Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи Советский патент 1992 года по МПК H01M10/44 H02J7/35 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей в автономных системах электропитания с длительным ресурсом эксплуатации, например в составе ИСЗ.

Известны способы эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей, предусматривающие их заряд на максимальную величину емкости.

В то же время, заряд аккумуляторной батареи на максимальную величину емкости

обусловливает появление кислорода в тазовой фазе, что, в свею очередь, повышает рабочую температуру аккумуляторов и в результате отрицательно сказывается на ресурсе ее работы.

Кроме того, так как в никель-водородном аккумуляторе давление водорода определяет степень заряженности, то механическая нагрузка на корпус аккумулятора при эксплуатации по известным способам будет максимальной, что также ведет к интенсивному использованию ресурса.

sj

о

IS

сл

Следует отметить также.что при эксплуатации аккумуляторных батарей, особенно в составе автономных систем электропитания ИСЗ, начальная величина емкости аккумуляторной батареи превышает реальные потребности в системе на 30-40 и это ведет к тому, что эксплуатация батарей известными способами объективно обусловливает недостаточно глубокий разряд аккумуляторов, что, как известно ведет к пассивации активных масс электродов и также к преждевременной потере емкости (снижение ресурса).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, согласно которому заряд аккумуляторной батареи осуществляют до величины, близкой к максимальной, с помощью счетчика ампер-часое и корректируют рабогу счетчика ампер-часов по датчику окончания заряда.

В целом, этому способу присущи те же недостатки, что и двум другим, описанным выше.

Целью изобретения является повышение ресурса работы никель-водородной аккумуляторной батареи.

Поставленная цель достигается тем, что уставку индикатора «.Or-.ца заряда устанавливают по уровню потребления нагрузки и регулируют в процессе эксплуатации при достижении аккумуляторной батареей на разряде пределы -.х значений контролируемых параметров.

Сущность изобретения заключается в том, что ник.ель-всдорсдную ак.кумулятор- батарею эксплуатируют не в пределах ее оозможностей, а в пределах потребностей нагрузки. По мере деградации емкостных характеристик батареи эти пределы совпадут (конец ресурса), но эксплуатация в более благоприятных условиях на предшествующем этапе (отсутствие перегрева, меньшие механические нагрузки, глубокий разряд) приведет к увеличению ресурса работы никель-еодородной -аккумуляторной батареи.

Предлагаемый способ эксплуатации можно реализовать с помощью тензопреоб- разователей. Так как, давление водорода в никель-водородных аккумуляторах определяет их текущую емкость, то, измеряя его с помощью тензопреобразователей, можно использовать полученный параметр для управления зарядом.

Наиболее просто предлагаемый способ решается в системе электропитания с использованием счетчика ампер-чзссэ.

На чертеже представлена функциональная схема системы электропитания.

Система электропитания содержит солнечную батарею 1, подключенную к нагрузке 4 через сериесный преобразователь 2 и выходной фильтр 3, аккумуляторную батарею 5, подключенную через зарядный преобразователь 6 к солнечной батарее 1. а через разрядный преобразователь 7 - к выходному фильтру 3. В цепи заряда-разряда аккумуляторной батареи установлен рительный шунт Рш а параллельно ей подключен датчик минимального напряжения 8. Параллельно нагрузке подключен счетчик 9 ампер-часов, входами связанный с Яш и датчиком минимального напряжения 8, а

5 выходом - с зарядным преобразователем 6. В процессе эксплуатации питание нагрузки 4 осуществляется от солнечной батареи 1 через сериесный преобразователь 2. При этом избыточный ток солнечной батареи 1 используется для заряда аккумулятор0 ной батареи 5 через зарядный преобразователь 6. При недостатке или отсутствии мощности солнечной батареи 1 питание нагрузки 4 осуществляется также от аккумуляторной батареи 5 через разрядный

5 преобразователь 7. Датчик минимального напряжения 8 контролирует уровень напряжения аккумуляторной батареи. Счетчик ампер-часов интегрирует сигнал с Яш и отслеживает текущую емкость аккумулятор0 ной батареи 5. При достижении заданного уровня емкости аккумуляторной батареи 5 счетчик 9 ампер-часов выдает сигнал на запрет работы зарядного преобразователя 6. Счет1н1к 9 ампер-часов настраивается на

5 требующийся для обеспечения работ уровень емкости аккумуляторной батареи.

В процессе эксплуатации при снижении емкости аккумуляторной батареи 5 происходит срабатывание датчика минимального

0 напряжения 8. С выхода датчика 8 выдается сигнал на вход счетчика ампер-часов для корректировки его в положение, соответствующее нулевой емкости аккумуляторной батареи 5. Соответственно уровень после5 дующего заряда будет отсчитываться от нулевой точки отсчета, В процессе эксплуатации происходят последующие корректировки счетчика 9 ампер-часов 9 по приведенной логике.

0 Таким образом, производится стабилизация емкости аккумуляторной батареи 5 путем регулирования в процессе эксплуатации установки индикатора конца заряда. Предлагаемый способ позволяет повы5 сить ресурс работы никель-водородной аккумуляторной батареи, что делает его наиболее эффективным при использовании в системах электропитания дорогостоящих, автономных объектов, например ИСЗ.

Формула изобретения Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи, заключающийся в проведении заряд-разрядных цик-ов и регулировании уставки индикатора конца заряда, отличающийся тем,

что, с целью повышения ресурса работы батареи, уставку индикатора конца заряда устанавливают по уровню потребления нагрузки и регулируют в процессе эксплуатации при достижении аккумуляторной батареей на разряде предельного значения контролируемого параметра.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуэ ции никель-водородных аккумуляторных Оата- рей. Цель изобретения - повышение ресурса работы батареи. При эксплуатации никель-водородной аккумулятор :и батареи в режиме заряд-разрядных циклов контроль конца заряда батареи осуществляют с помощью индикатора конца заряда. Установку индикатора устанавливают по уровню потребления нагрузки. При достижении Ьз- тарей на разряде предельного значения контролируемого параметра регулируют ус- тэвку индикатора конца заряда. Изобретения позволяет эксплуатировать никель-водородные аккумуляторные батареи при благоприятных температурных условиях, меньших механических нагрузках и глубоких разрядах 1 ил Ё