Способ заряда аккумуляторной батареи

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТРРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ оц 851 569 ФРм(22) Заявлено 2%1279 (21) 2862291/24-07 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Н 01 М 10/44 Государственный коюитет СССР о делам изобретейий н открытийДата опубликования описания 300781(71 Заявитель 54) СПОСОБ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙБАТАРЕИ процесса заряда аккумуляторных батарей.Наиболее близким к предлагаемому является способ заряда аккумуляторных батарей током повышеннойплотности с периодической подачей кратковременных разрядных импульсов тока с длительностью, равной полупериоду собственной частоты аккумуляторной батареи в разряженном состоянии 3.Недостатком этого способа является пониженная эффективность процесса заряда, поскольку по мере дозаряда аккумуляторной батареи ее собст-.венная частота колебаний понижается,режим подачи разрядных импульсов выходит из резонансного, и амплитударазрядных импульсов тока снижаетсяза счет увеличения полного сопротивления аккумуляторной батареи.Цель изобретения - повышение эффективности процесса заряда при прос"тоте его практической реализации.Указанная цель достигается периодической подачей разрядных импульсовтока неизменной длительности, равнойполупериоду собственной частоты полностью заряженной аккумуляторнойбатареи,Изобретение относится к областиэксплуатации аккумуляторных батарей,преимущественно свинцово-кислотных.Известны способы заряда аккумуля-торых батарей постоянным сглаженнымтком повышенной плотности с периодической подачей на стадии их дозаряда кратковременных разрядных деполяризирующих импульсов тока, параметры, начало и частота подачи которых задаются в функции состояния .заряжаемой батареи 1,21 и 3.Одним из важнейших параметровразрядных импульсов тока являетсяих длительность,15. Известны способы заряда аккумуляторных батарей током повышеннойплотности с периодической подачейразрядных импульсов тока, длительность которых задается постояннойи подбирается экспериментально 1), .и 21,Недостатком этих способов заряда является обобщенность требований к пара"метрам разрядных импульсов тока, не учи 25тывающих специфичность отдельных типоразмеров аккумуляторных батарей,чтопри массовой зарядке различных типоразмеров аккумуляторных батарейприводит к снижению эфФективности 30Момент окончания процесса заряда когда напряжение на них достигает определяют по максимуму амплитуды уровня гаэообраэования и в дальнейраэрядных импульсов тока или нулю шем практически остается неизменным производной частотной характеристики а частота их собственных колебаний батареи. эа оставшийся период дозаряда измеНа фиг,1 приведена блок-схема сис,няется незначительно на 20-40, темы заряда реализующая способ йа- Известно (иэ теории резонансных ряда; на Фиг,2 - токовые диаграммыу явлений и частотных характеристик), характеризующие способ заряда что комплексное - полное внутреннеесопротивление аккумуляторной батареи жит узел 1 заряда, узел 2 разряда О минимально и равно ее чистому актив- датчики 3 и 4 тока, датчи ратчики 3 и 4 тока, датчик 5 напряженому сопротивлению только при равенния, систему 6 управления и аккуму- стве собственной частоты колебаний ляторную батарею 7.аккумуляторной батареи и вынужденнойПри ускоренном заряде аккумуля- частоты колебаний (определяемой в торных батарей, например свинцово данном случае длительностью раэрядкислотных, постоянным током повы- ных импульсов тока, равной полуперишенной плотности, формируемым узлом оду собственных колебаний полностью 1 заряда (Фиг,1), по мере заряда заряженной аккумуляторной батареи). снижается их восприимчивость к эа- Амплитуда разрядных импульсов тока, рядному току, возникают процессы га- определяемая отношением напряжения зовой и электрической поляризации, 2 О на клеммах аккумуляторной батареи к приводящие к повышению напряжения на полному сопротивлению разрядной цепи, аккумуляторной батарее выше допусти- будет минимальной в момент начала мого, гаэообразованию и т.д., сни- подачи разрядных импульсов тока и жающие эффективность дальнейшего будет возрастать по мере ее дозаряда, протекания зарядного процесса, 25 достигая максимума в момент окончаДля снижения влияния указанных ния заряда.нежелательных явлений либо их полно- За счет малого активного сопрого устранения и подают периодически тивления аккумуляторной батареи возкратковременные разрядные импульсы растакие амплитуды разрядного импультока с помощью узла 2 разряда (Фиг.1).Зр са тока будет представлять собой При этом момент начала подачи и час- верхнюю правую часть резонансной кототу подачи разрядных импульсов то- локолообразной частотной характериска задают либо по заранее составлен- тики аккумуляторной батареи с ярко ной временной программе, либо в выраженным возрастанием амплитуды функции состояния эаряжаемой аккуму- З 5 импульсов разрядного тока (фиг,2 б), ляторной батареи : напряжение, ин- Как уже было сказано выше, такоетенсивность газовыделения, нагрев, возрастание амплитуды разрядных имдавление, плотность и т.д, Амплиту- пульсов тока к концу разряда весьмаду разрядных импульсов задают также целесообразно с точки зрения повыше- либо неизменной, либо возрастающей ния эффективности процесса заряда,по мере заряда аккумуляторной бата- При этом снижаются и требования к реи. Соответственно и длительность системе заряда, поскольку в ней не разрядных импульсов тока выбирают нужны будут устройства регулировалибо постоянной, экспериментально ния амплитуды разрядных импульсовподобранной, либо возрастающей по ме- тока. Облегчается и контроль моменре усиления поляризационных процес та окончания процесса заряда аккумусов в аккумуляторной батарее ляторной батареи - по максимально(фиг,2 а). достижимой амплитуде разрядных импульВследствие сложности протекающих сов тока, соответствующей моментув заряжаемой аккумуляторной батарее равенства длительности разрядныхэлектрохимических процессов,.на прах- Я импульсов тока полупериоду собствентике предпочтительны способы заряда ной частоты полностью заряженной акс усредненными параметрами разрядных кумуляторной батареи, Однако посимпульсов тока, кольку при заряде разных типоразмеОтносительно длительности разряд- ров аккумуляторных батарей имных импульсов тока в качестве тако соответствуют и разные максимальныего усредненного значения предлагает- амплитуды разрядных импульсов тока,ся брать их длительность, равную то момент окончания процесса зарядаполупериоду собственной частоты пол- аккумуляторных батарей удобнее контностью заряженной аккумуляторной ба- ролировать по моменту достижениятареи. производной нулевого значения часПри заряде свинцово-кислотных Ю тотной характеристики батареи поаккумуляторных батарей током повышен- амплитуде разрядных импульсов тока.Посной плотности кратковременные раэряд- кольку частотная колоколообразнаяные импульсы тока начинают подавать характеристика аккумуляторной батапри достижении ими 60-90 уровня реи (фиг,2 б) относительно разрядныхзаряда, т.е. на стадии их доэаряда, 65 импульсовтока имеет максимум - вершину в режиме резонанса, соответствующего моменту окончания процесса заряда аккумуляторной батареи, производная ее в этой точке момента времени всегда равна нулю. Тем савским решается задача точного определейия момента окончания процесса заряда аккумуляторной батареи безотносительно типоразмера заряжаемой батареи, Поактическая реализация такого контроля может быть легко осуществима известными логическими устройствами, например, с помощью сумматора-фильтра, выделяющего огибающую изменения амплитуды разрядных импульсов тока, и дифференцирующей цепочки, определяющей нулевое значение производной частотной характеристики (огибающей) батареи, и подающей сигнал окончания процесса заряда аккумуляторной батареи еКроме того, перезаряд аккумуля; 20 торной батареи ведет к дальнейшему снижению собственной частоты колебаний батареи за счет дальнейшего возрастания ее емкости, к. выходу батареи из резонансного режима, переходу на левую часть спадающей колоколообразной частотной характеристики и новому возрастанию производной, правда уже с противоположным знаком (фиг.2 б). Т.е. повышается и точность контроля момента окончания, а следовательно и эффективность процесса заряда.Естественно, что максимально допустимая амплитуда разрядного импульса тока, соответствующая режиму резонанса в момент окончания заряда должна быть ограниченной, вполне определенной величиной, определяемой, например, по минимально допустимому напряжению на клеммах аккумуляторной батареи при кратковременном ее разряде.формула изобретения1. Способ заряда аккумуляторной батареи током повышенной плотности с периодической подачей кратковременных разрядных импульсов тока с дли" тельностью, выбираемой в соответствии с собственной частотной характеристикой аккумуляторной батареи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса заряда, длительность разрядных импульсов тока задают неизменной, равной полупериоду собственной частоты полностью заряженной аккумуляторной батареи.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что момент окончания процесса заряда определяют по максимально достижимой амплитуде разрядных импульсов тока.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что момент окончания процесса заряда определяют по достижению производной частотной характеристики батареи относительно разрядных импульсов тока нулевого значенияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3929505,кл. 136.-34, 1975,2. Авторское свидетельство СССРР 497660, кл. Н 01 М 10/44, 19753. Авторское свидетельство СССРР 628555, кл, Н 01 М 10/44, 1977.851569 7 гак к Юр1 р г. Г Составитель И.Найдинаактор Ю.Ковач Техред М. Голинка Корректор Н крьтий.я наб , д 4 Филиал ППП "Патент, г, ужгород, ул. Проектна Тираж 784ударственного кизобретений иа, ЖРаушс Заказ 6375/77 ВНИИПИ Го по делам 113035, Мос