Способ выравнивания емкостей серебряно-кадмиевых аккумуляторов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсииаСоциалистическиеРеспублик(5 )М. Кл. Н 01 М. О/42 исоединениеи заявки М Ввударет кеаатет 23) П р норнтетОпубликовано 07.06. 81, Бюллетень Ле 21 Дата опубликования описания 09.06. 81 СИР ва левам яеебретеакй я втармтяй,(7) Заявител 54) СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ЕМКОСТЕЙ СЕРЕБРЯНОКАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВонирования автонопитания.Н остатком а системы электр те Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано приэксплуатации аккумуляторных батарей,состоящих из последовательно соединенных серебряно-кадмиевых аккумуляторов.%В современных автономных системах3электропитания, содержащих батареюсеребряно-кадмиевых аккумуляторов, периодически чередующиеся заряд и раз 0ряд (режим циклирования) вызывает расхождение по емкости отдельных аккумуляторов, При этом герметичные серебряно-кадмиевые батареи за 1,5-2 годаэксплуатации в составе автономной сисИтемы электропитания теряют до 40-503своей первоначальной емкости,Известен способ эксплуатации герметичной аккумуляторной батареи 1,а также способ поэлементного доразряда аккумуляторных батарей 2, которыепозволяют использовать поэлементныйдоразряд с целью выравнивания емкостей непосредственно в процессе функциед д нного способа является то, что на время проведения операции выравнивания к батарее нельзяподключать дополнительную нагрузку,так как это вызывает образование дополнительного контура разряда и, следовательно, ттереполюсовку отдельныхаккумуляторов и выход их из строя.Поэтому необходимым условием для осуществления выравнивания емкостей указанным способом является перерыв вработе аккумуляторной батареи на6-10 ч, в течение которого батареяполностью разряжается, а затем вновьзаряжается, Для ряда автономных систем электропитания функциональная готовность аккумуляторной батареи является необходимой, а при остаточной емкости, равной нулю, такое условие невыполнимо,Наиболее близким по хническойсущности к предлагаемому способу яв8367 10 го г 5 30 35 40 ляется способ, сущность которого заключается в. совмещении процесса выравнивания с зарядом, а возможность основывается на увеличении крутизны зарядной характеристики в области макси мальной емкости, что позволяет индивидуально регулировать зарядный ток отдельных аккумуляторов в зависимости от напряжений на них 3 .Однако увеличение крутизны зарядной характеристики в области макси" мальной емкости на величину, достаточную для работы устройства, имеет место лишь.при й+ 20 С и с увеличением о)к снижению точности. Температура аккумуляторной батареи может достигать +40 ОС, причем разные аккумуляторы в батарее могут иметь и различную температуру, а при этом напряжение на аккумуляторе не определяет однозначно его емкость,Целью изобретения является уменьшение энергозатрат и времени проведения процесса при одновременном повышении точности выравнивания по емкости серебряно-кадмиевых аккумуляторов,соединенных в, батарею последовательно. Это достигается тем, что согласно предложенному способу перед разрядом аккумуляторы заряжают до появления скачка напряжения на одном из них, после чего снижают ток заряда до величины, меньшей действующего значения тока, протекающего по разрядной цепи,и при выравнивании напряжений на всех аккумуляторах заряд батареи продолжают в режиме, обеспечивающем наибольшую эффективно сообщаемую батарееэнергоемкость,На чертеже приведены зарядные характеристики серебряно-кадмиевых аккумуляторов, где 4 С - расхождение по емкости ме)Ву максимально и мИни 45 мально заряженными аккумуляторами в батарее; С - максимальная емкость аккумулятора; САС 1,щ-, ЬС - эффективно сообщаемая батарее емкость; С - ем.кость, сообщаемая аккумулятору до появления скачка напряжения, причем .(;,р- сопз 1,сПрименение предлагаемого способа основывается на том, что зарядная характеристика серебряно-кадмиевого аккумулятора имеет характерный скачок напряжения, причем указанный скачок имеет место во всем диапазоне темпера 09 ,ф.