Способ заряда аккумуляторной батареи Советский патент 1985 года по МПК H01M10/44 

Изобретение относится к электроавтоматике, в частности к способам заряда аккумуляторной батареи, и в том числе необслуживаемой. Целью изобретения является повы шение эффективности использования энергетических возможностей аккуму ляторной батареи. Согласно способу заряда аккумуля торной батареи, включающему в себя .ограничение зарядного напряжения ба тареи до значения, зависящего от те пературы батареи, и контроль напряжения на каждом аккумуляторе, в момент повышения напряжения на любом из контролируемых аккумуляторов до максимально допустимого температурв зависимого значения запоминают текущее значение зарядного напряжения батареи и продолжают заряд батареи при запомненном постоянном значении зарядного напряжения. Способ заряда аккумуляторной бат реи в соответствии с изобретением состоит в том, что от источника энергии заряжают аккумуляторную батарею любым током, не превышающим предельно-допустимого значения до максимально допустимого дляданного типа аккумуляторов зарядного напряжения, значение которого зависит от температуры батареи. При этом контролируют температуру батареи, как правило, в диапазоне от 5 до и напряжение на каждом аккумуляторе батареи. Когда напряжение на батарее достигает максимально допустимого значения, батарею заряжаю при постоянном напряжении, значение которого поддерживают зарядным устройством. Значение максимально допустимого напряжения автоматически изменяют в зависимости от температу ры батареи. Если хотя бы на одном а кумуляторе уровень напряжения дости нет допустимого температурно-зависи мого значения, формируют сигнал, ко торый подают в устройство памяти, в котором запоминают уровень зарядног напряжения батареи, при котором напряжение на отдельном аккумуляторе достигло максимально допустимого значения. С устройства памяти подаю сигнал в устройство формирования устав.ок допустимого зарядного напря жения батареи. Так как сигнал о достижении допустимого температурнозависимого уровня напряжения на от92дельном аккумуляторе сформирован до того, как напряжение на всей батарее с учетом температуры достигнет допустимого значения, то сигнал с устройства памяти будет иметь предпочтительное воздействие. Благодаря этому изменяют уставку допустимого зарядного напряжения так, что его значе- ние становится равным текущему значению напряжения батареи и, следовательно, включают в работу зарядное устройство, поддерживают на этом уровне зарядное напряжение батареи. Таким образом, батарею заряжают дальше при постоянном (измененном значении ) напряжении, при этом обеспечивают защиту аккумуляторов от перезаряда. Состояние заряженности батареи контролируют, например, счетчиком ампер-часов, а предельно допустимые параметры, такие как температура или давление внутри аккумуляторов, контролируют соответственно датчиками температуры и индикаторами конца заряда, например датчиками давления. По сигнгшам от счетчика ампер-часов или индикатора конца заряда прекращают заряд током произвольного значения и заряжают батарею малым током, компенсирующим ток саморазряда батареи. По сигналу от датчика предельной температуры прекращают заряд любым, в том числе и малым, током. Заряд при измененном уровне напряжения прекращают и в том случае, когда зарядное напряжение на всех аккумуляторах будет ниже допустимого значения при соответствующей TeMnei)aType. В том случае, когда снимают с устройства памяти сигнал о наличии допустимого уровня зарядного напряжения на отдельном аккумуляторе, производят сброс информации из устройства памяти о текущем значении зарядного напряжения и тем самым исключают воздействие устройства памяти на устройство формирования уставок, которым опять опеспечивают уставку, соответствующую заданным значениям зарядного напряжения батареи с учетом его температурной зависимости. На чертеже изображена схема реализации предложенного способа. Устройство содержит генератор 1 постоянного тока, регулятор 2 мощности генератора, устройство 3 управления регулятором, цифроанапоговое устройство 4, схему сравнения 5 аналого-цифровое устройство 6, ключевое устройство 7, устройство 8 памяти, устройство 9 переключения уставок, блок 10 уставок,устройств J1 поаккумуляторного) контроля и ак кумуляторную батарею 12 с датчиками 13 температуры. Источники энергии работают на нагрузку 14, Устройство работает следующим об разом. После того, как батарея 12 была в режиме разряда, она переходит в режим заряда при. избытке энергии у генератора 1 постоянного тока. Вначале батарею -заряжают любым значением тока, не превышающим предель но допустимое значение, При этом контролируют температуру батареи 12 датчиками 13 температуры и контроли руют напряжение на отдельных аккумуляторах батареи 12 устройством II поаккумуляторного контроля, а на всей батарее 12 - аналого-цифровым устройством 6. Уровень максимально допустимого зарядного напряжения батареи I2 задается в блоке 10 уста вок, где значение уставок автоматически изменяют в зависимости от сигнала от датчика 13 температуры, Сигнал может быть как дискретный, например при достижении температурой значений 5, 10, 20, 30, 35°С, или непрерьшный для того же диапазон температур. Устройство переключения уставок в исходном состоянии находится в таком положении, что на вход схемы 5 сравнения подается значение уставки с блока 10 уставок. Когда за рядное напряжение на батарее 12 достигнет максимального температурнрзависимого значения, сработает схема 5 сравнения, которая вырабатывает сигнал в цифровом виде, а цифроаиалоговое устройство 4 преобразовывает его в сигнал в виде постоянного напряжения, пропорционального сигналу расстояния в схеме 5 сравнения. Сигнал с цифроаналогового устройства 4 поступает на вход устройства 3 управления, которое осуществляет управление регулятором 2,так что об спечивается поддержание напряжения на выходе генератора 1 и на входе ба тареи 12 постоянного зарядного напряжения. Если в процессе заряда батареи на каком-то аккумуляторе батареи повышается уровень напряжения до максимального температурно-зависимого значения, устройство 11 поаккумуля- . торного контроля вырабатывает сигнал, которьй подается на блок 9 переключения уставок и на ключевое устройство 7 . В исходном состоянии ключи устройства 7 находятся в состоянии передачи информации в цифровом виде от аналого-цифрового устройства 6 к устройству 8 памяти, выполненному, например, на статических триггерах. Когда сигнал от устройства 11 поступает на вход устройства 7, ключи переходят в состояние, в котором информация от аналого-цифрового устройства к устройству памяти не передается. Таким образом, в устройстве памяти будет зафиксировано в цифровом коде значение зарядного напряжения, при котором уровень напряжения на отдельном аккумулаторе достигнет максимально допустимого значения. Так как устройство 9 переключения уставок изменило свое состояние, то на вход схемы 5 сравнения будет подаваться уставка со значением, соответствующим заполненному зарядному напряжению. Регулятор 2 будет обеспечивать поддержание этого уровня зарядного напряжения. Этим самым обеспечена защита отдельных аккумуляторных от перезаряда и продолжен заряд всех аккумуляторов. Так как заряд при постоянном напряжении сопровождается автоматическим снижением тока заряда, то этим самым обеспечена возможность максимально зарядить батарею без ущерба для ее состояния. Естественно, что максимальный эффект от использования данного способа заряда будет тогда, когда имеется время для заряда батареи уменьшенным значением тока. Предложенный способ заряда аккумуяторной батареи обеспечивает практически максимгихьную эффективность исользования аккумуляторов батареи, обеспечивает ее высокую функциональную надежность с защитой аккумуляторов от перезаряда. Максимальную эффак тивность батареи достигают благодаря тому, что не прекращается заряд батареи при достижении уровнем зарядного напряжения на отдельном аккумуяторе максимально допустимого значения. А благодаря тому, что аккумуляторы батареи не исключаются из режи51190429«

ма заряда, исключается саморазряд фективность батареи. Наибольшую эфаккумуляторов, т.е. обеспечивается фективность от применения предложених максимальная заряженность к момен- ного способа получают при длительной

ту переключения батареи в режим раз-5 эксплуатации батареи, когда появляетряда, исключается дополнительиое рас- ся деградация аккумуляторов, что приг хождение отдельных аккумуляторов в водит к значительному повышению напрястепени заряженности, повьшается эф- жения при заряде.

СПОСОБ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ путем ограничения зарядного напряжения батареи до значения, зависящего от ее температуры, и контроля напряжения на каждом аккумуляторе батареи, отличающийся тем, что, с целью повышения эффектив ности процесса, в момент повышения напряжения на любом из контролируемых аккумуляторов до максимально допустимого температурно-зависимого значения запоминают текущее значение зарядного напряжения батареи и продолжают заряд батареи при напряжении, равном по величине упомянутому текущему значению ее зарядного напряжения. СО