Устройство для поэлементного доразряда аккумуляторных батарей Советский патент 1982 года по МПК H01M10/42 

1

Изобретение относится к электротехнике, позволяет разряжать аккумуляторные батареи в процессе их испытаний и эксплуатации и может найти применение в автономных системах электропитания, содержащих герметичные аккумуляторные батареи.

Известны устройства, в которых используется принцип поэлементного доразряда батарей на балластные разрядные резисторы, количество которых равно количеству доразряжаемых аккумуляторов, либо аналогичный доразряд на противо-ЭДС трансформатора с подмагничиваемым шунтом, являющегося по своей сущности магнитным усилителем, работающим в режиме стабилизации тока 1 и 2.

К недостаткам первых устройств можно отнести значительное время доразряда, а к недостаткам второго - сравнительно большую потребляемую мощность и для автономных систем электропитания зачастую нежелательно, а также большую величину реактивной составляющей доразрядного тока.

Известно также устройство для поэлементного доразряда аккумуляторных батарей, содержащее генератор переменного напряжения с трансформаторным выходом, празрядных резисторов, подключенных к соответствующим аккумуляторам с помощью п транзисторных ключей, причем отпирание четных и нечетных транзисторных ключей происходит попеременно 3.

Однако это устройство не позволяет достаточно глубокого разряжать аккумуляторы (ниже 0,1 В), что приводит к плохому восстановлению их электрохимической структуры.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для поэлементного доразряда аккумуляторных батарей, содержащее генератор переменного напряжения с трансформаторным выходом, п-разрядных резисторов, подключаемых к соответствующим аккумуляторам с помощью п-транзисторных ключей, в коллекторную цепь которых последовательно включены п-компенсирующих обмоток. Это устройство позволяет производить глубокий доразряд аккумуляторов до О В, и тем самым более плотно восстанавливать электрохимическую структуру, аккумуляторов 4. Однако вследствие того, что компенсирующие обмотки имеют трансформаторную связь между собой, происходит переполюсовка отдельных наиболее разряженных аккумуляторов за счет большего разрядного тока, протекающего через компенсирующую обмотку одного (или нескольких) наиболее заряженного аккумулятора, имеющего соответственно большее напряжение. Переполюсовка аккумуляторов выше 0,15 В сопровождается выделением водорода на электродах, что крайне нежелательно. Так как доразряд аккумуляторов производится на постоянное сопротивление, то вследствие понижения напряжения на аккумуляторе на конечном участке его разрядной характеристики уменьшаются разрядный ток и скорость доразряда, а следовательно, увеличивается время доразряда. Процесс доразряда носит экспоненциальный характер. Цель изобретения - исключение переполюсовки отдельных аккумуляторов в процессе доразряда и увеличение скорости доразряда на конечном участке разрядной характеристики аккумуляторов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее выходные клеммы по числу аккумуляторов, генератор переменного напряжения с трансформаторным выходом и с двумя группами вторичных обмоток, п-базовых и п-коллекторных обмоток п-разрядных резисторов, п-транзисторных ключей, введены п-регулирующих транзисторов и п-нуль-органов, причем, параллельно каждому из п аккумуляторов включена разрядная цепь, состоящая из последовательно соединенных вторичной коллекторной обмотки генератора переменного напряжения, регулирующего транзистора и разрядного резистора, включенного в эмиттерную цепь регулирующего транзистора, между -базой каждого регулирующего транзистора и выходной клеммой, соединенной с соответствующим разрядным резистором, включены последовательно соединенные базовая вторичная обмотка генератора переменного напряжения и транзисторный ключ, параллельно каждому аккумулятору включен нуль орган, выход которого соединен с базой соответствующего транзисторного ключа, базовые вторичные обмотки генератора переменного напряжения четных регулирующих транзисторов включена противофазно базовым обмоткам нечетных регулирующих транзисторов, коллекторные обмотки включены таким образом, что напряжение коллекторных обмоток регулирующих транзисторов при отпирающем напряжении на базовых обмотках, приложено согласно ЭДС соответствующего аккумулятора, причем нуль-орган подает запирающее напряжение на базу транзисторного ключа, если напряжение соответствующего аккумулятора равно нулю. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит генератор 1 переменного напряжения прямоугольной формы с трансформаторным выходом. На выходном трансформаторе генератора 1 расположены две группы вторичных обмоток; п базовых 2 и п коллекторных 3, причем напряжение коллекторных обмоток 3 при отпирающем напряжении на базовых обмотках 2 приложено согласно ЭДС соответствующего аккумулятора. Последовательно с коллекторными обмотками 3 включены регулирующие транзисторы 4, в эмиттерную цепь которых включены разрядные резисторы 5. В базовые цепи регулирующих транзисторов 4 включены базовые обмотки 2, последовательно соединенные с транзисторными ключами 6. Параллельно каждому аккумулятору включен нуль-орган 7, выход которого соединен с базой транзисторного ключа 6. Базовые обмотки четных и нечетных регулирующих транзисторов включены противофазно. Устройство работает следующим образом. При работе- генератора переменного напряжения прямоугольной формы на коллекторных обмотках 3 наводится ЭДС,величина которой выбирается равной 1,5-2 В. Регулирующий транзистор 4 с включенным в его эмиттерную цепь разрядным резистором 5 представляет собой эмиттерный повторитель, который при условии постоянного базового смещения работает как стабилизатор разрядного тока. Коллекторные обмотки 3 включены таким образом, что при отпирающем базовом напряжении регулирующего транзистора к его коллектору приложено напряжение, равное сумме ЭДС аккумулятора и ЭДС коллекторной обмотки. Таким образом, при понижении напряжения на аккумуляторе на конечном участке его разрядной характеристики разрядный ток в контуре за счет напряжения коллекторной обмотки 3 поддерживается постоянным, что увеличивает скорость разряда аккумулятора на конечном участке его разрядной характеристики. Нульорганы 7 подают отпирающие напряжения на базы транзисторных ключей 6 при напряжении на аккумуляторах больще нуля. При разряде какого-либо аккумулятора до О В нуль-орган 7 подает запирающее напряжение на базу соответствующего транзисторного ключа 6 и разряд этого аккумулятора прекращается, а другие аккумуляторы продолжают разряжаться. Таким образом, устраняется возможность нежелательной переполюсовки отдельных аккумуляторов. Предлагаемое устройство обеспечивает увеличение скорости доразряда аккумуляторов на конечном участке их разрядной характеристики, уменьшая тем самым время доразряда, а также исключает возможность