CS241355B1 - A method of experimentally determining the capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes - Google Patents
A method of experimentally determining the capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes Download PDFInfo
- Publication number
- CS241355B1 CS241355B1 CS822535A CS253582A CS241355B1 CS 241355 B1 CS241355 B1 CS 241355B1 CS 822535 A CS822535 A CS 822535A CS 253582 A CS253582 A CS 253582A CS 241355 B1 CS241355 B1 CS 241355B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- batteries
- capacity
- charging
- current
- nickel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
Řeší se problém určení kapacity nikl-kadmiových akumulátorů při jejich nabíjení. Podstata řešení spočívá v možnosti zjištění kapacity nikl-kadmiových akumulátorů při jejich nabíjení. Při nabíjení Ni-Cd akumulátorů probíhá nejprve účinné nabíjení kadmiové elektrody. Po nabití kadmiové elektrody dojde k prudkému vzrůstu napětí Ni-Cd akumulátoru, jež souvisí s přechodem na neúčinné přebíjení kadmiové elektrody, jež je spojeno s výrazným vývojem vodíku. Kapacita Ni-Cd akumulátorů přitom odpovídá času, kdy hodnocený akumulátor dosáhne hodnotu nabíjecího napětí, jež se pohybuje v rozsahu 1,45 až 1,80 V. Hodnota kapacity měřených Ni-Cd článků se potom určí ze součinu tohoto času a proudu, kterým je akumulátor nabíjen. Způsob může být použit ke stanovení kapacity všech typů nikl-kadmiových akumulátorů kapsové konstrukce.The problem of determining the capacity of nickel-cadmium batteries during their charging is solved. The essence of the solution lies in the possibility of determining the capacity of nickel-cadmium batteries during their charging. When charging Ni-Cd batteries, the cadmium electrode is first effectively charged. After the cadmium electrode is charged, the voltage of the Ni-Cd battery increases sharply, which is associated with the transition to ineffective overcharging of the cadmium electrode, which is associated with significant hydrogen evolution. The capacity of Ni-Cd batteries corresponds to the time when the evaluated battery reaches the charging voltage value, which ranges from 1.45 to 1.80 V. The value of the capacity of the measured Ni-Cd cells is then determined from the product of this time and the current with which the battery is charged. The method can be used to determine the capacity of all types of pocket-sized nickel-cadmium batteries.
Description
akumulátorů s kapsovými elektrodamibatteries with pocket electrodes
Řeší se problém určení kapacity nikl-kadmiových akumulátorů při jejich nabíjení.The problem of determining the capacity of nickel-cadmium batteries during charging is being solved.
Podstata řešení spočívá v možnosti zjištění kapacity nikl-kadmiových akumulátorů při jejich nabíjení. Při nabíjení Ni-Cd akumulátorů probíhá nejprve účinné nabíjení kadmiové elektrody. Po nabití kadmiové elektrody dojde k prudkému vzrůstu napětí Ni-Cd akumulátoru, jež souvisí s přechodem na neúčinné přebíjení kadmiové elektrody, jež je spojeno s výrazným vývojem vodíku. Kapacita Ni-Cd akumulátorů přitom odpovídá času, kdy hodnocený akumulátor dosáhne hodnotu nabíjecího napětí, jež se pohybuje v rozsahu 1,45 až 1,80 V. Hodnota kapacity měřených Ni-Cd článků se potom určí ze součinu tohoto času a proudu, kterým je akumulátor nabíjen.The essence of the solution lies in the possibility of determining the capacity of nickel-cadmium batteries during their charging. When charging Ni-Cd batteries, the cadmium electrode is first effectively charged. After the cadmium electrode is charged, the voltage of the Ni-Cd battery increases sharply, which is associated with the transition to ineffective overcharging of the cadmium electrode, which is associated with significant hydrogen evolution. The capacity of Ni-Cd batteries corresponds to the time when the evaluated battery reaches the charging voltage value, which ranges from 1.45 to 1.80 V. The value of the capacity of the measured Ni-Cd cells is then determined from the product of this time and the current with which the battery is charged.
Způsob může být použit ke stanovení kapacity všech typů nikl-kadmiových akumulátorů kapsové konstrukce.The method can be used to determine the capacity of all types of nickel-cadmium batteries of pocket design.
Vynález se týká způsobu experimentálního stanovení kapacity nikl-kadmiových akumulátorů s kapsovými elektrodami.The invention relates to a method for experimentally determining the capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes.
Kapacitou nikl-kadmiových akumulátorů s kapsovými elektrodami, vyjádřenou obvykle v θ/ο jmenovité kapacity uváděné výrobcem, rozumíme Ah-kapacitu těchto akumulátorů získanou během kapacitní zkoušky prováděné podle CSN 354»350 ST SEV.The capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes, usually expressed in θ/ο of the nominal capacity stated by the manufacturer, means the Ah capacity of these batteries obtained during a capacity test carried out in accordance with CSN 354»350 ST SEV.
Uživatelé nikl-kadmiových akumulátorů nebo organizace zajišťující v rámci běžných, středních, případně generální oprav zařízení, jež obsahují tyto akumultáory, též kontrolu kapacity akumulátorů, spojenou s výměnou jejich elektrolytů, většinou odlišným způsobem, především s ohledem na určení konce vybíjecí křivky, a z něho vyplývající kapacity hodnocených akumulátorů.Users of nickel-cadmium batteries or organizations providing, as part of routine, medium or general repairs of equipment containing these batteries, also check the capacity of the batteries, associated with the replacement of their electrolytes, mostly in a different way, primarily with regard to determining the end of the discharge curve and the resulting capacity of the evaluated batteries.
Podle ČSN 364 350 ST SEV se určuje kapacita nikl-kadmiových akumulátorů s kapsovými elektrodami ze· součinu hodnoty konstantního vybíjecího proudu I a času t odpovídající době, kdy akumulátor dosáhne konečné hodnoty napětí 1,0 V případně i nižší podle velikosti vybíjecího proudu, typu hodnoceného akumulátoru a teploty okolí, při které měření kapacity akumulátorů probíhá.According to ČSN 364 350 ST SEV, the capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes is determined from the product of the constant discharge current value I and the time t corresponding to the time when the battery reaches the final voltage value of 1.0 V or even lower depending on the size of the discharge current, the type of battery being evaluated and the ambient temperature at which the battery capacity is measured.
