Устройство автоматического мониторинга блока аккумуляторов с контролем температуры

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для мониторинга и коррекции параметров аккумуляторов, включая контроль температуры каждого из аккумуляторов в блоке. Устройство содержит источник питания в виде последовательно соединенных аккумуляторов блока 1 АБ, систему режима потребления и зарядки 2 (СПЗ) аккумуляторов, группу однопозиционных нормально разомкнутых электромеханических ключей 3 с малым внутренним сопротивлением, общие электрические шины 4 (а) и 5 (б). Блок коммутации 6 (БК) переключает шины 4 (а) и 5 (б) с блока системы автоматического контроля 7 (САК) на блок системы окончательного выравнивания 8 (СОВ) и осуществляет выравнивание степени заряженности проблемного аккумулятора от резервного аккумулятора на определенный период времени. Микроконтроллер 9 (МК) информационной шиной связан с цифровым индикатором 10 (ЦИ1) порядковых номеров проблемных аккумуляторов при измерении их электрических величин, а управляющей шиной с входом сдвоенного демультиплексора 11 (DMS). Блок измерительных терморезисторов 12 (ИТ) с большим внутренним сопротивлением, шины коммутации 13 (в) и 14 (г) и компенсирующий блок 15 образуют измерительный мост, измеряющий разницу температур двух соседних четного и нечетного рабочих аккумуляторов блока 1 АБ по разнице напряжения между шинами коммутации 13 (в) и 14 (г). Диодный блок 16, состоящий из двух встречно включенных диодов и трансформатора 17 (Т) с двумя первичными и одной вторичной обмотками. Операционный усилитель 18 (ОУ) с неинвертирующим входом, инструментальный усилитель 19 (ИУ), точный измеритель температуры 20 (ТИТ) ближнего к земле рабочего аккумулятора An блока 1 АБ. Цифровой индикатор 21 (ЦИ2) порядковых номеров проблемных по температуре аккумуляторов блока 1 АБ, информационной шиной связанный с микроконтроллером 9 (МК). Дисплей 22 отображения температурного поля по всем рабочим аккумуляторам 1 блока АБ, информационной шиной также связанный с микроконтроллером 9 (МК). Использование предложенного изобретения в устройствах, предназначенных для мониторинга и коррекции параметров аккумуляторов за счет расширенного арсенала диагностических признаков, позволит значительно повысить надежность и увеличить срок эксплуатации аккумуляторов в блоке АБ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах, предназначенных для мониторинга и коррекции параметров аккумуляторов, включая контроль температуры каждого из аккумуляторов в блоке, установленном на транспортном средстве (ТС), например, гибридном автомобиле или электромобиле.

Из уровня техники известно устройство подзарядки аккумуляторных батарей гибридного автомобиля, установленных на ТС по патенту на изобретение (RU 2524352, МПК (2006.01): Н021М 10/48, H02J 7/2, Н02М 9/4, H02J 7/34, опубликованное 27.07.2014), содержащее источник питания, накопительную емкость, датчик тока и электронные электромеханические ключи, причем, в режиме подзарядки аккумуляторная батарея в блоке одним из электронных ключей, подключается по сигналу датчика тока к предварительно заряженному конденсатору от источника питания. Устройство обеспечивает оценку состояния заряда каждой аккумуляторной батареи и их заряда посредством источника питания.

К недостаткам известного аналога относится, в частности то, что оно не позволяет контролировать аккумуляторные батареи в блоке с общим напряжением свыше сотен вольт, поскольку мультиплексоры и полевые транзисторы, используемые в этой схеме, не выдерживают такие напряжения, а также не позволяет контролировать каждый отдельный аккумулятор в батарее.

Из уровня техники известно также устройство балансировки заряда с конденсаторным распределителем, описанное в книге

(IntroductiontoHybridVeMcleSysternModelingandControlCopyright © 2013 JohnWiley&Sons, Inc., Author(s):WeiLiuPublishedOnline: 14 MAR2013 10:41AMEST, PrintISBN: 9781118308400 OnlinelSBN: 9781118407400DOI: 10.1002/9781118407400AJOHNWILEY&SONS, INC., PUBLICATION, с. 181-185), содержащее систему выравнивания степени заряженности блока аккумуляторов включающую микроконтроллер, источник питания в виде блока последовательно соединенных аккумуляторов, при этом все положительные полюса аккумуляторов блока с нечетными номерами подключены к одной общей электрической шине, а все положительные полюса блока аккумуляторов с четными номерами к другой общей электрической шине, группу однопозиционных нормально разомкнутых электромеханических ключей для коммутации проблемного аккумулятора, пару двухпозиционных электромеханических ключей осуществляющих коммутацию конденсатора к аккумулятору, конденсатор для выравнивания степени заряженности проблемного аккумулятора.

