,1°С, что достаточно для диагностирования АКБ.

Проводят внешний осмотр АКБ. Определяют наличие трещин, сколов и течи секций.

Предварительно производят измерение температурного поля поверхности корпуса, на полностью отключенной от всех источников и потребителей АКБ. Фиксируют полученные исходные данные температуры поверхности.

Непосредственно диагностирование можно проводить на двух режимах.

На первом режиме диагностирования тестирование осуществляют в режиме разряда АКБ, подключая к ней нагрузочную вилку или другие потребители электрического тока определенного сопротивления, контролируя ток разряда и напряжение батареи в целом. На клеммах АКБ напряжение должно быть не ниже 12 В. После выхода на установившийся режим производят регистрацию температурного поля поверхности корпуса, в том числе регистрируют температуру в выбранных характерных точках, например измерение температуры по высоте корпуса АКБ, измерение температуры в нижней зоне корпуса АКБ, в зоне соединения борна с выводной клеммой, и т.п. Фиксируют полученные данные распределения температуры на поверхности корпуса АКБ для последующего анализа.

На втором режиме диагностирования тестирование осуществляют в режиме заряда АКБ. Режим заряда АКБ осуществляют, подключая к ней зарядное устройство или другой источник постоянного электрического тока. Проводят заряд АКБ, контролируя ток заряда и напряжение батареи в целом. При достижении на клеммах АКБ заданного напряжения, не более 14,4 В, производят регистрацию температурного поля поверхности корпуса в характерных точках аналогично первому режиму. Фиксируют полученные данные распределения температуры на поверхности АКБ для последующего анализа.

Обработка данных полученных при диагностировании

Определяют разность температур показаний в характерных точках внешней поверхности корпуса АКБ, если эта разность превышает определенное заданное значение (экспертная оценка разности составляет не менее 0,5°С для данного типа АКБ). Характерные точки располагаются на полюсных выводах, а также в верхней, средней и нижней частей секции АКБ. На основании полученных данных определяют, исправна ли проверяемая АКБ, и если в конкретной зоне АКБ определяется повышенная температура, то определяют зону и тип неисправности АКБ.

КОНКРЕТНЫЕ ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример 1. Диагностирование исправной АКБ

В первом примере реализации диагностировалась исправная свинцово-кислотная АКБ, схема которой приведена на фиг. 1. Перед проведением диагностирования замеренная температура корпуса АКБ была равна комнатной температуре 18,5°С. Диагностирование проводилось на обоих режимах тестирования: в режиме заряда АКБ, разряда АКБ при подключенной нагрузочной вилке. Как видно из фиг. 1, на внешней поверхности корпуса АКБ выделяются две зоны: верхняя низкотемпературная зона А (выделена слабым серым цветом), примыкающая к крышке 8 корпуса, и расположенная ниже ее зона Б с повышенной температурой. Как показали измерения температуры тепловизором, температура зоны А практически осталась равна температуре неработающей АКБ. В зоне Б температура корпуса превысила 19-19,5°С. На экране тепловизора четко выделялась граница между зонами А и Б, которая характеризует уровень электролита в секции АКБ, что отражено на фиг. 1. Повышенная температура поверхности корпуса АКБ связана с нагревом электролита в секциях АКБ при заряде или разряде АКБ. Минимально допустимый уровень электролита в секциях показан горизонтальной пунктирной линией. Из фиг. 1 видно, что во всех секциях АКБ наблюдается нормальный уровень электролита и нет необходимости доливать электролит в какую-либо секцию. Равномерность нагрева поверхности всех секций АКБ и уровень нагрева показывает, что во всех секциях АКБ плотность электролита одинакова и соответствует требованиям эксплуатации АКБ. Из фиг. 1 также видно, что нет нагрева отдельных элементов АКБ, в частности клемм 9 и 10 и примыкающих к клеммам зон корпуса АКБ. Анализ результатов измерения распределения температуры поверхности корпуса АКБ, показывает, что проверяемая АКБ исправна.

