Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи Советский патент 1980 года по МПК G01R29/24 

Изобретение относится к области аккумуляторостроения, а более конкретно - к устройствс1М дистанционного контроля степени заряженности стартерных свинцовых аккумуляторов батарей типа 6СТЭН-140М, бМСТ-140, 12СТ-70, 12СТ-80 и эжет быть применено во всех случаях использования аккумуляторных батарей. Известно устройство для определения зарядного состояния аккумуляторной батареи путем интегрирования тока батареи, содержащее измерительный резистор, включенный в электрическую цепь батареи, интегрирующий каскад и индикаторный каскад с реверсивным счетчиком, а также переключатель, с помощью которого падение напряжения на измерительном резисторе поперемен но подается в противоположной полярности на вход интегрирующего каскада направление счета определяется поляр ностью падения напряжения на измерительном резисторе ll. Такое устройство имеет недостаточ ную точность измерения при температу рах ниже +1Б°С, что обусловлено снижением емкости аккумуляторной бата.реи при noHK:: eHV H температуры. Известно также устройство, содержащее измерительный резистор, интегрирую1яи х каскад и индикаторный каскад с реверсивным счетчиком, а также пороговое устройство; счетчик работает в одном направлении при превышен.1И первого порога током разрядки и во втором направлении при превышении второго порога зарядки 2. Это устройство также имеет недостаточную точность измерения емкости (степени заряженности) аккумуляторных батарей при низких температурах. Погрешность измерения особенно велика при температурах -20с - 40 С, когда емкость практически падает до нуля, хотя при этом батарея может быть полностью заряжена. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для контроля состояния заряда аккумуляторной батареи, содержащее счетчик амперчасов, подключенный к измерительному резистору, через который проходит ток батареи. Счетчик амперчасов содержит интегратор, к которому подключен реверсивный счетчик импульсов, а параллельно измерительЕ-:ому резистору подключен вход нелинейного блока., выход которого поддключен к счетчику последовательно с резистором 2. Недостатком устройства, не содержащего температурного корректора, является значительная погрешность измерения степени заряженности батареи нри низких температурах. Цель изобретения - повышение точности измерения при низких температурах. Поставленная цель достигается тем 4TJO в устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи, сбдержащее счетчик амперчасов, подключенный к шунту, включенному последбвательно с аккумуляторной батареей и :измерительный прибор, дополнительно введены датчик температуры электроли та и блок нелинейности, причем блок нелинейности подключен одним своим вНодом к выходу датчика температуры электролита, а другим входом к выхфду счетчика амперчасов, при этом выход блока нелинейности подключен к измерительному прибору. : Введение блока нелинейности (температурного корректора) с датчиком температуры незначительно усложняет устройства, но это позволяет значительно повысить точность измерений ,, На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит счетчик 1 амперчасов, блок 2 нелинейности, измеЕ ительный прибор 3 и датчик 4 температуры электролита. Устройство подключено к шунту 5, через который; про ходит ток батареи. Счетчик амперчасов включает в себя интегратор б, усилитель 7, релейный блок 8, блок 9 питания, выключатель 10 сети,светодиодй 11Д2, тумблер 13 ручной коррекции. Интегратор G интегрирующим конденсатором и уси11итель могут быть выполнены на опера ционных усилителях. Релейный блок выполнен так, что сигнал на его выхо де (загорание светодиода) появляется при уменьшении емкости батареи ниже определенного уровня (например, 50%) Блок нелинейности включает в- себя два переменных корректирующих резистора 14-, 15 и термистор 16, установленный в датчике температуры электро лита Датчик температуры представляет собс термистор (типа КМТ-1), нелинейно меняющий свое сопротивление в зависимости от температуры электролита нижЬ . Устройство работает следующим об разом. При включении тумблера 10 напряжение питающей сети подается на бло питания, при этом загорается светодиод 11 . С блока питания напряжение подается на интегратор/ релейный бл и усилитель. В токе время сигнал о заряде (разряде) батареи с шунта поается на вход интегратора. По мере ротекания зарядного (разрядного) тоа через шунт сигнал с последнего приводит к увеличению (уменьшению) напряжения на выходе интегратора, что свидетельствует об увеличении (уменьшении) емкости батареи. Сигнал с выхода интегратора поступает на вход усилителя. Далее сигнал с выхода усилителя поступает на вход блока нелинейности, выполняющего функцию температурного корректора. Характеристика блока нелинейности подбирается с помощью переменных резисторов 14, 15 и термистора 16 так,чтобы она соответствовала данному типу батареи и условиям эксплуатации, разрядным и зарядным параметрам батареи. Откорректированный сигнал с блока нелинейности поступает на стрелочный измерительный прибор, показывающий степень заряженности (емкость) батареи, и релейный блок. При снижения степени заряженности (емкости) батареи ниже установленной величины релейный блок срабатывает и загорается светодиод 12. Для ручной подгонки показаний интегратора (например, после длительного хранения батарей) предусмотрено приведение в соответствие показаний измерительного прибора с фактической степенью заряженности батареи с помощью тумблера 13. Устройство, выполненное на интегральных схемах, отличается универсальностью применения и малыми габаритами. Предлагаемое устройство может выполнять функцию самоконтроля, т.е. когда батарея израсходует часть номинальной емкости (например 50%), устройство выдает сигнал. Эффективность использования изобретения заключается в повышении точности измерения емкости аккумуляторных батарей в области температур Ниже + . Это позволит улучшить эксплуатационные характеристики изделий с аккумуляторными батареями. Формула изобретения Устройство для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи, содержащее счетчик амперчасов, подключенный к шунту, включенному последовательно с аккумуляторной батареей и измерительный прибор, о т.л и ч аю щ е е с я тем,что с целью повышения точности измерения при низких температурах, дополнительно введены датчик температуры электролита и блок нелинейности, причем блок нелинейности подключен одним своим входом к выходу датчика температуры электролита, а другим входом - к выходу счетчика амперчасов, при этом выход блока нелинейности подключен к измерительному прибору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 2333932, кл. G 01 R 31/00, 1976,

2.Патент Фрг.нции Nf 2209 j 07, кл. G 01 R 11/00, 1974,

3.Патент Великобритании № 147j683, л. G б R, 1977 (прототип).

.

-ht-f V

..

12 I

..J