Устройство для зарядки аккумуляторной батареи Советский патент 1980 года по МПК H02J7/02 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано на заводах отрасли при производстве и испытаниях герметичных аккумуляторов на емкость. Известны устройства контроля за процессом заряда аккумуляторов по величине напряжения на аккумуляторе 3 конце заряда. Контроль по количеству принятого электричества аккумулятором,контроль по газовьзделению, контроль по плотности электролита, контроль по внутреннему сопротивлению аккумулятора, контроль по давлению газа в конце заряда, используя датчик давления, сопротивление которого уменьшается по мере заряда, широко используются в промышленности 1| . Известно также зарядно-разрядное устройство, применяемое при производ стве и испытаниях аккумуляторных батарей, в которых в качестве критерия окончания заряда служит напряжение, содержащее регулируемый преобразователь напряжения, выполненный на базе магнитного усилителя, контрольно-обегаюдую систему, устройство сравнения, поэлементно-отключающее устройство 2. Устройство позволяет вести контроль за степенью заряда аккумуляторов по напряжению. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности вести контроль давления газа при заряде герметичных аккумуляторов, содержащих в качестве датчиков давления газа сильфон-датчики. У герметичных аккумуляторов один из выводов контакта сильфон датчика конструктивно соединен с одним из электродов аккумулятора внутри акку 1улятора, а другой вывод контакта сильфон-датчика выведен наружу. Контакт сильфона-датчика замыкается при повышении давления газа внутри аккумулятора и размыкается при уменьшении давления газа. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. В устройство вводятся дополнительные элементы, которые позволяют вести контроль за степенью заряда аккумуляторов в батарее не только по напряжению, но и по давлению газа.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда, содержащее регулируемый преобразователь напряжения, соединенный последовательно-встречно с батареей последовательно соединенных через переключающие контакты поэлементно-отключаквдего узла аккумуляторов, блок контроля по напряжению, соединенный .своим входом с положительными и отрицательными выводами аккумуляторов,

а выходом - с узлом поэлементного отключения и блоком сигнализации, введены сильфоны-датчики с контактом, встроенные в аккумуляторы,электромагнитные реле и развязываюш.ие диоды, по числу аккумуляторов, источник питания, соединенный отрицатель-:ным выводом с положительным выводом батареи аккумуляторов, а положительным выводом источник питания соединен с точкой соединения одних выводов электромагнитных реле, другие же :выводы реле через свои размыкающие :контакты, параллельно которым подклю1чены токоограничиваюадие резисторы, ;соединены с анодами развязывающих диодов, катоды которых соединены с :выводами контактов, введенных в каждый аккумулятор сильфонов-датчиков а замыкающие контакты реле введены ;В узел поэлементного отключения и блок сигнализации, причем другие выводы контактов каждого сильфондатчика соединены с электродом соответствующего аккумулятора внутри него.

На чертеже представлена схема устройств.а для заряда .аккумуляторной батареи.

Устройство содержит регулируемый преобразователь 1 напряжения, герметичные аккумуляторы 2, объединенные в батарею, с контактами 3 сильфоновдатчиков, блок 4 контроля по напряжению, узел 5 поэлементного отключения с переключагацими контактами 6, блок 7 сигнализации, развязывакяцие диоды 8, токоограничивающие резисторы 9, электромагнитные реле 10 с размыкающими контактами 11 и sajvMKaющими контактами 12 и 13, источник 14 питания.

В режиме заряда батарея аккуг-туляторов 2 подключается последовательновстречно к регулируемому преобразователю 1 напряжения, и ток заряда протекает по цепи: от положительного вывода преобразователя 1 напряжения через а1скумуляторы 2 и размыкающие положения переключающих контактов 6 узла поэлементного отключения 5 к отрицательному выводу преобразователя 1.

Контроль за степенью заряда аккумуляторов 2 может вестись как по напряжению с помощью блока 4 контроля по напряжению, так и по давлению таза внутри аккумуляторов.

В начале заряда контакты 3 сильфонов-датчиков разомкнуты. По мере заряда аккумуляторов в разные моменты времени контакты сильфонов-датчиков замыкаются, так как растет давление газа в аккут-1уляторах 2, При этом замыкается цепь питания соответствующего реле 10f ток срабатыва.ния которого протекает от положител ного вывода источника 14 питания через обмотку реле 10, размыкаюдий контакт 11 этого же реле, развязывающий диод 8, замкнутый контакт 3 сильфона-датчика, цепь последовательно соединенных аккумуляторов 2, переключаквдие контакты б к отрицательному выводу источника 14 питания.

После срабатывания реле 10 его контакты.11 размыкаются, к ток питания реле 10 будет протекать через токоограничивающий резистор 9, который включен параллельно размыкающему контакту 11.

Замыкающим контактом 12 реле 10 сигнал узлу 5 поэлементного отключения, который .СБОИМ переключающим контактом 6 отключает соответствующий аккумулятор 2 из цепи заряда, причем замыксшлцее положение переключающего контакта 6 шунтирует аккумулятор, а размыкающее положение исключает саморазряд отключенного аккумулятора.

