Способ контроля разряженности стартерного серебряно-цинкового аккумулятора и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК H01M10/42 H01M10/32 

Изобретение относится к обслуживанию и поддержанию в рабочем состоянии электрических аккумуляторов, а именно к технике контроля разряженности стартерных серебряно-цинковых аккумуляторов перед их установкой на объект.

Известен способ определения степени разряженности серебряно-цинковых аккумуляторов, основанный на проведении контрольного разряда. При этом о степени разряженности судят по количеству отданного аккумулятором электричества 1.

Указанный способ обеспечивает высокую достоверность результата, однако не пригоден для оперативного контроля разряженности аккумуляторов непосредственно перед их установкой на объект, так как после контроля аккумуляторы разряжаются и необходима их повторная зарядка.

Известны также способы, при которых о разряженности аккумулятора судят по величине напряжения на его клеммах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, заключающийся в том, что аккумулятор разряжают на эталонную нагрузку током 0,5-1-часового разряда в течение 2-3 с и измеряют напряжение на его клеммах 2.

Известный способ обеспечивает высокую скорость контроля и незначительный разряд аккумулятора. Однако при токах указанной величины разрядная характеристика серебряно-цинковых аккумуляторов имеет значительную крутизну лишь на начальном (О ) и конечном () участках, а на основном участке ( ) ее наклон не превосходит 2,5--10 В на 1% разряженности, что на два-три порядка меньше разрешающей способности используемых в эксплуатационной практике вольтметров. Это обусловливает большую погрешность определения степени разряженности известным способом, достигающую 50% и более. Такая погрешность может привести к установке на объект аккумулятора, разряженного ниже допустимого предела и неспособного обеспечить электроснабжение объекта в аварийной ситуации либо к ошибочной выбраковке аккумулятора.

Известно устройство для контроля степени разряженности аккумуляторных батарей содержащее электромеханический либо электрохимический счетчик ампер-часов 3.

Это устройтсво не пригодно для оперативного контроля разряженности аккумуляторов непосредственно перед их установкой на объект, так как его использование требует больших промежутков времени. Вместе с тем оно не дает информации о фактической разряженности аккумулятора, а фиксирует лишь величину заряда, отданного либо сообщенного последнему в предшествующих зарядно-разрядных циклах, и не позволяет определить величину самозаряда, что снижает достоверность дефектации аккумуляторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее эталонную нагрузку в виде проволочного резистора и шунтирующий ее стрелочный вольтметр 4.

Известное устройство обеспечивает высокую скоростьконтроля. Однако стрелочный вольтметр устройства имеет низкую разрешающую способность, которая не позволяет с достаточной точностью зафиксировать изменение напряжения на пологой характеристике разряда серебряно-цинкового аккумулятора U X(Q). Кроме того, выдержка времени разряда аккумулятора на эталонную нагрузку осуществляется вручную и неизбежно отличается от требуемой, что обусловливает высокую погрешность определения степени разряженности, дости/ающую 50% и более. Такая погрешность

0 может привести к установке на объект аккумулятора, разряженного ниже допустимого предела и неспособного обеспечить элетроснабжение объекта в аварийной ситуации, либо к ошибочной выбраковке аккумулятора.

Целью изобретения является повышение достоверности дефектации стартерных серебряно-цинковых аккумуляторов без увеличения продолжительности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что при, контроле заряженности стартерных серебряно-цинКовых аккумуляторов перед их установкой на объект, в процессе которого аккумулятор разряжают на эталонную нагрузку и измеряют напряжение на его клеммах, разряд на эталонную нагрузку ведут

током 0,3-0,5-часового разряда в течение «ремени, превышающего переходное время диффузионного процесса, после чего измеряют скорость и dUjtlt возрастания напряжения на клеммах и при ,ll В/с судят о допустимости эксплуатации аккуму0 лятора.

В устройстве для контроля разряженности стартерного серебряно-цинкового аккумулятора неред их установкой на объект, содержащем эталонную нагрузку н прибор для измерения напряжения, эталонная нагрузка выполнена в виде конденсатора, прибор для изменения напряжения выполнен в виде импульсного вольтяетра и соединен через дифференцирующее звено с эталонной нагрузкой.