V průběhu měření kapacity většího počtu sériově zapojených nikl-kadmiových akumulátorů však s ohledem na rychlý pokles napětí hodnocených akumulátorů ke konci vybíjení, tj. od hodnot napětí 1,15 V, ukončuje většina uživatelů kontrolní měření kapacity při dosažení napětí 1,10 V/akumulátor. Hlavním důvodem je zvýšená nestabilita vybíjecího proudu během části vybíjecí křivky a současně obtížnost rychlého provedení požadovaného odpojení těch akumulátorů, jež dosáhly konečné hodnoty vybíjecího napětí, což vede k výraznému snížení přesnosti stanovení kapacity akumulátorů.However, during capacity measurement of a large number of nickel-cadmium batteries connected in series, due to the rapid decrease in voltage of the batteries being evaluated towards the end of discharge, i.e. from voltage values of 1.15 V, most users terminate the capacity control measurement when the voltage reaches 1.10 V/battery. The main reason is the increased instability of the discharge current during part of the discharge curve and the difficulty of quickly performing the required disconnection of those batteries that have reached the final discharge voltage value, which leads to a significant decrease in the accuracy of determining the battery capacity.
Tyto nepřesnosti by bylo možno částečně odstranit postupným automatickým vypínáním vybíjení akumulátorů, jež dosáhly požadovaného konce vybíjecího napětí, což je však pro většinu uživatelů nikl-kadmiových akumulátorů nerealizovatelné, neboť se takové náročné zařízení u nás nevyrábí.These inaccuracies could be partially eliminated by gradually automatically switching off the discharge of batteries that have reached the required end of discharge voltage, but this is not feasible for most users of nickel-cadmium batteries, as such demanding equipment is not manufactured in our country.
Z uvedených důvodů měří většina uživatelů nikl-kadmiových akumulátorů s kapso, vými elektrodami jejich kapacitu během praktického provozu v zásadě dvěma způsoby:For the above reasons, most users of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes measure their capacity during practical operation in two ways:
buď používají jako konečné vybíjecí napětí pro hodnocení kapacity nikl-kadmiových akumulátorů napětí 1,10 V, nebo vyhodnocují kapacitu akumulátorů z napětí dosaženého po 3,5 hodinách vybíjení vybíjecím proudem požadované hodnoty, tj. po odevzdání 70 % jmenované kapacity, která je kritériem praktického' použití nikl-kadmiových akumulátorů s kapsovými elektrodami.They either use 1.10 V as the final discharge voltage for evaluating the capacity of nickel-cadmium batteries, or they evaluate the capacity of the batteries from the voltage reached after 3.5 hours of discharge with a discharge current of the required value, i.e. after delivering 70% of the specified capacity, which is the criterion for the practical use of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes.
V obou případech, i když je zajištěna vyšší stabilita vybíjecího proudu během vybíjení většího počtu měřených akumulátorů s rozdílnou kapacitou, není však odstraněna chyba vzniklá z nutnosti přerušování vybíjení při odpojování akumulátorů, jež dosáhly konečné hodnoty vybíjecího napětí.In both cases, although higher stability of the discharge current is ensured during the discharge of a larger number of measured batteries with different capacities, the error resulting from the necessity of interrupting the discharge when disconnecting batteries that have reached the final discharge voltage value is not eliminated.
Kromě toho neumožňují oba popsané způsoby stanovit přesné hodnoty kapacity měřených akumulátorů nebo akumulátory nejsou vybíjeny až do napětí 1,0 V (případně níže], jak to požaduje ČSN 36 4350 ST SEV. Tato' skutečnost neumožňuje znovusestavení akumulátorové baterie z akumulátorů o shodné kapacitě, které je vždy nutno po provedení zkoušky provést, aby se v dalším průběhu života akumulátorů zabránilo rychlému poklesu kapacity těch akumulátorů bateriového systému, jež vykazují při kapacitní zkoušce podstatně nižší hodnoty kapacit oproti ostatním akumulátorům tohoto systému.In addition, both described methods do not allow to determine the exact values of the capacity of the measured batteries or the batteries are not discharged down to a voltage of 1.0 V (or lower), as required by ČSN 36 4350 ST SEV. This fact does not allow to reassemble the battery pack from batteries of the same capacity, which must always be done after the test in order to prevent a rapid decrease in the capacity of those batteries of the battery system during the further course of the battery life, which show significantly lower capacity values during the capacity test compared to other batteries of this system.
Výše uvedené nepřesnosti i stávající obtíže u uživatelů odstraňuje způsob experimentálního stanovení kapacity nikl-kadmiových akumulátorů s kapsovými elektrodami podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se nejprve provede vybití nikl-kadmiových akumulátorů do napětí 1,0 V, potom následuje nabíjení měřených akumulátorů daným nabíjecím proudem po diobu, než napětí nikl-kadmiových akumulátorů dosáhne hodnoty 1,45 V až 1,80 V, podle typu akumulátorů, přičemž hodnota kapacity měřených nikl-kadmiových akumulátorů se potom určí jako součin zjištěného času a proudu, kterým je akumulátor nabíjen.The above-mentioned inaccuracies and existing difficulties for users are eliminated by the method of experimentally determining the capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes according to the invention, the essence of which is that the nickel-cadmium batteries are first discharged to a voltage of 1.0 V, then the measured batteries are charged with a given charging current in stages until the voltage of the nickel-cadmium batteries reaches a value of 1.45 V to 1.80 V, depending on the type of batteries, while the value of the capacity of the measured nickel-cadmium batteries is then determined as the product of the determined time and the current with which the battery is charged.
