Способ формовки и заряда акку-МуляТОРНОй бАТАРЕи Советский патент 1981 года по МПК H01M10/44 

1

Изобретение относится к эксплуата1ции аккумуляторных батарей, в частности свинцовых.

Известен способ зарядки аккумуляторной батареи, например свинцоврй, путем пропускания .через нее постоянного тока повышенной плотности с .периодичес14ой подачей кратковременных разрядных импульсов тока, амплитуда которых определяется из условия выбора амплитуды напряжения разрядных импульсов на 5-10% большие величины ЭДС аккумуляторной батареи в момент подключения его к дополнительног.гу источнику .

. св. 628555 известен способ формовки и заряда аккумуляторной батареи постоянным сглаженным током повышенной плотности с периодической подачей кратковременных разрядных импульсов, близких по форме к синусоидальной, с начальной длительностью, равной полупериоду собственной частоты аккумуляторной батареи и регулируемой в процессе заряда в соответствии с изменением частотной характеристики батареи I2j,

Однако данный способ формовки и заряда не регулирует выбор амплитуды разрядных импульсов тока.

При реёшизации известных способов заряда аккумуляторов возникает переполгасовка аккумуляторной батареи, приводящая к снижению эффективности процесса заряда и срока службы батарей .

Цель изобретения - повышение эффективности процесса заряда и увеличение срока службы аккумуляторной

0 батареи.

Поставленная цель достигается тем, что величину амплитуды напряжения разрядных импульсов тока определяют как разность напряжения на клеммах заряжаемой аккумуляторной батареи и шнимaльнoгo допустимого напряжения форсированно разряженной аккумуляторной батареи под нагрузкой.

Кроме того, минимально допускаемое напряжение фиксированно разряженной аккумуляторной батареи устанавливают в диапазоне 0-0,5 В на элемент.

На фиг. 1 приведена структурная 5 схема, иллюстрирующая предлагаемый способ заряда; на фиг. 2 - диаграммы тока и напряжения в цепи разряжаемой аккумуляторной батареи.

Схема содержит зарядно-разрядное 0 устройство 1, систему 2 управления.

датчик 3 напряжения и аккурлуляторную батарею 4.

При формовке и заряде аккумулятор ной батареи сглаженным постоянным , током повышенной плотЕности для повышения восприимчивости батареи к зарядноглу току подают разрядные импульсы тока, параметры которых выбираютСя в зависимости от режима зарядаи типоразмера аккумуляторной батареи . Одним,из основных критериев сокращения времени заряда является необходимость подачи разрядных импульсов как можно меньшей длительности и как можно большей амплитуды.

Однако анализ аккумуляторной батареи, как активного двухполюсника, показывает на существование оптимальной длительности разрядных импульсов тока, равной длительности полупериода собственной частоты аккумуляторной батареи, изменяющейся в процессе заряда.

В выборе амплитуды разрядных импульсов тока отсутствуют четкие рекомендации, основанные на электрохимической природе аккумуляторной батареи. Подача кратковременных разрядных импульсов тока на аккумуляторную батарею представляет собой кратковременный форсированный разряд на ее нагруз-ку, в качестве которой выступает 3.рядно-разрядное устройство. При разряде аккумуляторной бат.ареи недопустима ее перепоЛюсовка или достижение нулевого напряжения. В практике эксплуатации аккумуляторных батарей при разряде их 5-10-часовым током допускается минимальное напряжение на клеммах разряжаемой батареи (под нагрузкой) порядка 1 Б на элемент. В различных рекомендациях и методиках испытания аккумуляторных батарей указывается цифра 0,5-0,6 В на элемент при разряде аккумуляторной батареи током одночасового разряда. Следовательно, чем форсированнее режим разряда аккумуляторной батареи, тем больше допустимо снижение iпадение) напряжения на клеммах аккумуляторной батареи, исключая достижение нулевого напряжения и переполюсовки батареи .

Зная частотную характеристику заряжаемой аккуг уляторной батареи определяют диапазон изменения длительности разрядных импульсов, эквивалентный времени форсированного разряда батареи и допустимое снижение напряжения на ее клеммах, находящеес в диапазоне 0-0,5 В. Указанное напряжение берется в качестве опорного пр реализации способа заряда.

При заряде аккумуляторной батареи током повышенной плотности напряжение на ее клёмглах определяется как сумма ер собственной ЭДС, возрастающей по .мере заряда, и падения напряхсения от протекающего тока. В момент подачи

разрядных импульсов тока напряжение на клеммах аккумуляторной батареи 4, контролируемое датчиком 3, сравнивается в системе 2 управления с опорным напряжением равным минимально допустимому напряжению разряда, находящемуся с диапазоне 0-0,5 В. Система 2 управления вырабатывает сигнал управления, соответствующий указанной разности напряжения, для зарядно-разрядного устройства 1, формирующего им- . пульс разрядного тока требуемой длительности и амплитуды (фиг. 2).

Например, для свинцоёо-кислотной аккумуляторной батареи напряжение на ее клеммах при заряде повышенным током изменяется в диапазоне 2,7-3,5 в на элемент, При этом ее удельное оми ческое сопротивление составляет 6-8-10 OMiM. Поскольку форма и длительность разрядного импульса за,цается в соответствии с изменен-ieM частотной характеристики аккумуляторной батареи, последняя представляет для разрядного импульса чисто омическое, а н-е комплексное эквивалентное сопротивление. Следовательно, амплитуда разрядного импулбса тока опреJ. Uuq-Upofb Mwvn

деляется формулой и рав (V,B

на 25-100 А на 1 Л-ч емкости аккумуляторной батареи, что составляет килоамперы при заряде аккумуляторов емкостью 40-100 А-ч и является достаточно большой величиной.

Таким образом, по мере заряда аккумуляторной батареи, например свинцово-кислотной, происходит снижение ее внутреннего активного сопротивления и повышение напряжения на клеммах. Эти факторы приводят к автоматическому повышению амплитуды разрядных импульсов тока без переполюсовки батареи, что благоприятно отражается на интенсификации процесса заряда аккумуляторов.

Формула изобретения

1.Способ формовки и заряда аккумуляторной батареи по авт. св. №628555, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса заряда и увеличения срока службы аккумуляторов, величину амплитуды напряжения разрядных импульсов тока определ зсют как разность напряжения на клемглах заряжаемой аккумуляторной батареи и минимального допустимого напряжения форсированно разряьженной аккумуляторной батареи под нагрузкой.

2..Способ по п. 1, отличающийся тем, что минимально допустиглое йапряжение форсированно разряженной аккумуляторной батареи устанавливают н диапг13оне 0-0,5 В на элемент.

Источники информации, принятые во внигчание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 497660, кл..Н 01 М 10/44, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР It 628555, кл. Н 01 М 10/48, 1977.

а)

и

S)