К недостаткам указанного устройства относится отсутствие возможности контроля степени заряженности и температуры каждого из аккумуляторов в блоке аккумуляторной батареи (АБ), а также отсутствие технической реализации автоматизации работы данного устройства на ТС, в частности на гибридных и электромобилях. Кроме того, из-за большого количества переключений надежность работы двухпозиционных электромеханических ключей в устройстве сильно ограничена.

Наиболее близко, по технической сущности к предлагаемому изобретению, относится устройство автоматического контроля и выравнивания степени заряженности блока аккумуляторов комбинированной энергетической установки по патенту на изобретение (RU 2626378, МПК (2016.01): Н01М 10/48, опубликованное 26.07.2017), содержащее микроконтроллер, источник питания в виде блока последовательно соединенных аккумуляторов, устройство контроля и первичного выравнивания степени заряженности блока аккумуляторов и систему управления процессом окончательного выравнивания степени заряженности блока аккумуляторов.

К недостаткам прототипа относится отсутствие возможности одновременного контроля температуры каждого из аккумуляторов блока АБ, из-за чего существует необходимость в использовании дополнительной системы контроля температуры, что существенно усложняет всю систему контроля и выравнивания в целом. Кроме того, отсутствует индикация порядковых номеров аккумуляторов с недопустимым отклонением температуры.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении надежности и увеличении срока эксплуатации аккумуляторов в блоке АБ, универсальности в режиме работы энергопотребления и зарядки блока аккумуляторов за счет расширенного арсенала диагностических признаков.

Технический результат предложенного изобретения заключается в следующем:

осуществляется одновременный автоматический контроль электрических параметров и температуры каждого из аккумуляторов блока АБ посредством того, что функциональная схема снабжена блоком измерительных терморезисторов, шинами коммутации и компенсирующим блоком, образующим измерительный мост, позволяющий измерять разницу температур двух соседних четного и нечетного рабочих аккумуляторов блока АБ по разнице напряжения между шинами коммутации;

осуществляется индикация порядковых номеров аккумуляторов с недопустимым отклонением температуры посредством установки цифрового индикатора порядковых номеров проблемных по температуре аккумуляторов блока АБ, связанного с микроконтроллером информационной шиной;

осуществляется отображение на дисплее измеренных значений через информационную шину в виде гистограммы, отклонений температуры каждого из рабочих аккумуляторов блока АБ от температуры An аккумулятора блока АБ.

Технический результат достигается за счет того, что устройство автоматического мониторинга блока аккумуляторов с контролем температуры, содержит источник питания в виде последовательно соединенных (n) рабочих аккумуляторов блока АБ, систему режима потребления и зарядки аккумуляторов блока АБ, группу однопозиционных нормально разомкнутых электромеханических ключей с малым внутренним сопротивлением, общие электрические шины (а) и (б), при этом, положительные полюса из последовательно соединенных (n) рабочих аккумуляторов блока АБ с нечетными номерами подключены к электрической шине (а), а все положительные полюса блока из последовательно соединенных рабочих аккумуляторов блока АБ с четными номерами к другой электрической шине (б), блок системы автоматического контроля (САК) и первичного выравнивания степени заряженности и блок системы окончательного выравнивания (СОВ) степени заряженности рабочих аккумуляторов блока АБ, блок коммутации (БК) переключающий общие электрические шины (а) и (б) с блока (САК) на блок (СОВ) и осуществляющий выравнивание степени заряженности проблемного аккумулятора от резервного аккумулятора на определенный период времени, цифровой индикатор порядковых номеров проблемных аккумуляторов блока АБ, информационной шиной связанный с микроконтроллером, а управляющей шиной с входом адресной коммутации сдвоенного демультиплексора. Отличие, согласно изобретения, состоит в том, что устройство дополнительно снабжено блоком измерительных терморезисторов с большим внутренним сопротивлением и шинами коммутации (в) и (г), причем каждый из измерительных терморезисторов одним концом связан с соответствующим выходом сдвоенного демультиплексора, другим концом измерительные терморезисторы с нечетными порядковыми номерами подключены к шине коммутации (в), а с четными порядковыми номерами подключены к шине коммутации (г), причем порядковые номера измерительных терморезисторов совпадают с порядковыми номерами рабочих аккумуляторов блока АБ, температуру которых они измеряют; снабжено компенсирующим блоком, состоящим из левого и правого компенсирующих терморезисторов, балансировочного потенциометра и сглаживающих конденсаторов, причем к шине коммутации (в), подключены верхние выводы левого компенсирующего терморезистора и левого сглаживающего конденсатора, а к шине коммутации (г) подключены верхние выводы правого компенсирующего терморезистора и правого сглаживающего конденсатора, нижние концы компенсирующих терморезисторов подключены соответственно на левый и правый выводы балансировочного потенциометра, а его движок и нижние концы сглаживающих конденсаторов подключены на землю; при этом пара соседних измерительных терморезисторов блока и компенсирующие терморезисторы компенсирующего блока через шины коммутации (в) и (г) образуют равноплечий измерительный мост, с двумя попарно меняющимися плечами с частотой коммутации, определяемой частотой опроса сдвоенного демультиплексора от микроконтроллера; снабжено диодным блоком, состоящим из двух встречно включенных диодов и трансформатором с двумя (I), (II) первичными и одной вторичной обмотками, причем анод верхнего диода и катод нижнего диода подсоединены к шине коммутации (в), катод верхнего диода подключен к нижнему выводу (II) первичной обмотки трансформатора, а анод нижнего диода к верхнему выводу (I) первичной обмотки трансформатора, причем, нижний вывод (I) первичной обмотки и верхний вывод (II) первичной обмотки трансформатора объединены и подключены к шине коммутации (г); снабжено операционным усилителем с неинвертирующим входом, инструментальным усилителем, точным измерителем температуры ближнего к земле рабочего аккумулятора An блока АБ, при этом верхний вывод вторичной обмотки трансформатора подсоединен к не инвертирующему входу операционного усилителя, а нижний вывод подключен к земле, выход операционного усилителя подключен к 1 входу микроконтроллера, входы инструментального усилителя подключены к шинам коммутации (в) и (г), его выход подключен ко 2 входу микроконтроллера, а к 3 входу микроконтроллера подается сигнал от точного измерителя температур; также снабжено цифровым индикатором порядковых номеров проблемных по температуре аккумуляторов блока АБ и дисплеем отображения температурного поля по всем аккумуляторам блока АБ, информационной шиной связанные с микроконтроллером.