Tento způsob vychází z existence přímého vztahu mezi hodnotou kapacity nikl-kadmiových akumulátorů zjištěnou z vybíjecí křivky po dosažení konečného vybíjecího napětí 1,0 V a hodnotou kapacity zjištěnou při nabíjeni tohoto akumulátoru do strmé části nabíjecí křivky, ve které přechází účinné nabíjení těchto akumulátorů na neúčinné nabíjení, jež je spojeno s výrazným vzrůstem napětí činící 200 až 300 mV podle typu akumulátorů a stavu jeho životnosti.This method is based on the existence of a direct relationship between the capacity value of nickel-cadmium batteries determined from the discharge curve after reaching the final discharge voltage of 1.0 V and the capacity value determined when charging this battery to the steep part of the charging curve, in which the efficient charging of these batteries changes to inefficient charging, which is associated with a significant increase in voltage of 200 to 300 mV depending on the type of battery and its service life.
Hodnota kapacity nikl-kadmiových akumulátorů získaná z nabíjecí křivky odpovídá hodnotám nabíjecího napětí, jež se pohybuje v rozsahu 1,50 až 1,73 V a závisí na typu měřeného akumulátoru.The capacity value of nickel-cadmium batteries obtained from the charging curve corresponds to the charging voltage values, which range from 1.50 to 1.73 V and depend on the type of battery being measured.
Způsob experimentálního stanovení kapacity nikl-kadmiových akumulátorů z nabíjecí křivky podle vynálezu znamená pro uživatele těchto akumulátorů následující výhody:The method of experimentally determining the capacity of nickel-cadmium batteries from the charging curve according to the invention provides the following advantages for users of these batteries:
přináší výrazné úspory elektrické energie, jež činí 150 % jmenovité kapacity každého z měřených akumulátorů, vede ke snížení pracnosti kapacitní zkoušky odstraněním 1 cyklu vybití a nabití a dále vede k zajištění větší stability proudu, a tím i přesnosti kapacitní zkoušky odstraněním přerušováním proudu během stávajícího způsobu provádění kapacitní zkoušky v důsledku nutnosti odpojení článků s ukončenou kapacitní zkouškou při měření celého bateriového systému tvořeného až 50 kusy sériově zapojených akumulátorů.It brings significant savings in electrical energy, which amounts to 150% of the nominal capacity of each of the measured batteries, leads to a reduction in the laboriousness of the capacity test by eliminating 1 discharge and charge cycle and further leads to ensuring greater current stability and thus the accuracy of the capacity test by eliminating current interruptions during the current method of performing the capacity test due to the need to disconnect cells with a completed capacity test when measuring the entire battery system consisting of up to 50 batteries connected in series.
K zajištění přesnosti stanovení kapacity jednotlivých typů nikl-kadmiových akumulátorů uvedených v níže uvedených příkladech provedení vynálezu bylo použito Ah-čítače vlastní konstrukce, umožňujícího přímé měření dodané a odebrané kapacity měřených akumulátorů v Ah.To ensure the accuracy of determining the capacity of individual types of nickel-cadmium batteries listed in the examples of embodiments of the invention below, an Ah counter of our own design was used, enabling direct measurement of the supplied and withdrawn capacity of the measured batteries in Ah.
Vybíjení všech hodnocených nikl-kadmiových akumulátorů bylo prováděno proudem 0,2 Cs JA], neboť především uživatelé akumulátorů' typu KPH [dříve NKS) nemohou splnit stávající CSN 36 4350 ST SEV použitím vybíjecího proudu 1 Ci [A] s ohledem na výrazně vyšší náročnost vybíjecího procesu jak z hlediska výše vybíjecího proudu, tak i z hlediska náročnosti celé kapacitní zkoušky ve srovnání s dosud používaným vybíjecím proudem 0,2 Cs [Al používaným v rámci dříve platné CSN.The discharge of all evaluated nickel-cadmium batteries was carried out with a current of 0.2 Cs JA], since, in particular, users of KPH type batteries [formerly NKS) cannot meet the current CSN 36 4350 ST SEV by using a discharge current of 1 Ci [A], due to the significantly higher complexity of the discharge process, both in terms of the discharge current level and in terms of the complexity of the entire capacity test, compared to the previously used discharge current of 0.2 Cs [Al used within the previously valid CSN.
Nabíjení těchto akumulátorů bylo prováděno jak proudem 0,2 Cs [A], tak i proudem 0,25 Ci [A].Charging of these batteries was carried out with both a current of 0.2 Cs [A] and a current of 0.25 Ci [A].
S ohledem na zobecnění příslušné hodnoty nabíjecího napětí pro stanovení kapacity daného typu nikl-kadmiového akumulátoru byla hodnota nabíjecího napětí zjišťována v širokém rozsahu stavu životnosti těchto akumulátorů cyklovaných jak podle příslušných ČSN, tak i v provozních podmínkách jejich funkce.With regard to the generalization of the appropriate charging voltage value for determining the capacity of a given type of nickel-cadmium battery, the charging voltage value was determined in a wide range of the service life of these batteries cycled both according to the relevant ČSN and in the operating conditions of their function.
Příklady provedení:Examples of implementation:
PřikladlExample
Nikl-kadmiové akumulátory typu KPH 80 [dříve NKS 80) po průběhu různých počtů cyklů podle ČSN byly podrobeny vyrovnávacím cyklům při nabíjení proudem 0,25 C4 [A] a vybíjení proudem 0,2 Cs [A] do konečného napětí 1,0 V. Po těchto cyklech následovala vlastní kapacitní zkouška hodnocených akumulátorů, tj. nabíjení proudem 0,2 Cs [A] po dobu 7,5 hodiny, tzn. při dodání 150 % jmenovité kapacity. Následovalo vybíjení těchto akumulátorů proudem 0,2 Ci [A] do konečného napětí 1,0 V.Nickel-cadmium batteries of the KPH 80 type [formerly NKS 80] after various numbers of cycles according to ČSN were subjected to equalization cycles during charging with a current of 0.25 C4 [A] and discharging with a current of 0.2 Cs [A] to a final voltage of 1.0 V. These cycles were followed by the actual capacity test of the evaluated batteries, i.e. charging with a current of 0.2 Cs [A] for 7.5 hours, i.e. when delivering 150% of the nominal capacity. This was followed by discharging these batteries with a current of 0.2 Ci [A] to a final voltage of 1.0 V.