0 На фиг. 1 изображена кривая зависи мости .напряжения U на клеммах аккумуляторов от времени JJ f (t) при подключении и отключении эталонной емкости нагрузки; на фиг. 2 - схема устройства, реализующеj го предлагаемый способ; на фиг. 3 - зависимость скорости dU/dt возрастания напряжения на клеммах аккумулятора от его разряженности Q; на фиг. 4 - зависимость относительного числа выбракованных аккумуляторов от фактической разряженности. Устройство содержит корпус 1, снабженный рукояткой 2 и контактной вилкой 3. Внут ри корпуса установлена эталонная нагрузка 4 в виде конденсатора 5, которая через дифференцирующее звено 6, образованное резистором 7 и.конденсатором 8, подключена к импульсному вольтметру 9, содержащему диод 10, накопительный конденсатор 11 и индикатор 12 в виде стрелочного вольтметра. Способ осуществляется следующим образом. При разомкнутой внещней цепи напряжение и (фиг. 1) на клеммах аккумулятора равно ЭДС. В момент времени t к клеммам аккумулятора подключают эталонную нагрузку в виде конденсатора. При этом напряжение на клеммах аккумулятора практически скачком уменьщается от Е до Up (фиг. 1), а затем снова возрастает, приближаясь к . Наибольщая скорость возрастания напряжения на клеммах аккумулятора равна значению приводной dU/dt в момент времени tj. Для определения этого значения напряжение и, снимаемое с эталонной нагрузки, дифференцируют с помощью дифференцирующего звена и измеряют импульсным вольтметром. Скорость возрастания напряжения на клеммах аккумулятора является монотонной функцией степени его разряженности Q -(фиг. 3) и служит для контроля последней. Устройство используют следующим образомПрн помощи контактной вилки аккумулятор 13 присоединяют к клеммам конденсатора 5. Аккумулятор начинает разряжаться на конденсатор. При этом напряжение на клеммах аккумулятора практически скачком уменьщается от Е до Up (фиг. 1), а затем снова возрастает, приближаясь к Е. Это напряжение дифференцируется звеном 6 и измеряется импульсным вольтметром 9, в котором конденсатор 11 быстро заряжается через диод 10, а затем медленно рязряжается на вольтметр 12. Пример. Проводился контроль разряженности 20 серебряно-цинковых аккумуляторов типа СЦК-45Б предлагаемым способом. Предварительно полностью заряженные аккумуляторы разряжали током 9 А и через каждые 2 ампер-часа отданной емкости после десятиминутной паузы контролировали степень разряженности, которую сравнивали с эталонной, определенной по счетчику ампер-часов. Аккумуляторы, разряженные более чем на 10°/о, отбраковывались как негодные для установки на объект. На основании полученных результатов построена зависимость относительного числа выбракованных аккумуляторов от фактической степени разряженности п,1Ь /о/п f(Q), где - количество аккумуляторов, у которых найденная предлагаемым способом степень разряженности Q превыщала п - общее количество испытанных аккумуляторов (фиг. 4). Предлагаемый способ, по сравнению с 1 при прочих равных условиях сокращает время контроля заряженности аккумулятора в 10 раз, по сравнению с базовым способом 2 при той же продолжительности контроля обеспечивает по крайней мере вдвое меньщую погрешность дефектации аккумуляторов. Для предлагаемого устройства сокращение продолжительности контроля и уменьщение погрец1ности дефектации по сравнению с устройством 3 и с базовым устройством (Я4) находятся в тех же пределах.

1. Способ контроля разряженности стартерного серебряно-цинкового аккумулятора, в процессе которого аккумулятор разряжают на эталонную нагрузку и юмеряют напряжение на его клеммах, отличающийся тем. что, с целью повышения достоверности дефектации аккумуляторов без увеличения продолжительности контроля, разряд на эталонную нагрузку ведут током 0,3- 0,5-часового разряда в течение времени, превышающего переходное время диффузионного процесса, после чего измеряют скорость и dU/dt возрастания напряжения на клеммах и при ,11 В/с судят о допустимости эксплуатации аккумулятора. 2. Устройство для контроля разряженности стартерного серебряно-цинкового аккумулятора, содержащее эталонную нагрузку и прибор для измерения напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности дефектации аккумуляторов без увеличения продолжительности контроля, упомянутая эталонная нагрузка выполнена в виде конденсатора, прибор для измерения напряжения выполнен в виде импульсного вольтметра, который через дифференцирующее звено соединен с эталонной нагрузкой. ОЛ со со 4

/J

Фиг. 2

ffu

dt

О 10 20 30 0 50 60 70 80 90 10O %

фиг.З

п