Кроме того, отличия также состоят в том, что устройство выполнено с возможностью одновременного автоматического контроля электрических параметров, и температуры каждого из аккумуляторов блока АБ посредством равноплечевого измерительного моста, позволяющего измерять разницу температур двух соседних четного и нечетного рабочих аккумуляторов блока АБ по разнице напряжения между шинами коммутации (в) и (г);

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена функциональная блок схема устройства автоматического мониторинга блока аккумуляторов 1 АБ.

Устройство по предложенному изобретению содержит следующие функциональные элементы блок схемы.

Источник питания в виде последовательно соединенных из (n) рабочих аккумуляторов (А1, А2, …, Ai, Ai+1, …, An-1, An) блока 1 АБ, систему режима потребления и зарядки 2 (СПЗ) аккумуляторов блока 1 АБ транспортного средства (ТС) в условиях эксплуатации, группу однопозиционных нормально разомкнутых электромеханических ключей 3 (SF1, SF2, …, SFi, SFi+1, …, SFn-1, SFn) с малым внутренним сопротивлением (например, герконы), общие электрические шины 4 (а) и 5 (б). При этом, положительные полюса из последовательно соединенных (n) рабочих аккумуляторов блока 1 АБ с нечетными номерами (SF1, SF3, …) подключены к электрической шине 4 (а), а все положительные полюса блока из последовательно соединенных рабочих аккумуляторов 1 с четными номерами (SF2, SF4, …) к другой электрической шине 5 (б).

Блок коммутации 6 (БК) общих шин 4 (а) и 5 (б), блок системы автоматического контроля 7 (САК) и первичного выравнивания степени заряженности аккумуляторов блока 1 АБ, блок системы окончательного выравнивания 8 (СОВ) степени заряженности аккумуляторов блока 1 АБ. Выходной сигнал блока 7 (САК) подается на вход микроконтроллера 9 (МК), который через блок коммутации 6 (БК) переключает шины 4 (а) и 5 (б) с блока 7 (САК) на блок 8 (СОВ) и осуществляет выравнивание степени заряженности проблемного аккумулятора от резервного аккумулятора на определенный период времени.

Микроконтроллер 9 (МК) информационной шиной связан с цифровым индикатором 10 (ЦИ1) порядковых номеров проблемных аккумуляторов блока 1 АБ при измерении их электрических величин, а управляющей шиной с входом адресной коммутации сдвоенного демультиплексора 11 (DMS).

