Устройство автоматического контроля технического состояния элементов аккумуляторной батареи

Авторы патента:

H01M10/48 - аккумуляторы, комбинированные с устройствами для измерения, испытания или индикации, например для индикации уровня или плотности электролита (индикация или измерение уровня жидкости вообще G01F 23/00; измерение плотности G01N, например G01N 9/00; измерение электрических переменных G01R)

G01R31/36 - устройства для испытания электрических характеристик аккумуляторов или электрических батарей, например мощности или заряда (аккумуляторы, комбинированные с устройствами для измерения, испытания или индикации H01M 10/48; схемы зарядки для деполяризации батарей, схемы питания сетей от батарей H02J 7/00)

Сущность изобретения: емкость аккумуляторной батареи (АБ) определяется путем измерения разности двух напряжений нагружаемой импульсом стабилизированного тока батареи, при ее несоответствии допустимому значению для данного типа АБ по сигналу с блока управления осуществляется поэлементный контроль ее технического состояния и при необходимости их подзаряд. Сравнение эталонной кривой с действующим значением осуществляется блоком сравнения, сигнал с которого поступает на вход блока управления. Сигналы с выхода блока управления поступают на блок коммутации и зарядное устройство. По сигналу с блока управления осуществляется подзаряд аккумулятора, признанного разряженным. После окончания заряда блок управления выдает сигнал на контроль емкости АБ. Использование изобретения позволяет поддержать АБ в готовности к применению во всех режимах работы системы автономного электроснабжения. 1 ил.

Изобретение относится к электронике и может быть использовано при испытании и эксплуатации ХИТ, применяемых в системах автономного электроснабжения.

Известно устройство для контроля напряжения гальванически связанных аккумуляторов, содержащее n + 1 выходных зажимов для подключения контролируемых аккумуляторов, измерительный коммутатор, блок управления коммутатором, источник эталонного напряжения и измерительный орган (SU, авторское свидетельство N 729700, кл. H 01 M 10/48, 1977 г.).

Недостатком устройства является низкая достоверность результатов из-за отсутствия самоконтроля систем устройства.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для контроля технического состояния элементов батареи аккумуляторной, содержащее блок управления, на один из выходов которого подключен блок коммутации (SU, авторское свидетельство N 959190, кл. H 01 M 10/48, 1982 г.).

Недостатком известного устройства является оценка технического состояния только элементов АБ и отсутствие режима подзаряда элементов АБ.

Технической задачей является автоматизация процесса определения технического состояния как аккумулятора батареи в целом, так и ее элементов, осуществление поэлементного заряда и поддержание АБ в работоспособном состоянии во всем диапазоне режимов работы системы автономного электроснабжения. Для этого в устройство автоматического контроля технического состояния элементов аккумуляторной батареи, содержащее блок управления, на один из выходов которого подключен блок коммутации, дополнительно введены блок для определения остаточной емкости аккумуляторной батареи в режиме импульсного разряда, зарядное устройство, блок сравнения, блок эталонной кривой и индикатор, а измерительный орган выполнен в виде измерителя внутреннего сопротивления, причем на другие входы блока управления подключены зарядное устройство и индикатор, на вход блока управления подключен блок сравнения, входы которого соединены с выходами блока эталонной кривой и измерителя внутреннего сопротивления, входы которых через блок коммутации подключаются к испытываемому элементу аккумуляторной батареи.

На чертеже представлена принципиальная блок-схема устройства.

Устройство содержит испытываемую аккумуляторную батарею (АБ), блок для определения емкости АБ в режиме импульсного разряда 1, блок управления 2, блок коммутации 3, зарядное устройство 4, измеритель внутреннего сопротивления 5, блок эталонной кривой 6, блок сравнения 7, индикатор 8.

Предложенное устройство работает следующим образом. При диагностировании АБ блок управления выдает сигнал на включение в работу блока определения остаточной емкости. При несоответствии измеренной емкости допустимому значению остаточной емкости блок управления выдает сигнал на поэлементный контроль АБ. Измеритель внутреннего сопротивления и блок эталонной кривой через блок коммутации получают сигналы с каждого аккумулятора. При диагностировании аккумулятора на один вход блока сравнения с выхода измерителя внутреннего сопротивления поступает напряжение пропорционально P_вн аккумулятора, а на второй вход блока поступает напряжение с выхода блока эталонной кривой пропорционально внутреннему сопротивлению исправного аккумулятора с ЭДС, равной ЭДС диагностируемого аккумулятора. Напряжение на выходе блока сравнения равно разности напряжений на его входах. Эта разность при исправном аккумуляторе будет равна нулю, что соответствует 100% исправности. При диагностировании технически неисправного аккумулятора напряжение на входе измерителя P_вн окажется значительно больше, чем напряжение на выходе блока эталонной кривой, что соответствует максимальному напряжению на выходе блока сравнения. По каналам связи поступает информация о наличии неисправного аккумулятора и его номере. При получении информации о неисправном аккумуляторе блок управления выдает сигнал на включение зарядного устройства, которое через блок коммутации осуществляет подзаряд неисправного аккумулятора. По окончании заряда блок управления выдает сигнал на включение измерителя внутреннего сопротивления и блока эталонной кривой. Если аккумулятор признается исправным, блок управления выдает сигнал на проверку следующего аккумулятора. Таким образом, осуществляется диагностирование АБ по остаточной емкости, поэлементный контроль АБ по внутреннему сопротивлению и их подзаряд, что позволяет поддержать АБ в готовности к применению во всех режимах работы системы автономного электроснабжения.