Замыкающим контактом 13 реле 10 дает сигнал в блок 7 сигнализации об отключении аккумулятора 2 из зарядной цепи.

Например, при замыкании контакта 3j сильфона-датчика аккум лятора 2, замыкается цепь питания реле 10/j. До срабатывания реле 102 протекает от положительного вывода источника 14 питания через: обмотку реле Ю, размыкающий контакт 11-2 развязывающий диод 8, контакт 3 сильфона-датчика, размыкающее или замыкающее положение переключающего контакта 6 , в зависимости от срабатывания контакта 3 сильфона-датчика аккумулятора 2 и к отрицательному выводу источника 14 питания.

После срабатывания реле 10 его размыкающий контакт 11 шунтируется токоограничивающим резистором 9.

Замыкающим контактом 12 реле 10 дает сигнал узлу 5 поэлементного отключения, который своим переключающим контактом 6j отключает аккумулятор 2 j из цепи заряда, одновременно шунтируя его и исключая его саморазряд.

Замыкающим контактом 13,, реле Ю дает сигнал в блок 7 сигнализации об отключении аккумулятора 2 из цепи заряда.

Из работы схемы видно, что напряжение питания реЛе 10 представляет сумму напряжения источника 14 питания и напряжения последовательно

соединенных аккумуляторов 2, причем второе слагаемое переменно для каждого из реле 10,... 10,.

Последовательности в заг-ыкании контактов 3 ....3 о сильфонов-датчиков в процессе заряда нет, она может быть самая произвольная.

Для удобства анализа напряжения питания реле 10 ,...ЛОр рассмотрим два крайних случая, возможность которых маловероятна.

Если срабатывание контактов

Зп сильфонов-датчиков про , ..

исходит в возрастанхцей последовательности от 3, 3, 3,...до 3f,f то напряжение питания всех реле 10, , . . , , Юр, одно и то же и равно напряжению источника 14 питания, так как отключенные аккумуляторы шунтируются .

Если же последовательность срабтывания контактов 3 сильфонов-датчиков происходит в обратной последовательности, то напряжение питания реле Юг,, Юг.;, ...10 уменьшается на величину напряжения одного аккумулятора.

В этом случае напряжение питания реле 10 максимальное и равно сумме напряжения источника 14 питания и напряжения последовательно соединенных 2р,., аккумуляторов.

Поэтому при выборе токоогра.ничивающих резисторов 9 , . . . . ,9п необходимо использовать гистерезисные свойства электромагнитных реле 10, у которых токи срабатывания превосходят токи удержания. Например, у маломощных электромагнитных реле ток срабатывания обычно десятки миллиампер, а ток удержания - единицы миллиампер.

Из работы схемы видно, что токи удержания реле 10 вносят погрешност в цепь заряда аккумуляторов 2, но она ничтожно мала в сравнении с десятками ампер зарядного тока,

В данном случае разрешается компромисс в решении изобретательной задачи.

По мере спада давления газа внутри отключенных аккумуляторов 2 контакты 3 сильфонов-датчиков размыкаются, электромагнитные реле 10 обесточиваются, контакты 11 замыкаются, а контакты 12,13 размыкаются.

Блок 7 сигнализации фиксирует размыкания контактов 3 сильфоновдатчиков.

По времени нахождения контактов 3 сильфонов-датчиков аккум;/ляторов 2 в замкнутом состоянии судят об электрохимических процессах,происходящих внутри аккумуляторов, и их технологических отклонениях.

Устройство становится универсальным, так как позволяет вести поэлементный контроль за степенью заряда аккумуляторов в батарее не только по величине напряжения, но и по давлению газа внутри аккумуляторов.

Формула изобретения

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи, содержащее регулирует ый преобразователь напряжения, соединенный последовательно-встречно с батареей последовательно соединенных через переключающие контакты

поэлементно-отключающего узла аккумуляторов, блок контроля по напряжению, соединенный своим входом с положительными и отрицательными выводами аккумуляторов, а выходом - с узлом

поэлементного отключения и блоком

сигнализации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей г в него введены сильфоны-датчики с контактом,

встроенные в аккумуляторы, электромагнитные реле и развязывающие диоды, по числу аккумуляторов и источник питания,.причем один из выводов контакта каждого сильфона-датчика соединен с электродом аккумулятора внутри него, отрицательный вывод источника питания связан с положительным выводом батареи аккумуляторов, а его положительный вывод соединен с точкой соединения одних выводов электромагнитных реле, другие же выводы реле через свои размыкающие контакты,, параллельно которым подключены токоограничивающие резисторы, соединены с анодами развязывающих диодов,

катоды которых соединены с вторыми выводами контактов сильфонов-датчиков, а замыкающие контакты реле введены в узел поэлементного отключения и блока сигнализации.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Вайлов A.M. и др. Автоматизация контроля и обслуживание аккумуляторных батарей, М., Связь, 1975,

с. 25-77.

2.Авторское свидетельство СССР № 520667, кл. Н 02 J 7/12, 1975.