Устройство для моделирования аккумуляторных батарей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюа Севетскнх Соцнапнстнческих Респубпнк(5) М, Кл,006 б 7/62 Государственный комитет СССР по делам изобретейий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙУстройство предназначено для испытаний систем электроснабжения и аппаратуры автономных объектов, в состав которых входит аккумуляторнаябатарея, работающая в режиме зарядаи разряда.Известно устройство для моделирования аккумуляторных батарей, содержащее сумматор, усилители и интеграторы 11,Г недостатку известного устройстваследует отнести низкую точность мо.делирования аккумуляторных батарей,Наиболее близким по техническойсущности к рассматриваемому являетсяустройство, содержащее первый блокзадания переменных коэффициентов,первый сумматор, первый усилитель мощности, первый усилитель напряженияи первый измерительный элемент 21,Г основному недостатку указанногоустройства также следует отнести недостаточнло точность моделирования,Целью изобретения является повыше- о 5ние точности,Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены второй блокзадания переменных коэффициентов,второй сумматор, второй усилитель 30 2мощности, разделительные элемента, второй усилитель напряжения, второй измерительный элемент, управляемые резисторы и эталонный источник тока,ънепосредственно подключенный к первому входу первого измерительного элемента и через первый блок задания переменных коэффициентов - к первому входу первого сумматора, выход которого соединен со входом первого усилителя напряжения, выход которого через первый и второй разделительные элементы подключен к входам первого усилителя мощности и первого управ" ляемого резистора, выходы которых объединены и подключены к первому вхо. ду второго измерительного элемента, первый выход, которого соединен со вторым входом первого сумматора, второй выход второго измерительного эле-, мента через второй блок задания переменных коэффициентов подключен К первому входу второгО сумматора, вто" рой вход которого соединен с выходом первого измерительного элемента, выход второго сумматора подключен ко входу второго усилителя напряжения, выход которого через третий и четвер гый разделительные элементы соединен со входами второго усилителя мощности" "выходы которых объединены и подключены ко второму входу первого измерительного элемента.На чертежепредставлена блок-схема устройства для моделирования аккумуляторных батарей. 5Устройство содержит эталонный химический источник тока 1, блок задания переменных коэффициентов 2, сумматор 3, измерительный элемент 4,усилитель напряжения 5, разделитель-ные элементы 6,7, усилитель мощности8, управляемый резистор 9, блок задания переменных коэффициентов 10,сумматор 11, измерительный элемент 12,усилитель напряжения 13, разделительные элементы 14,15, усилитель мощности 16 и управляемый резистор 17.Выход измерительного элемента 4является выходом устройства для моделирования аккумуляторных батарей,Устройство обеспечивает работув двух режимах:1) режиме моделирования разряда;2) режиме моделирования заряда,В рЮкиМе моделирования разрядаустройство работает следующим образом.Напряжение эталонного химическогоисточника тока 1, представляющегособой один аккумуляторный элемент,выполненный из тех же материалов и по 3 Отой же технологии, что и аккумуляторные элементы модеируемой батареи,является эталонным и через блок задания переменных коэффициентов 2 подается на прямой вход сумматора 3, приэтом на его инверсный. вход с выходаизмерительного элемента 4 подается,выходное напряжение всего устройства.Блок задания переменных коэффициентов 2 предназначен для установкиколичества аккумуляторных элементов вмоделируемой батарее путем изменениякоэффициента усиления сумматора 3 попрямоМу входу. Сигнал рассогласования с выхода сумматора 3 усиливаетсяусилителем напряжения 5, причем знак фсигнала таков, что,он через раздели"тельный элемент 6 попадает на входусилителя мощности 8, изменяя напряженке на его выходе. Это напряжейие,замеренное уже на выходе измерительного элемента 4, является напряжением моделируемой батареи, Статическаяточность измерения определяется коэффициентом передачи цепочки: сумматор 3 - усилитель напряжения 5 - разделительный элемент 6 - усилительмощности 8 - измерительный элемент 4.При подключении нагрузки через этуцепочку потечет ток, определяемый на"пряжением моделируемой батареи и сопротивлением нагрузки (разрядный ток).Дпя того, чтобы эталонный химический источник тока 1 находилсяв аналогичных условиях, его необходимо разряжать, Осуществляется этотак,Напряжение с выхода измерительногоэлемента 4, пропорциональное токунагрузки, подается через блок задания переменных коэффициентов 10 напрямой в;.од сумматора 11, при этомна его инверсный вход подается напряжение с выхода измерительного элемента 12, Это напряжение пропорциональноразрядному току эталонного химического источника тока 1. Сигнал рассогласования усиливается усилителемнапряжения 13. Знак сигнала таков,что он через разделительный элемент15 управляет током резистора 17. Этотток является разрядным током эталонного химического источника тока 1 иусиливается пропорционально току, текуцему через измерительный элемент 4,со статической точностью, определяемой коэффициентом передачи цепочки:сумматор 11 - усилитель напряжения13 - разделительный элемент 15 - ре-зистор 17 - измерительный элемент 12.Блок 10 служит для установки коэффициента пропорциональности между током моделируемой батареи и током эталонного хнмическогс источника тока 1,причем для уменьшения разрядного изарядного токов эталонного химического источника 1, его емкость необходимо выбрать меньшей, чем емкостьаккумуляторных элементов моделируемойбатареи. Это обеспечивается при усло"вии, если соотношение токов черезизмеритея.ьные элементы 4 и 12 будет,таким же, как соотношение емкостеймоделируемой батареи и эталонногохимического источника тока 1,В режиме моделирования зарядаустройство работает следующим образом, При подключении к выходу устройства источника с напряжением большим,чем напряжение моделируемой батареи,сигнал рассогласования на выходесумматора 3 сменит знак и усиленныйусилителем напряжения 5 попадает через разделительный элемент 7 на входуправляемого резистора 9, причемвеличина сопротивления управляемогорезистора 9, а следовательно, и иммитируемого зарядного тока будет пропорциональна сигналу рассогласованияна выходе сумматора 3, со статической точностьй,определяемой коэффициентом передачи цепочки: сумматор3 - усилитель напряжения 5 - разделительный элемент 7 - управляемый ре-зистор 9 - измерительный элемент 4.Ток через измерительный элемент 4сменит свое направление, а напряжение,пропорциональное этому току, сменитсвой знак. Это напряжение через блокзаданияпеременных коэффициентов 10подается на прямой вход сумматора 11,при этом на его инверсный вход иода-;ется напряжение, пропорциональноетоку через измерительный элемент 12,Сигнал рассогласования с выхода сумматора 11 имеет такой знак, что уси643912 Формула изобретения аказ 8026/46 9 Подписно ИП филиал ППП Патент, г. Ужгор Проектная, 4 ленный усилителем напряжения 13 попадает через разделительный элемент 14 на вход усилителя 16. Этот блок через измерительный элемент 12 заряжает эталонный химический источник тока 1 током, пропорциональным току через измерительный элемент 4, причем со статической точностью, определяемой коэффициентом передачи цепочки: сумматор 11 - усилитель напряжения 13 - разделительный элемент 14 - уро-ень 16 - элемент 12.Таким образом, на выходе устройства мы имеем напряжение и ток, как у реальной аккумуляторной батареи в режиме разряда и заряда, вследствие того, что они пропорциональны напряжению и току эталонного химического источника тока 1, находящегося в тех же условиях, что и моделируемая батарея. А так как электрохимическая природа эталонного химического источника тока 1 та же, что и элементов моделируемой батареи, то и характеристики моделируемой батареи будут воспроизводиться полностью.Использование предлагаемого устройства для моделирования аккумуляторных батарей по сравнению с указанным прототипом обеспечивает повышение точности моделирования аккумуляторной батареи, так как эталонный химический источник тока обладает идентичными статическими, динамическими и вероятностными свойствами с моделируемой аккумуляторной батареей. Кроме того учитывается влияниЕ цикличности работы аккумуляторной батареи на ее характеристики (зарядные и разрядные). Устройство для моделирования аккумуляторных батарей, содержащее первый блок задания переменных коэффициентов, первый сумматор, первый усилитель мощности, первый усилительнапряжения и первый измерительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности, внего введены второй блок задания переменных коэффициентов, второй сум матор, второй усилитель мощности,разделительные элементы, второй усилитель напряжения, второй измерительный элемент, управляемые резисторыи эталонный источник тока, непосред ственно подключенный к первому входупервого измерительного элемента ичерез первый блок задания переменныхкоэффициентов - к первому входу перного сумматора, выход которого соединен со.входом усилителя напряжения,выход которого через первый и второйразделительные элементы подключен ковходам первого усилителя мощностии первого управляемого резистора,выходы которых объединены и подключены к первому входу второго измерительного элемента, первый выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, второй выход второгоизмерительного элемента через второйблок задания переменных коэффициентовподключен кпервому входу второгосумматора, второй вход которого соединен с выходом первого измерительного элемента, выход второго сумматора 30 подключен ко входу второго усилителянапряжения, выход которого через третийи четвертый разделительные элементысоединен со входами второго усилителямощности .и второго управляемого ре зистора,выходы которых объединены иподключены ко второму входу первогоизмерительного элемента.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе40 1. Авторское свидетельство СССРР 432540, кл. 606 8 7/62, 1974.2. Заявка на изобретениеР 2308431/18-24, по которой принятоположительное решение о Выдаче автор ского свидетельства,кл.406 6 7/62,1976.