Устройство для определения величины емкости аккумуляторной батареи Советский патент 1987 года по МПК H01M10/48 G01R31/36 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к системам контроля электрических параметров аккумуляторных батарей, и может найти применение на транспортных средствах с автономным питанием от аккумуляторных батарей, преимущественно на электромобилях .

Цель изобретения - повьшение точ ности определения величины емкости аккумуляторной батареи и обеспечение возможности использования на транспортных средствах с автономным питанием от аккумуляторных батарей за счет учета восстановления емкости аккумуляторной батареи при рекуперативном торможении и заряде в стационарном режиме.

На чертеже изображено предлагае- мое устройство.

Шунт 1 устройства для определения емкости аккумуляторной батареи 2 включен в силовую цепь 3..Выход шунта, соединен с входом двухпозицио ного микропереключателя 4, имеющего два выхода. Первый выход соединен с последовательно включенными первым усилителем 5, первым интегратором 6 и первым блоком 7 умножения, выход которого соединен с первым входом сумматора 8. Второй вход сумматора 8 соединен с выходом блока 9 задатчи- ка номинальной емкости, вход которого соединен с датчиком 10 темпера- туры , установленным в аккумуля-. торной батарее 2. Второй выход микропереключателя 4 соединен с цепочкой блоков приведения емкости, снятой с аккумуляторной батареи, к но- минальной, образованной последоватено соединенными вторым усилителем 11, блоком 12 возведения в степень, вторым блоком 13 умножения и вторым интегратором 14, выход которого соединен с первым входом блока 15 вычитания. Второй вход блока 15 вычтания соединен с выходом сумматора 8, а выход - с входом регистрирующего блока 16.

Устройство работает следующим образом.

За номинальную емкость в данном случае принимается емкость одноча- сового режима С,, которой обладает полностью заряженная аккумуляторная батарея при температуре электролита . Известная зависимость из

менения емкости, отдаваемой аккумуляторной батареей с изменением температуры, аппроксимируется в предлагаемом устройстве блоком 9.

Емкость, отдаваемая аккумуляторной батареей, зависит от величины тока разряда, поэтому для оценки запаса емкости ее необходимо привести к единому режиму, в данном случае в одночасовому

-tp

г , (-h . п 1

Cp j I, .

(1)

где п - постоянный коэффициент; Ii - ток одночасового режима; 1р - мгновенное значение разрядного тока о

Емкость, получаемая аккумуляторной батареей при рекуперативном торможении или при заряде в стационарных условиях, равна

t,

I j

(2)

где К - постоянный коэффициент;

i 5 - мгновенное значение зарядного тока.

Исходя из изложенного,фактическая емкость аккумуляторной батареи номинальном режиме равна

С(|)-С, -СР + СЗ(3)

В предлагаемом устройстве имеется двухпозиционный микропереключатель 4, располагаемый под педалью движения транспортного средства. При нажатии на педаль движения по силовой цепи 3 аккумуляторной батареи 2 проходит разрядный ток, пропорциональный падению напряжения на шунте 1, который через микропереключатель соединен с вторым усилителем 11, при этом на первый усилитель 5 сигнал не поступает. Пропорциональный току уси;5енный усилителем 11 сигнал подается в блок 12 возведения в степень. С блока 12 сигнал, возведенный в степень П , подается во второй бло-к 13 умножения, где происходит з мкожение на постоянную величину I , затем сигнал поступает во второй интегратор 14, где происходит интегрирование тока по времени и накопление результата интегрирования. Накопляемый результат, пропорциональный снятой с ак

кумуляторной батареи емкости, приведенной к номинальной, подается на первый вход блока 15 вычитания. С установленного в аккумуляторной батарее датчика 10 температуры сигнал, пропорциональный температуре электролита, подается на блок 9 задатчика номинальной емкости, запрограммированный зависимостью номинальной емкости от температуры. С блока 9 сигнал подается на второй . вход сумматора 8. Так как во втором интеграторе 6 еще нет накопленного результата, то на первый вход сумматора 8 сигнал не подается, поэтому на второй вход блока 15 вычитания подается сигнал, пропорциональный номинальной емкости. В блоке 15 происходит вычитание сигнала с блока 1 из сигнала с блока В. В результате получают сигнал, поступающий на вход регистрирующего блока 16. При этом угол отклонения стрелки регистрирующего блока пропорционален фактической емкости в номинальном режиме, которая запасена в аккумуляторной батарее на данный момент времени.