Пример 2. Диагностирование уровня электролита в секциях АКБ

Перед проведением диагностирования замеренная температура корпуса АКБ была равна комнатной температуре 18,5°С. Диагностирование проводилось на обоих режимах тестирования: заряд АКБ и разряд АКБ при подключенной нагрузочной вилке. Как и в предыдущем примере, из фиг. 2 видно, что на внешней поверхности корпуса АКБ выделяются отдельные зоны: верхняя низкотемпературная зона А (выделена слабым серым цветом), примыкающая к крышке 8 корпуса, и расположенная ниже ее зона Б с повышенной температурой. Как показали измерения температуры тепловизором, температура зоны А практически осталась равна температуре неработающей АКБ. В зоне Б температура поверхности корпуса во всех секциях была 19-19,5°С, что выше чем температура поверхности в зоне А. Как и в предыдущем примере, на экране тепловизора четко выделялась граница между зонами А и Б, что отражено на фиг. 2. Как уже отмечалось выше, повышенная температура поверхности корпуса АКБ в зоне Б связана с нагревом электролита в секциях АКБ при заряде или разряде АКБ. Из фиг. 2 видно, что в секциях 2, 4, 5 и 7 АКБ уровень электролита выше минимально допустимого уровня (обозначен пунктирной линией). В секции 6 уровень электролита практически соответствует минимально допустимому уровню. В секции 3 уровень электролита ниже минимально допустимого уровня и необходимо добавить электролит в секцию 3. Желательно также долить электролит в секцию 6, в которой уровень электролита очень близок к минимально допустимому уровню. Анализ результатов измерения распределения температуры поверхности корпуса АКБ, показывает, что проверяемая АКБ имеет неисправности, которые могут быть устранены.

Пример 3. Наличие внутренних неисправностей

Перед проведением диагностирования замеренная температура корпуса АКБ была равна комнатной температуре 19°С. Диагностирование проводилось на обоих режимах тестирования: заряд АКБ и разряд АКБ при подключенной нагрузочной вилке. В настоящем примере осуществления все действия по определению уровня электролита к секциях АКБ совпадают с вышеописанными примерами 1 и 2 и в настоящем примере не описываются, чтобы не загромождать описание. В отличие от вышерассмотренных примеров в данном примере осуществления изобретения при регистрации распределения температуры на поверхности корпуса обнаружено, что на внешней поверхности корпуса, соответствующей секции 3, имеется локальная область (зона В) с повышенной температурой, которая достигает 22°С. В остальной части секции 3 замеренная температура поверхности составляла 19,1-19,4°С. Для смежных секций 2 и 4 температура поверхности была 19,2°С и 19,3°С. Наличие такой локальной зоны свидетельствует о наличии внутреннего дефекта в этой секции АКБ. Данная локальная зона соответствует повышению температуры поверхности, связанному с нагревом электролита из-за внутренних коротких замыканий в нижней части секции 3, что как правило вызвано образованием токоведущих мостиков в этой секции АКБ. Такая АКБ должна быть признана подлежащей замене.

Пример 4. Частичный обрыв борна от вывода

Перед проведением диагностирования замеренная температура корпуса АКБ была равна комнатной температуре 19°С. Диагностирование проводилось на обоих режимах тестирования: заряд АКБ и разряд АКБ при подключенной нагрузочной вилке. В настоящем примере осуществления все действия по определению уровня электролита к секциях АКБ совпадают с вышеописанными примерами 1 и 2 и в настоящем примере не описываются, чтобы не загромождать описание. В отличие от вышерассмотренных примеров в данном примере осуществления изобретения при регистрации распределения температуры на поверхности корпуса обнаружено, что выводная клемма 10 нагрелась до температуры 26°С (зона Г). Наличие такой локальной зоны свидетельствует о наличии внутреннего дефекта в выводной клемме 10 - отрыв борна от выводной клеммы, что привело к повышенному электрическому сопротивлению зоны соединения борна с выводной клеммой 10. Такая АКБ должна быть признана подлежащей замене.

