Способ хранения в заряженном состоянии никель-водородной аккумуляторной батареи Советский патент 1992 года по МПК H01M10/42 H01M10/44 H01M12/08 

(Л

С

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам хранения никель- водородных (НВ) аккумуляторных батарей, эксплуатируемых в режиме длительного подзаряда, например батарей аварийного электропитания. Цель изобретения - упрощение способа хранения и повышение разрядной емкости аккумуляторной батареи. В процессе хранения Н В батареи в режиме стабилизации напряжения на ней контролируют состояние датчика давления батареи и при замкнутом его состоянии стабилизируют напряжение на батарее в диапазоне

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам хранения никель- водородных аккумуляторных батарей в заряженном состоянии, экплуатируемых в режиме подзаряда в течение длительного времени, например батарей аварийного электропитания.

Известно, что химические источники тока в процессе хранения в заряженном состоянии теряют свою емкость из-за существующих процессов саморазряда. Для никель-водородных (полугазовых) аккумуляторных батарей процесс саморазряда наиболее ярко выражен, например саморазряд аккумуляторов НВ-40 в течение 5 сут хранения составляет порядка 50% первоначальной ёмкости.

Известен способ хранения герметичной аккумуляторной батареи в заряженном состоянии путем заряда ее на полную емкость

и последующей подачи подзарядных импульсов тока, по которому подзаряды проводят раз в 2-3 сут током, ограниченным величиной ускоренного или номинального режима заряда при стабилизированном напряжении на батарее, составляющем 95- 97% от напряжения, ограничивающего первоначальный полный заряд, причем под- заряд прекращают при снижении тока на 50-80%.

Недостатком известного способа является его сложность и низкая надежность при эксплуатации аккумуляторной батареи в широком диапазоне температуры окружающей среды (возможен перезаряд вследствие существенной зависимости внутреннего сопротивления аккумуляторов от температуры).

Известен способ хранения герметичной никель-водородной аккумуляторной батаVJГО

ч

реи в заряженном состоянии в режиме контроля ее давления и температуры, по которому после отключения батареи от заряда ее переводят в режим подзаряда током, величину которого в долях номинальной емкости устанавливают в пределах 0,05-0,09 при температуре аккумуляторов 0°С, 0,01-0,02 при температуре 40°С с линейным изменением в диапазоне температур 0-40°С.

Недостатком известного способа является его низкая надежность при длительном ресурсе эксплуатации аккумуляторной батареи, обусловленная изменением в течение ресурса ее характеристик (внутреннего сопротивления).

Наиболее близким к изобретению явля-- ется способ хранения герметичной аккумуляторной батареи в заряженном состоянии в режиме стабилизации напряжения наг ней, по которому режим стабилизации напряжения осуществляют в пределах ЭДС заряженной батареи плюс n -U, где U - напряжение поляризации одного аккумулятора; n - число аккумуляторов в батарее.

Известный способ позволяет длительное время, поддерживать высокую степень заряженности аккумуляторной батареи. Однако определенная потеря емкости аккумуляторной батареи при хранении в заряженном состоянии по известному способу все же имеет место (в течение длительного хранения, особенно при изменении температуры окружающей среды в широком диапазоне).

Целью изобретения является его упрощение и повышение разрядной емкости аккумуляторной батареи.

Поставленная цель достигается тем, что контролируют состояние датчика давления и при замкнутом датчике давления стабилизируют напряжение на аккумуляторной батарее в диапазоне (1,28-1,36)- n В, а при разомкнутом-в диапазоне (1,39-1,47) -пВ.

Действительно, давление водорода в никель-водородной аккумуляторной батарее однозначно определяет степень ее заряженности, поэтому простым способом поддержания высокой разрядной емкости будет удержание степени заряженности на максимальном уровне - удержание давления в аккумуляторах на уровне замкнутого датчика давления. При этом, поддержание высокой точности уровня давления не требуется, так как при рабочем давлении в аккумуляторе 40-80 атм изменение давления в пределах одной атмосферы

составляет 1-2% емкости, что несущественно.

Простота и надежность предлагаемого способа, позволяющая повысить вместе с

тем разрядную емкость аккумуляторной батареи, находящейся в режиме хранения в заряженном состоянии, заключается в том, что реализуется режим балансирования на уровне полного заряда аккумуляторной

батареи, который указывает замкнутое состояние контактного датчика давления полного заряда.

С этой целью на заряженной батарее стабилизируют напряжение в диапазоне

(1,28-1,36) п В, если датчик давления замкнут, чуть меньше, чем ЭДС заряженной батареи, или (1,39-1,47) -п В, если датчик давления разомкнут , чуть больше, чем ЭДС заряженной батареи.

Указанные диапазоны стабилизируемого напряжения подобраны экспериментально в процессе отработки технологического изделия разработки предприятия.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа применительно к аккумуляторным батареям, используемым в качестве аварийного питания.

Устройство содержит преобразовательстабилизатор 1 напряжения, входом подключенный к сети переменного тока, а выходом- к параллельно включенным аккумуляторной батарее 2 и нагрузке 3.

Преобразователь-стабилизатор 1 содержит на входе понижающий трансформатор 4, подключенный через выпрямитель 5 и выходной фильтр 6 к сериесному стабилизатору 7 напряжения, выполненному на силовом транзисторе 8, управляемом

широтно-импульсным модулятором 9 с делителем 10выходного напряжения, водном из плеч которого установлен дополнительный резистор 12, зашунтированный контактами датчика .11 давления аккумуляторной

батареи 2.

Устройство работает следующим образом.

При наличии напряжения питающей сети напряжение через трансформатор 4, выпрямитель 5, фильтр 6, сериесный стабилизатор 7 поступает на аккумуляторную батарею 2 и нагрузку 3. Величина поданного напряжения определяется уставкой стабилизации сериесного стабйлизатора 7, устанавливаемой делителем 10,

При замкнутых контактах датчика 11 давления дополнительный резистор 12 за- шунтирован, и сериесный стабилизатор 8 напряжения стабилизирует напряжение на

выходе стабилизатора-преобразователя 1 на уровне (1,28-1,36) п В.

При размыкании контактов-датчика 11 давления дополнительный резистор 12 включается в цепь делителя 10 напряжения, и уровень стабилизируемого напряжения меняется на (1,39-1,47) -п В,

В таком режиме проводится хранение никель-водородной аккумуляторной батареи в заряженном состоянии, что обеспечивает повышение разрядной емкости аккумуляторной батареи и простоту реализации способа.

В случае пропадания напряжения питающей сети питание нагрузки осуществляется непосредственно от аккумуляторной батареи..

Формула изобретения Способ хранения в заряженном состоянии никель-водородной аккумуляторной ба- тареи, содержащей п аккумуляторов и контактный датчик давления полного заряда, в режиме стабилизации на ней напряжения, отличающийся тем. что, с целью

его упрощения и повышения разрядной емкости аккумуляторной батареи, контролируют состояние датчика давления и при замкнутом датчике давления стабилизируют напряжение в диапазоне(1,28-1,36) -пВ.апри

разомкнутом -в диапазона (1,39 -1,47) -пВ.