Устройство для контроля емкости аккумуляторной

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н 01m 45/06

Заявлено 02.VII.1971 (№ 1677766/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29.Ч.1973. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 15.1.1974

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР по делам изооретеиий и открытий

УДК 621.355.1(088.8) Авторы изобретения

М. В. Осипов, А. А. Горлач, В. П. Гапченко и А, А. Гаиаев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЕМКОСТИ АККУМУЛЯТОРНОЙ

БАТАРЕИ

Изобретение относится к области контроля емкости аккумуляторных батарей в процессе их хранения и эксплуатации как в режиме заряда, так и в режиме разряда.

В основу изобретения положен способ контроля емкости аккумуляторной батареи, основанный на принципе интегрирования токов заряда или разряда.

Известно устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи, содержащее нагрузку, питаемую от батареи, датчик тока саморазряда этой батареи и реверсивный счетчик.

Однако указанное устройство сложно и не обеспечивает достаточной точности, так как содержит преобразователь тока в частоту и узел коррекции для учета собственной частоты преобразователя.

Предлагаемое устройство с целью устранения указанных недостатков снабжено переключающим дросселем, на вход которого включен датчик тока саморазряда, цепь нагрузки и генератор тока треугольной формы, а две его выходные обмотки соединены последовательно-согласно и подключены к системе управления реверсивным счетчиком, счетный вход которого связан с генератором образцовой частоты.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 а, б, в — диаграммы, поясняющие принцип действия устройства.

Устройство состоит из генератора тока треугольной формы 1, аккумуляторной батареи

2, нелинейного датчика тока 8, формирующего сигнал, пропорциональный величине тока саморазряда аккумулятора в функции от температуры, нагрузки аккумуляторной батареи

4, переключающегося дросселя 5, выполненно10 го на материале с прямоугольной петлей гистерезиса и имеющего обмотку подмагничивания W, измерительные обмотки Ю„W2 и выходные обмотки 1Г„и W,, генератора образцовой частоты б, реверсивного счетчика 7 и

15 устройства реверса 8.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

С выхода генератора 1 ток треугольной формы поступает па обмотку подмагничивания

20 W,. При отсутствии измеряемых токов, т. е. когда нагрузка отключена и нет саморазряда батареи (il — 4=0), происходит перемагничивание сердечника в моменты времени 1ь 4, tç (фиг. 2а, кривая А).

Зона от — iW, до +tW, обусловлена шириной петли гистерезиса. При перемагничивании сердечника в моменты времени tl, t2, t3 на выходных обмотках Г „и W„, появляются им30 пульchl Vl, U2, V„. (фиг. 2 б).

385363

Обозначим через Т1 интервал времени между импульсами V> и V2, а через Т2 — между импульсами V2 и Va. Для рассматриваемого случая (11=12=0) T — — T2. В момент времени

11 устройство реверса 8 включит счетчик 7 на 5 суммирование, и он сосчитает за время Т1 чисТ, ло импульсов N1 где To — период геТ, нератора образцовой частоты. В момент времени 12 устройство реверса включит счетчик 10 на вычитание, и он сосчитает за время Т2 число импульсов Л2 ——

То

Т, Поскольку Т1 —— -T2, то N> N2, и счетчик обнуляется. По следующему импульсу V> счетчик устанавливается на суммирование, и работа устройства повторяется в следующий период тока треугольной формы. Во все последующие периоды работа устройства происхо- 20 дит аналогично.

При наличии хотя бы одного из измеряемых токов намагничивающая сила, обусловленная алгебраической суммой измеряемых токов и тока подмагничивания треугольной формы, 25 смещается на величину

1У=1,W, +12Ко

Устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи, содержащее нагрузку, питаемую от батареи, датчик тока саморазряда этой батареи и реверсивн ый счетчик, отлачаю1йееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, оно снабжено переключающим дросселем, на вход которого включен датчик тока саморазряда, цепь нагрузки и генератор тока треугольной формы, а две его выходные обмотки соединены последовательно-согласно и подключены к системе управления реверсивным счетчиком, счетный вход которого связан с генератором образцовой частоты.

Предположим для упрощения дальнейших математических выкладок, что измеряемый 30 ток и ток саморазряда создали суммарные ампервитки, равные (iW) с, как показано на фиг. 2 а, кривая В. Теперь перемагничивание сердечника происходит в моменты времени

t 3 и интервалы времени Т1 и Т2 не рав- 35 ны между собой (фиг. 2в, где они обозначены соответственно Т < и Т 2). Импульс V < появится раньше импульса V1 на промежуток времени М, равный

11 Wg + ig Wg W (i1+ 1о) Тг

1я а И 4п1г где 1, — амплитуда тока треугольной формы;

Т, — период колебания генератора тока 45 треугольной формы;

1 а — крутизна фронтов тока генератора тока треугольной формы.

Импульс Г2 появится позже импульса V2 на 50 тот же промежуток времени, т. е. раз ность интервалов:

КТ = Т1 — Т2= 4И= пТг

С приходом импульса Г> устройство реверса 8 устанавливает реверсивный счетчик 7 на суммирование. Импульсы с выхода генератора образцовой частоты б поступают в реверсивный счетчик 7. За время Т < в счетчике 7 60

Т, запишется число Ni ——

T, С приходом импульса Г2 устройство реверса 8 переключает реверсивный счетчик 7 на вычитание. 65

За время Т 2 в счетчик поступит на вычитание число импульсов N 2= . Импульс Гз

Т, То снимет с реверсивного счетчика 7 команду

«вычитание», и в счетчике зафиксируется остаток

I I

1 г 1 1 2 ТгЮ () + lо)

То То То пег

= К(1, +i,), T„W где К= " — коэффициент преобразоваТо гол ния.

Таким образом, количество импульсов, записанное в счетчике 7 за один период генератора б, пропорционально сумме токов в измерительных обмотках, а при работе в течение любого времени t и зависимости измеряемых токов от времени пропорционально интегралу

»(t) = JI(t) dt = (A(i,(t)+ i,Jdt. о о

Поскольку в общем случае расходуемая батареей емкость пропорциональна также интегралу от тока, то количество импульсов в счетчике ЛУ(1) будет пропорционально расходу емкости батареи AQ за время t. Если сначала в счетчике 7 записать число импульсов, пропорциональное номинальной емкости батареи 2, то через время t работы аккумуляторной батареи в счетчике 7 будет число импульсов, пропорциональное оставшейся емкости батареи:

>... = » () Я-и-. = q... — Q () °

В случае необходимости предлагаемое устройство может контролировать заряд батареи. Обычно команда на переключение батареи B режим заряда подается от внешнего программного устройства. Но устройство может выполнять и функции самоконтроля, т. е. в случае, когда батарея израсходует номинальную емкость настолько, что эксплуатация ее без подзаряда недопустима, устройство выдает сигнал на отключение батареи от нагрузки и подключение ее к зарядному устройству.

Предмет изобретения

385363

-iil4 с

Редактор О. Авдеева

Корректоры: Е. Давыдкина и В. Петрова

Заказ 352472 Изд. № 927 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 с и O

Составитель И. Найдина

Техред Т. Курилко

)