Способ зарядки аккумуляторной батареи Советский патент 1976 года по МПК H01M10/44 

1

Изобретение относится к электротехнической промышленности и касается вопроса зарядки EKKjMynHTopHbix батарей в ускоренном режиме.

Известен способ зарядки аккумуляторов, в котором при достижении напряжения аккумулятора величины напряжения гаэовыделения ток заряда преобразуется в пульсирующий, причем продолжительность одного импульса короче времени достижения напряжения газовьщелення {1.

Известен также способ зарядки аккумулятора неизменным напряжением, при котором ток заряда периодически прерывается и состояние заряда определяется падением напряжения во времени, для чего используется разряд конденсатора, подключенного параллельно цепи заряда и разряжающегося на сопротивление, соответствующее внутреннему сопротивлению батареи 2.

Кроме того, известен способ зарядки аккумуляторной батареи, при котором вначале зарядку производят сильным постоянным по величине током до момента достижения батареей заданного напряжения, а затем батарею заряжают неизменными по уровню импульсами тока 3. Однако все указанные выше известные способы не обеспечивают достаточно быстрого процесса зарядки.

По предложенному способу с целью (хжращення времени зарядки при достижении напряжения батареи в фазе импульсной зарядки величины указанного заданного напряженна осуществляют в каждом импульсе дозаряд в течение заданного времени, по истечении которого импульс заряда отключают, причем в паузах между импульсами заряда в течение ранее устаиовлешюго времени измеряют напряжение покоя батареи и сравнивают его с зталонным напряжением, а импульсный заряд прекращают при достижении в период установленного времени напряжения покоя батареи величины, не ниже зталонного напряжения. При зтом измерение напряжения покоя батареи начинают производить после прохождения четвертого импульса зарядного тока.

На фиг. 1 изображена блок-схема зарядки батареи на фиг. 2 аи 2 б - напряжение на зажимах батареи во времени к началу импульсной зарядки или к ее концу; на фиг. 3 - график изменения напряжения 1И батарее в периоды паузы зарядки; на фиг. 4 - кривая роста напряжений на зажимах батареи во времени.

Процесс заряда батареи состоит из двух фаз: фазы сильного тока и фазы импульсного тока

51.ш фазы chjibHoro iOica оалйрзя

V,p.iS-. v;.. йсстоянньш по уровню- ток, каприкер 100 Д, когсв нг будет досшгнзто налряксещш Saхзреи 3 С. -1адря;кеш1е на зажимах батарзи нрквтшаех здесь значез-шеУ. В этот момент, ijaiipjitaeps злек1р01-шым способом производят перзккючеш-ло щ фазу иьшульскога тока, Е этс фага гзрярлсу иродолжают Hiiffi3Cibeas.ni nccioasioro r;:a уровню токЭз uanpiiMep иьшульсамз в 100 А., До досгнжешгя ссстояшм полного зарадз налряжез-шб на 3a;;ai;-is:: батареи возрастает в процессе заряда свободно; в м&жзарядных пауза Е соответствш с фиг.З от xoHiaJ А до тоздсиВ. Со гласно фиг. 2а и 26 калрязке ше бахарзй нри игшульсном заряде растет и досвггабх snf44ejniHUi в точке D: во врзмя периода доэарядка tj, следзгющего после зарядного ш-шуиьса. нзт ря5кешш батареи paciei свободно. Времй дозаряда tj значительно сокращает общее врел-ш зарядки батареи. Оптимальи 10 величину и рзгулнровагпш времегш доэаряда подбирают, исходя нз его целесообразного значешш для каждого .конкретного гйпа батареи. Время дозардда ti зависнт, например, от внутреннего сопротнвлеьшя соответствуюгцего акк т- лятора. оказалось время от 0,5 до 3 сек. Если время дозаряда выбрано Б этом даапазоне значени1, то потери воды из элекгрошиа остаются в допустимых пределах, в то ж& время имеет место сокращение времени заряда на 30 % ио сразнеш ю с обычиыш способаЛШ. В начальный. момент икшульсной зарядю напрялсешаз на залсямах батареи падает в паузах зарядкы tj. При этом во. время периода измерешш tj Зло напр 15йение зшметно падает ниже значения.,из (точка А на фиг. 2а и 26). В реззшьтате повышеная Г лотнг1сш кислоты по мере зарядки растет так5ке напряжение покоя батареи в паузах зарядд п tj. Наст)иает такой момент, когдд напряji&ime покоя батарей не заходят за точку В (фиг.28)5 х,е, ш-1же отсчетного уровня УЗ- В этом случае ток заряда прерывают. :

После нажатия клавиши 1. начинается, зарядка батареи. Управлегше связаш1ым свьшодадущ батареи истощшком 2 производится через блок зправле№шЗ, Напряйсешда .на. зайшмах возрастает до достижения верхнего граничного значения на триггере Шв.штта 4, который включается и выдает положительньш потенциал на своем выходе, включак Ш,ем врем дозарядки, а напряжеште батареи в это вреьШ гфодолжает подшхматься. С ококчаниеь процесса дозаряддш вся заряд1са прерьшается. напряжею е падает.

При доспсжении напряжения батареи ш-икпего граничного значешя, фиксируемого триггером Шмитта 4, последний выдает на выходе NmHycoBou потенциал. Отрицательный фронт выходного импульса триггера Шмитта 4 управляет пepиoдo 4 пауз и измерения, причем период измерения составляет от периода пауз около 66%. Если во время

; змерешш on jpftas налряжешю, образоваьлое триггером Шмитта 5, оказьшается больше напряжешш батареи, то процесс зарядки после прохожде1В я паузы вновь возобновляется. В состоянии полного заряда батареи опорное напряжение с триггера Шмитта 5 во время периода измерения более ке пере оекается напряжением батареи. Благодаря этому после прохождения периода паузы зарядка батареи автоматически прекращается.

Чтобы обеспещ1ть надежную и полную зарядку батареи при помощи вентшш импульса измерения 6 первые четыре периода измерения запирают, считая после окончания фазы сильного тока, так как в это время напряжение батареи вследствие электротехнических процессов выравнивания принимает другой характер изменения во времени после от1слючения тока заряда, чем при дальнейщей и.тоyльcнoй зарядке.

Таким образом по предлагаемому шособу при

шдлежащем выборе времени дозаряда время зарядки батареи сокращается на 30 % по сравнению с существующикш способами.

Формула изобретения

1. Способ зарядки аккумуляторной батареи,

при котором вначале зарядку производят сильным постоянным по величине током до момента достижения батареей заданного напряжения, а затем батарею заряжают неизменными по уровню имп льсами тока, отличающийся тем, что, с

целью сокраще шя времени зарядки, при достиже1ши напряжения батареи в фазе импульсной зарядки величины чсазанного заданного напряжения ос1ществляют в каждом импульсе дозаряд в течеш{е заданного време1-ш, по истечении которого импульс заряда отключают, причем в паузах между импульсами заряда в течение ранее установленного времени измеряют напряжение покоя батареи и сравнивают его с.эталонным напряжением, а импульсный заряд прекращают при достижении в

период установле вюго времени напряжения покоя батареи величины не ниже эталонного напряжения.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что измерение напряжения покоя батареи начинают

роизводить после прохождения четвертого имульса зарядного тока.

Источники информации, принятые во внимание ри экспертизе:

1. Патент Японии N 32134 по кл.5701 от 1969г. 2. Патент США №3621359 по кл.320-43 от 1971 г.

3.Патент США № 3487284 к л. 320-20 от 1969 г.

.r

«

Фиг 2

и

Фиг. 3