Устройство для определения емкости аккумуляторной батареи в режиме импульсного разряда

,г"ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(21) 4907820 (22) 01.02,91 (46) 15.11.92, Бюл. М 42 (71) Государственный всесоюзный научноисследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (73) А,Э.Северный. Ю,А.Сапожников, А.И.Брыков, А,В,Колчин (56) Авторское свидетельство СССР И. 687456, кл. Н 01 М 10/48, 1975.Авторское свидетельство СССР М 1061198, кл, Н 01 М 10/48. 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕМКОСТИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ В РЕЖИМЕ ИМПУЛЬСНО ГО РАЗРЯДА (57) Использование; для определения емкости аккумуляторной батареи (АБ) при импульоном разряде. Сущность изобретения: емкость АБ определяют путем измерения разности двух напряжений нагруженной импульсом стабилизированного тока батареи, первое из которых измеряется в мо 51)5 Н 01 М 10/48, 6 01 Й 31/ мент окончания переходного процесса разряда, а второе - в момент окончания подачи импульса разряда. Для этого.в схему устройства включены два ждущих мультивибратора 3, 4, на входы которых подаются импульсы напряжения генератора 2, Вых ды мультивибраторов связаны с входам схемы ИЛИ 5, третий вход которой связан с выходом генератора импульсов, Сигнал с выхода схемы ИЛИ управляет подключением и отключением электронной стабилизированной нагрузки 7 к аккумуляторной батарее. Сигналы с выходов мультивибраторов управляют измерителями напряжения, первый из которых 8 измеряет напряжение в начале импульса нагружения, а второй 9 - в момент снятия импульса. Сумматор 10 вычисляет разность указанных напряжений и выводит ее через аналого-цифровой преобразователь 11 на индикатор, По известной зависимости разности напряжений от степени заряженности определяют ее емкость в процессе эксплуатации. 3 ил, 1775755Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при испытании и эксплуатации химических источниковтока, применяемых, например, в системахэнергопитания постоянного тока.Известен способ контроля состояния"аккумуляторной батареи в режиме импульсного разряда, основанный на сравнении напряжения нагруженной аккумуляторнойбатареи с эталонным напряжением, равнымразности между заданной минимальнойЭДС заряженной батареи и напряжением,пропорциональным току нагрузки. Снижение напряжения аккумуляторной батареиниже эталонного регистрируется индикатором, который сигнализирует о том, что батарея неспособна отдать требуемуюмощность.Известно также устройство для осуществления данного способа, содержащее последовательно включенные в цепи батареидатчик тока, прерыватель и нагрузку, измеритель напряжения и элемент сравнения,вход которого подключен к эадатчику минимального напряжения, а выход через триггер к блоку индикации.Недостатком этого способа, и устройства является низкая точность контроля, т.к.,не учитывается вариация параметров батареи в процессе ее эксплуатации и не обеспечивается количественная оценказарядного состояния батареи,Наиболее близким по технической сущ-.ности к предлагаемому является способконтроля состояния аккумуляторной батареи в режиме импульсного разряда и устройство для его осуществления,Согласно этому способу контроля на основе измерения текущих значений напряжения и разрядного тока и сравнениянапряжения батареи с минимально допустимым, при этом, токе разряда напряжением по величинам напряжения, разрядноготока и дополнительно измеряемой ЭДС определяют внутреннее сопротивление батареи, а по разности между ЭДС и падениемнапряжения при номинальном разрядномтоке на внутреннем сопротивлении батареиопределяют приведенное к номинальномурежиму разряда напряжение батареи, которое сравнивают с минимально допустимымпри номинальном токе разряда напряжением, и по величинам рассогласования сравниваемых напряжений судят о зарядномсостоянии аккумуляторной батареи.Недостатком этого способа являетсянизкая точность контроля и сложность аппаратурной реализации способа,Усгройство, реализующее известныйсп особ вк л ючэе г в себя последовательно включенные в цепь батареи датчик тока,прерыватель и нагрузку, два измерителя напряжения, два блока вычитания, блок умножения, элемент сравнения, задатчик5 номинального напряжения, триггер и блокиндикации. Устройство также включает элемент НЕ, блок деления и. Задатчик номинального тока,Недостатком устройства является низ 10 кая точность контроля, сложность устройст. ва и невозможность полученияколичественной оценки разрядного состояния батареи.Целью изобретения является упроще 15 иие устройства для определения емкостиаккумуляторной батареи при повышенииточности.Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для определения емкости акку 20 муляторной батареи в режиме импульсногоразряда, содержащем генератор импульсов, нагрузочное устройство, первый и второй измерители напряжения, сумматор иблок индикации, генератор импульсов пер 25 вым и вторым выходами соединен черезпервый и второй ждущие мультивибраторыи третьим выходом напрямую со схемойИЛИ, выход которой соединен с нагруэочным устройством, установленным парал 30 лельно аккумуляторной батареи, входпервого измерителя напряжения соединенс вторым выходом первого ждущего мультивибратора, а вход второго измерителя напряжения - с вторым выходом второго35 ждущего мультивибратора, а выходы измерителя напряжения через сумматор и аналого-цифровой преобразователь с блокоминдикации.Предложенное устройство обеспечива 40 ет возможность измерения напряженияразряда в момент подачи стабилизированного импульса тока с некоторой задержкой,обеспечивающей исключение влияния нарезультат измерения таких фаткоров как не 45 постоянство ЭДС батареи и переходногопроцесса, обусловленного наличием ЭДСполяризации, Кроме того, устройство обеспечивает измерение напряжения набатареи в конце импульса разряда, когда50 величина этого напряжения выходит на стабильный уровень. По разности этих напряжений и построенной их зависимости отемкости аккумуляторной батареи можно количественно определить емкость в процес 55 се эксплуатации источника тока.На фиг.1 представлена принципиальная блок-схема предложенного устройства;на фиг.2 - эпюры напряжений и токов вотдельных узлах схемы устройства, поясняющих его работу. На фиг.3 - зависимости10 15 Для повышения точности устройствопредусматривает обработку результатов измерений после прохождения серии импульсов тока разряда стабилизированной 20 величины. При этом, результат измерения 25 30 35 ного разряда, содержащее генератор им-. 40 45 50 индикации. разности напряжений на аккумуляторнойбатареи при воздействии на нее стабилизированным оком разряда, от степени заряженности,Устройство содержит испытываемуюаккумуляторную батарею 1, генератор импульсов 2, ждущие мультивибраторы 3 и 4,схему 5 ИЛИ, электронную стабилизированную нагрузку 6 с ключом 7, измерители напряжения 8 и 9, сумматор 10,аналого-цифровой преобразователь 11 ииндикатор 12. Сумматор 10 соединен с аналого-цифровым преобразователем 11 черезпереключатель 13 диапазонов,Предложенное устройство работаетследующим образом,Генератор 2 импульсов вырабатываетимпульсы напряжения заданной частоты идлительности (см.О, = ф) фиг.2), Сигнал сгенератора 2 поступает на входы ждущихмультивибраторов 3. 4 и на вход схемы 5ИЛИ,Мультивибратор 3, запускаемый передним фронтом импульса генератора 2, вырабатывает импульс определеннойдл ител ь ности (см. Ом, = 1(т) фиг.2), оп ределяемой временем завершения переходныхпроцессов разряда аккумулятора, Передний фронт импульса мультивибратора 3дает разрешение на измеритель 8 напряжения (см.Ос 1 = т(т) фиг,2), выполненный, например, в виде емкосчого накопителя свысокоомным усилителем,Скема 5 ИЛИ при поступлении сигналана один из ее входов выдает управляющийсигнал на ключ 7 управления электроннойстабилизированной (по току) нагрузкой.Задний фронт импульсов, выдаваемогождущим мультивибратором 3 дает сигнал наотключение измерителя 8 напряжения, чемобеспечивается измерение и запоминаниевеличины напряжения на батарее в моментокончания переходного процесса на ней.Аналогичным образом работает мультивибратор 4 и измеритель 9 напряжения(см. Омв 2 = (т) и Ос 2 = 1(т) фиг,2), Мультийибратор 4, при этом, выдае импульс, передний фронт которого совпадает по временис задним фронтом импульса, выдаваемогогенератором 2, Длительность импульса, выдаваемого мультивибратором 4, определяется из условия обеспечения возможностиизмерения напряжения на нагруженной батарее измерителем 9. По заднему фронтуэтого импульса схема ИЛИ. срабатывающая 5 по прекращению поступления на ее вхол импульса мультивибратора 4, дае 1 сигнал на отключение нагрузочного устройства от ба тареи.Сигналы с измерителей 8. и 9 напряжения, соответствующие напряжению на батарее в конце переходного процесса на ней и в момент отключения нагрузки поступают на вход сумматора 10, осуществляющего вычисление разности указанных напряжений,Аналоговый сигнал, пропорциональный разности напряжений, поступает через переключатель 13 диапазонов на аналогоцифровой преобразователь 11 и далее на индикатор 12 предлагаемого устройства,усредняется,По полученной величине разности измеренных напряжений на аккумуляторной батарее и используя полученные ранее (до ввода батареи в эксплуатацию) зависимости разности напряжения от степени зарФженности (см,фиг.3) для различных типоразмеров АКБ определяет емкость батареи в процессе ее эксплуатации. Формула изобретения Устройство для определения емкостиаккумуляторной батареи в режиме импульспульсов, нагрузочное устройство, первый и второй измерители напряжений батареи,сумматор и блок индикации, о т л и ч а ющ е е с я тем. что, с целью упрощения устройства и повышения точности определения емкости, генератор импульсов первым и вторым выходами соединен через первый и второй ждущие мультивибраторы и третьим выходом напрямую со схемой ИЛИ, выход которой соединен с нагрузочным устройством, установленным параллельно аккумуляторной батареи, вход первого измерителя напряжения соединен с вторым выходом первого ждущего мультивибратора, а вход второго измерителя напряжения - с вторым выходом второго ждущего мультивибратора, а выходы измерителей напряжения через сумматор и аналого-цифровой преобразователь - с блоком1775755Составитель А.Северный едактор Техред М.Моргентал Корректор М, Шароши аказ 4036 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оиэводственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101