Устройство для контроля изоляции аккумуляторной батареи электрического транспорта Советский патент 1991 года по МПК H01M10/48 G01R27/18 

Изобретение относится к технике контроля электрооборудования транспортных средств, в частности к устройствам для контроля сопротивления изоляции и поиска мест повреждения изоляции многоэлзментных аккумуляторных батарей электрического транспорта

Цель изобретения повышение надежности.

На фиг, 1 показана схема устройства, на фиг. 2 - таблица положения контактов переключателя,

Аккумуляторная батарея 1 состоит из элементе 1.11.Х1.N. Сопротивление изоляции элемента 1.Х в батарее, имеющего утечку тока на землю, условно

обозначено резистором 2 Устройство содержит лягипозиционнои пепеключэтепк 3 режимов работы: Сброс, Заряд СГ Заряд С2, Контроль, Поиск Переключатель 3 десять контактов 4-13, положение которых в различных режимах работы устройстве показано а таблице На фиг. 1 положение контактов переключателя 3 соответствует позиции Сброс. Переменный резистор 14 имеет калиброванные позиции 14 114 N движка 15, число

которых равно числу N элементов в эккуму- ляториой батарее 1, Движок 15 соединен с высокоомным резистором 16. Параллельно батарее 1 включены ограничительные стабилитроны 17 и 18 и добавочный резистор

19.К стабидлитронам 17 и 18 подключены через светодиоды 20 и 21 транзисторные ключи 22 п-р--n-проводимости и 23 р-п-р- проводимости. Светодиод 20 имеет надпись Заряд С1 (заряд первого конденсатора 24 памяти, светодиод 21 - Заряд С2 (т. е. заряд второго конденсатора 25 памяти). Транзисторный ключ 2G п-р- п-рпроводимо- сти подключен через светодиод 27 к положительному полюсу аккумуляторной батареи 1. Транзисторный ключ 28 р-п-р- проводимости через свегодиод 29 подключен к отрицательному полюсу батареи 1. Светодиоды 27 и 29 имеют надпись Поиск. Равные по сопротивлению добавочные резисторы 30 и 31 образуют делитель напряжения для питания транзисторного ключа

32p-n-p-проводимости. Ключ 32 содержит базовые резисторы 32.1 и 32.2, имеющие равные сопротивления, и коллекторный резистор 32.3. Дополнительные стабилитроны

33и 34 и резистор 35 обеспечивают питание транзистора 36 и триггера 37. К коллектору транзистора 36 подключено реле 38 фиксации результата контроля и диод 39, а к базе - конденсатор 40 выдержки времени и токоограничивающий резистор 41. К выходам триггера 37 подключены светодиоды 42 и 43, которые имеют надписи Норма и Нижние нормы. Вход триггера 37 через контакт 44 реле 38 подключен к коллектору транзисторного ключа 32,

Устройство работает следующим образом.

Для контроля устройство подключено к клеммам батареи 1. Перед измерениями переключатель 3 ставится в положение Сброс и движок 15 резистора 14 устанавливается в среднее положение, т. е. на позицию N/2. В этом исходном состоянии замкнуты только контакты 4, 5, 7 и 9 переключателя 3. При этом транзисторные ключи 22, 23, 26. 28 и 36 закрыты, светодиоды

20,21, 27. 29, 42 и 43 не включены, транзисторный ключ 32 открыт, конденсаторы 24 и 25 замкнуты на резистор 32.1 в ключе 32 и полностью разряжены.

Для контроля изоляции батареи 1 позиционный переключатель поочередно ставится в положения Заряд С1, Заряд С2 и Контроль.

На позиции Заряд С1 замкнуты контакты 4, 6, 10 и 11 переключателя 3. При этом к элементам 1.11.Х батареи 1 подключаются по цепи утечки тока (т. е. через резистор 2) левая половина резистора 14, резистор 16, конденсатор 24 и базовая цепь

транзисторного ключа 22. Конденсатор 24 заряжается до уровня напряжения иЕт (0,5Ri4+Ri6

1 R2 +(0,5Rn +Rie)

где Ei -- напряжение на элементах 1.11.Х

батареи V

R2, Ri4 и RIB - сопротивление резисторов 2, 14 и 16.

