SU532144A1 - Способ определени степени зар женности аккумул торной батареи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнической промышленности, в частности к области контрол  нараметров электрохимических источников тока - аккумул торов и аккумул торных батарей.

Известный способ определени  степени зар женпости аккумул торной батареи путем измерени  величины установившегос  значени  тока ее зар да от зар дного источника посто нного тока, номинальное напр жение которого равно максимальному значению зар дного напр жени  батареи, измерени  напр жени  батареи при отключенном зар дном источнике и сравнении полученных величин с зар дными вольтамнерными характеристиками , соот:встствуюш,ими различной фактической емкости (зар женности) иснытуемой батареи, не обеспечивает необходимой точности измерений, отличаетс  относительно большой аппаратурной сложностью и вследствие быстрого изменени  напр жени  батареи, отключенной от источника, требует высокой сноровки экспериментатора, производ шего отсчеты по приборам.

Известен также способ определени  степсни зар женности основной батареи путем сравнени  ее напр жени  с напр жением контрольной , составленной из элементов нормального использовапи  и резервного элемента батареи. Контрольна  батаре  включаетс 

последовательно с основпон при зар де, отключаетс  нри ее разр де и вновь подключаетс  к ней при определении степени разр да основой батареи. Указанный способ обеспечивает высокую точность при равенстве емк:остсй аккумул торов основной и контрольно батарей. Он сравнительно просто реализуетс  в стационарных з лови х, однако не учитывает потери емкости аккумул торов вследстBi;e их саморазр да и из-за большой громоздкости практически не применим в полевых услови х , особенно иа подвижных объектах, например , дл  определени  характеристик аккумул торов , эксплуатируемых на трапспортных с;;едствах.

Цель изобретени  - повысить точность и упростить процесс определенн  стенепи зар женпости аккумул торов и аккумул торных батарей, иреимушественно со ш,елочным электролитом .

Это достигаетс  тем, что по предлагаемому способу зар д батареи производ т через токоограпичивающий резистор эталонного сопротивлени , а искомую величину определ ют по измеренному значению напр жени  испытуемой батареи, вольтамперной характеристике системы: зар дный источник - резистор - аккумул торна  батаре  и характеристике зависимости степеп;; зар женности от нанр женм  батареи, отнесенного к нанр жеппю лсточпика.

На фнг. I показана схема устройства дл  реализацнн предлагаемого способа; па фиг. 2-внешн   статическа  (вольтамперна ) характеристика системы: источник - токоограпичнвающнй резистор-аккумул торна  батаре , построенна  в относительных единицах, и кривые зависимостей емкости аккумул торов от относительного напр жени  испытуемого объекта.

Аккумул торную батарею 1 зар жают от поминального источника 2 через токоограничивающий резистор 3, т. е. одна клемма 4 источника подключена к клемме батареи пепосредствеппо , а между клеммой 5 источника и клеммой 6 батареи включен эталонный резистор . В общем случае резистор может иметь переменное сопротивление, однако его величина должна определ тьс  с погрешностью, не превосход щей требуемой точности измерени .

В цеп х ускорени  процесса экспериментального определени  зависимости тока / системы (зар дного тока аккумул торов) от текущего значени  запасенной аккумул торами емкости Q, токоограничивающий резистор может быть защунтирован. Определение точек кривых упом нутой зависимости производ т после отключени  щунта и стабилизации текущего значени  зар дного тока, определ емого ПО падеппю папр жепн  на эталонном резисторе.

Внешн   характеристика системы: зар дный источник-резистор-аккумул торна  батаре , описываема  уравнением + U: (где t/H-напр жение источника, U -напр жение аккумул торов, а - сопротивлепие токоограничивающего резистора), выраженна  в относительных единицах, имеет вид , и представл ет собой уравнение пр мой. Здесь A UA/UH - относительное зар дное напр жение аккумул торов, а / //Б - относительный ток системы, т. е. в качестве базового значени  напр жени  прин та его максимальна  величина в системе (значение напр жени  зар дного источника ), а в качестве базового значени  тока /Б-максимальное значение тока системы /в -UiilR при закороченных клеммах 4-6.

На графике фиг. 2, где по оси абсцисс отложено относительное значение зар дного тока , а но оси ординат - относительные значени  напр жени  и емкости, внешн   (вольтамперна ) характеристика системы представлена пр мой лииией а; пр ма  b на этом же графике иллюстрирует изменение относительного значени  падени  напр жени  на резисторе .

Если в качестве базового значени  емкости прин ть ее фактическое максимальное значение , то изменение относительного фактического значени  полной емкости Q Q/Qz иллюстрирует крива  с. В реальных услови х эксплуатации аккумул торы разр жают не no:inoстью . поэтому их максимальна  эксп.туатацмонна  емкость при циклировании, т. с. при частичном разр де аккумул торов до допустимого минимального разр дного напр жени , имеет значение меньще величины фактической емкости. Кроме того, в системах питани  нагрузки с малым диапазоном изменени  паПр жени , рабочий разр д аккумул торов

осуилсствл етс  до напр жени , превышающего минимально допустимое разр дпое папр жение . Вследствие этого ве;шчина рабочей емкости всегда меньше эксплуатационной, котора , в свою очередь,  вл етс  составной

частью полной фактической емкости. Ноэтому при определении зависимости относительных значений рабочей и эксплуатационной емкости аккумул торов от тока зар да (относительного зар дного напр жени ) в качестве

базового значени  удобно принимать соответственно рабочую и эксплуатационную емкость , выраженную в амперчасах. Изменение относительного значени  рабочей и эксплуатационной емкости аккумул торов в функции относительного значени  тока системы иллюстрируют соответственно кривые d и е. Такие кривые дл  аккумул торов конкретной электрохимической системы снимают экспериментально при их изготовлении или в процессе эксплуатации. Эти зависимости, определенные , например, дл  одного аккумул тора, справедливы дл  батареи, содержащей любое число аккумул торов.

Определение степени зар женности аккумул торов (батареи), т. е. их остаточной рабочей , эксплуатационной или полной емкости, осуществл ют следующим образом.

Испытуемый объект подключают к зар дпому источнику номинального напр жени 

через токоограничивающий резистор известной величины и контролируют иадение напр жени  на резисторе. По достижении напр жением на резисторе установившегос  значени  уточн ют напр жение источпика и батареи и по полученным данным рассчитывают относительное значение зар дного напр жени . Затем по рассчитанному относительному зар дному напр жению и зависимости степепи зар женности наход т величину соответствующей относительной емкости, а затем рассчитывают действительные значени  этих емкостей в амперчасах, от есть Q Q-Q5Предлагаемый способ определени  степени зар женностн и действительного значени  емкости аккумул торов  вл етс  достаточно простым и обеспечивает высокую точность при контроле параметров батареи с любым числом аккумул торов, сохран   при этом все положительные свойства ранее известных способов определени  емкости аккумул торных батарей.

Форм у л а и 3 о 6 р е т е и и  

Способ определени  степени зар женности аккумул торной батареи, преимущественно со

щелочным электролитом, оенованныл на определении величин установившихс  значении зар дного тока и напр жени  батареи, соединенной с зар дным источником номинального напр жени , и сопоставлении полученных значений вольтамиерной характеристики с данными вольтамперных характеристик, соответствующих различной степени зар жениости батареи, отличающийс  тем, что, с целью повыщепи  точности и упрощени  ироцссса , зар д оатареи производ т через токоограничивающий резистор эталонного сопротивлени , а искомую величину определ ют по измеренному значению иапр л ени  испытуемой батареи, вольтамнерной характеристике системы: зар дный источник-резистор-аккумул торна  батаре  и характеристике зависимости степени зар женности от напр жени  батареи, отнесенного к напр жению источника .

Т/

J