Устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи

 

г

;--.. k а Г

Ф (11) ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ABTOPCNOMY СВИДПИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04, 12,75 (21) 2196045/07

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М. Кл.е

Н 01 М 10/48 с присоединением заявки №

Государстоенно|й комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.77.Бюллетень pfe15 (45) Дата опубликования описания14.06.77 (53) УДК 621.355.. 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А, A. Горлач, Ю, Я, Носачев и В. М. Панов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЕМКОСТИ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к области контроля и измерения емкости аккумуляторных батарей при производстве, хранении и эксплуатации в,системах энергопитания постоянного гока. 5

Известное устройство предусматривает определение степени разряда аккумуляторной

1 батареи с использованием; -эталонной бата реи, которая подключается в момент определения степени разряда основной батареи. тО.

Однако эти устройства не позволяют определить в процентах степень разряда с основной батареи ввиду, того, чго зависимость между остаточной емкостью батареи и на- |в пряжением на батарее слабо выражена. Величина напряжения аккумуляторной батареи сушественно зависит от температуры окружаюшей cpemû.

Известно устройство, в основу которого оа заложено измерение расхода газа, выделяющегося из электролита аккумулятора при его разряде. Данное устройство применительно для контроля негерметичных шелочных екку1 муляторов, у которых характер процесса га 25 зовыделения является надежным показателем степени заряженности.

Известно устройство для определения заряда батареи, предусматриваюшее встроенные в аккумуляторы источник. и приемник света, что значительно усложняет ик, использование же его для других типов батарей исключено.

Кроме того, введение дополнительнйх устройств в аккумулятор снижает его надежность.

Известно также устройство, в котором контроль емкости аккумуляторной батареи осушестыляется по внутреннему сопротивле нию аккумуляторной батареи. Недостатком этого устройства является необходимость переключения контролируемой батареи из рабочей цепи в специальную измерительную цепь.

Известно устрс.|ство для контроля емкос ти аккумуляторной батареи, содержашее нагрузку, подключенную к батарее через силовой электронный ключ, вход которого через ждуший мультнвцбратор соединен с управляющим блоком, генератор эталонной частоты и грнггер, соединенные со входами второго электронного ключа, выход которого подсое555469 динен к счетчику импульсов, соединенному через дешифратор с цифровым индикатором.

Это устройство решает поставленную задачу (мгновенное и непосредственное измерение емкости аккумуляторных батарей) с хорошей точностью, а при предварительной тарировке батареи — с высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками.

Недостатком этого устройства является 10 необходимость его переналадки в случае контроля емкости батарей с различными ЭДС.

Пелью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. 15

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены блок для запоминания максимального напряжения, блок для запоминания минимального напряжения с инверсным выходом, блок дпя выделения разности напряжений и два сравнивающих блока. Причем входы блоков дпя запоминания максимального и минимального напряжений и инвертирующий вход блока дпя выделения разности напряжений соединены с аккумулятор д ной батареей, а выходы - соответственно с первыми, вторыми и третьими входами первого и второго сравнивающих блоков, выходами подключенных ко входам триггера. BTDрые входы блоков для запоминания максималь;.0 ного и минимального напряжений соединены с управляющим блоком, а неинвертирующий вход блока для выделения разности напряжений - с выходом блока дпя запоминания минимального напряжения. 35

В результате того, что уровни срабатывания сравнивающих блоков изменяются в зависимости от величины ЭДС испытуемой батареи, возможно применение данного устройства для контроля емкости аккумуляторных ба-40 тарей с различными ЭДС.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 а-е временные диаграммы, Устройство для контроля емкости аккуму- 45 ляторных батарей содержит нагрузку 1, подключаемую к испытуемой аккумуляторной батарее 2 через силовой электронный ключ

3, вход которого через ждущий мультивибратор 4 соединен с управляющим блоком 5; 50 блок дпя запоминания максимального напряжения 6, блок для запоминания минимального напряжения 7 с инверсным выходом и блок для выделения разности напряжений 8, Причем входы блоков для запоминания мак- 55 симального 6 и минимального 7 напряжений и инвертируюший вход блока для выделения разности напряжений 8 соединены с аккумуляторной батареей 2, вторые входы блоков для запоминания максимального 6 и мини- 60 мального 7 напряжений и инвертируюший вход блока для выделения разности напряжений 8 соединены с аккумуляторной батареей

2, вторые входы блоков для запоминания максимального 6 и минимального 7 напряжений управляющим блоком 5, а неинвертирующий вход блока для выделения разности напряжений 8 — с выходом блока дпя запоминания минимального напряжения.

Кроме того устройство имеет первый 9

7 и второй 10 сравнивающие блоки, первые, второй и третий входы которых соединены соответственно с выходом блоков для запоминания максимального 6, минимального 7 напряжений и выходом блока для выделения разности напряжений 8, а выходы сравнивающих блоков со входами триггера 11. В устройство входит генератор эталонной частоты 12 и второй электронный ключ 13, на входы которого подсоединены триггер 11 и генератор., 12, а выход электронного ключа

13 подключен к счетчику импульсов 14, соединенному через дешифратор 15 с цифровым индикатором 16.