тур. Влияние температуры на относительное положение его на характеристиске - е - ем. чертеж) ее срНестненнсС 1 ЬСИЧ:У что позволяет осуществлять выравнивание по емкости аккумуляторов в батарее с достаточной точностью при раз- личии температур отдельных аккумуляторов до 10-15 . Сущность способа заключается в том, что заряд аккумуляторов, имеющих большую емкость, прекращается до тех пор, пока остальные не зарядятся до такой же емкости. П р и м е р 1. Проводят выравнивание емкостей аккумуляторов в батарее 26 СК. Для этого после приведения батареи в рабочее состояние согласно инструкции по эксплуатации с четырех произвольно выбранных аккумуляторов снимают индивидуальным разрядомемкости соответственно 1, 2, 3 и 4 Ае 1 для имитации явления расхождения. Затем производят заряд до срабатывания патчика давления и разряд с регистрацией отдаваемой емкости. Для получе в , ния сравнительных данных производят следующий заряд батареи предлагаемым способом и повторный разряд с регистрацией емкости, Изменение параметров зарядного тока осуществляют в зависимости от параметров дозарядных цепей устройства, состоящих из последовательно соединенных дозарядиых резисторов и транзисторных ключей. При этом, с учетом разбросов падений напряжений на транзисторных ключах и сопротивлений линии, получают: 3 Ьжв Оа- Окиав 1 ер.нтче" 2 = гТй;,р1 1 чзмь О с 1 -Ок.маЬмеес .2 2 р 87ч%чгде Э - минимальное действующее знадй чение доразрядного тока (тока, протекающего по шуитирующей ветви)Ос 1 - напряжение на аккумуляторедо появления скачка напряжения;Ок - максимальное падение иапряжеВния на транзисторном ключереО - минимальное падение напряжения на транзисторном ключе:1 - максимальное сопротивлениекабельной линии;- минимальное сопротивление кабельной линии;836709 нально готова к костей аккумулят уществить за оди озволяет уменьши емя, необходимые ров етения Формула 6 16 Заряд Индив альный ЯД Контрольный разряд с регистрациемкости ряд пр особом аемь 6,1 1. Авторское 67718, кл. Н 2 Авторское 32018, кл. Нторское е У 256 ьство СССР42, 1968.ьство СССР42, 1977.ьство СССРН 01 М 10/4 Контрольный разрядс регистрацией емкости свидетел 01 М 10/ свидетел 01 М О/ свидетел 6385, кл 15,2 -П и е. При осуще срабатывает да.3. Авпо заявк1978. влени ер ления к К р, - сопротивление балластного доразрядного резистора.1,25-0,12мин г 0,+0,12А 1. Как следует из приведенного примера, в реальном устройстве величина тока протекающего по разрядным цепям, различна, поэтому прн проведении 1 О операции выравнивания величина зарядного тока должна быть в;данном случае меньше 2,56 А, однако еще большее снижение зарядного тока приведет к увеличению времени процесса выравнива ния, поэтому зарядный ток спедует выбирать из условий минимального напряжения аккумулятора до появления скачка, что соответствует температуре +40 С с запасом на нестабильность ре гулировкк тока зарядным устройством1,22-0,12йвн 20,1+0,1233- 2,0-2,2 А с .1 амцмДанные операций приведены в табли Ц Использование предлагаемого способа. выравнивания емкостей серебрянокадмиевых аккумуляторов по сравнению с известными способами имеет следую-: щие преимущества;процесс выравнивания совмещен с варядом батареи;батарея функцио работе на нагрузку;выравнивание ем о в батарее можно ос н цикл заряда, что п ть энергозатраты и врдля операции выравнивания. Способ выравнивания емкостей серебряно-кадмиевых аккумуляторов, соединенных в батарею последовательно, путем разряда аккумуляторов на параллельно подключенные им разрядные цепи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и времени проведения процесса, перед разрядом аккумуляторы заряжают до появления скачка напряжения на одном из них,.после чего их подключают к разрядным цепям и одновременно снижают ток заряда до величины, меньшей действующего значения тока разрядной цепи, и при выравнивании напряжений на всех аккумуляторах заряд батареи продолжают в режиме, обеспечивающем наибольшую эффективно сообщаемую батарее энергоемкость. Источники информации,инятые во внимание при экспертизе