Устройство для измерения степени заряда и ресурса аккумуляторной батареи

(50 4 д 01 К 22/О ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТКРЫТ ИЙОБРЕТЕЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБ Я ОП ии урса.чности леноеперенапря сумблок ны 11.ски о -та- носВТОРСНОМУ СНИ(56) Патент США Яф 4079313,кл. 324-142, 1978.Авторское свидетельство СССРУ 1190267, кл. С 01 К 11/00, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАРЯДА И РЕСУРСА АККУМУЛЯТОРНОЙБАТАРЕИ(57) Изобретение относится к электризмерительной технике. Может бытьиспользовано при разработке устройс для изменения электрической эне аккумуляторной батареи и ее рес Цель изобретения - повышение то измерения, Для достижения поста ной цели в устройство, содержаш датчики тока 1 и напряжения 2, множитель 3, преобразователь 4 жения в частоту, коммутатор 5, мирующий счетчик 6, пересчетный 7, реверсивный счетчик 8, введе делитель 10 частоты и индикатор Устройство позволяет автоматиче учитывать изменение КПД аккумул ной батареи в процессе ее экспл ции, что приводит к повышению т ти измерения степени ее заряда.1.п. ф-лы, 3 ил.12608Изобретение относится к эпектроизмерительной технике и может быть использовано при разработке устройств для измерения электрической энергии аккумуляторной батареи и ее ресурса, например электротранспортных машин,0питающихся от автономных источниковтока.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет учета изменения КПД заряда аккумуляторной батареи в процессе ее работы,На фиг. 1 изображена структурная. схема предлагаемого устройства, нафиг, 2 - принципиальная схема коммутатора, на фиг. 3 - графики зависимости изменения КПД заряда аккумуляторной батареи от отданной еюэлектрической энергии, причем криваяд на этом графике соответствует 20глубине разряда батареи на 707,на 807, 6 - на 907 и г - на 100 соответственно,Устройство для измерения степенизаряда и ресурса аккумуляторной батареи содержит датчики тока 1 и напряжения 2, перемножитель 3 преобразователь 4 напряжения в частоту, коммутатор 5, суммирующий счетчик 6, пересчетный блок 7, реверсивный счет- ЗОчик 8 и индикатор 9, делитель 10 частоты и индикатор 11.Входы перемножителя 3 соединеныс выходами датчиков 1 и 2 соответст венно, а выход через преобразователь 4 - с входом коммутатора 5, Первый выход коммутатора 5 подключенк входам суммирующего счетчика 6 ипересчетного блока 7, а второй выход через делитель 10 - к первому4 Овходу реверсивного счетчика 8, второй вход которого соединен : выходомпересчетного блока 7, а выход - свходом индикатора 9. Выход суммирующего счетчика 6 подключен к входуиндикатора 11 и входу управлениякоэффициентом пересчета пересчетногоблока 7.На фиг. 1 изображен также входящий в систему управления процессом заряда дешифратор 12, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика Я,Коммутатор 5 содержит транзисторы 13 и 14, резисторы 15 и 16, включенные в эмиттерную и коллекторную цепи транзисторов 13 и 14 соответственно, диод 17 и резистор 18, вклю 67 2ченные в цепь базы транзистора 13,стабилитрон 19 и диод 20, включенныев цепь базы транзистора 14.Преобразователь 4 напряжения вчастоту выполнен по схеме, обеспечивающей при положительном входном напряжении импульсы на выходе положительной полярности, а при отрицательном - отрицательной.Устройство работает следующим образом.При заряде аккумуляторной батареинапряжение П, с выхода датчика 1 тока, имеющее положительную полярность,поступает на первый вход перемножителя 3, на второй вход которого подается напряжение Г с выхода датчика 2напряжения, имеющее также положительную полярность, С выхода перемножителя 3 положительное напряжение 0,пропорциональное электрической мощно( ти т,е.03 = 1 П = 1 сП 32где 1 - ток в нагрузке;0 - напряжение на зажимах батареи,в коэффициент пропорциональностипоступает на вход преобразователя 4напряжения в частоту, на выходе которого частота Й следования импульсов, прямо пропорциональна величиневходного напряжения Цэ,причем импульсы на выходе преобразователя 4 вэтом случае имеют положительную полярность. Эти импульсы с частотой Гпоступают на вход коммутатора 5.