УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЕМКОСТИ АККУМУЛЯТОРНОЙ Советский патент 1973 года по МПК H01M10/48 

1

Изобретение относится к области контроля емкости аккумуляторных батарей в процессе их хранения и эксплуатации как в режиме заряда, так и в режиме разряда.

В основу изобретения положен способ контроля емкости аккумуляторной батареи, основанный на принципе интегрирования токов заряда или разряда.

Известно устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи, содержащее нагрузку, питаемую от батареи, датчик тока саморазряда этой батареи и реверсивный счетчик.

Однако указанное устройство сложню и не обеспечивает достаточной точности, так как содержит преобразователь тока в частоту и узел коррекции для учета собственной частоты нреобразователя.

Предлагаемое устройство с целью устранения указанных недостатков снабжено переключающим дросселем, на вход которого включен датчик тока саморазряда, цепь нагрузки и генератор тока треугольной формы, а две его выходные обмотки соединены последовательно-согласно и подключены к системе управления реверсивным счетчиком, счетный вход которого связан с генератором образцовой частоты.

Па фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 а.

б, в - диаграммы, поясняющие принцип действия устройства.

Устройство состоит из генератора тока треугольной формы /, аккумуляторной батареи 2, нелинейного датчика тока 3, формирующего сигнал, пропорциональный величине тока саморазряда аккумулятора в функции от температуры, нагрузки аккумуляторной батареи 4, переключающегося дросселя 5, вынолненного на материале с прямоугольной петлей гистерезиса и имеющего обмотку нодмагничивания WTS, измерительные обмотки W, Wz и выходные обмотки Ws, и WTI, , генератора образцовой частоты 6, реверсивного счетчика 7 и

устройства реверса 8.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

С выхода генератора / ток треугольной формы поступает на обмотку подмагничивания

W,,. При отсутствии измеряемых токов т. е. когда нагрузка отключена и нет саморазряда батареи (ti b 0), происходит перемагничивание сердечника в моменты времени ti, tz, ts (фиг. 2 а, кривая А).

Зона от -iWc до +iWe обусловлена шириной петли гистерезиса. При перемагничивании сердечника в моменты времени ti, t, ta на -выходных обмотках IFn, и WB, появляются импульсы 1/ь Vz, Vs (фиг. 26). Обозначим через Г интервал времени между импульсами Ki и Vz, а через TZ - между импульсами Vz и Vs. Для рассматриваемого случая {fi ) 71 Га. В момент времени ti устройство реверса 8 включит счетчик 7 на суммирование, и он сосчитает за время Ti чистло имлульсов NI - , где Го - период генератора образцовой частоты. В момент времени tz устройство реверса включит счетчик на вычитание, и он сосчитает за время TZ чиело импульсов NZ - . То Поскольку Ti Tz, то , и счетчик обнуляется. По следующему импульсу Уд счетчик устанавливается на суммирование, и работа устройства повторяется в следующий период тока треугольной формы. Во все последующие периоды работа устройства происходит аналогично. При наличии хотя бы одного из намеряемых токов намагничивающая сила, обусловленная алгебраической суммой измеряемых токов и тока подмагничивания треугольной формы, смещается на величину IW-i.W. + .,. Предположим для упрощения дальнейщих математических выкладок, что измеряемый ток и ток саморазряда создали суммарные ампервитки, равные (tW)c, как показано на фиг. 2 а, кривая В. Теперь перемагничивание сердечника происходит в моменты времени ti, tz, tz и интервалы времени Т и TZ не равны между собой (фиг. 2 в, где они обозначены соответственно Tl и Tz). Импульс Fl появится раньще импульса Vi на промежуток времени А равный /,W + ГО-1+/.,)Гр /г - амплитуда тока треугольной формы;Гг - период колебания генератора тока треугольной формы; tga - крутизна фронтов тока генератора тока треугольной формы. Импульс Vz появится позже импульса Vz на тот же промежутсж времени, т. е. разиость интервалов: + /j)Tr АГ Ti - Г2 : 4А С приходом импульса Vl устройство реверса 8 устанавливает реверсивный счетчик 7 на суммирование. Им пульсы с выхода генератора образцовой частоты 6 поступают в реверсивный счетчик 7. За время Т в счетчике 7 запишется число jVi -- . С приходом импульса Vz устройство реверса 8 переключает реверсивный счетчик 7 на вычитание. За время Тг в счетчик поступит на вычитание число импульсов N2 -- . Имиульс Vz снимет с реверсивного счетчика 7 команду «вычитание, и в счетчике зафиксируется остаток A7V,,lL ZL riyO-, + /.) ГоГоToWn/r -/С(ч + д, где Д коэффициент преобразоваТаким образом, количество импульсов, записанное в счетчике 7 за один период генератора 6, пропорционально сумме токов в измерительных обмотках, а при работе в течение любого времени t и зависимости измеряемых токов от времени пропорционально интегралуАЛ(О ll(f)df , (i) Н- 1,1 dt. оо Поскольку в общем случае расходуемая батареей емкость пропорциональна также интегралу от тока, то количество импульсов в счетчике АЛ (/) будет пропорционально расходу емкости батареи AQ за время t. Если сначала в счетчике 7 записать число импульсов, пропорциональное номинальной емкости батареи 2, то через время t работы аккумуляторной батареи в счетчике 7 будет число импульсов, пропорциональное оставщейся емкости батареи: ЛА«о„ A/V (0; Сдейств QHOM - AQ (ОВ случае необходимости предлагаемое устройство может контролировать заряд батареи. Обычно команда на переключение батареи в режим заряда подается от внешнего программного устройства. Но устройство может выполнять и функции самоконтроля, т. е. в случае, когда батарея израсходует номинальную емкость настолько, что эксплуатация ее без подзаряда недопустима, устройство выдает сигнал на отключение батареи от нагрузки и подключение ее к зарядному устройству. Предмет изобретения Устройство для контроля емкости аккумуляторной батареи, содержащее нагрузку, питаемую от батареи, датчик тока саморазряда этой батареи и реверсивный счетчик, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, оно снабжено переключающим дросселем, на вход которого включен датчик тока саморазряда, цепь нагрузки и генератор тока треугольной формы, а две его выходные обмотки соединены последоваельно-согласно и подключены к системе управления реверсивным счетчиком, счетный ход которого связан с генератором образцовой частоты.