Příslušné nabíjecí na vybíjecí křivky pro oba typy nabíjecích režimů jsou pro jeden z hodnocených akumulátorů typu KPH 80 uvedeny na obr. 1.The corresponding charging and discharging curves for both types of charging modes are shown in Fig. 1 for one of the evaluated batteries, type KPH 80.
Vybíjecí kapacity hodnocených akumulátorů spolu s( odpovídajícími hodnotami nabíjecího napětí jsou uvedeny v tabulce č. 1. V tabulce č. 2 jsou uvedeny chyby vzniklé při měření kapacity hodnocených akumulátorů současným způsobem používaným u jejich uživatelů při vybíjení do 1,10 V spolu s uvedením chyby při zjištění kapacity těchto akumulátorů použitím námi navrhovaného způsobu jejího stanovení z nabíjecí křivky.The discharge capacities of the evaluated batteries together with the corresponding charging voltage values are given in Table 1. Table 2 lists the errors incurred when measuring the capacity of the evaluated batteries using the method currently used by their users when discharging to 1.10 V, along with the error in determining the capacity of these batteries using our proposed method of determining it from the charging curve.
Tabulka č. 1 akumulátor cyklus podle ČSN nabíjecí proud 0,2 Cs (A] typ číslo- kapacita při vybíjení odpovídající nabíjecí [Ah] napětí (V)Table No. 1 battery cycle according to ČSN charging current 0.2 Cs (A] type number- capacity during discharge corresponding charging [Ah] voltage (V)
- 7,2 a — chyba vzniklá při vybíjení akumulátorů pouze do 1,10 V b — chyba vzniklá nestabilitou proudu c — chyba vzniklá přerušováním proudu při vybíjení např. 50 akumulátorů vlivem postupného odpojování článků s konečným vybíjením (čas potřebný k odpojení 1 akumulátoru včetně opětného zapojení vybíjení — 15 sec)- 7.2 a — error caused by discharging batteries only up to 1.10 V b — error caused by current instability c — error caused by interruption of current when discharging e.g. 50 batteries due to gradual disconnection of cells with final discharge (time required to disconnect 1 battery including reconnecting the discharge — 15 sec)
Příklad 2Example 2
Nikl-kadmiové akumulátory typu KPH 80 (dříve NKS 80) po průběhu různých počtů cyklů podle ČSN byly podrobeny vyrovnávacím cyklům při nabíjení proudem 0,25 C4 [A] a vybíjení proudem 0,2 Cs [A] do konečného napětí 1,0 V. Po- těchto cyklech následovala vlastní kapacitní zkouška hodnocených akumulátorů, tj. nabíjení proudem 0,25 C4 [A] po dobu 6 hodin, tzn. při dodání 150 °/o jmenovité kapacity. Následovalo vybíjení těchto akumulátorů proudem 0,2 Cs [A] do konečného napětí 1,0 V.Nickel-cadmium batteries of the KPH 80 type (formerly NKS 80) after various numbers of cycles according to ČSN were subjected to equalization cycles during charging with a current of 0.25 C4 [A] and discharging with a current of 0.2 Cs [A] to a final voltage of 1.0 V. These cycles were followed by the actual capacity test of the evaluated batteries, i.e. charging with a current of 0.25 C4 [A] for 6 hours, i.e. when delivering 150 % of the nominal capacity. This was followed by discharging these batteries with a current of 0.2 Cs [A] to a final voltage of 1.0 V.
Příslušné nabíjecí a vybíjecí křivky pro oba typy nabíjecích režimů jsou pro jeden z hodnocených akumulátorů typu KPH 80 uvedeny na obr. 1.The corresponding charging and discharging curves for both types of charging modes are shown in Fig. 1 for one of the evaluated batteries, type KPH 80.
Vybíjecí kapacity hodnocených akumulátorů spolu s odpovídajícími hodnotami nabíjecího napětí jsou uvedeny v tabulce č. 3. V tabulce č. 4 jsou uvedeny chyby vzniklé při měření kapacity hodnocených akumulátorů současným způsobem používaným u jejich uživatelů při vybíjení do 1,10 V spolu s uvedením chyby při zjištění kapacity těchto akumulátorů použitím námi navrhovaného způsobu jejího stanovení z nabíjecí křivky.The discharge capacities of the evaluated batteries together with the corresponding charging voltage values are listed in Table 3. Table 4 lists the errors incurred when measuring the capacity of the evaluated batteries using the method currently used by their users when discharging to 1.10 V, along with the error in determining the capacity of these batteries using our proposed method of determining it from the charging curve.
Tabulka č. 3 akumulátor Cyklus podle CSNTable No. 3 Battery Cycle according to CSN
Nabíjecí proud 0,25 C4 [A] kapacita při vybíjení odpovídající nabíjecí [Ah] napětí [V]Charging current 0.25 C4 [A] capacity during discharge corresponding to charging [Ah] voltage [V]
typ akumulátorubattery type
Tabulka č. 4 chyby měření stávající způsoby b cTable 4: Measurement errors of existing methods b c
2J [% Cj] nový způsob nabíjení 0,25 C4 [A]2J [% Cj] new charging method 0.25 C4 [A]
KPH 80 +12,5 —2,2 —5,0 +12,5 +2,1/0,01 VKPH 80 +12.5 —2.2 —5.0 +12.5 +2.1/0.01 V
- 7,2 a— chyba vzniklá při vybíjení akumulátorů pouze do 1,10 V b — chyba vzniklá nestabilitou proudu c — chyba vzniklá přerušováním proudu při vybíjení např. 50 akumulátorů vlivem postupného odpojování článků s ukončeným vybíjením (čas potřebný k odpojení 1 akumuláťoru. včetně opětného zapojení vybíjení — 15 sec)- 7.2 a— error caused by discharging batteries only up to 1.10 V b — error caused by current instability c — error caused by current interruption when discharging e.g. 50 batteries due to gradual disconnection of cells with completed discharge (time required to disconnect 1 battery, including reconnecting the discharge — 15 sec)
P ř í k 1 a d 3Example 3
Nikl-kadmiové akumulátory typu KPM 160 (dříve NKT 160) po 2 až 5 letém provozu v akumulátorových vozících byly podrobeny vyrovnávacím cyklům při vybíjení proudem 0,2 Cs [A] do konečného vybíjecího napětí 1,0 v: Po těchto cyklech byly akumulátory podrobeny nabíjení proudem 0,2 Cs [A] po dobu 7,5 hodiny, tj. dodáním 150 % jmenovité kapacity. Následovalo vybíjení těchto akumulátorů proudem 0,2 Cs [A] do konečného napětí 1,0 V.Nickel-cadmium batteries of the KPM 160 type (formerly NKT 160) after 2 to 5 years of operation in battery trucks were subjected to equalization cycles during discharge with a current of 0.2 Cs [A] to a final discharge voltage of 1.0 V: After these cycles, the batteries were subjected to charging with a current of 0.2 Cs [A] for 7.5 hours, i.e. by delivering 150% of the nominal capacity. This was followed by discharging these batteries with a current of 0.2 Cs [A] to a final voltage of 1.0 V.