Дополнительно устройство содержит:

блок измерительных терморезисторов 12 (ИТ) с большим внутренним сопротивлением (Rt1, Rt2, …, Ri, Ri+1, …, Rtn-1, Rtn), например, полупроводниковый терморезистор КМТ, шины коммутации 13 (в) и 14 (г), при этом каждый из измерительных терморезисторов 12 (ИТ) одним концом связан с соответствующим выходом демультиплексора 11 (DMS), а другим концом измерительные терморезисторы 12 (ИТ) с нечетными порядковыми номерами подключены к шине коммутации 13 (в), а с четными порядковыми номерами подключены к шине коммутации 14 (г), причем, порядковые номера измерительных терморезисторов 12 (ИТ) совпадают с порядковыми номерами рабочих аккумуляторов блока 1 АБ, температуру которых они измеряют;

компенсирующий блок 15, состоящий из левого (Rtk1) и правого (Rtk2) компенсирующих терморезисторов, балансировочного потенциометра Rb и сглаживающих конденсаторов (С1, С2), при этом к шине коммутации 13 (в), подключены верхние выводы левого компенсирующего терморезистора (Rtk1) и левого сглаживающего конденсатора (С1), а к шине коммутации 14 (г) подключены верхние выводы правого компенсирующего терморезистора (Rtk2) и правого сглаживающего конденсатора (С2), нижние концы компенсирующих терморезисторов (Rtk1, Rtk2) подключены соответственно на левый и правый выводы балансировочного потенциометра Rb, а его движок и нижние концы сглаживающих конденсаторов (С1, С2) подключены на землю.

При таком соединении выше перечисленных элементов функциональной блок схемы, а именно: блока измерительных терморезисторов 12 (ИТ), шин коммутации 13 (в) и 14 (г) и компенсирующего блока 15 (КБ) образуется измерительный мост, определяющий разницу температур двух соседних - четного и нечетного рабочих аккумуляторов блока 1 АБ по разнице напряжения между шинами коммутации 13 (в) и 14 (г).

диодный блок 16, состоящий из двух встречно включенных диодов (D1, D2) и трансформатора 17 (Т) с двумя (I), (II) первичными и одной вторичной обмотками, при этом анод верхнего диода (D1) и катод нижнего диода (D2) подсоединены к шине коммутации 13 (в), катод верхнего диода (D1) подключен к нижнему выводу (II) первичной обмотки трансформатора (Т), а анод нижнего диода (D2) к верхнему выводу (I) первичной обмотки трансформатора (Т), причем, нижний вывод (I) первичной обмотки и верхний вывод (II) первичной обмотки трансформатора (Т) объединены и подключены к шине коммутации 14 (г);

операционный усилитель 18 (ОУ) с неинвертирующим входом, инструментальный усилитель 19 (ИУ), точный измеритель температуры 20 (ТИТ) с чувствительным элеменом, установленным на ближнем к земле рабочем аккумуляторе An блока 1 АБ, при этом верхний вывод вторичной обмотки трансформатора 17 (Т) подсоединен к неинвертирующему входу операционного усилителя 18 (ОУ), а нижний вывод подключен к земле, выход операционного усилителя 18 (ОУ) подключен к 1 входу микроконтроллера 9 (МК), входы инструментального усилителя 19 (ИУ) подключены к шинам коммутации 13 (в) и 14 (г), его выход подключен ко 2 входу микроконтроллера 9 (МК), а к 3 входу микроконтроллера 9 (МК) подается сигнал от точного измерителя температур 20 (ТИТ);

цифровой индикатор 21 (ЦИ2) порядковых номеров проблемных по температуре аккумуляторов блока 1 АБ, информационной шиной связанный с микроконтроллером 9 (МК);

дисплей 22 отображения температурного поля по всем рабочим аккумуляторам 1 блока АБ, информационной шиной также связанный с микроконтроллером 9 (МК).

Предложенное устройство работает следующим образом.

По сигналам микроконтроллера 9 (МК), подаваемым на вход адресной коммутации сдвоенного демультиплексора 11 с числом выходов (n) в каждом демультиплексоре 11 осуществляется последовательное подключение рабочих аккумуляторов блока 1 АБ через (n+1) однопозиционных нормально-разомкнутых электромеханических ключей 3 с малым внутренним сопротивлением к общим шинам 4 (а) и 5 (б). Причем, все положительные полюса аккумуляторов блока 1 АБ с нечетными номерами (SF1, SF3, …), подключены к одной общей электрической шине 4 (а), а все положительные полюса аккумуляторов блока 1 АБ с четными номерами (SF2, SF4, …) к другой общей электрической шине 5 (6).

В результате происходит чередование положительных и отрицательных напряжений, которые через электрические шины 4 (а) и 5 (б) подаются на блок коммутации 6 (БК), связанный с блоками 7 (САК) и 8 (СОВ).

При превышении амплитуды импульса рассогласования электрических параметров на проблемном аккумуляторе блока 1 АБ, на выходе блока 7 (САК) заданного граничного напряжения, на микроконтроллер 9 (МК) подается запускающий сигнал в ответ на который микроконтроллер 9 (МК) по управляющей шине останавливает опрос рабочих аккумуляторов блока 1 АБ, индицирует на цифровом индикаторе 10 (ЦИ1) порядковый номер проблемного по электрическим параметрам рабочего аккумулятора блока 1 АБ с указанием вида неисправности (перезаряд, недозаряд) и подает управляющий сигнал на блок коммутации 6 (БК) и блок 8 (СОВ). При этом, блок коммутации 6 (БК) переключает шины 4 (а) и 5 (б) с блока 7 (САК) на блок 8 (СОВ) и осуществляется выравнивание степени заряженности проблемного аккумулятора блока 1 АБ от резервного аккумулятора на определенный период времени, задаваемый от микроконтроллера 9 (МК).

