Устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи

 

(i() 528645

Союз Советских

Са лиалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ, ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 312332 (51) М. Кл.- Н 01М 10 48 (22) Заявлено 04,06.75 (21) 2139907/07 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.76. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 03.12.76 (53) УДК 621.355.1 (088.8) (72) Автор изобретения

H. A. Гулич (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЕМКОСТИ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится .к химическим источникам электроэнергии и может быть использовано для контроля емкости аккумуляторной батареи.

По основному авт. св. 312332 известно устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи, состоящее из интегрирующего счетчика ампер-часов, фотосчитывающего элемента и шунта, включенного в цепь батареи, причем выход фотосчитывающего элемента соединен через формирователь импульсов с реверсивным счетчиком, управляемым переключающим блоком, подключенным к шупту (1).

В таком устройстве в качестве чувствительного элемента счетчика ампер-часов используется интегрирующий электродвигатель, имею.щий значительную зону нечувствительности, что не позволяет контролировать емкость аккумуляторной батареи, заряжаемой (разряжаемой) мальвми токами. Кроме того, при большом входном сигнале на электродвигателе устройство обладает большой погрешностью при контроле емкости аккумуляторной батареи заряжаемой (разряжаемой) большими токами.

С целью повышения точности контроля емкости при расширении диапазона интегрируемых токов предлагаемое устройство снабжено дополнительным шунтом в цепи аккумуляторной батареи и дополнительным источником питания, а интегрирующий счетчик ампер-часов состоит из двух интегрирующих электродвигателей, кинематически связанных между

5 собой через дифференциал, на выходную ось которого насажен диск, управляющий фотосчитывающим элементом, причем оба электродвигателя подключены к дополнительному пс— точнику питания, а один из них через контак10 ты выходного реле переключающего блока подсоединен к дополнительному. шунту.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 — кривые зависимости угловой скорости выходных осей интег15 рирующих счетчиков ампер-часов от падения напряжения, образованного зарядным (разрядным) током»а шунте для известного уст,ройства (А) и предлагаемого (Б).

Устройство для контроля емкости аккуму20 ляторной батареи состоит пз счетчика 1 ампер-часов, содержащего электродвигатели 2 и 3, кинсматичсски связанпыс с дифференциалом 4, на гыходной оси 5 которого закрснлсн диск 6 с окнами, управляющий фотосчитыва25 ющим элементом 7, выход последнего сосдпнсн через формирователь 8 импульсов с реверсивным счетчиком 9: двух шунтов 10 и 11, вкл.о:сцпь:; в спь акя.ллятопной батареи

12; ilepei bio«aIo1iieI о б пока 13, подкл(оченпо "0

30 своим входом к шуHT) 10, à выходом — к це528G45

15

30

65 пи управления реверсом счетчика 9; дополнительного источника 14 питания, подсоединенного параллельно электродвигателям 2 и 3.

Кроме того, в цепь электродвигателя 2 последовательно с источником 14 питания с помощью контактов выходного реле переключаю.щего блока 13 включен шунт 11.

Введение дополнительного шунта 11 обеспечивает исключение влияния источника 14 питания на нормальную работу переключающего блока 13.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на электродвигатели 2 и 3 от дополнительного источника 14 питания они приходят во вращение с равными и противоположно направленными угловыми скоростями. При этом выходная ось 5 дифференциала 4 находится в неподвижном состоянии.

Предварительной раскруткой электродвигателей 2 и 3 от источника 14 питания достигается устранение их трения покоя и тем самым повышение чувствительности счетчика 1 ампер-часов.

С началом заряда аккумуляторной батареи

12 на шунте 11 появляется падение напряжения, пропорциональное току заряда. Шунт 11 контактами выходного реле переключающего блока 13 включается в цепь электродвигателя

2 таким образом, чтобы общее напряжение на электродвигателе 2 равнялось разности напряжения источника 14 питания и падения напряжения на этом шунте. При этом равенство скоростей электродвигателей 2 и 3 нарушается, и выходная ось 5 дифференциала 4 приобретает угловую скорость, пропорциональную падению напряжения на шунте 11, создаваемого зарядным током аккумуляторной бата реи. С осью 5 связан диск 6 с окнами, управляющий фотосчитывающим элементом 7. Последний через формирователь 8 импульсов начинает выдавать в счетчик 9 импульсы с частотой, пропорциональной угловой скорости выходной оси 5 дифференциала 4.