Хотя все рассмотренные примеры осуществления реализованы для свинцово-кислотных АКБ, но с помощью предлагаемого способа можно быстро провести диагностирование любых АКБ с жидким электролитом.

1. Способ диагностирования аккумуляторной батареи с жидким электролитом (далее аккумуляторная батарея), включающий задание режима тестирования проверяемой аккумуляторной батареи, определение неравномерности распределения температуры по поверхности аккумуляторной батареи, определение на поверхности корпуса проверяемой аккумуляторной батареи зон, имеющих повышенную температуру относительно смежного участка поверхности корпуса, диагностирование на основе местоположения указанной зоны и ее температуры исправна или нет аккумуляторная батарея, отличающийся тем, что определяют неравномерность температуры поверхности корпуса аккумуляторной батареи по высоте отдельной секции аккумуляторной батареи, определяют границу зоны с повышенной температурой поверхности корпуса для этой секции аккумуляторной батареи и эту границу зоны фиксируют как уровень заливки электролита в этой секции аккумуляторной батареи.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сравнивают эту определенную границу зоны с повышенной температурой с минимально допустимым уровнем электролита, и если этот определенный уровень электролита ниже минимально допустимого уровня электролита, то диагностируют, что в данной секции имеется пониженный уровень электролита.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для определения неравномерности распределения температуры по поверхности аккумуляторной батареи используют тепловизор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к контролю аккумуляторных батарей. Сущность: устройство оценки состояния заряда включает в себя первый и второй арифметические блоки, а также арифметический блок коррекции.

Изобретение относится к системам для контроля работоспособности и диагностики неисправностей аккумуляторных батарей, состоящих из n последовательно включенных элементов.

Изобретение относится к контролю неисправностей в батарее конденсаторов, подключенной к системе электропитания, при этом батарея конденсаторов содержит множество конденсаторных блоков, которые разделены на две Y-секции.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам диагностики литиевых химических источников тока. Способ включает разряд источника тока на внешнюю нагрузку и измерение его напряжения под нагрузкой.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при комплектовании батарей из аккумуляторов и диагностировании их технического состояния.

Изобретение относится к области технической диагностики и может использоваться для проверки исправности аккумуляторной батареи. Сущность: способ использует определение неравномерности распределения температуры по поверхности аккумуляторной батареи с последующим определением зон, имеющих повышенную температуру относительно смежного участка поверхности корпуса и местоположения выявленной зоны с повышенной температурой относительно элементов конструкции аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к области техники измерений, в частности к устройству для измерения остаточной емкости аккумулятора. которое содержит последовательно соединенные блоки: шунт, операционный усилитель, первый АЦП, масштабный делитель, первый температурный корректор, сумматор, триггер, вычислитель среднего значения, счетчик энергии, вычислитель заряда и индикатор; выходы таймера связаны со входами сумматора, триггера, счетчика энергии, вычислителя саморазряда и вычислителя заряда, а выход вычислителя саморазряда соединен со входом счетчика энергии; также устройство содержит последовательно соединенные резистивный делитель, второй АЦП и второй температурный корректор; кроме того, в составе устройства присутствует датчик температуры, выход которого соединен со входами первого температурного корректора, второго температурного корректора и вычислителя саморазряда; выходы первого и второго логических устройств соединены со входом счетчика энергии, а входы первого и второго логических устройств - с выходами первого и второго температурных корректоров.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автоматике электрических сетей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к химическим источникам тока, а именно к определению остаточной емкости электрических аккумуляторов. Технический результат: обеспечение возможности определения остаточной емкости литий-ионного аккумулятора с положительным электродом на основе феррофосфата лития, повышение достоверности такого определения.

Изобретение относится к оценке состояния аккумулятора. Сущность: устройство определяет ток и напряжение на клеммах аккумуляторной батареи; использует их значения, чтобы оценивать значение на клеммах аккумуляторной батареи на основе предварительно определенной модели аккумулятора; и последовательно идентифицирует параметр модели аккумулятора так, что разность между значением на основе значения измерения напряжения на клеммах и оцененным значением напряжения на клеммах сходится к нулю.