При возврате педали движения в исходное положение микропереключатель 4 разрывает цепь шунт - второй усилитель 11 и замыкает цепь шунт - первый усилитель 5. В этом случае при рекуперативном торможении или при заряде аккумуляторной батареи в стационарном положении транспортного средства по силовой цепи 3 проходит зарядный ток, пропорциональный падению напряжения на шунте 1. Усиленный первым усилителем 5 сигнал, пропорциональный току заряда, подается на вход первого интегратора 6, где происходит интегрирование тока заряда по времени и накопление результата интегрирования. Накопляемый результат подается на первый блок 7 умножения и после умножения на постоянньм коэффициент, учиты- вающий КПД заряда, подается на первый вход сумматора 8. Полученньй результатом суммирования сигнал с блока 8 подается на второй вход блока 15 вычитания. В блоке 15 происходит вычитание сигнала с блока 14 из сигнала с блока 8, в результате получают сигнал, пропорциональный фактической емкости в номинальном режиме, имеющейся в аккумуляторной батарее на данньй момент времени. Этот

0

5

0

5

сигнал поступает на вход регистрирующего блока 16, угол отклонения стрелки которого -пропорционален фактической емкости аккумуляторной батареи в номинальном режиме для данного момента времени с учетом емкости, отданной при разряде и восстановленной при рекуперативном торможении или при заряде в стационарном режиме.

Таким образом, получаемая инфор-- мация о величине фактической емкости аккумуляторной батареи в номинальном режиме позволяет определить имеющийся запас хода транспортного средства во время движения, повышает безопасность движения, может использоваться для своевременного отключения зарядного устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения величины емкости аккумуляторной батареи, содержащее шунт, предназначенный для включения в силовую цепь аккумуляторной батареи, цепочку блоков приведения емкости, снятой с аккумуляторной батареи, к номинальной, выход которой соединен с первым входом блока вычитания, выход которого сое- динен с регистрирующим блоком, датчик температуры, предназначенный для установки в аккумуляторной батарее, и присоединенньй к нему блок задатчика номинальной емкости, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности определения величины емкости аккумуляторной батареи, в него введены сумматор, первый блок умножения, первый интегратор, первый усилитель и микропереключатель режимов, вход которого соединен с шунтом, первый выход - с входом цепочки блоков приведения емкости, снятой с аккумуляторной батареи, к номинальной, а второй выход - с входом первого усилителя, выход которого через последовательно соединенные первый интегратор и первый блок умножения соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока задатчика номинальной емкости, а выход соединен с вторым входом блока вычитания, причем цепочка блоков приведения емкости, снятой с аккумуля- е торной батареи к номинальной образована последовательно соединенными вторым усилителем, блоком возведения в степень, вторым блоком умножения и вторым интегратором.

0

5

0

5

0

Изобретение относится к электротехнической промьшшенности, в частности к системам контроля электрических параметров аккумуляторных батарей, и может найти применение на транспортных средствах с автономным питанием от аккумуляторных батарей, преимущественно на автомобилях. Для повышения точности определения величины емкости аккумуляторной батареи на транспортных средствах с автономным питанием устройство содержит цепь блоков приведения емкости, .снятой с аккумуляторной батареи, к номинальной, цепь задания номинальной емкости с корректировкой по температуре аккумуляторной батареи и цепь блоков определения емкости, получаемой батареей при заряде. Определение фактической емкости в номинальном режиме осуществляется в блоке вычитания и регистрируется блоком. 1 ил. (Л со N5 0

Редактор М.Петрова

Составитель И.Найдина

Техред Л.Олийньж Корректор С. Шекмар

Заказ 1899/51 Тираж 699Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

н «к. .-гп .1Г т.--дп1Г-- n -mi« jnfjiM -1--I -. . ц L г тп-- -1„ж1 -- жж гтгЧ----- - ггт гтП- i - imi п ц t-i. IM лг-imi-ж L-JI г и i г;- г i --J д«.1-1

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