Зарядный ток создает на шунте 10 падение напряжения такой полярности, что выходное реле переключающего блока 13 подключает счетчик 9 к формирователю 8 на суммирование поступающих на его вход импульсов.

Таким образом, частота поступающих на вход счетчика 9 импульсов пропорциональна току заряда аккумуляторной батареи, а количество импульсов, поступивших на счетчик 9 за определенный промежуток времени, пропорционально емкости, полученной аккумуляторной батареей за тот же промежуток времен((.

С изменением направления тока в шунтах

10 и 11 (при разряде аккумуляторной батареи) переключающий блок 13 контактами выходного реле одновременно осуществляет и реверс счетчика 9, и подключение другой полярностью напряжения на шунте 11 к электродвигателю 2 с тем, чтобы к электродвигателю

2 всегда прикладывалось разностное напряжение. При возобновлении заряда аккумулятор ной батареи процесс переключения счетчика 9 и шунта 11 повторяется.

На фиг. 2 изображены характеристики интегрирующих счетчиков ампер-часов известного устройства (кривая Л) и предлагаемого устройства (кривая Б) . Последняя представляет собой кривую зависимости угловой скорости выходной оси 5 дифференциала 4 от падения напряжения, создаваемого зарядно-разрядным током на шунте 11, и получается (поло>кительная ветвь) путем сложения идентичных характеристик электродвигателей 2 и 3, на один из которых подается напряжение от источника 14 питания, а на второй — напряжение, равное разности напряжений источника питания 14 и на шунте 11.

Зависимость угловой скорости выходной оси дифференциала можно представить следующим выражением: (>=(>1+< >2= 1 и k2(U ш) где (> — угловая скорость выходной оси 5 дифференциала 4; (>(— угловая скорость интегрирующего электродвигателя 3; а — угловая скорость интегрирующего электродвитателя 2;

U, — напряжение источника 14 питания;

U„, — падение напряжения на шунте 11, создаваемое зарядно-разрядным током аккумуляторной батареи;

Й(; k> — коэффициенты пропорциональности.

При идентичных характеристиках электродвигателей 2 и 3 коэффициенты постоянны и равны между собой, т. е. k(— k,=const. H;-(пряжение U также постоянно. Тогда угловая скорость (> выходной оси 5 дифференциала 4 является только функцией падения напряжения U на шунте 11.

Отрицательная ветвь кривой Б получается путем перемены полярности напряжения, подаваемого на электродвигатели 2 и 3 от источника 14 питания при условии, что к электродвигателю 2 приложено разностное напряжение, т. е. (g((>2: !К(+ 2((и ш).

Сравнивая кривые А и Б, видно, что в результате предварительной раскрутки электродвигателей уменьшается зона нечувствительности, а подачей на один из электродвигателей разностного напряжения увеличивается линейный участок характеристики.

Ступенчатый характер на середине кривой Б объясняется моментом перехода разностного напряжения (U„— U ) через нуль, .когда электродвигатель 2 меняет направление вращения на обратное.

В результате повышается чувствительность устройства и увеличивается точность контроля емкости при расширении диапазона интегрируемых токов, что дает возможность сделать более широким применение предлагаемого

528645 устройства по сравнению с другими устройствами, выполняющими ту же функцию.

Формула изобретения

Устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи по авт. св. 312332, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено дополнительным шунтом в цепи аккумуляторной батареи и дополнительным источником .питания, а интегрирующий счетчик ампер-часов состоит из двух интегрирующих электродвигателей, кинематически связанных между собой через дифференциал, на выходную ось которого насажен диск, управляющий фотосчитывающим элементом, причем оба электродвигателя под5 ключены к дополнительному источнику питания, а один из них через контакты выходного реле переключающего блока подсоединен к дополнительному шунту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. 312332, кл. Н01тп 45/06, 1971.

528645

Уиг. Г

Составитель И. Найдина

Техрсд Е. Подурушина

Корректор Л. Котова

Редактор Г. Мозжечкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2682/2 Изд. № 1832 Тираж 963 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб. д. 4/5