Изобретение относится к комплексным контрольно-проверочным системам, а именно к бортовым системам для контроля работоспособности и диагностики неисправностей, обслуживаемых и необслуживаемых аккумуляторных батарей, состоящих из n последовательно включенных элементов, и в первую очередь Li-ion аккумуляторов, применяемых в системах автономного электроснабжения на транспортных средствах. Технический результат - автоматизация процесса определения технического состояния как аккумуляторной батареи в целом, так и ее элементов путем поэлементного контроля ее работоспособного состояния. Согласно изобретению способ автоматического контроля технического состояния элементов последовательной аккумуляторной батареи включает обработку информации результатов контроля в N+1 выходных зажимах подключения контролируемых аккумуляторов в n контрольных точках, нумерацию последовательно контрольных точек, масштабирование токов от каждого элемента аккумуляторной батареи с коэффициентом масштабирования от каждой контрольной точки, токи от каждой контрольной точки суммируют в точке суммирования и передают через канал связи в орган обработки информации, где преобразуют суммарный ток в пропорциональное напряжение. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство измерения остаточной емкости химического источника тока относится к области измерительной техники и может использоваться для перманентного контроля аккумуляторной батареи или химического источника тока (ХИТ) которые используются в автомобилях, электромобилях, складских электрокарах и в других бытовых и промышленных приборах, для которых источником энергии служит ХИТ, что позволит предотвратить непредвиденный выход ХИТ из строя. Новым в устройстве измерения остаточной емкости ХИТ является разделение устройства на два блока и упрощение конструкции, таким образом, что в первом блоке содержится конденсатор с ключом заряда который жестко крепиться как можно ближе к клеммам ХИТ для наименьшей длинны подводящих проводов, во втором блоке располагаются остальные компоненты устройства с индикатором, на который будет выводиться информация об остаточной емкости ХИТ. Устройство измерения остаточной емкости ХИТ состоит из конденсатора известной емкости, электронных управляемых ключей заряда и разряда, устройства выборки-хранения, делителя напряжения, микроконтроллера, пульта управления, фильтра нижних частот, индикатора на который выводиться остаточная емкость ХИТ. Запуск устройства производиться вручную или автоматически. При поступлении команды с пульта управления, микроконтроллер подает управляющий импульс на устройство выборки-хранения и запоминает значение электродвижущей силы ХИТ. С выхода устройства выборки-хранения величина напряжения поступает на вход модуля АЦП микроконтроллера и на делитель напряжения (с коэффициентом деления 0,9) с выхода которого напряжение поступает на вход микроконтроллера соответствующего входу первого компаратора. С выхода микроконтроллера поступает сигнал управления на электронный ключ заряда, после чего начинает заряжаться конденсатор и таймер начинает отсчет времени заряда конденсатора. На вход микроконтроллера соответствующего входу второго компаратора поступает напряжение с заряжаемого конденсатора. Второй компаратор срабатывает при достижении на его входе 0,9 уровня напряжения ХИТ и таймер фиксирует время заряда конденсатора. Далее микроконтроллер вносит поправку во время заряда конденсатора из-за влияния сопротивления ключа. Откорректированное значение времени заряда вводится в модуль ШИМ который формирует последовательность импульсов, длительность которых обратно пропорциональна времени заряда конденсатора. Импульсы, проходящие через фильтр нижних частот, формируют опорное напряжение для АЦП. Содержащаяся программа в микроконтроллере с алгоритмом обработки данных по завершению вычислений выводит информацию на индикатор, и микроконтроллер подает сигнал управления на электронный ключ разряда, и конденсатор разряжается, на этом завершается цикл измерения и устройство готово к новому измерительному циклу.

Группа изобретений относится к области электротехники и может быть использована для контроля аккумуляторных источников питания. Способ автоматического контроля технического состояния элементов смешанной (последовательное соединение групп параллельных элементов) аккумуляторной батареи включает обработку информации результатов контроля в N+1 выходных зажимах подключения контролируемых аккумуляторов в N контрольных точках, нумерацию последовательно контрольных точек, масштабирование токов от каждого элемента аккумуляторной батареи с коэффициентом масштабирования от каждой контрольной точки, токи от каждой контрольной точки суммируют в точке суммирования и передают через канал связи в орган обработки информации, где обрабатываются для идентификации номера отказавшего элемента аккумуляторной батареи. Группа изобретений позволяет автоматизировать процесс определения технического состояния как аккумуляторной батареи в целом, так и ее элементов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Использование – в области электротехники. Технический результат – увеличение срока службы аккумуляторной батареи. Согласно способу для осуществления i-й зарядки батареи при i≥2 обнаружение соединения зарядных клемм с зарядным устройством вызывает соединение аккумуляторных элементов с их соответствующей обходной цепью (CPCj). Затем для каждого аккумуляторного элемента во время второй фазы (Cji) обходную цепь отсоединяют от аккумуляторного элемента, пока напряжение аккумуляторного элемента не достигнет заранее определенного напряжения, при этом время (TPji) для i-й зарядки вычисляют в зависимости от общего времени соединения, по меньшей мере, в течение одной предыдущей зарядки, соответствующей обходной цепи с этим аккумуляторным элементом, пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения. По меньшей мере одно время, позволяющее определить первое время (TPji) преимущественного обхода для i-й зарядки, и/или указанное общее время соединения сохраняют в памяти батареи в ходе этой по меньшей мере одной предыдущей зарядки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к системам питания электронных устройств с помощью оптического излучения и может найти применение в измерительных устройствах с гальванической развязкой области измерений и области отображения информации, например в высоковольтных или взрывоопасных устройствах. Оптическая система электропитания электронных устройств содержит регулируемый источник 1 тока лазера 2, оптический тракт, (например, волоконно-оптический) передачи излучения от лазера 2 до фотовольтаического элемента 3, выход которого подключен к входу повышающего преобразователя 4 напряжения, питаемое электронное устройство 5, измеритель 6 напряжения, вход которого подключен к выходу фотовольтаического элемента 3 или к выходу повышающего преобразователя 4 напряжения, а выход измерителя 6 напряжения подключен к входу волоконно-оптической системы 7 передачи информации (ВОСПИ), выход которой подключен к управляющему входу регулируемого источника тока 1. Волоконно-оптическая система 7 передачи информации содержит источник 8 излучения и фотоприемник 9. Вход источника 8 излучения соединен с выходом измерителя 6 напряжения, а выход фотоприемника 9 соединен с управляющим входом регулируемого источника 1 тока. Излучение источника 8 передается на фотоприемник 9 посредством оптического тракта, который может быть выполнен как открытым, так и волоконно-оптическим. Измеритель 6 напряжения может быть выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя (АЦП) или преобразователя напряжение - частота. Технический результат, достигаемый при применении предложенной оптической системы электропитания электронных устройств, состоит в уменьшении оптической мощности, необходимой для нормального функционирования питаемого электронного устройства. При этом по сравнению с прототипом повышается КПД системы питания, уменьшается нагрузка на лазер питания и фотовольтаический элемент, что обеспечивает увеличение ресурса работы системы питания. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к контролю батареи. Сущность: устройство контроля батареи содержит получатель информации об электрическом токе, вытекающем из батареи или втекающем в батарею, расположенную внутри контейнера, имеющего впуск воздуха и выпуск воздуха; вычислитель количества выделившегося тепла, вычисляющий количество тепла, выделившегося внутри батареи, на основании информации об электрическом токе; получатель информации о температуре наружной поверхности контейнера, информацию о температуре воздуха, поступившего из впуска воздуха, и информацию о температуре воздуха, вытекшего из выпуска воздуха; вычислитель количества отведенного тепла, получающий информацию о количестве воздуха, поступившего из впуска воздуха, или информацию о количестве воздуха, вытекшего из выпуска