Способ определения емкости химического источника тока Советский патент 1980 года по МПК H01M10/48 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕМКОСТИ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к способу определения текущего значения энерго ресурса химического источника тока (Х.ИТ) , используемого в автономных электрических системах подвижных объектов. Известен способ определения емкости Хит путем подключения источник к нагрузке и измерения разностилО, между величиной напряжения на источнике в установленный момент времени t., после подключения и величиной опорного напряжения, при этом о состоянии ХИТ судят по измеренной величине iUt 1 . Однако известный способ определения емкости ХИТ обладает низкой точностью. Известен также способ определения емкости ХИТ, в котором емкость ХИТ определяют путем измерения напряжения Uo на нем в момент подключения контрольного сопротивления и опреде ления емкости Q по формуле: / о - N ). где Кр и ck - коэффициенты корелляционной зависимости между Q и напряжением ХИТ, U - конечное напряжение разряда, Е - ЭДС ХИТ 2. Кроме того, известен способ определения емкости Хит без разряда по величине его напряжения ( UQ ) при включении контрольного сопротивления 3 . Недостатком известных способов является тот факт, что величина напряжения DO при измерении может быть случайной величиной по следующим причинам. Известно, что ХИТ обладает внутренним сопротивлением актиано-индуктивного характера в -области достаточно высоких частот, характерных для процессов коммутации, поэтому при подключении контрольного сопротивления R ток I в цепи возрастает до установившегося значения 1а по экспоненте с постоянной времени т цепи: ICt) ™()I(, Г-) где Е - ЭДС ХИТ, R - активное сопротивление ХИТ, I- индуктивность хит, Ь - индуктивность подводящих проводов. На основаНИИ (1) напряжение U на источнике в переходном процессе, вызванном по ключением сопротивления, определяет следующим образом; R(H-e/f)-tI Так как до подключения сопротивлен напряжение на источнике равно его ЭДС Е, то с учетом (2) следует, чт в момент подключения сопротивления напряжение на источнике уменьшается скачком на величину Л U , равную ) где Uo начальное значение напряже ния на ХИТ согласно (2).Величина ск ка ли определяется соотношением индуктивности источника и проводов. Уравнение (2) показывает, что напряжение и (t) в любой момент пере ходного процесса определяется не то ко параметрами источника, но и пара метрами внешней цепи при этом величина Ln зависит в основном от конфигурации проводной сети, котора в процессе эксплуатации и измерения может изменяться. Кроме того, на на пряжение и в переходном процессе су щественно влияет изменение сопротивления ког 1мутирующего элемента, о ределяемое свойствами и законсм управления транзисторного ключа или процессами дребезга и дугообразования для контактора. Таким образом, напряжение Uo на источнике в моме под5слючения сопротивления является случайной величиной, зависящей от многих случайных факторов. Вслед-. ствие отмеченного существенно-снижается точность определения емкости ХИТ. Целью изобретения является повышение точности определения емкости IHT , Поставленная цель достигается тем что в способе определения емкости ХИТ путем выполнения операций измерения напряжения UQ на нем при раз ряде на контрольное сопротивлениенагрузку и определение емкости по величине этого напряжения операцию измерения напряжения производят в м мент окончания переходного процесса обусловленного процессом подключени источника к цепи измерения и индуктивностью электрической цепи. При этом момент t, окончания переходного процесса определяют в зависимости от длительности Т процесса подключения комт утирующим элементом источника к. нагрузке и постоянной времени цепи пО следующему выражению: Т-3., . где 1,, индуктивность цепи; Rj - сопротивление.цепи. На чертеже приведены типовые зависимости (осциллограммы) изменения тока K-t) в цепи {крд1вая 1) и изменения напряжения UCf) на источнике тока (кривая 2) в переходном процессе, поясняю1ше предложенный способ , До подключения контрольного сопротивлений о напряжение на зажимах МТ равняется величине его ЭДС. В момент -t О производится подключение сопротивления посредством коммутирующего элемента, например, контактором, В момент t О величина U является неопределенной, так как в этот момент она принимает любое значение в пределах величины скачка Л и согласно (3). В течение интервала времени Т зависит от многих факторов, например, типа ключа, материалов и конструкции контактов и параметров цепи. В момент времени ё Т происходит полное замыкание цепи и после этого за время 3t- ток нарастает согласно (1) до величины 1о , В момент to заканчивается переходной процесс в цепи, обусловленный индуктивностью цепи, и, начиная с этого момента, устанавливается режям, ток и напряжение которого определяется величиной Е, полным внутренним сопротивлением ЧИТ в области более низких частот и сопротивлением RK Вуказанной области более низких частот заложена информация о фактической емкости и) хИТ. Для измерения напряжения Ug на источнике к его зажимам подключается измерительный прибор, например, электронный осциллограф. Для более точного из- . мерения напряжения Uo используется калиброванное напряжение осциллографа, подаваемое в противофазе к измеряемому, при этом целесообразно установить его величину, равную величине ЭДС {НТ. Затем по известной формуле определяют емкость Q ХИТ. Величина сопротивления R предназначенного для контрольного разряда ХИТ, выбирается из условия, .пренебрежимо малого расхода емкости f например, меньше 1% от номинальной, при этом величина определяется следующим образом: t V Eгде tg tg + t , t - время, необходимое для измерения. Использование предлагаемого способа определения емкости ХИТ различных типов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующее преимущество: высокую точность определения фактической емкости Хит, что позволяет более объективно оценить величину имеющегося на данный момент энергоресурса автономной системы электроснабжения, содержащую ХИТ в качестве источника энергии. Реализация данного способа с использованием типовой аппаратуры позволяет в кратчайший срок произвести прс 1ышленное использование.

Формула изобретения

Способ определения емкости химического источника тока путем измерения напряжения UQ на нем при подключении его на контрольную нагрузку и последуюшего определения емкости по измеренному параметру, от л ичающийся тем, что, с целью повышения точности определения, измерение величины напряжения UQ на источнике тока осуществляют в момент окончания переходного процесса, обусловленного процессом подключения источника коммутирующим элементом к

нагрузке и параметрами электрической цели, причем момент to окончания переходного процесса определяют в зависимости от длительности Т процесса подключения источника к контрольной нагрузке и постоянной време

л/ -г

ПО формуле;

10

R где -Ь индуктивность цепи, R.J сопротивление цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Патент Англии № 1184064, кл. Q 1 и , 1970 (прототип).