Příslušné nabíjecí a vybíjecí křivky pro oba typy nabíjecích režimů jsou pro jeden z hodnocených akumulátorů KPM 160 uvedeny na obr. 2.The corresponding charging and discharging curves for both types of charging modes are shown in Fig. 2 for one of the evaluated batteries KPM 160.
Vybíjecí kapacity hodnocených akumulátorů spolu s odpovídající hodnotou nabíjecího napětí jsou uvedeny v tabulce č. 5. V tabulce č. 6 jsou uvedeny chyby vzniklé při měření hodnocených akumulátorů současnými způsoby, používanými u jejich uživatelů současně s uvedením chyby stanovení kapacity těchto akumulátorů navrhovaným způsobem z nabíjecí křivky.The discharge capacities of the evaluated batteries together with the corresponding charging voltage value are listed in Table 5. Table 6 lists the errors incurred when measuring the evaluated batteries using current methods used by their users, along with the error in determining the capacity of these batteries using the proposed method from the charging curve.
T a b u 1 k a č. 5 akumulátor typ číslo doba provozu nabíjecí proud 0,2 Cs [A] kapacita při vybíjení odpovídající nabíjecí [Ah] napětí [V]T a b l e 1 k a n. 5 Battery type number operating time charging current 0.2 Cs [A] capacity during discharge corresponding charging [Ah] voltage [V]
Tabulka č. 6Table No. 6
1.671.67
1.68 1,68 1,651.68 1.68 1.65
1.651.65
1.66 1,68 1,67 typ akumulátoru a1.66 1.68 1.67 battery type and
chyby měření stávající způsoby b cmeasurement errors existing methods b c
Σ [% Cj] nový způsob nabíjení 0,2 Cs [A]Σ [% Cj] new charging method 0.2 Cs [A]
KPM 160 +4,2 +0,8 —5,0 +5,0 +1,9/0,01 {V] —5,0 a — chyba vzniklá při vybíjení akumulátorů pouze do 1,10 V b — chyba vzniklá nestabilitou proudu c — chyba vzniklá přerušováním proudu při vybíjení např. 50 akumulátorů vlivem postupného odpojování článků s ukončeným vybíjením (čas potřebný k odpojení 1 akumulátoru včetně opětného zapojení vybíjení — 15 sec).KPM 160 +4.2 +0.8 —5.0 +5.0 +1.9/0.01 {V] —5.0 a — error caused by discharging batteries only up to 1.10 V b — error caused by current instability c — error caused by interruption of current when discharging e.g. 50 batteries due to gradual disconnection of cells with completed discharge (time required to disconnect 1 battery including reconnecting the discharge — 15 sec).
Příklad 4Example 4
Nikl-kadmiové akumulátory typu KPM 160 (dříve NKT 160] po 2 až 5 letem provozu v akumulátorových vozících byly podrobeny vyrovnávacím cyklům při vybíjení proudem 0,2 Cs [A] do konečného vybíjecího napětí 1,0 V. Po těchto cyklech byly akumulátory podrobeny nabíjení proudem 0,25 Cl [A] po dobu 6 hodin, tj. dodáním 150 % jmenovité kapacity. Následovalo vybíjení těchto akumulátorů proudem 0,2 Cs (Aj do konečného napětí 1,0 V.Nickel-cadmium batteries of the KPM 160 type (formerly NKT 160) after 2 to 5 years of operation in battery trucks were subjected to equalization cycles during discharge with a current of 0.2 Cs [A] to a final discharge voltage of 1.0 V. After these cycles, the batteries were subjected to charging with a current of 0.25 Cl [A] for 6 hours, i.e. by delivering 150% of the nominal capacity. This was followed by discharging these batteries with a current of 0.2 Cs (Aj to a final voltage of 1.0 V.
Příslušné nabíjecí a vybíjecí křivky pro oba typy nabíjecích režimů jsou pro jeden z hodnocených akumulátorů KPM 160 uvedeny na obr. 2.The corresponding charging and discharging curves for both types of charging modes are shown in Fig. 2 for one of the evaluated batteries KPM 160.
Vybíjecí kapacity hodnocených akumulátorů spolu s odpovídající hodnotou nabíjecího napětí jsou uvedeny v tabulce č. 7. V tabulce č. 8 jsou uvedeny chyby vzniklé při měření hodnocených akumulátorů současnými způsoby, používanými u jejich uživatelů současně s uvedením chyby stanovení kapacity těchto akumulátorů navrhovaným způsobem z nabíjecí křivky.The discharge capacities of the evaluated batteries together with the corresponding charging voltage value are given in Table 7. Table 8 lists the errors arising when measuring the evaluated batteries using current methods used by their users, together with the error in determining the capacity of these batteries using the proposed method from the charging curve.