воздуха, и вычисляющий количество тепла, отведенного с поверхности батареи, на основании информации о количествах воздуха, поступившего из впуска воздуха, или воздуха, вытекшего из выпуска воздуха, информации о температуре воздуха, поступившего из впуска воздуха, информации о температуре воздуха, вытекшего из выпуска воздуха, и информации о температуре наружной поверхности контейнера и вычислитель внутренней температуры, вычисляющий внутреннюю температуру батареи на основании информации о количестве выделившегося тепла и информации о количестве отведенного тепла. Устройство контроля батареи и батарея входят в систему аккумулирования энергии. Технический результат: возможность вычисления внутренней температуры батареи с хорошей точностью. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к способам контроля состояния литий-ионных аккумуляторов в процессе их эксплуатации и может быть использовано при управлении ресурсом аккумуляторных батарей систем электропитания космических аппаратов. Технический результат: обеспечение необходимой точности оценивания остаточной емкости литий-ионного аккумулятора без прерывания режима эксплуатации и при ограничениях на вычислительные ресурсы микропроцессорной измерительной системы. Сущность: способ включает измерение напряжения аккумулятора и определение его остаточной емкости по зависимости от величины напряжения. При этом в рабочем режиме работы аккумулятора на основе его математической модели с экспериментально определенными параметрами, зависящими от степени заряженности и измеряемого значения тока разряда/заряда, оценивают текущее значение напряжения аккумулятора, которое сравнивают с измеряемым текущим значением Uj(t) напряжения аккумулятора. Вычисляют степень заряженности ,где j - номер текущей итерации вычислений; k - коэффициент, характеризующий сходимость процесса вычислений к установившемуся значению, E0max, E0min - соответственно, максимальное и минимальное значения ЭДС аккумулятора, определяемые паспортными данными; εj(t) - ошибка вычислений напряжения аккумулятора,. При выполнении условия εj(t)≈0 оценивают остаточную емкость , где СПОЛН. - известная полная емкость аккумулятора, определенная экспериментальным образом в зависимости от числа циклов его разряда/заряда. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к метрологии. Способ тестирования испытуемого устройства характеризуется тем, что соединяют первый модуль источника/измерителя с первым набором по меньшей мере из трех триаксиальных кабелей и выводом заземления. Каждый триаксиальный кабель содержит центральный сигнальный проводник, внешний экран и средний проводник, внешние экраны первого набора триаксиальных кабелей электрически соединяют вместе с выводом заземления. Затем соединяют второй конец каждого кабеля из первого набора триаксиальных кабелей с набором узлов испытуемого устройства. Соединяют второй измеритель со вторым набором по меньшей мере из трех триаксиальных кабелей и имеющих центральный сигнальный проводник, внешний экран, средний проводник и вывод заземления, при этом каждую из трех точек тестирования соединяют с первым концом центрального сигнального проводника каждого кабеля из второго набора трех триаксиальных кабелей, соответственно, а внешние экраны второго набора триаксиальных кабелей электрически соединяют вместе с выводом заземления. Соединяют второй конец каждого кабеля из второго набора триаксиальных кабелей с указанным набором узлов испытуемого устройства. Внешние экраны кабелей как первого, так и второго наборов триаксиальных кабелей соединяют вместе и заземляют. Технический результат – повышение стабильности измерений. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области технической диагностики аккумуляторной батареи. Сущность: способ диагностирования аккумуляторной батареи с жидким электролитом использует определение неравномерности распределения температуры по поверхности аккумуляторной батареи с последующим определением зон, имеющих повышенную температуру относительно смежного участка поверхности корпуса и местоположения выявленной зоны с повышенной температурой относительно элементов конструкции аккумуляторной батареи. При этом определяют неравномерность температуры поверхности корпуса аккумуляторной батареи по высоте отдельной секции аккумуляторной батареи, определяют границу зоны с повышенной температурой поверхности корпуса для этой секции аккумуляторной батареи и эту границу зоны фиксируют как уровень заливки электролита в этой секции аккумуляторной батареи. Сравнивают эту определенную границу зоны с повышенной температурой с минимально допустимым уровнем электролита. Если этот определенный уровень электролита ниже минимально допустимого уровня, то диагностируют, что в данной секции имеется пониженный уровень электролита. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх