Способ заряда аккумуляторной батареи

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Советснни

Сециаакстнчвсннк

Рвснублнн

<и1657479 (61) Дополиительиое к авт. спид-ву(И) И. Кл.

Н 01 И 10 44 (22j Заявлено i2,04,77(21) 2474196/24-07 с присоедииеиием заявки РЙГосударстаенный комнтет

СССР по делам изобретений н открытнй (23) Приоритет(оЗ) УЛК б21. 355., . 1 (088. 8) Опубликовано 1504.79 Б1оллетеиь ¹ 14

Дата опубликоваиии описаиии 150479 (72) Автор изобретения

В.H.Ôèëàòoâ (71) Змвитель (54) СПОСОБ ЗАРЯДА АККУИУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к области эксплуатации аккумуляторов и может найти применение для ускоренного заряда аккумуляторных батарей, преимущественно железоникеленых.

Известен способ .заряда аккумуляторной батареи повышенным током путем регулирования зарядного тока в зависимости от температуры электролита и скорости газовыделения fl).

Согласно этосу способу железоникелевую аккумуляторную батарею заря жают повышенным током, который регулируют в начале в зависимости от заданной скорости роста температуры электролита до момента достижения ус тановленного для каждого типа аккумулятора отношения скорости газовыделения к зарядному току, а затем заряд ведут током, определяемым скоростью газовыделения, устанавливаемой в соответствии с полученными ба тареей ампер-часами.

Недостатком указанного способа является относительно низкая эффективность использования зарядного тока, повышенные электрические потери и длительность процесса заряда, пос. кольку применительно к щелочным железоникеленым аккумуляторам интенсивное гаэовыделение начинается вскоре после заряда, является основным признаком приема аккумуляторной батареей электрического заряда и само по себе совершенно не говорит об эффективности использонания зарядного тока.

Изнестен также способ заряда аккумулятора, согласно которому н процессе заряда при повышенной плотности зарядного тока при достижении напряжения электролиза ноды, входящей в состан электролита, и выделения газон, переходят на импульсный режим заряда, причем период подачи импульсов короче, чем период возбуждения газообразонания (2).

Однако данному способу присущи те же недостатки, что и вышеуказанному.

Целью изобретения является повышение эффективности использования зарядного тока, сокращение длительности процесса и увеличение КПД.

Укаэанная цель достигается тем, что контролирует состав выделяющегося газа и с помощью газоанализатора определяет соотношение содержащихся н нем кислорода и водорода и регулируют зарядный ток в зависимости от заданного оптимального соотношения об657479 раэующихся водорода и кислорода, конкретного для различных аккумуляторов, н диапазоне 0-0,5, поддерживая это соотношение неизменным до полного заряда батареи.

Ла фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая предлагаемый способ заряда железоникелевых аккумуляторных батарей на фиг. 2 - диаграмма изменения зарядного тока.

Схема содержит зарядное устройство

1, аккумуляторную батарею 2, газовый (О анализатор 3.

При заряде железоникеленой аккумуляторной батареи током повышенной плотности, в ней, как и в других типах аккумуляторов, имеют место неко- ),5 торые необратимые .явления, ведущие к образованию газа. Газообразование у отрицательной пластины начинается вскоре после начала заряда. Освобождающийся при этом водород играет важ» 20 ную роль в работе аккумулятора, делая железо активным, вопреки его склонности станоьиться в щелочном раство" ре пассивным. Чем выше зарядный ток, тем сильнее газовыделение, а соответственно, и эффективнее электрохимические реакции заряда аккумуляторной батареи.

И хотя в целом щелочной электролит не испытывает изменений ни и своем составе, ни в плотности, в электропи" 0 те,находящемся н порах пластин, происходят существенные изменения и, н частности, изменение его концентрации. Кроме того, образующиеся при интенсивном газоныделении пузырьки 35 водорода могут покрывать значительную часть поверхности электродов, затрудняя ее контакт с электролитом.Это приводит к локализации зарядного тока на малых участках поверхности элен-щ тродов, понышейию действительной плотности зарядного тока до сверхдопустимой, приводящей к разложению воды на кислород и водород, т.е. к бесполезной затрате зарядного тока и снижению эффективности его использова ния(необходимо прицимать во внимание и ограниченную скорость электрохимичеких реакций).

Следовательно, предел повышения плотности зарядного тока должен.определяться,не температурой электролита, как н известных случаях, которая зависит не только от повышенных тепловыделений при заряде аккумуляторной батареи повышенным током, но и 55 от условий ее охлаждения (например, специальное, искусственное-водяное и т.д.), и от доли зарядного тока, идущего на разложение воды.

Соотношение водорода и кислорода

60 в выделяющемся газе и является истинным критерием эффективности ведения процесса заряда. Даже при черезмерном газовыделении, но в малом содержании в нем кислорода, можно говорить о @ высокой степени восприимчивости аккумуляторной батареи к зарядному току H возможности дальнейшего продолжения заряда током повышенной плотности.

И наоборот, при относительно большом содержании кислорода (доходящем в пределе до одной части кислорода на две части водорода), даже при небольoJoA интенсинности газовыделения, можно говорить о снижении восприимчивости аккумуляторной батареи, снижении эффектинности его использования и необходимости принятия каких-либо экстренных мер по повышению активности батареи: снижение плотности зарядного тока или даже временное его прерынание; подача разрядных деполяризующих импульсов, перемешинаниевстряхивание электролита и т.д. .Исходя из вышесказанного, ускорен- . ны@ заряд щелочной аккумуляторной батареи ведут следующим образом: от зарядного устройства 1 на аккумуляторную батарею 2 (см. фиг. 1) подают зарядный ток повышенной плотности, величина которого зависит от типа аккумуляторной батареи, степени ее разряженности и заданной скорости роста газовыделения .(не превышая допустимой температуры нагрева, электролита) .

