СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА ИЛИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ Российский патент 2005 года по МПК H02J7/02 H01M10/44 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к эксплуатации свинцовых аккумуляторов или аккумуляторных батарей.

Известен способ эксплуатации свинцового аккумулятора, заключающийся в использовании импульсных режимов заряда асимметричным переменным током. При заряде асимметричным током оптимальная величина полупериода для зарядного тока составляет 5 мин, для разрядного - 24 секунды при соотношении величин плотностей зарядного и разрядного токов (I_з/I_р), равном 5 (Химические источники тока. Романов В.В., Хашев Ю.М. М., Советское радио. 1978, с.233-235).

Недостатком известного способа эксплуатации свинцового аккумулятора является слишком короткий период разрядного импульса, не позволяющий снять требуемую энергию при постоянстве мощности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ эксплуатации свинцового аккумулятора, заключающийся в импульсном разряде (20 сек) и импульсном заряде (5 мин) током 2,5-7,5 А (0,036-0,107 С₁₀А) аккумулятора (Баюнов В.В., Дасоян М.А. Сборник "Электротехническая промышленность". Серия химические и физические источники тока. 1970, вып.3, с.5-7).

Недостатками известного способа эксплуатации свинцового аккумулятора являются неодинаковые длительности разрядного и зарядного импульсов и короткий период разрядного импульса, не позволяющий снимать требуемую энергию при постоянстве мощности разрядного импульса.

В предлагаемом способе эксплуатации свинцового аккумулятора техническим результатом является увеличение длительности разрядно-зарядного режима при сохранении постоянства мощности и энергии разрядного импульса.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе эксплуатации аккумулятора или аккумуляторной батареи, заключающемся в чередовании разрядного и зарядного импульсов, величина тока импульсного разряда составляет 0,5-0,9 С₁₀А, величина тока импульсного заряда составляет 0,30-0,75 С₁₀ А при том, что длительность импульсов разряда равна длительности импульсов заряда. Длительность импульсов разряда и заряда составляет 5-10 мин.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами осуществления предлагаемого способа эксплуатации свинцового аккумулятора.

Пример 1. Свинцовый аккумулятор типа ТБ-450М емкостью 450 А·ч (С₁₀, А·ч) разряжают током в импульсе 0,5 С₁₀А (225 А), что соответствует току 1-часового режима разряда, а затем заряжают током в импульсе 0,3 С₁₀А (135 А) при одинаковой длительности разрядного и зарядного импульсов - 10 минут. При этом контролируется напряжение аккумулятора и температура. Начальная температура аккумулятора составляет 20°С. Разрядные и зарядные импульсы следуют один за другим до тех пор, пока температура аккумулятора не достигнет предельно допустимой - 55°С. Средняя мощность разрядных импульсов составляет 447 Вт, а энергия - 268,2 кВт·с.

Пример 2. Способ эксплуатации по примеру 1. Однако ток разрядного импульса составляет 0,7 С₁₀А (315 А), что соответствует току 0,5-часового режима разряда, а ток зарядного импульса равен 0,58 С₁₀А (260 А). При этом средняя мощность разрядных импульсов составляет 614 Вт, а энергия - 368,4 кВт·с.

Пример 3. Способ эксплуатации по примеру 1. Однако ток разрядного импульса составляет 0,9 С₁₀А (405 А), что соответствует току 0,25-часового режима разряда, а ток зарядного импульса равен 0,75 С₁₀А (337 А).

Средняя мощность разрядных импульсов составляет 760 Вт, а энергия - 456 кВт·с.

Пример 4. Способ эксплуатации по примеру 1. Однако длительность разрядного и зарядного импульсов одинакова и составляет 5 мин, при этом ток разрядного импульса равен 0,5 С₁₀А (225 А), а ток зарядного импульса равен 0,4 С₁₀А (180 А). Разрядные и зарядные импульсы длительностью 5 мин следуют один за другим до тех пор, пока не будет достигнута предельно допустимая температура аккумулятора 55°С.

Средняя мощность разрядных импульсов составляет 448 Вт, а энергия - 134,4 кВт·с.

Пример 5. Способ эксплуатации по примеру 1. Однако длительность разрядного и зарядного импульсов одинакова и составляет 5 мин; ток разрядного импульса равен 0,9 С₁₀А (405 А), ток зарядного импульса равен 0,55 С₁₀А (250 А).

Средняя мощность разрядных импульсов составляет 768 Вт, а энергия - 230,4 кВт·с.

Характеристики разрядно-зарядных импульсных режимов эксплуатации свинцового аккумулятора сведены в таблицу.

Таблица№п/пПоказателиПримеры №123451.Ток разряда в импульсе, А0,5С₁₀0,7С₁₀0,9С₁₀0,5С₁₀0,9С₁₀(А)(225)(315)(405)(225)(405)2.Ток заряда в импульсе, А0,3С₁₀0,58С₁₀0,75С₁₀0,4С₁₀0,55С₁₀(А)(135)(260)(337)(180)(250)3.Длительность разрядных и зарядных импульсов, мин101010554.Нагрев аккумулятора на °С35353535355.Количество разрядных импульсов, ед.4215970236.Средняя мощность разрядного импульса, Вт4476147604487687.Энергия импульса, кВт·с268,2368,4456,0134,4230,48.Общая длительность разрядных импульсов, часы72,51,585,801,929Увеличение общей длительности разрядных импульсов по сравнению с длительностью разряда постоянным током, разы756,35,97,7Примечания: 1. Начальная температура аккумулятора во всех примерах равна 20°С.
2. Предельно допустимая температура аккумулятора при эксплуатации равна 55 °С.
3. Максимальная энергия аккумулятора ТБ-450М при разряде длительностью 20 с составляет 39,8 кВт·с.

Экспериментальные данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что при импульсном разрядно-зарядном режиме эксплуатации свинцового аккумулятора или аккумуляторной батареи токами 0,5-0,9 С₁₀А в разрядном импульсе и токами 0,3-0,75 С₁₀А в зарядном импульсе при одинаковой длительности разрядных и зарядных импульсов (10 и 5 минут) и температуре, не превышающей 55°С, обеспечивается постоянство средней мощности в разрядных импульсах. Количество разрядных импульсов составляет от 9 до 70 в зависимости от величины тока в разрядном и зарядном импульсе. При этом энергия разрядных импульсов составляет 134,4-456,0 кВт·с, а общая продолжительность разряда свинцовой батареи импульсными токами в 5-7,7 раз превышает длительность разряда по сравнению с разрядом постоянным током.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к эксплуатации свинцовых аккумуляторов или аккумуляторных батарей. Технический результат предлагаемого изобретения - увеличение длительности разрядно-зарядного режима при сохранении постоянства мощности разрядного импульса. Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе эксплуатации свинцового аккумулятора или аккумуляторной батареи, заключающемся в чередовании разрядного и зарядного импульсов, величина тока импульсного разряда составляет 0,5-0,9 С₁₀А величина тока импульсного заряда составляет 0,3-0,75 С₁₀А, при том, что длительность импульсов разряда равна длительности импульсов заряда и составляет 5-10 мин. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ эксплуатации свинцового аккумулятора или аккумуляторной батареи, заключающийся в чередовании разрядного и зарядного импульсов, отличающийся тем, что величина тока импульсного разряда составляет 0,5-0,9 С₁₀А, величина тока импульсного заряда составляет 0,3-0,75 С₁₀А при том, что длительность импульсов разряда равна длительности импульсов заряда.2. Способ эксплуатации свинцового аккумулятора или аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что длительность импульсов разряда и заряда составляет 5÷10 мин.