Устройство работает следующим образом, В момент времени t, (см. фиг. 2) управляющий блок 5 выдает на блок для запоминания максимального 6 и минимального 7 напряжений импульс 7, которым указанные блоки 6 и 7 приводятся в исходное состояние, т.е. такое состояние, когда напряжение на выходе блока запоминания максимального напряжения 6 равно О, а напряжение на выходе блока запоминания минимального напряжения 7 превышает по абсолютной величине

ЭДС испытуемой батареи, но противоположное по знаку.

По окончании импульса V напряжение на выходе блоков 6 и 7 достигнет напряжения, равного ЭДС испытуемой аккумуляторной батареи, причем напряжение на выходе блока

7 будет обратной полярности

В момент времени t (см. фиг. 2) с управляющего блока 5 на ждуший мультивибратор 4 выдается командный импульс Ч под действием которого ждуший мультивибратор 4 вырабатывает импульс длительностью ь . На времят,„к испытуемой аккуму пяторной батарее 2 через силовой электронный ключ 3 подключается нагрузка 1, под действием которой напряжение на зажимах аккумуляторной батареи 2 уменьшается до напряжения, равного U „.

При этом напряжение на выходе блока

6 остается равным ЭДС испытуемой аккумуляторной батареи 2, а напряжение на выходе блока 7 становится равным по величине напряжению < мин

555469

В момент времени t., после окончания импульса Г, напряжение на аккумуляторной батарее 2 начинает восстанавливаться.

Напряжение с выхода блока для выделения разности напряжений 8 подается на входы первого 9 и второго 10 сравнивающих блоков. Пороги срабатывания блоков 9 и 10, соответственно, выбираются, например, равными: Упор. i =0,3 д0; LJnop-2 =0,9ьУ, 10 где bU = E-1 минВ момент времени 14 напряжение на выходе блока для выделечия разности напряжений 8 достигает величиныУ„ р 1 и с выхода сравнивающего блока 9 сформируется импульс, устанавливающий триггер 11 в "1" состояние.

При дальнейшем увеличении напряжения на выходе блока 8 до величиныУ„О.„2 (момент времени 1 ) с выхода второго сравнивающего блока 10 сформируется импульс, устанавливающий триггер 11 в "0" состояние.

С момента времени 4 до момента времени t сформируется временной интервал где дд — постоянная времени восстановления аккумуляторной батареи.

За время 2 с генератора эталонной час- З тоты 12 через второй электронный ключ 13, управляемый триггером 11 на вход счетчика импульсов 14 поступит число импульсов

N„= к где Т вЂ” период следования импульсов

t о эталонной частоты. 85

Состояние счетчика 14 дешифрируется дешифратором 15 и на индикаторе 16 индицируется число, пропорциональное емкости батареи.

Предлагаемое устройство для контроля 4О емкости аккумуляторных батарей обеспечивает непосредственное и мгновенное измерение емкости аккумуляторных батарей. Кроме того по сравнению с известными техническими решениями благодаря имеющимся блокам©

9 и 10 с порогами срабатывания 1 z 1 и пор

Уп„„2, задаваемыми блоками для запоминания максимального 6 и минимального 7 напряжения, позволяет уменьшить погрешность, связанную с наличием времени выключения (задержка при выключении) силового электронного ключа 3; получить линейную зависимость между измеренным временным интервалом и постоянной времени восстанов-ления аккумуляторной батареи: „ 2,2Т> g u, ? самое главное, позволяет измерять емкость аккумуляторных батарей с различными ЭДС, так как в данном устройстве отсутствует источник опорного напряжения.

Формула изобретения

Устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи, содержащее нагрузку, подключенную к батарее через силовой электронный ключ, вход которого через ждуший мультибирбатор соединен с управляющим блоком, генератор эталонной частоты и триггер, сое диненные со входами второго электронного ключа, выход которого подсоединен к счетчику импульсов, соединенному через дешифратор с цифровым индикатором, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено блоком для запоминания максимального напряжения, блоком для запоминания минимального напряжения с инверсным выходом, блоком для выделения разности напряжений и дву-мя сравнивающими блоками, причем первые входы блоков для запоминания максимального и минимального напряжений и инвертируюший вход блока для выделения разности нагряжений соединены с аккумуляторной батареей, а выходы — соответственно с первыми, вторыми и третьими входами первого и второго сравнивающих блоков, своими выходами под» ключенных ко входам триггера, вторые входы блоков для запоминания максимального и минимального напряжений соединены с управляющим блоком, а неинвертируюший вход блока для выделения разности напряжений — с выходом блока для запоминания минимального напряжения.

555469

Фиа 1

9р

Ф и

snop/

" nZ

Vg с ц, 4 <5

Фиаg

ЦНИИПИ. Заказ 468/26

Тираж 1002

Подписное

Филиал.ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4