Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи Советский патент 1986 года по МПК H01M10/48 G01R31/36 

числительного блока 25, который определяет емкость, необходимую для нормальной работы нагрузки при заданном режиме, дать информацию о том, раснолагает ли АБ при действующей температуре необходимым количеством амнер-часов. Устройство содержит счетчик 30 фактической емкости.

i

Изобретение относится к электротехнической промышленности .и может быть использовано при контроле состояния аккумуляторной батареи при ее эксплуатации и хранении.

Цель изобретения - повышение точности оценки степени заряженности.

На чертеже изображена схема устройства.

При коптроле аккумуляторной батареи на датчике 2 тока, включенном в токовую цепь 3, появляется напряжение, подавае.мое к измерительному усилителю 4. Выходное папряжение юследнего подается на вход преобразователя 5 напряжения в частоту, который вырабатывает импульсы с частотой следования, пропорционально подаваемому на вход значению напряжения. Преобразователь 5, выполненный по известной схеме, имеет регулирующий орган 6, с помощью которого в зависимости от зарядного фактора (КПДэ батареи 1 выходная часть го фактора (КПД) батареи 1 выходная частота преобразователя при заряде аккумуляторной батареи несколько отличается от таковой при разряде. Выходная линия 7 преобразователя 5 подключена к входу схемы ИЛИ 8, па второй вход которой подается сигнал импульсного генератора 9, частота следования импульсов которого регули- руется с помощью второго pei-улирующего органа 10. Koivia исчезает входное папря- жеппе преобразователя 5, импульсным генератором 9 вырабатывается последовательность импульсов регулируемой частоты, которая с 11омоп1,ью регулирующего органа 10 устанавливается такой, что скорость саморазряда аккумулятор}К)й батареи, которая не вызвала бы достаточного для срабатывания преобразователя 5 падения папряже- ния на датчик 2 тока, учитывается схемой ИЛИ 8. Выходное напряжение схемы ИЛИ 8 подается на счетный вход 11 счетчика 12, который служит интегратором и выполнен, например, в виде реверсивного четырехде- кадного счетчика. Этот счетчик работает в прямом направлении при заряде и в об-

на Е ыходе которого вырабатывается потенциал, соответствующий емкости, приведенной к номинальному току разряда, т.е. фактической емкости. Этот потенциал поступает на вычислительный блок 25 и счетчик 12, в которых параметр GH корректируется до значения фактической емкости. 1 ил.

0 о 5 р, 5

5

ратном направлении при разряде, так что он выдает и накапливает цифровой выходной сигнал, который указывает результирующий отбор количества ампер-часов, исходя из заданного полного зарядного состояния. Для управления счетчиком 12 ь зависимости от режима заряда или разряда к его первому управляющему входу 13 подключен сравнивающий блок 14, который управляется в зависимости от знака выходного напряжения измерительного усилителя 4.

На в,1ходе цифрового счетчика 12 находится цифроаналоговый преобразователь 15, который вырабатывает анало1 овое напряжение, соответствующее цифровому значению этого счетчика. Это напряжение имеет при полном заряде аккумуляторной батареи значение, равное пулю, и увеличивается с увеличением разряда.

К измерительному усилителю 4 подключен вычислительный блок 16 связи нагрузочной кривой разрядного тока, температуры и ампер-часов и управляется на входе 17 от измерительного усилителя в соответствии с разрядным током, а на входе 18 от термодатчика 19 в аккумуляторной батарее 1 в соответствии с ее температурой, так что на выходе 20 вырабатывается аналоговое напря жепие, которое указывает при соответствую- 1.цем разрядном токе и действующей температуре отбираемое количество ампер-часов.

Штрих-пунктирной линией (чертеж) показано соединение выхода 20 вычислительного блока нагрузочных кривых 16 с входом 21 сравнивающего устройства 22, на д|)угой вход 23 которого подводится аналоговое напряжение цифроаналогового преобразователя 15. В этом случае блок 22 срав- пе1тя может бьггь использован как индикаторный прибор, который образует раз- iiocTb напряжений на входах 2J и 23. Напряжение, подаваемое на вход 21, показывает количество ампер-часов, которое может быть отобрано от аккумуляторной батареи 1 при данном разрядном токе и действующей температуре с учетом нелинейной характеристики аккумуляторной батареи. На

пряжение, подаваемое на вход 23, показывает, какое количество ампер-часов, исходя из заданного полного зарядного тока, уже отобрано. Таким образом, разностное наиря- жение показывает, какое количество ампер- часов еще может быть отобрано при данном состоянии заряжекности батареи, при соответствующем разрядном токе и при действующей температуре.

Для того, чтобы получить данные о том, располагает ли зарядное состояние аккумуляторной батареи 1 при данной действующей температуре необходимым количеством ампер-часов, согласно другому варианту, который предпочтителен, сигнал с выхода 20 вычислительного блока 16 для соответствующей нагрузочной кривой подводится на один вход 24 второго- вычислительного блока 25, который определяет емкость, необходимую для нормальной работы нагрузки при заданном режиме (ток разряда, время разряда, температура), возможность использова- ния аккумуляторной батареи, а к второму входу 26 подводится сигнал от датчика 19 температуры. Аналоговый сигнал с выхода 27 этого вычислительного блока поступает на вход 21 блока 22 сравнения, на другой вход которого снова поступает сигнал от преобразователя 15. К выходу блока 20 сравнения подсоединена релаксационная схема 28, которая срабатывает всякий раз, когда сигнал сравнения равен нулю или меньше нуля, и вырабатывает выходной сигнал, который подводится к индикатору 29 и может выдавать, например, световой или звуковой сигнал.

Счетчик фактической емкости 30 содержит реверсивный счетчик 31 количества электричества, ограничитель 32 разряда по напряжению, который срабатывает при снижении напряжения до минимально допустимого и подает команду на запоминающий блок 33 для запоминания фактической емкости аккумуляторной батареи. При этом при первом заряде счетчик 30 содержит информацию о номинальной емкости батареи. После, записи состояния счетчика 31 запоминающим блоком 33 с последнего поступает сигнал установки в исходное состояние счетчика 31, таким образом на выходе запо- минающего блока 33 появляется потенциал, соответствующий фактической емкости аккумуляторной батареи. Определение фактической емкости в счетчике 31 происходит с учетом зависимости емкости от разрядного тока и температуры по связи 34, одновремен- но эта связь корректирует порог срабатывания ограничителя 32 разряда. Информация о величине тока разряда поступает на счетчик 31 по связи 35. Таким образом, на выходе запоминающего блока 33 появляется потенциал, соответствующий емкости, приведенной к номинальному току разряда, т.е. фактической емкости. По связи 36 по

тенциал, соответствующий фактической емкости, поступает на вычислительный блок 25 и счетчик 12, в которых параметр С, корректируется до значения фактической емкости.

Таким образом, изобретение дополнительно позволяет учитывать реальное состояние аккумуляторной батареи, т.е. ее фактическую емкость, что позволяет наиболее правильно использовать емкость аккумуляторной батареи в соответствии с ее реальным состоянием, не допуская ее перезаряда или недозаряда, что максимально увеличивает ресурс ее работы.

15

20 зо

5

0 о

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для контроля степени заря- женности аккумуляторной батареи, содержащее датчик тока в цепи аккумуляторной батареи, подключенный через измерительный усилитель, преобразователь напряжения в частоту с регулирующим органом, учитывающим КПД заряда, и схему ИЛИ к счетному входу реверсивного счетчика ампер-часов, первый управляющий вход которого соединен через сравнивающий блок с измерительным усилителем, блок сравнения, один вход которого связан через цифроана- логовый преобразователь с выходом реверсивного счетчика, генератор импульсов, пропорциональных току саморазряда аккумуляторной батареи, связанный с вторым входом схе.мы ИЛИ, термодатчик, размещенный в батарее, два вычислительных блока, один из которых запрограммирован серией графиков нагрузочных кривых, выражающих зависимость ампер-часовой отдачи батареи в зависимости от тока разряда и температуры, а другой - зависимость QMvm.pa6.

f(t°), причем первый блок подключен по перво.му входу к усилителю, по второму входу - к термодатчику аккумуляторной батареи, а по выходу через второй вычислительный блок, соединенный с термодатчиком, к второму входу блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, устройство снабжено счетчиком фактической емкости, содержащим счетчик количества электричества, к корректирующему входу, которого подключен вычислительный блок нагрузочных кривых, а к измерительному входу - выход измерительного усилителя, причем выход счетчика количества электричества подключен к измерительному входу запоминающего блока, к управляющему входу которого подключен выход ограничителя разряда аккумуляторной батареи, который измерительным входом подключен к токовой цепи аккумуляторной батареи, а управляющим вхо- до.м - к вычислительному блоку нагрузоч124618356

ных кривых, причем один выход запоминаю-рому управляющему входу реверсивного счетщего блока подключен к корректирующемучика, а второй выход подключен к счетчику

входу второго вычислительного блока и вто-количества электричества.

Изобретение может быть использовано при контроле состояния аккумуляторной батареи (АБ) при ее эксплуатации и .хранении. Цель изобретения - повышение точности оценки степени заряженности АБ. При контроле АБ сигнал с датчика тока 2 в цепи АБ через измерительный усилитель 4 преобразователя напряжения в частоту 5 схемы ИЛИ 8 подается на счетный в.ход счетчика-интегратора 12. Счетчик 12 накапливает и выдает цифровой выходной сигнал, указывающий результирующий отбор количества ампер-часов, исходя из заданного полного заряда АБ. Цифровые показания счетчика 12 преобразуются цифроаналого- вым преобразователем 15. Цри полном заряде .А.Б напряжение на выходе преобразователя 15 равно нулю и увеличивается с увеличением разряда. Вычислительный блок 16 связи нагрузочной кривой разрядного тока, температуры и ампер-часов управляется от измерительного усилителя 4 и от тер.модатчика 19, размещенного в АБ. Сигналы с выходов блока 16 и преобразователя 15 сравниваются в устройстве 22. Разностное напряжение показывает, какое количество ампер-часов может быть отобрано при данном состоянии заряженности АБ, при соответствующих разрядном токе и температуре. Устройство может с помощью вы(Л (Л N:) 4 О5 00 САЭ