Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи Советский патент 1979 года по МПК H01M10/48 

иональных току батареи измеряемых еличин ,и при преобразовании этих изме яемых величин в счетные импульсы, а также при изменении температуры применяемых элементов схемы вследствие интегрирования всех этих погрешностей в течение длительного времени интегрирования дают неправильные показания, для устранения которых необходима дополнительная юстировка счетчика. Кроме того, при замене батареи показания счетчика должны быть приравнены и приведены в соответствие с состоянием новой батареи, следовательно, индикаторное устройство должko быть отрегулировано.

Изобретение ставит перед собой задачу разработать такое устройство, чтобы оно обеспечило повышение точности контроля путем автоматической регулировки и дополнительную юстировку счетчика.

Это достигается тем, что в устройство введены импульсный генератор, койпаратор, дополнительный блок, запрограммированный кривой зависи-. мости степени заряженности батареи от ее напряжения холостого хода и температуры, часовой механизм, соединенный с выключателем, сблокированным с выключателем в цепи батареи, и два переходных блока. Причем упомянутый дополнительный блок одним входом связан с клеммами для подключения батареи, другим -с термодатчиком, а выходом - с входом компаратора, другой вход которого подключен к цифроаналогового преобразователя, а выход компаратора подсоединен к импульсному генератору и к одному из входов одного переходного блока, другой вход которого связан с часовым механизмом, подключенным также к выходу другого переходного блока, два других входа которого связаны соответственно с выходом преобразователя напряжения в частоту и с генератором импульсов, при этом выходами оба переходных блока соединены с реверсивным счетчиком.

Изобретение исходит, при этом из того факта, что напряжение холостого хода вторичной батареи при заданной температуре после истечения минимального времени после последней зарядки или разрядки, достаточного для затухания связанных с изменением зарядного состояния диффузионных процессов, является мерилом соответствующего зарядного состояния батареи, поэтому при помощи управляемого в зависимости от температуры и от напряжения холостого хода вторичной батареи и запрограммированного в соответствии с типом батареи функционального блока может быть показано зарядное состояние батареи. Это пока&ание действительно только при указанных выше условиях, т.е. , в частности, после длительного отключения батареи, а не тогда, когда батарея постоянно или с относительно короткими интервалами заряжается или разряжается.

По истечении времени затухания диффузионных процессов в батарее согласно изобретению включается на короткое время регулирующий импульсный генератор, при этом показание счетчика откорректировано и накопленные ошибки в .показаниях исключены.

На чертеже представлена блок-схема устройства согласно.изобретению,

На чертеже показана стартерная аккумуляторная батарея 1, в электрической цепи 2 которой находится небольшое сопротивление 3, от него отводится измеряемое напряжение, подводимое к усилителю 4. Выходное напряжение усилителя действует на импульсный генератор 5 в виде преобразователя напряжения в частоту, который на свой выход подает частоту,пропорциональную значению напряжения на входе. Импульсный генератор 5 имеет исполнительный орган 6, которым в зависимости от коэффициента зарядки (КПД) батареи на выходную частоту может быть оказано воздействие в такой степени, что зарядный ток будет оказывать на выходную частоту в с6ответствии с коэффициентом зарядки меньшее влияние, чем разрядный ток.

Исходящая линия 7 импульсного генератора 5 расположена на входе переходного, блока 8, исходная.линия 9 которого соединена с цифровым счетчиком прямого и обратного хода 10, имеющим, например, четыре счетные декады. Счетчик 10 при зарядке считает обратно, а при разрядке - вперед, поэтому он подает цифровой выходной сигнал и запоминает результирующую отбора ампер-часов, исходя из заданного полного зарядного состояния. Для управления счетным направлением счетчика в зависим.ости от режима зарядки или разрядки к входу 11 прямым и обратным ходом подключен компаратор полярности 12, определяющий знак выходного напряжения измерительного усилителя 4. Между компаратором 12 и счетчиком 10 расположен переходной блок 8/А. На выходе счетчика 10 находится цифровой аналоговый преобразователь 13, подающий аналоговое напряжение, соответствующее цифровому содержанию счетчика. Это напряжение при полной зарядке батареи 1 имеет значение и по вышается с увеличением разрядки.