По мере протекания зарядного процесса растет не только интенсивность .газовыделения, но и происходит увеличение н выделяющемся газе доли кислорода из-за снижения восприимчивости аккумуляторной батареи к зарядному току и увеличение части зарядного тска, идущей на разложение воды.

С помощью газоанализатора 3 (фиг.

1) коНтролируют состав выделяющегося газа; определяют соотношение содержащихся в нем нодорода и кислорода; перерабатывают его н электрический сигнал, например в виде изменяющегося его выходного сопротивления или напряжения, и подают его в качестве обратной связи в систему автоматического регулирования зарядного устройства 1.

Как только соотношение выделяющихся водорода и кислорода достигнет определенного наперед заданного значения, конкретного для каждого типа аккумулятора (и услоний его охлаждения), система автоматического регулирования зарядного устройства 1 вырабатывает сигнал рассогласонания (например с помощью порогового элемента) и начинает регулировать зарядный ток, обеспечивая поддержание выделяющихся водорода и кислорода в заданном соотношении (см. фиг. 2) °

Регулирование зарядного тока обеспечивают в двух направленйях: — подачу деполяриэующих-разрядных импульсов, приводящих к повышению восприимчивости аккумуляторной бата реи к зарядному току;

657479

Ьг.l

Составитель И.Лайдина

Редактор Л.Баглай Техред И.Аскалош Корректор О.Ковннская

Заказ 1813/50 Тираж 922 Подписное

ПИИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 — снижение зарядного тока, приводящее к снижению интенсивности газовыделения, поскольку по мере заряда аккумуляторной батареи электрохимическая активность аккумуляторной батареи снижается.

Заряд прекращают при получении 5 батареей заданных ампер-часов.

Могут использоваться газоаналиэаторы .различных типов: электрохимические, магнитные, хромотографические и др. Причем они могут быть спе- щ циально приспособлены для определения количества и соотношения образовавшихся водорода и кислорода.

Иеобходимо отметить, что все ранее известные параметры, характеризующие состояние аккумуляторной батареи в процессе заряда, такие как температура электролита, интенсивность газовыделения и даже взятые отдельно количества выделяющихся .водорода и кислорода позволяют лишь субъективно судить о состоянии заряжаемой батареи. И только контроль и регулирование зарядного тока по соотношению выделяющихся водорода и кислорода могут дать объективную 25 оценку эффективности использования зарядного тока и говорить о регулиро-. вании его доли, идущей на разложение воды.

Предельные возможные соотношения 30 выделяющихся кислорода и водорода находятся в диапазоне 0-0,5 и в каждом конкретном случае будут зависеть от типоразмера аккумулятора и условий его охлаждения во избежании предельно допустимого нагрева аккумуляторной батареи.

Благодаря предлагаемому контролированию соотношения выделяющихся кислорода и водорода и поддержанию их в оптимальном соотношении обеспечивается высокая эффективность использования зарядного тока и пониженные тепловыделения и нагрев аккумуляторной батареи.

Вследствии более точного учета контроля состояния заряжаемой батареи, появляется возможность проводить весь процесс заряда практически предельно допустимым повышенным током, что обеспечивает сокращение времени заряда аккумуляторной батареи.

Формула изобретения

Способ заряда аккумуляторной батареи, например железоникелевой, путем регулирования зарядного тока повышенной плотности, выбранного в соответствии с типом аккумулятора и условиями его охлаждения, в зависимости от газовыделения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности использования зарядного тока увеличения КПД и сокращения длительности процесса заряда, в процессе заряда контролируют состав выделяющегося газа с помощью газоанализатора определяют соотношение содержащихся в нем кислорода и водорода и, при достижении этого соотношения заданного значения, установленного в диапазоне 0 — 0,5, подают сигнал рассогласования в зарядное устройство и обеспечивают регулирование зарядного тока, поддерживая его соотношение неизменным до полного заряда батери.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 431589, кл. Н 01 М 10)44 1972.

2. Патент Японии М 32134, кл. Б 701, 1969.

Способ заряда аккумуляторной батареи Способ заряда аккумуляторной батареи Способ заряда аккумуляторной батареи 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для накопления электрической энергии большой энергоемкости в автономных системах электропитания

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для ускоренного заряда аккумуляторных батарей на основе заряд-разрядных выпрямительно-инверторных преобразователей

Изобретение относится к высокоскоростной зарядке аккумуляторных батарей, конкретно к высокоскоростному заряжающему устройству и высокоскоростному способу зарядки для таких аккумуляторных батарей, как никель-кадмиевые аккумуляторные батареи, водородоникелевые аккумуляторные батареи и ионолитиевые аккумуляторные батареи

Изобретение относится к способу восстановления источников напряжения в виде первичных элементов посредством подачи на них электроэнергии, а также к устройству для осуществления этого способа

Изобретение относится к электрическим приборам и предназначено для проведения формировочного разряда аккумуляторной батареи
Изобретение относится к области нетрадиционного использования литиевых аккумуляторов в качестве формирователей эффекта взрыва, инициируемого пенетрацией их корпуса или коротким замыканием электродов

Изобретение относится к электротехнике, в частности к эксплуатации и ремонту свинцовых аккумуляторов и аккумуляторных батарей

Изобретение относится к технике заряда аккумуляторных батарей

Изобретение относится к устройствам питания портативных телефонов
Изобретение относится к электротехнике и касается вопроса ускоренного заряда герметичных никель-кадмиевых аккумуляторных батарей (АБ)
Наверх