Одновременно с последовательным переключением рабочих аккумуляторов блока 1 АБ происходит синхронное измерение температуры каждого из аккумуляторов блока 1АБ с помощью измерительных терморезисторов блока 12 следующим образом.

По сигналам микроконтроллера 9 (МК), подаваемым на вход адресной коммутации сдвоенного демультиплексора 11 (DMS) с числом выходов (n) в каждом демультиплексоре 11 (DMS), одновременно с последовательным подключением измерительных терморезисторов 12 (ИТ) с нечетным порядковым номером (Rt1, Rt3, …) к шине коммутации 13 (в), происходит подключение измерительных терморезисторов с четным порядковым HOMepOM(Rt12, Rt4, …) к шине коммутации 14 (г).

При активизации каждой пары выходов сдвоенного демультиплексора 11 (DMS) происходит одновременное подключение А; рабочего аккумулятора блока 1 АБ к шинам 4 (а) и 5 (б) и соответствующих измерительных терморезисторов (Rt1, Rti+1), к шинам коммутации 13 (в) и 14 (г), измеряющих его температуру и температуру следующего по порядку Ai+i аккумулятора. В результате, между шинами коммутации 13 (в) и 14 (г) появляется напряжение пропорциональное разнице температур Ai и Ai+1 аккумуляторов.

Шины коммутации 13 (в) и 14 (г) через компенсационные терморезисторы (Rtk1, Rtk2) блока 15 подключены соответственно на левый и правый выводы балансировочного потенциометра Rb, а его движок и нижние концы сглаживающих конденсаторов (C1,C2) подключены на землю, при этом балансировочным потенциометром Rb обеспечивается первоначальная балансировка измерительного моста, включающего: 12 ИТ, 13 (в), 14 (г) и 15 (КБ), а гашение напряжения выбросов, при коммутации измерительных терморезисторов (Rt1, Rt2, …, Rtn) из блока измерительных терморезисторов 12 (ИТ) происходит сглаживающими конденсаторами (C1,C2).

Компенсационные терморезисторы (Rtk1, Rtk2) компенсирующего блока 15 (КБ), установленные на An аккумуляторе (первый из аккумуляторов блока 1 АБ ближайший к земле), измеряют его температуру. На An аккумуляторе также установлен чувствительный элемент точного измерителя температуры 20 (ТИТ). Аккумулятор An имеет наименьший электрический потенциал относительно земли, поэтому выбор его в качестве опорного при измерении температуры аккумуляторов блока 1 АБ обеспечивает наиболее благоприятные по гальванической развязке условия эксплуатации для установленных на нем компенсационных терморезисторов компенсирующего блока 15 (КБ) и датчика точного измерения температуры 20 (ТИТ) и не требует специальной гальванической развязки между аккумулятором An и перечисленными измерительными элементами, измеряющими температуру аккумуляторов блока 1 АБ.

В результате измерительные терморезисторы (Rt1, Rt2, …, Rtn) блока 12 (ИТ) и компенсационные терморезисторы (Rtk1, Rtk2) блока 15 (КБ) через шины коммутации 13 (в) и 14 (г) образуют равноплечий измерительный мост с двумя попарно меняющимися плечами с частотой коммутации, определяемой частотой опроса сдвоенного демультиплексора 11 (DMS) от микроконтроллера 9 (МК), возникающее при коммутации измерительных терморезисторов (Rt1, Rt2, …, Rtn) блока 12 (ИТ), разностное напряжение между шинами коммутации 13 (в) и 14 (г) подается на первичную обмотку трансформатора 17 (Т), причем через диод D1 диодного блока 16, шина коммутации 13 (в) подключается к нижней первичной обмотке трансформатора 17 (Т), а через диод D2 диодного блока 16, шина коммутации 13 (в) подключается к верхней первичной обмотке трансформатора 17 (Т), средняя точка первичной обмотки трансформатора 17 (Т) подключена к шине коммутации 14 (г), таким образом разностное напряжение на первичной обмотке трансформатора 17 (Т) появляется только когда не равны сопротивления двух соседних измерительных терморезисторов из блока 12 (ИТ), и, следовательно, температуры двух соседних аккумуляторов блока 1 АБ, в результате на вторичной обмотке трансформатора 17 (Т) появляется импульс напряжения с амплитудой, пропорциональной величине разносного напряжения между шинами коммутации 13 (в) и 14 (г), т.е. пропорциональной измеряемой относительной разности температур соседних рабочих аккумуляторов блока 1 АБ и длительностью, определяемой частотой опроса сдвоенного демультиплексора 11 (DMS). Далее сигнал, усиленный на операционном усилителе 18 (ОУ) с неинвертирующим входом, поступает на вход 1 микроконтроллера 9 (МК) и в случае превышения порогового значения, отображается на цифровом индикаторе 21 (ЦИ2) в виде номера проблемного по температуре аккумулятора блока 1 АБ. Пороговое значение задается с помощью микроконтроллера 9 (МК) по допустимой величине импульса напряжения на 1 входе микроконтроллера 9 (МК), возникающего при появлении относительной разницы температур двух соседних рабочих аккумуляторов блока 1 АБ, что особенно важно в случае резкого изменения температуры одного из рабочих аккумуляторов блока 1 АБ.