К измерительному усилителю 4 подключен вычислительный блок 14, который по входу 15 управляется сигналом усилителя 4 в соответствии с данным разрядным током, а по входу 16 - сигналом температурного зонда 17 в соответствии с рабочей температурой батареи 1, вследствие чего с его выход 18 снимается аналоговое напряжение, которое при данном разрядном токе и при действующей температуре показывает количество отбираемых ампер-часов .

На выходе 18 блока 14 расположен разностный индикаторный прибор 19, с которым соединен также выход цифрового аналогового преобразователя 1 и который аналогично бензиномеру показывает могуЩее еще быть отобранным от батареи количество ампер-часов. Кроме того, на выходе 18 блока 14 может находиться вычислительный блок 20, отрабатывающий функциональную зависимость минимальной потребности в ампер-часах и те/шературн и управляемый по входу 21 температурньЛм зондом 17. Аналоговый сигнал на выходе блока 20 действует на вход 22 сравнивающего ампер-часы блока 23, другой вход которого связан с цифровым аналоговым преобразователем 13. На выходе блока 23 находится релаксационная схема 24, которая срабатывает, когда сигналы сравнения одинаковы по величине или их разность меньше нуля. Ее выходной сигнал подается на индикатор 25, передающий оптический или акустический сигнал, когда батарея сможет еще покрыть только минимальную потребность в ампер-часах. Таким образом при применении устройства на автомашинах водитель своевременно предупреждается об истощени стартовой способности батареи.

Чтобы при длительной работе в результате интегрирования небольших ошибок в элементах схемы постепенно не образовался значительный дефект в показаниях счетчика 10, в устройстве предусмотрен регулирующий импульсный генератор 26, который посредством переходного блока 8 может быть подключен к счетчику 10 вместо импульсного генератора 5. Сигнал от генератора 26 к счетчику проходит либо непосредственно, либо при учаЬтии компаратора 27, который сравнивает передаваемые преобразователем 1 в аналоговом сигнале показания счетчика 1.0 с выходным сигналом функционального блока 28. Функциональный блок управляется по линии 29 от напряжения холостого хода батареи 1 и по линии 30 от температурного зонда 1 и в соответствии с типом батареи программирован так, что в зависимости от ее измеряемых параметров передает сигнал,показывающий зарядное состояние батареи.Если оба входных сигнала компаратора 27 имеют различные величины,то подача сигнала происходит со стороны импульсного генератора 26 через переходный блок 8 к счетчику 10, причем этот счетчйк дополнительно управляется компаратором 27 через

переходный блок 8/А в соответствии со знаком результатов сравнения, т.е. согласно величине и направлению отклонения показания счетчика от величин, передаваемых функциональным блоком 28, в счетчик 10 подаются регулирующие импульсы.

Переключение переходных блоков 8 и 8/А происходит преимущественно при помощи выключателя с часовым механизмом 31, установленного на несколько часов, например на восемь ч времени переключения. Благодаря этому переключение на юстировку счетчика осуществляется только после затухания процессов диффузии в батарее после ее последней зарядки или разрядки. Выключатель с ,,часовым механизмом 31 начинает действовать при открывании выключателя 32, соединенного с рабочим выключателем в. цепи тока батареи, и выполняет свои переключающие функции, как указывалось выше, через несколько часов, если он уже до этого не будет включен посредством преждевременного замыкания выключателя 32, Как только цепь тока батареи вновь будет замкнута, в течение короткого времени происходит дополнительная юстировка счетчика 10 при помощи переключенных переходных блоков 8 и 8/А, после окончания которой часовой механизм 31 вновь возвращается в исходное положение любым способом, в результате чего происходит возврат в исходное положение переходных блоков, а также отключение регулирующего импульсного генератора 26, этим осуществляется переход индикаторного устройства к нормальному режиму работы.

Формула изобретения

40

Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи, содержащее датчик тока в цепи батареи, подключенный через усилитель к преобразователю напряжения в частоту, реверсивный счетчик ампер-часов, блок сравнения, один вход которого подключен через цифроаналоговый преобразователь к выходу реверсивного счетчика, термодатчик, размещенный в батарее, и два вычислительных блока, один из которых запрограммирован серией графиков, выражающих зависимость ампер-часовой отдачи батареи в функции от тока разряда и Температурой, а другой - зависимость QWHH.-pae- C л причем один вычислительный блок подключен по одному входу к усилителю,по другому входу - к термодатчику батареи, а по выходу через другой вычислительный блок, соединенный с термодатчиком, к другому входу блока сравнения, от л ичающееся тем, что,,с целью повышения точности контроля путем