При отсутствии импульсов на входекоммутатора 5 на его выходах устанавливается напряжение, соответствующееуровню логической "1". При поступлении на его вход импульса положительной полярности открываются диод 17и транзистор 13 (резистор 18 ограничивает ток в цепи база-эмиттер транзисФоРа 13) и на первом выходе коммутатора 5 установится напряжение,соответствующее уровню логическоГо0 , При поступлении на вход коммутатора импульса отрицательной полярности пробивается стабилитрон 19, открываются диод 20 и транзистор 14 и навтором выходе коммутатора 5 устанавливается напряжение, соответствующееуровню логического "0",С первого выхода коммутатора 5импульсы частотой Г поступают навход делителя 10 частоты, коэффици 1260867 4Уент деления которого равен К 5. С выхода делителя 10 импульсы частотой Г = Г/К поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 8, а с его выхода - на вход индикатора 9, который показывает степень заряда батареи, например, в процентах. При достижении заданного уровня заряда срабатывает дешифратор 12,вход которого соединен с выходом реверсив ного счетчика 8, при этом выходной сигнал дешифратора поступает на управляющий вход зарядного устройства и отключает его от аккумуляторной батареи, 15При разряде аккумуляторной батареи напряжение с выхода датчика 1 тока имеет отрицательную полярность, выходное напряжение перемножителя 3 и импульсы с выхода преобразователя20 4 напряжения в частоту имеют также отрицательную полярность, поэтому эти импульсы появляются на втором выходе коммутатора 5 и соответствен 25 но на входе пересчетного блока 7, который имеет коэффициент пересчета равный Кр (отношение К /К =1 и определяет КПД заряда батареи). С выхода пересчетного блока 7 импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 8, а с его выхода - на вход индикатора 9, причем в этом случае индикатор 9 показывает оставшуюся энергию при разряде батареи в процентах от ее полного заряда, С 35 второго выхода коммутатора 5 импульсы поступают также и на вход суммирующего счетчика 6, а с его выхода на вход индикатора 11, которыйпоказывает общее количество Электрическои 40 энергии, выделившейся при разряде аккумуляторной батареи в процессе ее экСплуатации, например в киловатт-часах, и по величине которой можно судить о ресурсе батареи. 45В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи уменьшается ее КПД заряда. В зависимости от заданной степени разряда, аппроксимируем соответствующую кривую изменения КПД за ряда от энергии разряда ив зависимости от шага аппроксимации изменяем коэффициент деления пересчетного блока 7 таким образом, чтобы отношение Кр/К было равно текущему значению 55 КПД заряда, В данном случае, выбирая шаг аппроксимации, например1000 кВт.ч и соединяя соответствующие цифровые выходы счетчика 6 с соответствующими разрядамивхода управления коэффициентом пересчета пере- счетного блока 7, можно изменять коэффициент пересчета этого блока,т.е, изменять величину отношения К /К согласно выбранной кривой на фиг. 3. Например, если выбрать коэффициент деления делителя 10 К = 100 и мак 3симальный коэффициент пересчета блока 7 К = 80 (при этом отношение К /К = 80/100 = 0,8 равно начальному значению КПД заряда батареи), то можно изменять отношение К /К в пределах от 0,8 до О, т,е. можно изменять это отношение в зависимости от изменения КПД заряда батареи в процессе ее эксплуатации.Таким образом, предлагаемое устройство за счет автоматического учета изменения КПД заряда аккумуляторной батареи в процессе ее эксплуатации позволяет более точно измерять степень ее заряда,формула изобретения1. Устройство для измерения степени заряда и ресурса аккумуляторнойбатареи, содержащее датчики тока инапряжения, перемножитель, преобразователь напряжения в частоту, коммутатор, пересчетный блок, суммирующий счетчик, реверсивный счетчик,индикатор, входы перемножителя соединены с выходами датчиков тока и напряжения соответствейно, а выход через преобразователь напряжения в частоту - с входом коммутатора, первыйвыход которого подключен к входу суммирующего счетчика, а второй выход -к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входоминдикатора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения за счет учета изменения КПДзаряда аккумуляторной батареи в процессе ее работы, в него введен дополнительный индикатор, вход которогосоединен с выходом суммирующего счетчика, вход пересчетного блока подключен к первому выходу коммутатора,вход управления коэффициентом пересчета - к выходу суммирующего счетчика, а выход - к второму входу реверсивного счетчика.,2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй вы1260867 ь дополнительно введенный делитель час тоты,ход коммутатора соединен с первымвходом реверсивного счетчика через 10 О и Составитель С.КабикоТехред А.Кравчук Редактор Пилипенк вин рек Тираж 728ственного комибретений и откЖ, Раушскд Заказ 52 Подпита СССР д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная 5 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москв