Tabulka č. 7 akumulátor doba provozu nabíjecí proud 0,25 C4 [A] typ číslo kapacita při vybíjení odpovídající nabíjecí [Ah] napětí [V]Table No. 7 Battery operating time charging current 0.25 C4 [A] type number capacity during discharge corresponding charging [Ah] voltage [V]
typ akumulátorubattery type
KPM160 +4,2 +0,8 —5,0 +5,0 +1,78/0,10 V —5,0 a — chyba vzniklá při vybíjení akumulátoru pouze do 1,10 V b — chyba vzniklá nestabilitou proudu c — chyba vzniklá přerušováním proudu při měření 50 akumulátorů vlivem postupného odpojování článků s ukončeným vybíjením (čas potřebný k odpojení 1 akumulátoru včetně opětného zapojení vybíjení — 15 sec).KPM160 +4.2 +0.8 —5.0 +5.0 +1.78/0.10 V —5.0 a — error caused by discharging the battery only up to 1.10 V b — error caused by current instability c — error caused by current interruption when measuring 50 batteries due to gradual disconnection of cells with completed discharge (time required to disconnect 1 battery including reconnecting the discharge — 15 sec).
Příklad 5Example 5
Nikl-kadmiové akumulátory typu KPL 118 (dříve NKO 118) po 3/4 letem provozu jako nouzové zdroje osvětlení obytných domů byly podrobeny vyrovnávacím cyklům při nabíjení proudem 0,25 Ci [A] a vybíjení proudem 0,2 Cs [A] do konečného vybíjecího napětí 1,0 V. Po těchto cyklech byly akumulátory podrobeny vlastní kapacitní zkoušce, tj. nabíjeny proudem 0,2 Cs [A] po dobu 7,5 hodiny při dodání 150 % jmenovité kapacity. Následovalo vybíjení těchto akumulátorů proudem 0,2 Cs [A] do konečného napětí 1,0 V/akumulátor.Nickel-cadmium batteries of the KPL 118 type (formerly NKO 118) after 3/4 years of operation as emergency lighting sources for residential buildings were subjected to equalization cycles during charging with a current of 0.25 Ci [A] and discharging with a current of 0.2 Cs [A] to a final discharge voltage of 1.0 V. After these cycles, the batteries were subjected to their own capacity test, i.e. charged with a current of 0.2 Cs [A] for 7.5 hours while delivering 150% of the nominal capacity. This was followed by discharging these batteries with a current of 0.2 Cs [A] to a final voltage of 1.0 V/battery.
Příslušné nabíjecí a vybíjecí křivky pro oba typy nabíjecích režimů jsou pro jeden z hodnocených akumulátorů typu KPL 118 uvedeny na obr. 3.The corresponding charging and discharging curves for both types of charging modes are shown in Fig. 3 for one of the evaluated batteries of the KPL 118 type.
Vybíjecí kapacity hodnocených akumulátorů spolu s odpovídajícími hodnotami nabíjecích napětí všech měřených akumulátorů jsou uvedeny v tabulce č. 9. V tabulce č. 10 jsou uvedeny chyby vzniklé při měření kapacity hodnocených akumlátorů současnými způsoby používanými u jejich uživatelů a zároveň jsou i uvedeny chyby zjištění kapacity těchto akumulátorů vzniklé při použití námi navrhovaného způsobu jejího stanovení z nabíjecí křivky.The discharge capacities of the evaluated batteries together with the corresponding values of the charging voltages of all measured batteries are listed in Table 9. Table 10 lists the errors that occurred when measuring the capacity of the evaluated batteries using the current methods used by their users, and also lists the errors in determining the capacity of these batteries that occurred when using our proposed method of determining it from the charging curve.
KPL 118 +3,4 —1,9 —5,0 +3,4 +3,8/0,01 —6,9 a— chyba vzniklá při vybíjení akumulátoru pouze do 1,10 V b — chyba vzniklá nestabilitou proudu c — chyba vzniklá přerušováním proudu při měření 50 akumulátorů vlivem postupného odpojování článků s ukončeným nabíjením (čas potřebný k odpojení 1 akumulátoru včetně opětného zapojení vybíjení — 15 sec).KPL 118 +3.4 —1.9 —5.0 +3.4 +3.8/0.01 —6.9 a— error caused by discharging the battery only up to 1.10 V b — error caused by current instability c — error caused by current interruption when measuring 50 batteries due to gradual disconnection of cells with completed charging (time required to disconnect 1 battery including reconnecting the discharge — 15 sec).
P ř í k 1 ad 6Example 6
Nikl-kadmiové akumulátory typu KPL 118 (dříve NKO 118) po 3/4 letém provozu jako nouzové zdroje osvětlení obytných domů byly podrobeny vyrovnávacím cyklům při nabíjení proudem 0,25 C4 [A] a vybíjení proudem 0,2 C5 [A] do konečného vybíjecího napětí 1,0 V. Po těchto cyklech byly akumulátory podrobeny vlastní kapacitní zkoušce, tj. nabíjeny proudem 0,25 Ch [A] po dobu 6 hsdin, tj. při dodání 150 % jmenovité kapacity. Následovalo Vybíjení těchto akumulátorů proudem 0,2 C5 [A] do konečného napětí 1,0 V.Nickel-cadmium batteries of the KPL 118 type (formerly NKO 118) after 3/4 years of operation as emergency lighting sources for residential buildings were subjected to equalization cycles during charging with a current of 0.25 C4 [A] and discharging with a current of 0.2 C5 [A] to a final discharge voltage of 1.0 V. After these cycles, the batteries were subjected to their own capacity test, i.e. charged with a current of 0.25 Ch [A] for 6 hsdin, i.e. when delivering 150% of the nominal capacity. This was followed by discharging these batteries with a current of 0.2 C5 [A] to a final voltage of 1.0 V.
Příslušné nabíjecí a vybíjecí křivky pro oba typy nabíjecích režimů jsou pro jeden z hodnocených akumulátorů typu KPL 118 uvedeny na obr. 3.The corresponding charging and discharging curves for both types of charging modes are shown in Fig. 3 for one of the evaluated batteries of the KPL 118 type.