Разностное напряжение между шинами коммутации 13 (в) и 14 (г), пропорциональное сигналу, представляющему собой ступенчатые абсолютные отклонения температуры рабочих аккумуляторов Ai блока 1 АБ относительно температуры An аккумулятора и после усиления на инструментальном усилителе 19 (ИУ) поступает на 1 вход микроконтроллера 9 (МК), который отображает измеренные значения через информационную шину в виде гистограммы, отображающей отклонения температуры каждого из рабочих аккумуляторов блока 1 АБ от температуры An аккумулятора на дисплее 22.

В микроконтроллере 9 (МК) программно осуществляется сложение сигналов, поступающих на его 2 вход от инструментального усилителя 19 (ИУ) и на его 3 вход от точного измерителя температур 20 (ТИТ), в результате восстанавливается полная абсолютная температура каждого из рабочих аккумуляторов блока 1 АБ с уменьшенной относительной погрешностью по сравнению с вариантом измерения этой температуры только с помощью измерительных терморезисторов из блока 12 (ИТ).

При превышении пороговой абсолютной температуры проблемного по температуре аккумулятора, микроконтроллер 9 (МК) осуществляет индикацию номера проблемного по абсолютной температуре аккумулятора через информационную шину на цифровом индикаторе 21 (ЦИ2) порядковых номеров проблемных по температуре аккумуляторов блока 1 АБ.

Использование предложенного изобретения в устройствах, предназначенных для мониторинга электрических параметров аккумуляторов и одновременного измерения их температуры за счет расширенного арсенала диагностических признаков, позволит значительно повысить не только надежность и увеличить срок эксплуатации аккумуляторов в блоке АБ, но также улучшить универсальность и глубину диагностики в режиме энергопотребления и зарядки блока аккумуляторов 1 АБ.