При заряде конденсатора 24 по базовой

цепи транзисторного ключа 22 протекает ток и открывает этот ключ, в результате чего включается светодиод 20 с надписью Заряд С1. По окончании заряда конденсатора

24 ток в базовой цепи ключа 22 уменьшается до нуля, ключ 22 закрывается и светодиод 20 выключается, фиксируя момент окончания заряда. После этого переключатель 3 ставится в положение Заряд С2 .

На позиции Заряд С2 замкнуты контакты 5, 8,10 и 11 переключателя 3. При этом к элементам 1.Х1.N батареи 1 подключаются по цепи утечки тока (т, е. через резистор 2) первая половина резистора 14,

резистор 16, конденсатор 25 и базовая цепь транзисторного ключа 23.

Конденсатор 25 заряжается до уровня напряжения

30

п Е2 (0,5 Rn + RIG) 2 R2 + (0,5Ri4 + Ric

где EZ - напряжение на элементах 1 .X,... 1 .N батареи 1.

При зарядке конденсатора 25 по базовой цепи ключа 23 протекает ток. Ключ 23 открывается и включает светодиод 21 Заряд С2. Поокончании заряда конденсатора 25, ключ 23 и светодиод 21 выключаются.

После этого переключатель 3 ставится в положение Контроль.

На позиции Контроль замкнуты контакты 7, 9 и 13 переключателя 3, При этом последовательно соединенные конденсаторы 24 и 25 подключаются к переходу эмиттер-база транзисторного ключа 32. Сумма напряжений на конденсаторах 24 и 25 равна

50

Ui +U2

Ei 4E2)(0,5Ri44R16)

R2 4-(0.5 Rи + Ri&)

Сумма сопротивлений 0,5 Ri4+Rie выбирается равной допустимому сопротивлению Рдоп.изоляции батареи 1. Учитывая, что .. получают

Ul+U2 7T-rf-

R2 + RAon

Сумма напряжений Ui и (Ji на конден сатирах 24 и 25 действует на ключ 32 в запирающем направлении а напряжение питания этого ключа равно ОБЕ Базовые резисторы 32 1 и 32 1. ключа 32 имеют равные сопротивления Поэтому если сумио напряжений Ui и Уз меньше уровня 0 5 Е, то ключ 32 откры, если выше закрыт Сумма напряжений Ui и U2 меньше уровня 5 t в том случае, если сопротивление Ra иоля ци 1 батаоеи больше допустимого значения Вдоп а если R-1 К Д0п то Uи 1)2 О 5 Ь

Таким образов по состоянию t-люча 32 можно судить об уровне сопротир пения изо ляции батареи 1

Выход ключа У подключен к входу триггера 37 Когда ключ 32 открыт на вход тр/т гера 37 подается через контакт 44 напряжение 0 5 Ь он переключается в поло жение при котором включается ГГРТОДИОД 42 с надписью Ноома Когда ключ 32 за крыт, вход триггера 37 соедини тся с i-мле вой шиной питания через ко иькюрчыи резистор 32 3 ключа 32 и триггер 37 пере ключается в положение ппч котором вклю чается свегодиод 43 с надписью Ниже нормы (светодиоды 1 г i не пп ииияч Заряд С1 и Заряд С2 н чключ ис т ir как их катоды были отсоединены тнтгктом 1J от нулевой шины питание

При подключит KOHq HC3Tvr4 24 и 25 к транзистор юму кию / 3 1 они n nmici разряжаться на Гпзовые ое истопы Если начтяьный /ровено - pq и U2 ыше зча (енмя ОБЕ i о в сине in ом чет сумма этих напряжении /MPI a „ч ключ 32 открырс1ется Что б ч иски,о /т влияние такого разордэ юндс- агор ч 24 i 25 на состояние тп rrepd 3 1. пользуете 1 транзитармии ключ 36 и реп J8 | ан зисторныи ключ j т мгчы СОпгс Заряд С1 и Зар« С2 j-ipbM idi-KdKeo базовый резистор41 отключен чс - тактом 13

ПереКЛЮЧиТ еЛЯ С О UJ.1i ь ПОПО1ЬЦИИ KOHTpO lL lutlTSKI 1) 33MblKd

ют Ключ 36 открывается i выдерм -ои ьре мени определя- 1си гjCTOflHuot-i ьоемьни разряда конденсатор- 1 .j me юр 4 При открытии ключа -Ь полуис ГИЮН.Р реле 38 и разми.скг во - кснтагчт 4- я входе триггер-э 37 В этого то яние триггеэа в даль net а.:ем ужь нг зависич с г состо ни.я ключа 32 и триггер сохр няет положен е, соответствующее начально / соотношению наиряжени 1 Ui J: и U 5 Г Выдержка времг на включен ie транши стора 36 необходима для прэвилонои икс0 ции состоян 1я трИ|Герз 3/ в слу ае е. контакт 13 замы чае и, ч рань1 jf i он г к у

и 9 Диод 39 у обмотки реле 38 предохраняет транзистор 36 от пробоя импульсом напряжения возникающим на обмотке 38 при выключении транзистора 36

Еслк сопротивление изопяиии батареи

1 ниже нормы то проводится поиск элемента батареи на котором возникла утечка Такая ге-1кэ возникает как правило, из зэ трещины в корпусе элемента батареи через

когор/ю вытекает электролит или из-за пролива электролига на корпус эпементэ при ею заправке Таким образом место утечки как прчнило ограничено Для поиска дефектного элемента батаиеи 1 переключагель 3 становится в позицию Поиск В этом положении замкнуты его контакты 4 5 и 12 в результате чего потенциал эмиттеров транзисторных ключей 26 и 28 определяется потенциалом движка 15 ре

гуля-эра 14 ч 6ajbi ттих ключей подсоединяются к шине Земля точи г портного орез нее по цепи утечки (т е по реяисюрч 2) дефектному члемешу I X ба тар и 1 f-r/iH потенциал двия кт 15 Biiuje

по емциала EI на тпементе 1 X го вклиэча °тгч tранзи топньи к 1Юч 8 р ii p провр дцр/iocTi и гветпдиод 2Q есчи ниже вкг|ючаю1сп трачз O jHbiii i,m 2t p г проводимое и i iВРГОДИОД 7 Д j поиска

элемента 1 X дь „-жон 1гч рс

рн 11 до

жен оьп ь поредвин т (вг с чно iin эт О п

ким оГцмзом , См в од ода 7 , и 79

бьпи в-. .т i°i-i4 ir е Ь в СУ- niii j

i n -i ие о , i Г|и

о1 с i чиз чi э гп tc-in jj i юч -2h . 8

SI Ы f1f ЛЯ I 1 I И м 1 10 f i l/41

дв, к 1 ь- н р т i- ,ч ia эл чент Ьят оеи

i о i ОР - на о зи тоь 14 J3PHO мапрч енлю F ботореи -1яя IGUK г ч,-сл fl элементов о оатарес 1 iv-OiHoi fi дс ние дви/н ,j соот beiL-iuvi/ще г.аденпю напра ния U. г Г М гл / N1 гРитнгмиг кd чо г о 4 i -iHHia 0а с-р- u т им г

б 10 i i UK IK tir t- с. Е.СТ JO i , . 27 1 29

д n-i,f i j v r gjbiBaeT HuMtp д- t )ме fun а в Гм c-pet ЗКИМ jSp l JONA rD(liCiBi nr c П0 4lr,

t т f , су о eh i тции O1- n i и )лчци i ba т реи и /rii к тряске ч д,-.р i Ja счет ис лоч ч трО еханичЈ кого ри- те iHuic i. мтс ущ ттвенч j п ;ны- i наде

О о Р м v т и L f, р е i е т ч ,

хгг,к для онтролч золчци ак v-i ят оной б тгреи злечтриче ко о гран our содержа ,i nojt ционнош nt

реключатель режимов работы с десятью контактами, переменный резистор с калиброванными позициями движка, подключенный через первый и второй контакты позиционного переключателя параллельно аккумуляторной батарее, два ограничительных стабилитрона, два конденсатора памяти, соединенные между собой последовательно и подключенные с одной стороны к трет ьему м четвертому контактам позиционного переключателя, с другой стороны - к пятому и шестому контактам этого переключателя, а точкой соединения между собой - к шине Земля тргнспортного средства чарез седьмой контакт переключателя и к движку указанного переменного калиброванного резистора через восьмой контакт позиционного переключателя и высокоомный резистор, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя транзисторными ключами n-p-n-проводимости, четырьмя транзисторными ключами р-п-р-проаоди- мости, двумя дополнительными стабилитронами, шестью светодиодами, добавочными резисторами, конденсатором выдержки времени, триггером, реле фиксации, при этом указанные ограничительные стабилитроны соединены в последовтгель- ную цепь с первым добавочным резистором между ними и подключены параллельно аккумуляторной батарее, параллельно первому в указанной цепи стабилитрону включены последовательно соединенные первый транзисторный ключ п р-п-прово- димости и первый светодиод, база этого ключа соединена через третий контакт позиционного переключателя с первым конденсатором памяти, параллельно второму ограничительному стабилитрону включены последовательно соединенные первой транзисторный клюи р-п-р-проводимосги и второй светодиод, база этого ключа соединена через пятый контакт позиционного переключателя с вторым конденсатором памяти, второй транзисторный ключ п-р-ппроводимости включен через третий светодиод между положительным полюсом аккумуляторной батареи и движком переменного калиброванного резистора.

второй транзисторный ключ р п-р-прово- димости включен через четвертый светодиод между отрицательным полюсом аккумуляторной батареи и движком переменного калиброванного резистора, базы

вторых транзисторных ключей соединены через девятый контакт позиционного переключателя с шиной Земля транспортного средства, второй и третий добавочные резисторы соединены между собой последовательно и подключены параллельно аккумуляторной быстрее между общей точкой этих резисторов и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи включен третий транзисторный ключ р-п-р-проводимости, эмиттер и база которого еще подключены через четвертый и шестой контакты позиционного переключателя с последовательно соединенными конденсаторами памяти, дополнительные стабилитроны

соединены в последовательную цепь с четвертым добавочным резистором и подключены параллельно аккумуляторной батарее, параллельно дополнительному стабилитрону, соединенному анодом с отрицательным

полюсом батареи, включен через реле фиксации четвертый транзисторный ключ р-п- р-проводимости, база которого соединена через конденсатор выдержки времени с его эмиттером и через токоогпаничивающий резистор и десятый контакт позиционного переключателя - с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи, между катодом второго дополнительного стабилитрона и отрицательным полюсом аккумуляторной

батареи оключены шины питания трипеоа. выходы которого соединены через пят. и шестой светодиоды с десятым контактом позиционного переключателя, а вход триггера подключен через размыкающий контакт реле фиксации к коллектору третьего транзисторного ключа.

Сброс

Поиск х .Заряде/ Контроль ЗарядС2

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для контроля сопротивления и поиска дефектных элементов аккумуляторной батареи электрического транспорта. Цель изобретения состоит в повышении надежности за счет введения более совершенных элементов для регистрации результатов контроля Устройство содержит калиброванный переменный резистор два конденсатора памяти, i ipcib гран зисторнь л ключей, триггер и шесть индикатгрных сье тодиодов Упра тенир работой устроиства осуществляется с помощы позиционное переключателя, гсгорый имеет десять контактов При контроле сопротивления изоляции батареи сравнивается напряжение на конденсаторах с, ровнем напряжения 0 5 Б 01 которого питае ся один из ключей При поиске д фектного -тементэ определяется на переменном регистре точка с потенциалом, соитветгтвукмдим потенциалу дефектного элемента в Darapee . ил Ё

Ј/

ны,U..

U „ i -crГ2

Фиг.