Vybíjecí kapacity akumulátorů spolu s odpovídajícími hodnotami nabíjecích napětí všech měřených akumulátorů jsou uvedeny v tabulce č. 11. V tabulce č. 12 jscu uvedeny chyby vzniklé při měření kapacity hodnocených akumulátorů současnými způsoby používanými u jejich uživatelů a zároveň jsou uvedeny chyby zjištění kapacity těchto akumulátorů vzniklé při použití námi navrhovaného způsobu jejího stanovení z nabíjecí křivky.The discharge capacities of the batteries together with the corresponding values of the charging voltages of all measured batteries are listed in Table 11. Table 12 lists the errors that occurred when measuring the capacity of the evaluated batteries using the current methods used by their users, and at the same time lists the errors in determining the capacity of these batteries that occurred when using the method we proposed for determining it from the charging curve.
—6,9 a — chyba vzniklá při vybíjení akumulátoru pouze do 1,10 V b — chyba vzniklá nestabilitou proudu c — chyba vzniklá přerušováním proudu při měření 50 akumulátorů vlivem postupného odpojování článků s ukončeným vybíjením (čas potřebný k odpojení 1 akumulátoru včetně opětného zapojení vybíjení — sec).—6.9 a — error caused by discharging the battery only to 1.10 V b — error caused by current instability c — error caused by current interruption when measuring 50 batteries due to gradual disconnection of cells with completed discharge (time required to disconnect 1 battery including reconnecting the discharge — sec).
Příklad 7Example 7
Nikl-kadmiové akumulátory typu KPL 60 (dříve NKN 60) po různých počtech cyklů podle ČSN 36 4350 ST SEV byly podrobeny vyrovnávacím cyklům při nabíjení proudem 0,25 Cd [Aj a vybíjení proudem 0,2 C5 [AJ do konečného vybíjecího napětí 1,0 V. Po těchto cyklech byly tyto akumulátory podrobeny nabíjení proudem 0,2 čs [A] po dobu 7,5 hodiny, tj. dodáním 150 % jmenovité kapacity. Následovalo vybíjení těchto akumulátorů proudem 0,2 C5 [A] do konečného napětí 1,0 V.Nickel-cadmium batteries of the KPL 60 type (formerly NKN 60) after various numbers of cycles according to ČSN 36 4350 ST SEV were subjected to equalization cycles during charging with a current of 0.25 Cd [Aj and discharging with a current of 0.2 C5 [AJ to a final discharge voltage of 1.0 V. After these cycles, these batteries were subjected to charging with a current of 0.2 Čs [A] for 7.5 hours, i.e. by delivering 150% of the nominal capacity. This was followed by discharging these batteries with a current of 0.2 C5 [A] to a final voltage of 1.0 V.
Příslušné nabíjecí a vybíjecí křivky pro oba typy nabíjecích režimů jsou pro jeden z hodnocených akumulátorů KPL 60 uvedeny na obr. 4.The corresponding charging and discharging curves for both types of charging modes are shown in Fig. 4 for one of the evaluated KPL 60 batteries.
Vybíjecí kapacity hodnocených akumulátorů spolu s odpovídající hodnotou nabíjecího napětí jsou uvedeny v tabulce č. 13. V tabulce č. 14 jsou uvedeny chyby vzniklé při měření kapacity hodnocených akumulátorů současnými způsoby používanými u jejich uživatelů současně s uvedením chyby kapacity těchto akumulátorů použitím námi navrhovaného způsobu jejího stanovení z nabíjecí křivky.The discharge capacities of the evaluated batteries together with the corresponding charging voltage value are listed in Table 13. Table 14 lists the errors incurred when measuring the capacity of the evaluated batteries using the current methods used by their users, along with the error in the capacity of these batteries using our proposed method of determining it from the charging curve.
Z uvedených výsledků je zřejmé, že i po 1 440 cyklech, tj. po třikrát vyšší životnosti Ni-Cd akumulátorů typu KPL 60, než požaduje příslušná ČSN dosahují akumulátory, které již nesplňují požadovanou jmenovitou kapacitu podle ČSN shodných hodnot nabíjecího napětí odpovídajícího jejich kapacitě při vybíjení jako na počátku své životnosti.From the results given, it is clear that even after 1,440 cycles, i.e. after three times the service life of Ni-Cd batteries of the KPL 60 type, than required by the relevant ČSN, batteries that no longer meet the required nominal capacity according to ČSN achieve the same charging voltage values corresponding to their capacity during discharge as at the beginning of their service life.
Tabulka č. 13 akumulátor cyklus nabíjecí proud 0,2 Č6 [A] typ číslo kapacita při vybíjení odpovídající nabíjecí [Ah] napětí [V]Table No. 13 battery cycle charging current 0.2 Č6 [A] type number capacity during discharge corresponding charging [Ah] voltage [V]
stupného odpojování akumulátorů s ukončeným vybíjením (čas potřebný k odpojení 1 akumulátoru včetně opětného zapojení vybíjení — 15 sec).gradual disconnection of batteries with complete discharge (time required to disconnect 1 battery including reconnecting the discharge — 15 sec).
Příklad 8Example 8
Nikl-kadmiové akumulátory typu KPL 60 (dříve NKN 60) po různých počtech cyklů při nabíjení proudem 0,25 Cl [A] a vybíjení proudem 0,2 Cs [A] do konečného vybíjecího napětí 1,0 V. Po těchto cyklech byly tyto akumulátory podrobeny nabíjení proudem 0,2 Cs [A] po dobu 6 hodin, tj. dodáním 150 % jmenovité kapacity. Následovalo vybíjení těchto akumulátorů proudem 0,2 Cs [Aj do konečného napětí 1,0 V.Nickel-cadmium batteries of type KPL 60 (formerly NKN 60) after different numbers of cycles of charging with a current of 0.25 Cl [A] and discharging with a current of 0.2 Cs [A] to a final discharge voltage of 1.0 V. After these cycles, these batteries were subjected to charging with a current of 0.2 Cs [A] for 6 hours, i.e. by delivering 150% of the nominal capacity. This was followed by discharging these batteries with a current of 0.2 Cs [Aj to a final voltage of 1.0 V.
Příslušné nabíjecí a vybíjecí křivky pro oba typy nabíjecích režimů jsou pro· jeden z hodnocených akumulátorů KPL 60 uvedeny na obr. 4.The corresponding charging and discharging curves for both types of charging modes are shown in Fig. 4 for one of the evaluated KPL 60 batteries.
