Способ подзарядки аккумуляторной батареи транспортного средства и регулятор напряжения для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК H01M10/44 H02J7/16 

10

f5

20

1

Изобретение относится к электротехнической промьшшенности, в частности к способу подзарядки аккумуляторной батареи для наземного транспортного средства, станка моторной лодки и т.п., и к регулятору напряже ния для его осуществления.

Цель изобретения - повьшение эффективности процесса подзарядки аккумуляторной батареи и повьшение надежности регулятора напряжения для осуществления этого подзаряда.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы регулятор-генератор-аккумуляторная батарея; на фиг. 2 - блок- схема алгоритма функционирования регулятора напряжения; на фиг.3-4 - изменения по времени тока зарядки (1) и напряжения зарядки-(Uj); на фиг. 5 - блок-схема регулятора напряжения для подзарядки аккумуляторной батареи.

На фиг. 1 представлены аккумуляторная батарея 1, генератор 2 и регуля- 25 тор 3 напряжения. Помимо связи выхода регулятора напряжения с входом обмотки возбуждения генератора, регулятор имеет вход 4, соединенный с выходом 5 генератора и предназначенный для подачи на него сигнала запуска с генератора 2, показывающего, что генератор работает и генерирует напряжение зарядки. Вход 6 регулятора, соединенный с выходом 7 зарядки генератора и с положительным полюсом 8 батареи 1, представляет собой вход сигнала питания и проверки. Вход 9 непосредственно соединен с положительным Полюсом 8 батареи 1 и, следовательно представляет собой вход сигнала проверки для напряжения батареи, а вход 10, который соединен с положительным полюсом 8 батареи 1 через ключ 11 зажигания и лампочку 12 зарядки также следует рассматривать как вход сигнала запуска.

.-50

При помощи лампочки 12 зарядки или любого другого акустического или оптического устройства тревожной сиг нализации вырабатывается сигнал, когда генератор 2 не достигает своего рабочего напряжения вследствие слишком малого числа оборотов. Сигнализация срабатывает также в том случае, если недопустимо велико падение напряжения между генератором 2 и батареей 1.

14334282

Подзарядка аккумуляторной батареи согласно способу происходит следующим образом (фиг, 2). Точка А соответствует состоянию запуска. На регулятор начинает поступать ток с входа 6, а программа зарядки устанавливается в руль. Точка В соответствует периоду зарядки, во время которого напряжение зарядки, сообщающее компенсирующий заряд батарее, поступает в течение определенного промежутка времени (5 мин). Если используется батарея на 12 В, что и предполагается, величина напряжения компенсационной зарядки составляет 14 В, а длительность зарядки - указанное время 5 мин. Для этого напряжение батареи сравнивается с эталонным напряжением, и регулятор напряжения управляет током возбуждения генератора таким образом, чтобы указанные напряжения были равными. Для проверки провода между генератором и аккумулятором напряжение аккумулятора сравнивается с другим эталонным напряжением (9 В), которое значитель- но меньше указанного первого эталонного напряжения. Если окажется, что напряжение аккумулятора меньше второго эталонного напряжения, детектирование напряжения регулятора переключается с полюса 8 батареи на выход 7 зарядки генератора 2. После того, как истечет вышеуказанное время (5 мин) программа регулятора переключается на точку С.

Точка С соответствует фазе измерения. Напряжение батареи измеряется в течение определенного периода времени (1 мин). Если напряжение батареи не достигает определенной величины напряжения (13,2 В) по истечении установленного времени измерение прекращается. При измерении все средства тревожной сигнализации блокированы и зарядка батареи отключена путем отключения тока возбуждения генератора 2. При измерении напряжения батарея нагружена. Измерение напряжения батареи осуществляется путем сравнения его с указанным эталонным напряжение (13,2 в). Если напряжение батареи равно или меньше эталонного напряжения, программа переходит к точке D. Если напряжение аккумулятора больше эталонного напряжения, то программа переходит к точке F.

В точке D батарея заряжается напряжением зарядки (14,6 В) в течение

30

35

40

45

.-50

, некоторого промежутка времени (8 мин) что равно быстрой зарядке аккумулятора. Однако это время отсчитывается с момента, когда напряжение превысит определенную величину (14,4 В), в результате чего обеспечивается длительость зарядки, для которой учитьшает- я емкость батареи.

В точке Е происходит зарядка напяжением (14 В), соответствукщим коменсационному заряду, в течение вреени (2 мин), которое меньше времени очки D. После этого программа заряди переходит к точке С. Если напряжение аккумулятора больше первого эталонного напряжения, программа зарядки регулятора перехоит к точке F.

Точка F соответствует фазе компенсационной зарядки, которая происходит сравнительно долго (). После этого программа переходит к точке В.

Цепочка, состоящая из точек С, D и Е, соответствует быстрой зарядке аккумулятора, а цепочка, включающая в себя точки С, F и В, соответствует компенсационной зарядке аккумулятора.

Точка G соответствует различньм испытательным измерениям или сравнениям, которые осуществляются в соответствии с изобретением. Напряжение батареи и напряжение генератора не- прерывно сравниваются с эталонными напряжениями для обнаружения перенапряжения, пониженного напряжения или недопустимого падения напряжения в проводе между генератором и батареей.

На фиг. 3 показаны точки программы А, В, С, D и Е. Графики тока за рядки и напряжения зарядки, изображенные сплошными линиями, соответствуют зарядке в соответствии с изобретением. Все они расположены над графиками, которые даны пунктирными линиями и которые соответствуют известному способу зарядки.

На фиг. 5 представлен пример выполнения регулятора напряжения. Регулятор желательно строить на одной так называемой интегральной схеме, для которой возможны, если потребуется, дополнительные функции проверки и управления.

На фиг. 5 показаны аккумуляторная батарея 1, генератор 2 и регулятор 3 в пунктирном квадрате. Цифрой 13 обозначено устройство управления, входы которого соединены с компара0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тором 14, тактовым генератором 15, состоящим из собственного генератора и двоичного счетчика, предназначенных для генерирования импульсов управления для управления всеми временными длительностями в устройстве 13 управления и счетчике 16. Выходы устройства 13 управления соединены с источником 17 эталонного напряжения, предназначенного для генерирования эталонных напряжений на генератор 2, на тактовый генератор 15, счетчик 16 и на нагрузку 18. Выходы компаратора соединены с источником 17 эталонного напряжения, генератором 2 и батареей 1. Кроме указанного соединения с одним из входов устройства управления выход компаратора 14 соединен с устройством 19 тревожной сигнализации, предназначенным для выдачи оптического и (или) акустического сигнала тревоги.

i Датчик 20 температуры, термически связанный с батареей 1, предназначен для выработки сигнала, соответствующего температуре батареи, и для управления источником 17 эталонного напряжения при помощи этого сигнала, в результате чего все эталонные напряжения и, следовательно, напряжение зарядки батареи, увеличиваются с уменьшением температуры аккумулятора. С повышением температуры происходит обратное.

Компаратор 14 включает в себя несколько схем сравнения, предназначенных для сравйения эталонных напряжений с источника 17 эталонного напряжения с напрАжениями генератора и батареи. Б результате этих сравнений вырабатываются сигналы управления на устройство 13 управления и вырабатываются сигналы тревожной сигнализации на устройство 19 тревожной сигнализации. Последнее предназначено для выдачи сигналов тревоги с различными характеристиками при различных ошцб- ках, что позволяет и:, легко различить,

Устройство 13 управления предназначено для управления напряжением генератора так, как это характерно для предлагаемого способа. Оно управляется входными сигналами, поступающими с компаратора 14, тактового генератора 15 и счетчика 16. Если батдрея не нагружена достаточно во время фазы измерения, автоматически включается нагрузка 18. Число циклов

зарядки, когда происходит зарядка при напряжении, соответствующем быстрой зарядке, подсчитывается счетчиком 16, который расположен для выдачи сигнала выключения на устройство управления, когда пройдено заранее заданное число циклов быстрой зарядки (например, 8).