1. Устройство автоматического мониторинга блока аккумуляторов с контролем температуры, содержащее источник питания в виде последовательно соединенных (n) рабочих аккумуляторов блока АБ, систему режима потребления и зарядки аккумуляторов блока АБ, группу однопозиционных нормально разомкнутых электромеханических ключей с малым внутренним сопротивлением, общие электрические шины (а) и (б), при этом положительные полюса из последовательно соединенных (n) рабочих аккумуляторов блока АБ с нечетными номерами подключены к электрической шине (а), а все положительные полюса последовательно соединенных рабочих аккумуляторов блока АБ с четными номерами к другой электрической шине (б), блок системы автоматического контроля и первичного выравнивания степени заряженности и блок системы окончательного выравнивания степени заряженности рабочих аккумуляторов блока АБ, блок коммутации, переключающий общие электрические шины (а) и (б) с блока системы автоматического контроля и первичного выравнивания степени заряженности на блок системы окончательного выравнивания степени заряженности рабочих аккумуляторов блока АБ и осуществляющий выравнивание степени заряженности проблемного аккумулятора от резервного аккумулятора на определенный период времени, цифровой индикатор порядковых номеров проблемных аккумуляторов блока АБ, информационной шиной связанный с микроконтроллером, а управляющей шиной с входом адресной коммутации сдвоенного демультиплексора, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено блоком измерительных терморезисторов с большим внутренним сопротивлением и шинами коммутации (в) и (г), причем каждый из измерительных терморезисторов одним концом связан с соответствующим выходом сдвоенного демультиплексора, другим концом измерительные терморезисторы с нечетными порядковыми номерами подключены к шине коммутации (в), а с четными порядковыми номерами подключены к шине коммутации (г), причем порядковые номера измерительных терморезисторов совпадают с порядковыми номерами рабочих аккумуляторов блока АБ, температуру которых они измеряют; снабжено компенсирующим блоком, состоящим из левого и правого компенсационных терморезисторов, балансировочного потенциометра и сглаживающих конденсаторов, причем к шине коммутации (в) подключены верхние выводы левого компенсирующего терморезистора и левого сглаживающего конденсатора, а к шине коммутации (г) подключены верхние выводы правого компенсирующего терморезистора и правого сглаживающего конденсатора, нижние концы компенсирующих терморезисторов подключены соответственно на левый и правый выводы балансировочного потенциометра, а его движок и нижние концы сглаживающих конденсаторов подключены на землю; при этом пара соседних измерительных терморезисторов блока и компенсационные терморезисторы компенсирующего блока через шины коммутации (в) и (г) образуют равноплечий измерительный мост с двумя попарно меняющимися плечами с частотой коммутации, определяемой частотой опроса сдвоенного демультиплексора от микроконтроллера; снабжено диодным блоком, состоящим из двух встречно включенных диодов, и трансформатором с двумя (I), (II) первичными и одной вторичной обмотками, причем анод верхнего диода и катод нижнего диода подсоединены к шине коммутации (в), катод верхнего диода подключен к нижнему выводу (II) первичной обмотки трансформатора, а анод нижнего диода к верхнему выводу (I) первичной обмотки трансформатора, причем нижний вывод (I) первичной обмотки и верхний вывод (II) первичной обмотки трансформатора объединены и подключены к шине коммутации (г); снабжено операционным усилителем с неинвертирующим входом, инструментальным усилителем, точным измерителем температуры с чувствительным элементом, при этом верхний вывод вторичной обмотки трансформатора подсоединен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а нижний вывод подключен к земле, выход операционного усилителя подключен к первому входу микроконтроллера, входы инструментального усилителя подключены к шинам коммутации (в) и (г), его выход подключен к второму входу микроконтроллера, а к третьему входу микроконтроллера подается сигнал от точного измерителя температуры; снабжено цифровым индикатором порядковых номеров проблемных по температуре аккумуляторов блока АБ и дисплеем отображения температурного поля по всем аккумуляторам блока АБ, информационной шиной связанным с микроконтроллером.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью одновременного автоматического контроля электрических параметров и температуры каждого из аккумуляторов блока АБ посредством равноплечего измерительного моста, позволяющего измерять разницу температур двух соседних четного и нечетного рабочих аккумуляторов блока АБ по разнице напряжения между шинами коммутации (в) и (г).

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что чувствительный элемент точного измерителя температуры установлен на ближнем к земле рабочем аккумуляторе An блока АБ.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение маломощного, небольшого и недорогого средства защиты от короткого замыкания для перезаряжаемых устройств, которое подходит для любых химических составов батареи.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для генерирования многофазной системы напряжений с заданной частотой и заданным числом фаз на основе использования импульсной техники.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности посредством уменьшения полного энергопотребления устройства и за счет этого продление срока службы устройства и его аккумулятора.

Группа изобретений относится к электрическим системам транспортных средств. Способ управления реверсивным преобразователем постоянного напряжения в постоянное автотранспортного средства заключается в следующем.

Использование: в области электротехники для восстановления технических характеристик и заряда аккумуляторных батарей. Технический результат – обеспечение восстановления емкостных характеристик аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в обеспечении надежной зарядной системы для стилуса.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к упаковке сигарет для размещения в ней и перезарядки электронной сигареты. Упаковка содержит перезаряжаемую батарею упаковки сигарет; первый разъем, который может электрически присоединяться к внешнему источнику питания; первый перезаряжающий механизм для перезарядки батареи упаковки сигарет, использующий внешний источник питания, когда первый разъем электрически присоединяется к внешнему источнику питания; второй разъем, который может электрически присоединяться к электронной сигарете, содержащейся внутри упаковки сигарет; и второй перезаряжающий механизм для перезарядки электронной сигареты, когда электронная сигарета электрически присоединяется ко второму разъему.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к заряжаемому контейнеру, предназначенному для хранения в нем и зарядки электронной сигареты. Контейнер содержит батарею контейнера; первый разъем, который электрически соединяют с внешним источником питания; первый механизм зарядки для зарядки батареи контейнера, использующий внешний источник питания, когда первый разъем электрически соединен с внешним источником питания; трубку, в которую вставляют электронную сигарету, так чтобы электронная сигарета могла содержаться внутри заряжаемого контейнера; второй разъем, который электрически соединяют с электронной сигаретой, когда электронная сигарета вставлена в трубку; и второй механизм зарядки для зарядки электронной сигареты, использующий батарею контейнера, когда электронная сигарета электрически соединена со вторым разъемом.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение устройства накопления энергии, способного улучшить безопасность и улучшить управляемость средства накопления энергии и при этом справиться с изменением нагрузки и изменением напряжения контактного провода.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение терминалу возможности адаптироваться к разным зарядным устройствам, что улучшает пользовательский опыт зарядки.