Vybíjecí kapacity hodnocených akumulátorů spolu s odpovídající hodnotou nabíjecího napětí jsou uvedeny v tabulce č. 15. V tabulce č. 16 jsou uvedeny chyby vzniklé při měření kapacity hodnocených akumulátorů současnými způsoby používanými u jejich uživatelů současně s uvedením chyby stanovení těchto akumulátorů použitím námi navrhovaného způsobu jejího stanovení z nabíjecí křivky.The discharge capacities of the evaluated batteries together with the corresponding charging voltage value are listed in Table 15. Table 16 lists the errors incurred when measuring the capacity of the evaluated batteries using current methods used by their users, along with the error in determining these batteries using our proposed method of determining it from the charging curve.
Z uvedených výsledků je zřejmé, že i po 1 440 cyklech, tj. po třikrát vyšší životnosti Ni-Cd akumulátorů typu KPL 60, než požaduje příslušná ČSN, dosahují tyto akumulátory, které již nesplňují požadovanou jmenovitou kapacitu podle ČSN, shodných hodnot nabíjecího napětí odpovídajícího jejich kapacitě při vybíjení jako na počátku své životnosti.From the results given, it is clear that even after 1,440 cycles, i.e. after three times the service life of Ni-Cd batteries of the KPL 60 type, than required by the relevant ČSN, these batteries, which no longer meet the required nominal capacity according to ČSN, achieve the same charging voltage values corresponding to their capacity during discharge as at the beginning of their service life.
akumulátor typ číslobattery type number
Tabulka č. 15 cyklus nabíjecí proud 0,25 Ci [Al kapacita při vybíjení odpovídající nabíjecí [Ah] napětí [VJTable No. 15 cycle charging current 0.25 Ci [Al capacity during discharge corresponding charging [Ah] voltage [VJ
a — chyba vzniklá při vybíjení akumulátorů pauze do 1,10 V b — chyba vzniklá nestabilitou proudu c — chyba vzniklá přerušováním proudu při vybíjení napr. 50 akumulátorů vlivem postupného odpojování článků s ukončeným vybíjením (čas potřebný k odpojení 1 akumulátoru včetně opětného zapojení vybíjení — 15 sec].a — error caused by battery discharge pause to 1.10 V b — error caused by current instability c — error caused by current interruption when discharging, for example, 50 batteries due to gradual disconnection of cells with completed discharge (time required to disconnect 1 battery including reconnecting the discharge — 15 sec].
Způsob stanovení kapacity Ni-Cd akumulátorů podle uvedeného patentu je možno použít lt určení kapacity Ni-Cd akumulátorů u řady uživatelů, jakými jsou železniční opravny a strojovny, dílny pro opravu mechanismů a jednotlivé železniční stanice v oblasti železniční dopravy, dopravní podniky jednotlivých míst v oblasti městské dopravy, jednotlivé závody s vnitropodnikovou dopravou, podniky místního hospodářství a další.The method for determining the capacity of Ni-Cd batteries according to the aforementioned patent can be used to determine the capacity of Ni-Cd batteries for a number of users, such as railway repair shops and engine rooms, workshops for repairing mechanisms and individual railway stations in the field of railway transport, transport enterprises of individual places in the field of urban transport, individual plants with intra-company transport, local economy enterprises and others.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS822535A CS241355B1 (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | A method of experimentally determining the capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS822535A CS241355B1 (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | A method of experimentally determining the capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS253582A1 CS253582A1 (en) | 1985-08-15 |
| CS241355B1 true CS241355B1 (en) | 1986-03-13 |
Family
ID=5362757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS822535A CS241355B1 (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | A method of experimentally determining the capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS241355B1 (en) |
-
1982
- 1982-04-09 CS CS822535A patent/CS241355B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS253582A1 (en) | 1985-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104600387B (en) | The active equalization method of ferric phosphate lithium cell group and system | |
| JPH06295745A (en) | System of inspecting aging of storage battery and method used this system | |
| Bobanac et al. | Determining lithium-ion battery one-way energy efficiencies: Influence of c-rate and coulombic losses | |
| CN113369176A (en) | Sorting method and system for recycling retired batteries | |
| CN101860056A (en) | Power lithium battery pack balancing and managing system based on Map model | |
| CN107649412B (en) | Matched battery screening method | |
| Wang et al. | Use of LiFePO4 batteries in stand-alone solar system | |
| KR20150058172A (en) | Accumulator operation control device, accumulator operation control method, and program | |
| CN103682508A (en) | Method for determining electric charge state of spacecraft Li-ion (Lithium-ion) storage battery | |
| CN111790645A (en) | A sorting method for cascade utilization power battery | |
| CN114744298B (en) | Lead-acid battery internal formation and assembly method | |
| CN112397788A (en) | Novel battery capacity grading and grouping method | |
| Fong et al. | Study and development of mixed repurposing EV battery system for stationary energy storage applications | |
| CN115712066B (en) | Online capacity checking method and management system for lead-acid battery pack power backup | |
| CN115508716A (en) | Method for estimating state of storage battery based on discharge voltage drop and alternating current impedance | |
| CN113671397B (en) | Consistent matching method of lithium ion batteries | |
| CN112540296A (en) | Performance evaluation system for power station battery system | |
| CS241355B1 (en) | A method of experimentally determining the capacity of nickel-cadmium batteries with pocket electrodes | |
| CN110899151B (en) | Device and method for rapidly screening charging and discharging characteristics of lithium battery | |
| CN116417695A (en) | Balanced maintenance method and maintenance device for lithium battery pack | |
| CN110492189B (en) | Valve-regulated storage battery repairing method | |
| Tsujikawa et al. | Estimation of the lifetimes of valve-regulated lead-acid batteries | |
| CN106707182A (en) | Power-type sodium-sulfur battery accelerated testing method | |
| Kaczorowska et al. | Identification of Technological Limitations of a Battery Energy Storage System | |
| Fattah et al. | Optimum charging scheme of Electric Vehicle (EV) battery |