Формула изобретения

1. Способ подзарядки аккумуляторной батареи транспортного средства путем регулирования выходного напряжения генератора изменением его потока возбуждения таким образом, что подзаряд осуществляют одним или многократным циклами заряда при повьшен- ном напряжении по величине, меньшей верхнего предела рабочего напряжения системы, при этом каждый цикл зарядки состоит из периода зарядки и периода проверки, во время которой цепи подзарядки отключают, аккумуляторную батарею нагружают, а величину напряжения батареи сравнивают с. заданным напряжением и по результатам сравнения производят регулирование параметров периода зарядки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, при напряжении аккумуляторной батареи в период провер-ки меньше заданного напряжения подзаряд ее во время следующего периода зарядки происходит при повьш1енном. .напряжении, а перед периодом проверки осуществляют ее компенсиругаций заряд в течение времени, равного одной четверти периода заряда, а при напряжении аккумуляторнон батареи в период проверки больше заданного напряжения подзаряд осуществляют при напряжении, обеспечива- юн1ем компенсирующий заряд.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что измеряют падение напряжения на соединении между аккумуляторной батареей и генератором и в случае если измеряемое напряжение превышает напряжение, соответствующее ранее установленному максимально допустимому значению, включают сигнализацию.

3. Регулятор напряжения для подзарядки аккумуляторной батареи транспортного средства, включенный между аккумуляторной батареи и генератором таким образом, что выходное напряжение генератора регулируют путем изменения его потока намагничивания, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности, в регулятор введены устройство управления,

нагрузка, соединенная с батареей, источник опорного напряжения, тактовый генератор и компаратор, соединенный с аккумуляторной батареей, источником опорного напряжения и генератором, подключенным к устройству управления, которое связано с источником опорного напряжения, с тактовым генератором и с нагрузкой,

4.Регулятор по п. 3, отличающийся тем, что он снабжен устройством тревожной сигнализации, подключенным к компаратору.

5.Регулятор по п. 3, отличающийся тем, что он снабжен

счетным устройством, связанным с устройством управления.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к способу подзарядки аккумуляторной батареи (АБ) наземного транспортного средства, моторной лодки и т.д. Цель изобретения - повьшение эффективности процесса. Для подзарядки используется выходное напряжение за- ряжакщего генератора, соединенного с аккумуляторной батареей, которое можно изменять, управляя полем генератора. Зарядка осуществляется повторяющимися циклами, каждый из которых состоит из периода заряда и периода проверки, когда аккумуляторная батарея нагружена и цепь зарядки отключена. Величина заряжающего напряжения во время периода зарядки задается с учетом результата проверки при последнем предыдущем периоде проверки. При проверке напряжение аккумуляторной батареи сравнивают с заранее заданным напряжением во время периода проверки. Если сравнение показьшает, что напряжение аккумуляторной батареи меньше заранее заданного напряжения или уменьшается ниже этого напряжения во время проверки, во время последующего периода зарядки осуществляется быстрая зарядка аккумуляторной батареи путем регулирования выходного напряжения генератора. Если сравнение показывает, что напряжение аккумуляторной батареи выше заранее заданного напряжения, происходит зарядка во время последующего цикла зарядки в режиме компенсирующего заряда. Во время последней части периода быстрой зарядки непосредственно перед периодом проверки зарядка всегда происходит при напряжении зарядки, Ьоответствующем компенсирующему заряду. 2 с.п. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

ki

f

X

$)

кI V

П1ГОЕ1ГО О.

IIг 1

т1I

Фиг.

(min)

(min}

Pue.f