Формула изобретения

Устройство автоматического контроля технического состояния элементов аккумуляторной батареи, содержащее блок управления, на один из выходов которого подключен блок коммутации, отличающееся тем, что дополнительно введены блок для определения остаточной емкости аккумуляторной батареи в режиме импульсного разряда, зарядное устройство, блок сравнения, блок эталонной кривой, индикатор и измеритель внутреннего сопротивления, причем на другие выходы блока управления подключены зарядное устройство и индикатор, на вход блока управления подключен блок сравнения, входы которого соединены с выходами блока эталонной кривой и измерителя внутреннего сопротивления, входы которых через блок коммутации подключаются к испытываемому элементу аккумуляторной батареи.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Комбинация гальванического элемента и индикатора состояния элемента (варианты) // 2124786

Изобретение относится к гальваническому элементу и встроенному индикатору состояния заряда

Способ проведения ресурсных испытаний аккумуляторов космического назначения и устройство для его реализации // 2123460

Изобретение относится к области космической электротехники и может быть использовано при проведении ресурсных испытаний оборудования ИСЗ, в частности аккумуляторных батарей (АБ)

Электрохимический источник тока и электронное устройство, имеющее чувствительный к влажности компонент // 2119702

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве электрохимических элементов с индикатором состояния заряда

Способ определения степени заряженности аккумулятора // 2110119

Способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания // 2101806

Изобретение относится к электротехнике, в частности к контролю электрических параметров аккумуляторных источников питания как отдельных аккумуляторов, так и батарей

Способ измерений электрических характеристик электропроводящих объектов и устройство для его реализации (варианты) // 2098803

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в любой отрасли промышленности для исследования и контроля качества электропроводящих материалов, тканей, сред, структур и обладающих внутренней электропроводностью устройств

Устройство индикации состояния аккумулятора // 2091925

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования и может быть использовано для дистанционного контроля за состоянием кислотного или щелочного аккумулятора (уровнем электролита в банках и предельной разряженностью) в процессе его эксплуатации, в частности на транспортных средствах, использующих аккумулятор в качестве источника пуска двигателя (автомобиль, трактор и так далее) и источника движения (электрокары, электромобили и так далее)

Устройство контроля химических источников тока // 2091924

Способ определения частотных характеристик аккумуляторных источников питания // 2089015

Изобретение относится к электротехнике, в частности к эксплуатации аккумуляторных батарей

Устройство для определения параметров свинцового аккумулятора // 2127010

Способ определения остаточной емкости свинцового аккумулятора // 2120158

Изобретение относится к области техники измерений, конкретно к способам определения остаточной емкости свинцового аккумулятора (СА)

Способ определения степени заряженности аккумулятора // 2110119

Способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания // 2101806

Способ измерений для определения электрических характеристик одного или некоторой совокупности аккумуляторов в процессе их заряжения и устройство для его осуществления // 2096868

Способ автоматического регулирования тока электрохимического элемента // 2095849

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для изучения свойств различных объектов методом измерения импеданса с одновременной поляризацией исследуемого объекта постоянным током и может быть использовано в электрохимии, биологии, медицине, электротехнике и других областях естествознания

Зарядное устройство // 2094923

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для заряда от однофазной сети переменного тока батарей сухих гальванических элементов и аккумуляторных батарей, применяемых для питания электроаппаратуры

Способ определения частотных характеристик аккумуляторных источников питания // 2089015

Изобретение относится к электротехнике, в частности к эксплуатации аккумуляторных батарей

Способ контроля исправности солнечной батареи, состоящей из n секций, выполненных из однотипных элементов, и устройство для его осуществления // 2012007

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля исправности солнечных батарей (СБ) космических аппаратов на стартовой позиции

Устройство контроля цепи аккумуляторной батареи установки постоянного тока // 2134889

Изобретение относится к производству, распределению и потреблению электроэнергии и предназначено для установок постоянного тока (далее - установка) электрических станций и подстанций промышленных предприятий, состоящих из подключенных к сборным шинам аккумуляторной батареи и выпрямительных зарядных агрегатов, работающих в режиме стабилизации выпрямленного напряжения по схеме постоянного подзаряда батареи [1], стр