Устройство для защиты аккумуляторапРи РАзРядЕ Советский патент 1981 года по МПК H01M10/42 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АККУМУЛЯТОРА ПРИ РАЗРЯДЕ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для индивидуальной защиты аккумуляторов от перепрлгосовки при разряде на испытательных стендах и зарядно-разрядных станциях. При формировке, тренировке, разбраковке, испытаниях и подготовке к работе аккумуляторы подвергаются раз ряду с помощью разрядных устройств, обеспечивающих стабилиз щию разрядного тока, при изменений напряжения разряжаемых аккумуляторов и выключении их из разрядной цепи, при снижении напряжения на каждом из аккумуляторов до определенного предела. Необходимость выключения аккумуляторов из разрядной .цепи при достижении определенного минимального напряжения объясняется тем, что дальнейший разряд аккумулятора ведет к его пе- реполюсбвке, что вызывает значительное увеличение газовыделения, которое влечет за собой разрушение злектродов, а для герметичных аккумуляторов - их разбухание, разгерметизацию и даже взрыв. Контроль величины минимального Пнапряжения осуществляется вручную с помощью вольтметра, и автоматическ с помощью индивидуальных датчиков минимального напряжения или систем обегающего контроля, а выключение аккумуляторов из разрядной цепи при достижении установленной величины минимального напряжения осуществляется вручную с помощью рубильников или автоматически с -помощью реле. Известны устройства для элшиты аккумулятора {, 21, 3, 4 и 5 Однако несмотря на большое количество подобного рода автоматических устройств, широкого практического применения эти устройства не наш- ли вследствие сложноати, высокой стоимости, низкой надежности. Поэтому задача создания простого и надежного устройства, обеспечива- квдего индивидуальную защиту аккумуляторов при разряде отпереполюсовки, весьма актуальна. Известно устройство, предохранякяцее аккумулятор от чрезмерного разряда. Устройство представляет собой электрохимический датчик, котордй состоит из слоя твердого электролита с расположенными на обеих сторонах электродами, выполненными из тонкой пленки. Датчик подсоединяется параллельно с аккумулятором и при чрезмерном разряде аккумулятора раз рядный ток шунтируется через датчик а цепь аккумулятора разрывается б Известное устройство обеспечивае защиту аккумулятора от чрезмерного разряда, но является дорогим, сложным в изготовленииИ вследствие это широкого применения не нашло. Известна, также устройство, состо ящее из диода, подключенного параллельно защищаемому аккумулятору, ка тодом - к положительному, а анодом к отрицательному выводам аккумуляторов , При разряде, пока напряжение на аккумуляторе выие нуля, разрядны ток протекает только через аккумулятор, так как диод заперт отрицательным по отношению к диоду напряжением разряжа {ого аккумулятора. После того, как нглряжение на аккумуляторе под действием разрядного тока изменит свой знак и достигнет величины налряженйя открывания диода, диод откроется, и разрядный ток постепенно увеличиваясь, по мере увеличения величины напряжения переполюсовки аккумулятора, потечет через диод в обход аккумулятору. При достижении на аккумуляторе величины напряжения переполюсовки, ра ной величине прямого падения на дио де при токе, равном установленному току разряда, весь разрядный ток потечет через диод в обход разряжаемому аккумулятору, дальнейшая переполюсовка аккумулятора прекратится. При использовании германиевых диодов в практических устройствах добиваются величины.напряжения переполюсовки не более 0,2-0,3 в. Таким образом, устройство обеспечивает защиту разряжаемого аккумулятора от глубокой переполюсовки и бесконтактный перевод разрядного то ка в обходную цепочку, т.е. совмещаются в одном устройстве функции контроля и защиты 7. Однако применение устройства ограничено, так как устройство принципиально не исключает переполгосов«ки и применимо только для аккумулят ров, допускающих переполюсовку на 0,2-0,3 В. Цель изобретения - иск:гаочение переполюсовки аккумулятора при разряде и предотвращение глубокого раз ряда. Цель достигается тем, что в у-стройство для защиты аккумулятора пр разряде, содержащее диод, включенный параллельно аккумулятору, снабэже,но дополнительным диодом, включенным последовательно аккумулятору и параллельно первому диоду. На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - график токов в элементах устройства. Устройство состоит из двух диодов, один из которых включен последовательно аккумулятору, а другой параллельно им. Устройство обеспечивает протекание разрядного тока только разряжаемый аккумулятор и диод V| до тех пор, пока напряжение на разряжаемом аккумуляторе не снизится до определенного вобранного значения, после чего величина разрядного тока через разряжаемый аккумулятор начнет уменьшаться, так как разрядный ток начнет разветвляться, увеличиваясь через диод V и при дальнейшем снижении напряжения на разряжаемом аккумуляторе до определенного выбранного значения весь разрядный ток будет протекать через диод Vj в обход аккумулятора, ток через аккумулятор прекратится, а напряжение на аккумуляторе будет оставаться на установившемся уровне на все время продолжения разряда. Принцип работы устройства основан на разности величины прямого падения напряжения диодов У и Ч, которое у диода V выбирается большим по величине, чем у диода Vj. Величина напряжения разряжаемого аккумулятора которой разрядный ток, протекающий через аккумулятор, начнет уменьшаться, перераспределяясь через диод t определяется по формуле 1. .1 п с(-. %Р где ид, р - падение напряжения на диоде V , при установленной величине тока разряда ; - начальное напряжение на диоде V2. , при котором . диод V начинает проводить ток в прямом направлении. Величина напряжения разрядного аккумулятора UQ, при котором разрядный ток полностью потечет через диод Vi в обход аккумулятора, определяется выражением o, ,и где Ул р падение напряжения на диоде V2, при установленной величине тока разряда; - начальное напряжение на диоде V , при котором диод V,j начинает проводить ток в .прямом направлении . Процесс перераспределения напряжения токов через аккумулятор и диод показан графически. Для серийно вьйускаемых отечественных диодов комбинация из кремниевого диода в качестве диода V и германиевого диода в качестве диода V, позволяет создавать устройства защиты, с минимальной шириной зоны перераспределения разрядного тока из цепи

аккумулятора в цепь обходного диода Vj , равной 0,4-0,5 В., с возможностью выбора величины напряжения на аккумуляторе, при которой начинается перераспределение разрядного .тока, от 1,0 до 0,5 В и величины напряжения на аккумуляторе, при которой заканчивается, перераспределение разрядного тока, от 0,5 до 0,0 В,

Формула изобретения

Устройство для защиты аккумулятора при разряде, содержащее диод, включенный параллельно аккумулятору, о т ли чающееся тем, что, с целью исключения переполюсойки аккумулятора при разряде, оно снабжено дополнительным диодом., включенным после довательйо аккумулятору: и параллельно первому диоду. .

Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе

. 3. Авторское свидетельство СССР № 119232, кл. Н 01. М 10/42, 1959,

I А

1разр. через даод

1разр, через аккучулятор

&В V.

О-

Тразряда Фиг.1

и

Чаг

Uo,