Устройство для диагностики работоспособности аккумуляторов в батарее и определения окончания разряда батареи Советский патент 1984 года по МПК H01M10/42 

Изобретение относится к производству и эксплуатации аккумуляторов. Известны устройства диагностики работоспособности аккумуляторов и определения окончания разряда по напряжению на отдельных аккумуляторах и всей батареи. К ним в первую очередь относятся различные тины вольтметров, по показаниям которых молСно сделать суждения о работоспособности аккумуляторов и при разряде об окончании режима при напряжении на отдельном аккумуляторе, равном минимально допустимому 1, или на батарее из расчета количества последовательно соединенных в батарею аккумуляторов и минимально допустимого напряжения на одном аккумуляторе 2. Наиболее близким по технической суниНости к предлагаемому является устройство обегающего контроля напряжений на отдельных аккумуляторах и всей батарее, содержащее измеритель нанряжения каждого аккумулятора батареи, измеритель нанряжения всей батареи, источник опорного напряжения и схему сравнения напряжения каждого аккумулятора с опорным 3. Недостатком данного устройства является Невозможность онределения работоснособности аккумуляторов, достигншх нри разряде минимально допустимого нан 5яжеНия в составе данной батареи и CMeaieHHe оценки момента окончания режима разряда и величины фактической емкости из-за разброса разрядных характеристик отдельных аккумуляторов, составляющих батарею, в области окончания разряда. Как правило, при определении окончания разряда сун1,ествующими устройствами либо ((фактическая раз)ядная емкость батареи оказывается заниженной, либо ряд аккумуляторов разряжается до недопустимого уровня напряжения. Цель изобретения -- иовьннениеточности онределения момента окончания процесса разряда возможность диагностики отде.чьных аккумуляторов и составе конкретной батареи. Постав„тенная цель достигается тем, что в устройство, содержащее измерители нанряжения каждого аккумулятора батареи, измеритель напряжения всей батареи, источник опорного напряжения и схему сравнения Напряжения каждого акку.мулятора с опорным, введены счетчик, три сумматора, множительно-делительная схема и нульорган и дополнительный задатчик опорного напряжения. Один из вновь вводимых сумматоров и счетчик включены на выход схемы сравнения напряжения отдельных аккумуляторов с опорным, третий - между сумматором Напряжений аккумуляторов, достигщих его минимального значения, и измерителем напряжения аккумуляторной батареи; второй - На выход счетчика, определяющего количество аккумуляторов, напряжение которых достигло минимального значения. Множительно-делительная схема включена между выходами третьего и второго сумматоров. Между выходом множительно-делительной схемы и задатчиком опорного напряжения, определяющего возможность использования отдельного аккумулятора в составе батареи, включен нуль-орган, выдающий сигнал на отключение режима разряда. На чертеже приведена блок-схема устройства для онределения окончания разряда и диагностики работоспособности аккумуляторов в составе батареи. Устройство содержит контрольно-обегающую систему 1 измерений напряжения каждого аккумулятора, задатчик 2 опорного напряжения, схему 3 сравнения напряжения каждого аккумулятора с опорным, измеритель 4 напряжения всей батареи, сумматор 5 напряжений всех аккумуляторов, достигщих или прощедщих минимальный уровень, счетчик 6 количества аккумуляторов, напряжение которых достигло или опустилось ниже минимального уровня, сумматор 7, сумматор 8, множительно-делительную схему 9, задатчик 10 нанряжения и нуль-орган 11. На суммирующий вход схемы 3 последовательно подаются нанряжения каждого из элементов аккумуляторной батареи. На вычитающий вход схемы 3 поступает опорное напряжение задатчика 2, величина которого устанавливается в зависимости от электрохимической системы аккумуляторов и тока разряда. В схеме 3 происходит алгебраическое вычитание и при нулевом или отрицательном результате суммирование напряжений измеряемых аккумуляторов за цикл измерений в сумматоре 5 и сум.мирование числа k таких аккумуляторов в счетчике 6. В сумматоре 8 происходит алгебраическое В1,читание числа k акку.муляторов из общего числа j составляющих батарею. На суммирующий вход сумматора 7 постунает измеренное измерителем 4 напряжение батареи Ua.S, а на вычитающий вход сумма напряжений с выхода сумматора 5 - ра.к.|- Алгебраическ|1е разности с выходов сумматора 7 o...t,i и сумматора 8 j-k нодаются на множительно-делительную схему 9. Величина среднего значения напряженияподается на суммирующий вход нуль-органа 11, на вычитающий вход которой поступает напряжение от задатчика 10. При равенстве напряжений на обоих входах или при напряжении ца суммирующем входе меньщем, чем на вычитающем сумматоре 11 выдает сигнал на отключение аккумуляторной батареи с разряда. Исключение аккумуляторов, напряжение которых в процессе разряда достигло минимального, из определения среднего значения

напряжения аккумулятора батареи повышает точность определения момента окончания разряда и фактической емкости аккумуляторной батареи.

Введение новых элементов, счетчика, сумматоров, множительно-делительной схемы, нуль-органа и задатчика опорного напряжения, повышает точность определения момента, окончания разряда, позволяет производить в процессе проведения режима разряда диагностику работоспособности

аккумуляторов в составе данной батареи. Использование предлагаемого устройства позволяет произвести отбраковку аккумуляторов и правильно комплектовать батареи перед установкой на объект эксплуатации, что повышает надежность работы аккумуляторной батареи в эксплуатации, повышает точность определения фактической емкости батареи, что снижает затраты электрической энергии при проведении циклов за счет отказа от дополнительных циклов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ АККУМУЛЯТОРОВ В БАТАРЕЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКОНЧАНИЯ РАЗРЯДА БАТАРЕИ, содержащее измерители напряжения каждого аккумулятора и всей батареи, задатчик опорного напряжения и схему сравнения напряжения каждого аккумулятора с опорным, отличающееся тем, что, с целью повышения точности диагностирования, в него введены счетчик, три сумматора, множительно-делительная схема, нуль-орган и дополнительный задатчик опорного напряжения, причем счетчик и один из сумматоров подключены к выходу схемы сравнения, второй сумматор к выходу счетчика, третий сумматор - между первым сумматором и измерителем напряжения всей батареи, а к выходам второго и третьего сумматоров пoдKv ючeнa множительно-делительная схема, выход которой i подключен к одному из входов нуль-органа, к второму входу которого подсоединен выход (Л дополнительного задатчика опорного напряжения. о О5 ел со со со