Устройство для защиты от глубокого разряда элементов аккумуляторной батареи Советский патент 1992 года по МПК H02H7/18 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технологическим процессам эксплуатации аккумуляторных батарей, и может быть использовано для защиты отдельных аккумуляторов от глубокого разряда в процессе разряда аккумуляторной батареи.

Известно устройство для автоматического поэлементного контроля аккумуляторной батареи, содержащее блок сравнения блок усиления, распределитель, блок коммутации, задатчик опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, триггер с исполнительным реле, нагрузку и счетчик времени разряда.

Недостатками известного устройства являются его сложность и, как следствие, невысокая надежность, кроме того, это устройство не обеспечивает разряда всех аккумуляторов батереи до одинакового уровня.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для защиты многоэлементной электрической батареи, содержащее измерительные ячейки, каждая из которых включает дифференциальный усилитель, входы которого подключены к клеммам соответствующего аккумулятора, а выход - к компаратору напряжения с устанавливаемым порогом срабатывания, коммутирующие ячейки, состоящие из реле с группой из трех контактов и управляемые соответствующей измерительной ячейкой, и внешний источник постоянного тока. Пои уменьшении напряжения на отдельном аккумуляторе до порога срабатывания измерительной ячейки происходит выключение этого аккумулятора из цепи разряда.

xl

со ел ю о

со

Недостатком этого устройства является невысокая надежность из-за сложности устройства. Следует отметить, что каждой измерительной ячейке, содержащей дифференциальный усилитель и компаратор, требуется предварительная настройка порогов срабатывания.

Целью изобретения является повышение надежности за счет у прощения схемы.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее N герко- новых реле, количество которых равно количеству аккумуляторов батареи, нагрузку, внешний источник постоянного тока и диоды, снабжено управляемым ключом, один из выводов обмотки каждого реле подсоединен к отрицательной клемме соответствующего аккумулятора, а другой - к катодам встречно включенных диодов, анод одного из которых соединен с положительной клеммой соответствующего аккумулятора, а анод второго диода - с анодами (N-1) аналогично включенных диодов, которые через управляемый ключ соединены с положительным выводом внешнего источника постоянного тока.

Подсоединение реле одним из выводов к отрицательной клемме аккумулятора, а другим - к катодам встречно включенных диодов, анод одного из которых соединен с положительной клеммой аккумулятора, позволяет упростить схему, использовав обмотку реле в качестве сравнивающего и исполнительного элемента.

Включение встречно двух диодов позволяет подать на обмотку реле запускающий импульс требуемой полярности и при каждой коммутации управляемого ключа обеспечивает надежное включение реле и функционирование каждого элемента аккумуляторной батареи. Соединение анода второго диода с анодами (N-1) аналогично включенных диодов, которые через управляемый ключ соединены с положительным выводом внешнего источника постоянного тока, позволяет осуществить подачу запускающего импульса по одной шине.

На чертеже приведена схема устройства для защиты от глубокого разряда элементов аккумуляторной батареи.

Устройство содержит нагрузку 1, внешний источник постоянного тока 2, управляемый ключ 3 и N одинаковых ячеек 4-1, 4-2, .,.., 4-N, каждая из которых включает герко- новое реле 5 с группой 6 контактов, аккумулятор 7 и диоды 8 и 9. Отрицательная клемма аккумулятора 7 соединена с одним из выводов обмотки герконового реле 5, одним из неподвижных контактов этого реле

и с подвижным контактом реле следующей ячейки. Положительная клемма аккумулятора соединена с другим неподвижным контактом группы 6 и анодом диода 8, катод

которого подключен к катоду диода 9 и второму выводу обмотки герконового реле 5.

Подвижный контакт группы 6 соединен с отрицательной клеммой аккумулятора предыдущей ячейки, а в случае последней

ячейки - с выводом нагрузки 1.

Устройство работает следующим образом.

Исходное положение контактов всех реле и управляемого ключа 3 изображено на

схеме. В этом состоянии отрицательные клеммы всех аккумуляторов 7 и первые выводы обмоток всех герконовых реле 5 соединены и подключены к отрицательному выводу внешнего источника постоянного

тока 2. Напряжение на обмотке герконового реле 5 превышает значения

II I | макс , ,пр

иобм - изкк- идиода

где USKK макс - максимально возможное напряжение аккумулятора;

идиода пр. падение напряжения на открытом диоде 8.

Для нормальной работы устройства не- обходимо, чтобы напряжение срабатывания исраб. применяемых герконовых реле было больше величины иакк макс

35

Ucpa6. UaKK

а напряжение отпускания

| | МИН | |ПР

отп иакк - U г F

Диода

где иакк мин минимально допустимое на- пряжение на аккумуляторе.

Например, для никель-кадмиевых аккумуляторов

иаккмакс 1,35 В иаккмин 0,5-1,0 В

и необходимо реле с параметрами

Ucpa6 1,35 В Uoin 0,1-0,3 В

Напряжение срабатывания современ- ных герконовых реле примерно на порядок больше напряжения отпускания. Например, герконовое реле РЭС 55-04 характеризуется напряжением срабатывания 1,72 В, отпускания 0,2 В. Таким образом, в исходном состоянии напряжение на обмотке герконового реле 5 недостаточно для его срабатывания.

В рабочее состояние устройство приводят, кратковременно замыкая ключ 3. При

этом на обмотку герконового реле 5 через диод 9 каждой ячейки поступает напряжение внешнего источника постоянного тока 2, достаточное для срабатывания реле.

Контакты группы 6 переключаются и начинается разряд аккумуляторной батареи через нагрузку 1. При этом напряжение на обмотке герконового реле 5 превышает напряжение отпускания реле.

В процессе разряда напряжение на от дельных аккумуляторах падает при выполнении условия

Ua

-и

диода

пр.

реле сработает и контакты группы б возвратятся в исходное состояние, выключая раЈ- ряженный аккумулятор 7 из цепи разряда. После окончания разряда устройство переходит в исходное состояние.

Использование изобретения позволит повысить безопасность ведения работ при эксплуатации приборов, обеспечивающих безопасность условий труда.

Формула изобретения Устройство для защиты от глубокого разряда элементов аккумуляторной батареи с последовательно соединенными аккумуляторами, содержащее N герконовых реле, количество которых равно количеству аккумуляторов батареи, внешний источник постоянного тока, первый вывод которого

предназначен для соединения с минусовой клеммой первого аккумулятора батареи и первым выводом нагрузки, 2N диодов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет упрощения схемы, оно дополнительно снабжено управляемым ключом, один из выводов обмотки каждого герконового реле предназначен для подсоединения к отрицательной клемме 10 соответствующего аккумулятора, второй подключен к катодам - своих двух встречно включенных диодов, анод одного из которых предназначен для соединения с положительной клеммой соответствующего

15 аккумулятора, а анод другого диода соединен с анодами (N-1) аналогично включенных диодов, соединенными через управляемый ключ с положительным выводом внешнего источника постоянного тока, при этом вы20 вод первого неподвижного контакта каждого герконового реле предназначен для подключения к минусовой клемме своего аккумулятора, вывод второго неподвижного контакта этого же реле соединен с анодом

25 своего первого диода, а вывод подвижного контакта каждого герконового реле, кроме реле последнего аккумулятора батареи, соединен с выводом первого неподвижного контакта герконового реле следующего ак30 кумулятора, а вывод подвижного контакта герконового реле последнего аккумулятора предназначен для подключения к второму выводу нагрузки.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технологическим процессам эксплуатации аккумуляторных батареей может быть использовано для защиты отдельных аккумуляторов от глубокого разряда в процессе разряда аккумуляторной батареи. Целью изобретения является повышение надежности работы за счет упрощения схемы. Цель достигается тем, что устройство снабжено управляемым ключом 3. Первый вывод обмотки каждого реле 5 подсоединен к отрицательной клемме соответствующего аккумулятора 7. Вторая к катодам встречно включенных диодов 8 и 9. Анод диода 8 соединен с положительной клеммой соответствующего аккумулятора 7 Анод диода 9 с анодами (-1) аналогично включенных диодов, которые через управляемый ключ 3 соединены с положительным выводом внешнего источника постоянного тока 2 1 ил.