Изобретение относится к батарейной системе, установленной на транспорте, и оценке ее состояния. Сущность: батарейная система содержит батарею, датчик напряжения, измеряющий напряжение батареи, датчик тока, измеряющий ток, протекающий через батарею, и электронное управляющее устройство.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к герметичной аккумуляторной батарее, включающей в себя слоистый электродный блок с конструкцией, в которой поочередно наслоено множество листов положительного и отрицательного электродов.
Изобретение относится к области электротехники и касается вопроса безопасной работы никель-кадмиевых аккумуляторов в составе различных электротехнический и электронных систем.

Изобретение относится к модульному накопителю электроэнергии. Техническим результатом является эффективное снятие напряжений, возникающих в точке сварки вследствие изменения температурных условий.
Изобретение относится к области тепловых измерений и может использоваться при экспериментальных исследованиях температурных и энергетических режимов химических источников тока (ХИТ).

Изобретение относится к области электротехники, а именно, к способу и устройству для контроля работы аккумуляторной батареи и выявления по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования сравнительного сигнала.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к аккумуляторной системе и транспортному средству с указанной системой, преимущественно, с перезаряжаемыми аккумуляторами на литиевой основе.

Группа изобретений относится к аккумуляторам для транспортных средств с питанием от собственных источников. Способ регулирования работы металло-воздушной батареи заключается в том, что регулируют по меньшей мере один из следующих параметров: электрический ток, вырабатываемый батареей, температура батареи, температура электролита и напряжение, вырабатываемое батареей.

Использование – в области электротехники. Технический результат – обеспечение достоверности решения о приведении в действие взрывозащитного механизма в батарейной установке.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для контроля и выравнивания степени заряженности аккумуляторов в блоке, установленном на транспортном средстве.

Группа изобретений относится к устройству электрического соединения для поста подзарядки электрического транспортного средства и связанному посту зарядки. Устройство содержит: домкрат/соединитель, шток, опорные средства, защитный картер, люк, редукторный двигатель, ремень. Домкрат/соединитель снабжен выдвижным штоком. Шток выполнен с возможностью перемещения между убранным и выдвинутым положениями. В выдвинутом положении шток обеспечивает электрическое соединение. Опорные средства содержат опорный цоколь. Домкрат/соединитель расположен в защитном картере, выполненном с возможностью смещения вокруг вертикальной оси и вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной к направлению выдвигания штока. Выдвижной шток установлен на каретке. Каретка связана с ветвью ремня, приводимого в движение редукторным двигателем. С противоположной ветвью ремня соединен противовес. Противовес автоматически перемещается в направлении, обратном выдвиганию выдвижного штока. Защитный картер снабжен люком. Люк выполнен с возможностью перемещения между закрытым положением в убранном положении выдвижного штока и открытым положением в выдвинутом положении штока. Достигается повышение надежности узла соединения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для мониторинга и коррекции параметров аккумуляторов, включая контроль температуры каждого из аккумуляторов в блоке. Устройство содержит источник питания в виде последовательно соединенных аккумуляторов блока 1 АБ, систему режима потребления и зарядки 2 аккумуляторов, группу однопозиционных нормально разомкнутых электромеханических ключей 3 с малым внутренним сопротивлением, общие электрические шины 4 и 5. Блок коммутации 6 переключает шины 4 и 5 с блока системы автоматического контроля 7 на блок системы окончательного выравнивания 8 и осуществляет выравнивание степени заряженности проблемного аккумулятора от резервного аккумулятора на определенный период времени. Микроконтроллер 9 информационной шиной связан с цифровым индикатором 10 порядковых номеров проблемных аккумуляторов при измерении их электрических величин, а управляющей шиной с входом сдвоенного демультиплексора 11. Блок измерительных терморезисторов 12 с большим внутренним сопротивлением, шины коммутации 13 и 14 и компенсирующий блок 15 образуют измерительный мост, измеряющий разницу температур двух соседних четного и нечетного рабочих аккумуляторов блока 1 АБ по разнице напряжения между шинами коммутации 13 и 14. Диодный блок 16, состоящий из двух встречно включенных диодов и трансформатора 17 с двумя первичными и одной вторичной обмотками. Операционный усилитель 18 с неинвертирующим входом, инструментальный усилитель 19, точный измеритель температуры 20 ближнего к земле рабочего аккумулятора An блока 1 АБ. Цифровой индикатор 21 порядковых номеров проблемных по температуре аккумуляторов блока 1 АБ, информационной шиной связанный с микроконтроллером 9. Дисплей 22 отображения температурного поля по всем рабочим аккумуляторам 1 блока АБ, информационной шиной также связанный с микроконтроллером 9. Использование предложенного изобретения в устройствах, предназначенных для мониторинга и коррекции параметров аккумуляторов за счет расширенного арсенала диагностических признаков, позволит значительно повысить надежность и увеличить срок эксплуатации аккумуляторов в блоке АБ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх