Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К l1ATEHT3I (11) 648147

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) 1)ополнительный к патенту (22) ЗаЯвлено 180477 (21) 2470211/24-07 (23) Приоритет (32) 16.1176 (31) A8515/76 (33) Австрия

2 (51} М. Кл.

Н 01 М 10/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано15.0279 Бюллетень М 6 (53) УДК 6 21 . 355, 1 (088. 8) Дата опубликования описания 15.0279

Иностранцы

Леопольд Юнгфер, Дитер Каучич и Рихард Вебер (Австрия) (72) Авторы изобретейия

Иностранная фирма Аккумуляторенфабрик Др. Леопольд Юнгфер (Австрия) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ CTEIIEHH ЗАРЯЖЕННОСТИ

АККУМУЛЯТОРНОЙ BATAPEN

20

Изобретение касается проблемы контроля и сохранения работоспособности аккумуляторных батарей, используемых на транспортных средствах для запуска двигателей внутреннего сгорания, а также для питания потребителей.

Известно устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи, состоящее иэ 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, подсоединенным к шунту(1) .

Известно, кроме того, устройство для контроля емкости батареи, включающее цифровой реверсивный счетчик и связанный с ним преобразователь частоты, Регистрирующий ток разряда и ток саморазряда батареи(2) .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи, содержащее датчик тока в цепи батареи, подключенный через усилитель к преобразователю напряжения в частоту, реверсивный счетчик ампер2 часов, блок сравнения, один вход которого подключен через цифроаналоговый преобразователь к выходу реверсивного счетчика, термодатчик, размещенный в батарее, и два вычислительных блока, один из которых запрограммирован серией графиков, выражающих зависимость ампер-часовой отдачи батареи в функции от тока разряда и температуры, а другой — зависимость Я„„„И д = j.(6 (, причем один вычислительный блок подключен по одному входу к усилителю, по другому входу-к термодатчику батареи, а по выходу через другой вычислительный блок, соединенный с термодатчиком, к другому входу блока сравнения (31.

Устройство, выполненное таким образом, показывает количество амперчасов, которое может быть еще осбираемо от батареи, а также является ли это количество ампер-часов достаточным для обеспечения надежного эаи ска автомобиля.

Оказывается, однако, что индикаторные устройства описанного выше типа при длительной работе вследствие неизбежных, хотя и очень незначитель30 ных, погрешностей при отводе пропор"

648147 циональных току батареи измеряемых величин и при преобразовании этих измеряемых величин в счетные импульсы ,а также при изменении температуры применяемых элементов схемы вследствие интегрирования всех этих погрешностей в течение длительного времени интегрирования дают неправильные показания, для устранения которых необходима дополнительная юстировка счетчика. Кроме того, при замене батареи показания счетчика должны быть приравнены и приведены в соответствие с состоянием новой батареи, следовательно, индикаторное устройство должно быть отрегулировано.

Изобретение ставит перед собой задачу разработать такое устройство, чтобы оно обеспечило повышение точности контроля путем автоматической регулировки и дополнительную юстировку счетчика.

Это достигается тем, что в устройство введены импульсный генератор, компаратор, дополнительный блок, запрограммированный кривой зависимости степени заряженности батареи от ее напряжения холостого хода и температуры, часовой механизм, соединенный с выключателем, сблокированным с выключателем в цепи батареи, и два переходных блока. Причем упомянутый дополнительный блок одним входом связан с клеммами для подключения батареи, другим — с термодатчиком, а выходом — с входом компаратора, другой вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход компаратора подсоединен к импульсному генератору и к одному из входов одного переходного блока, другой вход которого связан с часовым механизмом, подключенным также к входу другого переходного блока, два других входа которого связаны соответственно с выходом преобразователя напряжения в частоту и с генератором импульсов, при этом выходами оба переходных блока соединены с реверсивным счетчиком.

Изобретение исходит,при этом из того факта, что напряжение холостого хода вторичной батареи при заданной температуре после истечения минимального времени после последней зарядки или разрядки, достаточного для затухания связанных с изменением зарядного состояния диффузионных процессов, является мерилом соответствующего зарядного состояния батареи, поэтому при помощи управляемого в зависимости от температуры и от на— пряжения холостого хода вторичной батареи и запрограммированного в соответствии с типом батареи функционального блока может быть показано зарядное состояние батареи. Это показание действительно только при укаэанных выше условиях, т.е., в част25

Исходящая линия 7 импульсного генератора 5 расположена на входе переходного блока 8, исходная линия 9 которого соединена с цифровым счетчиком прямого и обратного хода 10, имеющим, например, четыре счетные декады. Счетчик. 10 при зарядке счи40 тает обратно, а при Разрядке — вперед, поэтому он подает цифровой выходной сигнал и запоминает результирующую отбора ампер-часов, исходя из заданного полного зарядного сос45 тояния. Для управления счетным направлением счетчика в зависимости от режима зарядки или разрядки к входу

11 прямым и обратным ходом подключен компаратор полярности 12, определяющий знак выходного напряжения изме50 Рительного усилителя 4. Между компаратором 12 и счетчиком 10 расположен переходной блок 8/A. На выходе счетчика 10 находится цифровой аналоговый преобразователь 13, подающий

55 аналоговое напряжение, соответствующее цифровому содержанию счетчика.

Это напряжение при полной зарядке батареи 1 имеет нулевое значение и повышается с увеличением разрядки.

К измерительному усилителю 4 подключен вычислительный блок 14, который по входу 15 управляется сигналом усилителя 4 в соответствии с данным разрядным током, а по входу 16 — сиг65 налом температурного зонда 17 в соот5

30 ности, после длительного отключения батареи, а не тогда, когда батарея постоянно или с относительно короткими интервалами заряжается или разряжается, По истечении времени затухания диффузионных процессов в батарее согласно изобретению включается на короткое время регулирующий импульсный генератор, при этом показание счетчика откорректировано и накопленные ошибки в показаниях исключены.

На чертеже представлена блок-схема устройства согласно изобретению, На чертеже показана стартерная аккумуляторная батарея 1, в электрической цепи 2 которой находится небольшое сопротивление 3, от него отводится измеряемое напряжение, подводимое к усилителю 4. Выходное напряжение усилителя действует на импульсный генератор 5 в виде преобразователя напряжения в частоту, который на свой выход подает частоту, пропорциональную значению напряжения на входе. Импульсный генератор 5 имеет исполнительный орган 6, которым в зависимости от коэффициента зарядки (КПД) батареи на выходную частоту может быть оказано воздействие в такой степени, что зарядный ток будет оказывать на выходную частоту в соответствии с коэффициентом зарядки меньшее влияние, чем разрядный ток.

648147 ветствии с рабочей температурой батареи 1, вследствие чего с его выхода

18 снимается аналоговое напряжение, которое при данном разрядном токе и при действующей температуре показы„вает количество отбираемых ампер-часов.

На выходе 18 блока 14 расположен разностный индикаторный прибор 19, с кОторым соединен также выход цифрового аналогового преобразователя 13 и который аналогично бензиномеру показывает могущее еще быть отобранным от батареи количество ампер-часов.

Кроме того, на выходе 18 блока 14 может находиться вычислительный блок

20, отрабатывающий функциональную зависимость минимальной потребности в ампер-часах и температуры и управляемый по входу 21 температурным зондом 17. Аналоговый сигнал на выходе блока 20 действует на вход 22 сравнивающего ампер-часы блока 23, другой вход которого связан с цифровым аналоговым преобразователем 13. На выходе блока 23 находится релаксационная схема 24, которая срабатывает, когда сигналы сравнения одинаковы по величине или их разность меньше нуля. Ее выходной сигнал подается на индикатор 25, передающий оптический или акустический сигнал, когда батарея сможет еще покрыть только минимальную потребность в ампер-часах, Таким образом при применейии устройства на автомашинах водитель своевременно предупреждается об истощении стартовой способности батареи.

Чтобы при длительной работе в результате интегрирования небольших ошибок в элементах схемы постепенно не образовался значительный дефект в показаниях счетчика 10, в устройстве предусмотрен регулирующий импульсный генератор 26, который пос- редством переходного блока 8 может быть подключен к счетчику 10 вместо импульсного генератора 5. Сигнал от генератора 26 к счетчику проходит либо непосредственно, либо при учаЬтии компаратора 27, который сравнивает передаваемые преобразователем 13 в аналоговом сигнале показания счетчика 10 с выходным сигналом функционального блока 28. Функциональный блок управляется по линии 29 от на.пряжения холостого хода батареи 1 и по линии 30 от температурного зонда

17 и в соответствии с типом батареи програьмирован так, что в зависимости от ее измеряемых параметров передает сигнал, показывающий зарядное состояние батареи. Если оба входных сигнала компаратора 27 имеют различные величины,то подача сигнала происходит со стороны импульсного генератора 26 через переходный блок 8 к счетчику 10, причем этот счетчик дополнитель- . но управляется компаратором 27 через

Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи, содержащее датчик тока в цепи бата45 реи, подключенный через усилитель к преобразователю напряжения в частоту, реверсивный счетчик ампер-часов, блок сравнения, один вход которого подключен через цифроаналоговый преобразователь K выходу реверсивного счетчика, термодатчик, размещенный в .батарее, и два вычислительных блока, один из которых запрограммирован серией графиков, выражающих зависимость ампер-часовой отдачи батареи в функции от тока разряда и температурЫ, а другой — зависимость

Q < >> . 4(tQ причем один вычислительный блок подключен по одному входу к усилителю,по другому входу — к

60 термодатчику батареи, а по выхо65

35 переходный блок 8/А в соответствии со знаком результатов сравнения, т.е. согласно величине и направлению отклонения показания счетчика от величин, передаваемых функциональным блоком 28, в счетчик 10 поцаются регулирующие импульсы.

Переключение переходных блоков 8 и 8/А происходит преимущественно при помощи выключателя с часовым механизмом 31, установленного на несколько часов, например на восемь ч времени переключения. Благодаря этому переключение на юстировку счетчика осуществляется только после затухания процессов диффузии в батарее после ее последней зарядки или разрядки, Выключатель с .часовым механизмом 31 начинает действовать при открывании выключателя 32, соединенного с рабочим выключателем в цепи тока батареи, и выполняет свои переключающие функции, как указывалось выше, через несколько часов, если он уже до этого не будет включен посредством преждевременного замыкания выключателя 32. Как только цепь тока батареи вновь будет замкнута, в течение короткого времени происходит дополнительная юстировка счетчика 10 при помощи переключенных переходных блоков 8 и 8/А, после окончания которой часовой механизм 31 вновь возвраща— ется в исходное положение любым способом, в результате чего происходит возврат в исходное положение переходных блоков, а также отключение регулирующего импульсного генератора 26, этим осуществляется переход индикаторного устройства к нормальному режиму работы.

Формула изобретения ду через другой вычислительный блок, соединенный с термодатчиком, к другому входу блока сравнения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,,с целью повышения точности контроля путем

648147

Составитель И. Найдина

Редактор Т. пачикова Техрел И Астал @ корректор Л. Веселовская

Заказ 381/60 Тираж 922 Подписное

ЦНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж вЂ” 35 Раушская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

l обеспечения автоматической регулиров- ки и юстировки счетчика, в него введены импульсный генератор,компаратор, дополнит ель ный блок, з апрограммированный кривой зависимости степени заряженности батареи от ее напряжения холостого хода и температуры, часовой механизм, соединенный с выключателем, сблокированным с выключателем в цепи батареи, и два переходных блока, причем упомянутый дополнительный блок одним входом связан с клеммами для подключения батареи, другим — с термодатчиком, а выходом — с входом компаратора,, другой вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя а выход компаратора подсоединен к импульсному генератору и к одному из входов одного переходного блока, другой вход которого связан с часовым механизмом, подключенным также к входу другого переходного блока, два других входа которого связаны соответственно с выходом преобразователя напряжения в частоту и с генератором импульсов, при этом выходами оба переходных блока соединены с реверсивным счетчиком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 312332 кл. Н 01 М 10/48, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 335756, кл. H 01 М 10/48, 1972.

3. Патент СССР Р 539545, кл. Н 01 M 10/48, 1974.