Устройство для измерения степени заряда аккумуляторной батареи Советский патент 1987 года по МПК G01R11/00 

Изобретение относится к устройствам для измерения электрической энергии, запасаемой или отдаваемой ак- - кумуляторной батареей в процессе ее эксплуатации, и может быть использо- вано в качестве автономного устройства для измерения степени заряда батарей, устанавливаемых, например, на электротранспортных машинах.

Цель изобретения - повьшение точ- ности измерения степени заряда аккумуляторной батареи за счет учета изменения энергоемкости батареи при изменении температуры ее электролита

На фиг.1 приведена структурная . схема устройства для измерения степени заряда аккумуляторной батареи , на фиг.2 - график полученной зависимости изменения энергоемкости (а следовательно, и КПД заряда) аккумуля- торной батареи типа бЭМ-90 от изменения температуры электролита.

Устройство содержит датчики тока 1 и напряжения 2, перемножитель 3 преобразователь 4 напряжения в частоту, коммутатор 5, первый 6 и второй 7 пересчетные блоки, реверсивный счетчик 8, датчик 9 температуры, аналого-цифровой преобразователь 10, блок 11 памяти, причем датчики тока 1 и напряжения 2 подключены к входам перемножителя 3, выход которого соединен через преобразователь 4 напряжения в частоту с входом коммутатора 5, первый и второй переключа емые выходы которого присоединены через первый 6 и второй 7 пересчетные блоки к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 8 соответственно. Выход датчика 9 темпера- туры соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 10, выход которого соединен с адресным входом блока 11 памяти, выход которого соединен с входом предварительной записи числа пересчетного блока 7.

Устройство работает следующим образом.

При заряде аккумуляторной батареи напряжения U с выхода датчика 1 ток и Uj с выхода датчика 2 напряжения, имеющие положительную полярность, поступают на входы перемножителя 3. С выхода перемножителя 3 напряже- ние Uj положительной полярности и .пропорциональное электрической мощности, т.е.

U5 1-и K-U,-U4,

5

О

5

0 5

0

где I - ток, протекающий.через датчик тока и батарею -, и - напряжение на зажимах батареи;

К - коэффициент пропорциональности,

поступает на вход преобразователя 4 напряжения в частоту, на выходе которого частота следования импульсов f, прямо пропорциональна величине входного напряжения U, причем импульсы на выходе преобразователя 4 напряжения в частоту, в этом случае, имеют положительную полярность. Эти импульсы с частотой f. поступают на вход коммутатора 5. Последний устроен таким образом, что импульсы поло- жительной полярности с его входа проходят на первый переключаемый выход, а отрицательный -. на второй переключаемый выход. С первого переключае- мого выхода коммутатора 5 импульсы поступают на счетный вход первого пересчетного блока 6, с выхода которого импульсы с частотой FI , .где К - коэффициент деления первого пересчетного блока 6, шэступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 8, который в этом случае показывает степень заряда батареи, например в процентах от номинальной энергоемкости.

При разряде аккумуляторной батаг реи -напряжение на выходе датчика 1 тока имеет отрицательную полярность, поэтому выходное напряжение перемножителя 3 и импульсы с частотой следования fp на выходе преобразователя 4 напряжения в частоту Имеют также отрицательную полярность. С выхода преобразователя 4 напряжения в частоту импульсы отрицательной полярности частотой „ поступают на вход коммутатора 5,а с его второго переключаемого выхода - на счетный вход пересчетного блока 7. Одновременно напряжение с выхода датчика 9 температуры поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 10. ОбразующийС5 на выходе аналого-цифрового преобразователя 10 цифровой код поступает на адресный вход блока 11 памяти. Аппроксимируя кривую зависимости энергоемкости батареи от температуры электролита (фиг.2) в ячейки блока 11 памяти, адреса которых определяются соответствующими величинами температур, записывают двоичные коды, посту

пающие затем на вход предварительной записи числа второго пересчет- ного блока 7. Эти коды изменяют коэффициент пересчета Кр второго пересч етного блока 7 (отношение коэф фициента Кр и К определяет КПД заряда) таким образом, что этот коэффициент будет зависеть от температуры электролита батареи в соответствии с зависимостью, приведенной на фиг.2, и частота следования импульсов на : выходе второго пересчетного блока 7 будет равна Fp fp/Kp. Импульсы с частотой следования

второго пересчетного 7 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 8, который в этом случае показывает количество электрической энергии, например в процентах, которое может вьщелить батарея в процессе разряда. Формула изобретения

Устройство для измерения степени аккумуляторной батареи, соFP с выхода блока

0

j

5

0

держащее датчики тока и напряжения, выход одного из которых соединен с одним из входов перемножителя, выход которого соединен с первым входом преобразователя напряжения в частоту, коммутатор и реверсивный счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно содержит первый и второй пересчетные блоки, датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь и блок памяти, причем выходы коммутатора через первый и второй пересчетные блоки подключены к сумми- рующе| 1у и вычитающему входам реверсивного счетчика, а вход - к выходу преобразователя напряжения в частоту, второй из датчиков тока и напряжения подключен к второму входу перемножителя , а датчик температуры через аиалого -цифровой преобразователь и блок памяти -к- второму входу второго пересчетного блока.

Изобретение относится к устрой-. ствам для измерения электрической энергии, запасаемой или отдаваемой аккумуляторной батареей в процессе ее эксплуатации, и может быть использовано в качестве автономного убт- ройства для измерения степени заряда батарей, установленных, например, на электротранспортных машинах. Цель изобретения - повьшение точности измерения степени заряда аккумуляторной батареи - достигается за счет учета изменения энергоемкости батареи при изменении температуры ее электролита. Для этого в устройство дополнительно введены первый и второй пересчетные блоки 6 и 7, датчик 9 температуры, аналого-цифровой преобразователь 10 и блок 11 памяти. Устройство также содержит датчики тока 1 и напряжения 2, перемножитель 3, преобразователь 4 напряжения в частоту, коммутатор 5,реверсивный счетчик 8, который показывает 1количество энергии, например в процентах, которое может выделить бата- рея в процессе заряда.2 ил.

Фиг.1

Редактор И.Дербак

Составитель С.Сафохин

Техред ЛоСердюкова. Корректор М.Самборская

Заказ 227/43Тираж 731 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д,. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

(Риг. 2