| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2072605
СПОСІБ дозувати ПРИСКОРЕНОГО ЗАРЯДУ акумуляторної батареї
І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ
Ім'я винахідника: Трофименко В.І .; Іллінський А.Д .; Ненашко Е.Ф.
Ім'я патентовласника: Інноваційно-впроваджувальний центр "Менеджер-1"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.06.18
Використовується спосіб дозованого прискореного заряду акумуляторної батареї. Суть винаходу: визначають напругу акумуляторної батареї і формують імпульси зарядного струму до моменту перевищення напругою батареї заданого рівня, здійснюють заряд ємнісного накопичувача від регульованого джерела постійного струму, визначають різницю напруг ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї і при перевищенні цієї різницею заданого значення формують імпульси зарядного струму шляхом розряду ємнісного накопичувача на акумуляторну батарею, запропоновано і пристрій для здійснення способу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використано для заряду електрохімічних джерел струму.
Відомий спосіб дозованого прискореного заряду акумуляторної батареї, що полягає в тому, що визначають напругу акумуляторної батареї і формують імпульси зарядного струму до моменту перевищення напругою батареї заданого рівня, [1]
Відомо пристрій для заряду акумуляторної батареї, що містить джерело постійного струму, перший висновок якого з'єднаний з першим однойменним висновком акумуляторної батареї, датчик напруги акумуляторної батареї, керований напівпровідниковий елемент, включений між другими однойменними висновками джерела постійного струму і акумуляторної батареї, полярністю відповідної заряду акумуляторної батареї і датчик струму акумуляторної батареї, вихід якого підключений до входу першого порогового елемента [2]
Відомі спосіб і пристрій не забезпечують точне дозування енергії заряду в межах одного елементарного циклу. Форма імпульсу зарядного струму не дає змоги прискорити процес електрохімічного поділу заряду без істотного зменшення ресурсу і ємності. В процесі заряду не контролюється температура найбільш нагрітих елементів акумуляторної батареї, що може призвести до виведення з ладу акумуляторної батареї в цілому.
Мета винаходу поліпшення терміну служби акумуляторної батареї.
Поставлена мета в способі дозованого прискореного заряду акумуляторної батареї, яка полягає в тому, що визначають напругу акумуляторної батареї і формують імпульси зарядного струму до моменту перевищення напругою батареї заданого рівня, досягається тим, що здійснюють заряд ємнісного накопичувача від регульованого джерела постійного струму, визначають різницю напруг ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї і при перевищенні цієї різницею заданого значення формують імпульси зарядного струму, шляхом розряду ємнісного накопичувача на акумуляторну батарею. і при цьому способі вимірюють температуру кожного елемента акумуляторної батареї, порівнюють максимальне з виміряних значень температури з заданим значенням і отриманий результат використовують для формування заданого значення різниці напруг ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї, таким чином, щоб це значення не перевищувало наперед заданої величини.
У пристрої для реалізації способу дозованого прискореного заряду акумуляторної батареї, що містить джерело постійного струму, перший висновок якого з'єднаний з першим однойменним висновком акумуляторної батареї, датчик напруги акумуляторної батареї, керований напівпровідниковий елемент, включений між другими однойменними висновками джерела постійного струму і акумуляторної батареї, полярністю відповідної заряду акумуляторної батареї і датчик струму акумуляторної батареї, вихід якого підключений до входу першого порогового елемента, поставлена мета досягається тим, що в нього введені ємнісний накопичувач, висновки якого з'єднані з висновками джерела постійного струму, виконаного регульованим, датчик різниці напруг ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї , включений між другими висновками джерела постійного струму і акумуляторної батареї, блок датчиків температури елементів акумуляторної батареї, підключений до блоку виділення максимального сигналу, вихід якого з'єднаний з входом регулятора температури, вихід якого з'єднаний з входом керованого блоку обмеження, вихід якого з'єднаний з першим входом другого порогового елемента, вихід якого з'єднаний з керуючим входом керованого напівпровідникового елемента, причому другий вхід другого порогового елемента підключений до виходу датчика різниці напруг ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї, а вихід датчика напруги акумуляторної батареї з'єднаний з першим блокуючим входом джерела постійного струму, другий блокуючий вхід якого з'єднаний з виходом першого порогового елемента.
 |
 |
На фіг. 1 наведена схема пристрою для реалізації способу дозованого прискореного заряду акумуляторної батареї; на фіг. 2 осцілограмма струму заряду акумуляторної батареї в способі її дозованого прискореного заряду і пристрої його реалізації. На схемі (фіг. 1) показані: джерело постійного струму 1, акумуляторна батарея 2, датчик 3 напруги батареї 2, керований напівпровідниковий елемент 4, датчик струму 5 батареї 2, перший пороговий елемент 6, ємнісний накопичувач 7, датчик 8 різниці напруг ємнісного накопичувача 7 і батареї 2, блок датчиків температури 9 елементів батареї 2, блок 10 виділення максимального сигналу, регулятор температури 11, керований блок 12 обмеження, другий пороговий елемент 13.
У способі дозованого прискореного заряду акумуляторної батареї, що полягає в тому, що визначають напругу акумуляторної батареї і формують імпульси зарядного струму до моменту перевищення напругою батареї заданого рівня, здійснюють (фіг. 1) заряд ємнісного накопичувача 7 від регульованого джерела струму 1, визначають різницю напруг ємнісного накопичувача 7 і акумуляторної батареї 2 і при перевищенні цієї різницею заданого значення формують імпульси зарядного струму шляхом розряду ємнісного накопичувача 7 на акумуляторну батарею 2. і цим способом вимірюють температуру кожного елемента акумуляторної батареї 2, порівнюють максимальне з виміряних значень температури з заданим значенням і отриманий результат використовують для формування заданого значення різниці напруг ємнісного накопичувача 7 і акумуляторної батареї, таким чином, щоб це значення не перевищувало наперед заданої величини.
Пристрій для реалізації цих способів містить: джерело 1 постійного струму (фіг. 1), перший висновок якого з'єднаний з першим однойменним висновком акумуляторної батареї 2, датчик 3 напруги акумуляторної батареї 2, керований напівпровідниковий елемент 4, включений між другими однойменними висновками джерела постійного струму 1 і акумуляторної батареї 2, полярністю відповідної заряду акумуляторної батареї 2 і датчик 5 струму акумуляторної батареї 2, вихід якого підключений до входу першого порогового елемента 6. При цьому пристрій (фіг. 2) містить введений в нього ємнісний накопичувач 7, висновки якого з'єднані з висновками джерела 1 постійного струму, виконаного регульованим, датчик 8 різниці напруг 8 ємнісного накопичувача 7 і акумуляторної батареї 2, блок 9 датчиків температури елементів акумуляторної батареї 2 підключають до блоку 10 виділення максимального сигналу, вихід з якого з'єднаний з входом регулятора 11 температури, вихід якого з'єднаний з входом керованого блоку 12 обмеження, вихід якого з'єднаний з першим входом другого порогового елемента 13, вихід якого з'єднаний з керуючим входом керованого напівпровідникового елемента 4, причому другий вхід другого порогового елемента 13 підключений до виходу датчика 8 різниці напруг ємнісного накопичувача 7 і акумуляторної батареї 2 , а вихід датчика 3 напруги акумуляторної батареї 2 з'єднаний з першим блокуючим входом джерела 1 постійного струму, другий блокуючий вхід якого з'єднаний з виходом першого порогового елемента 6.
Пристрій працює наступним чином: заряд ємнісного накопичувача 7 здійснюється від регульованого джерела 1 постійного струму стабілізованою струмом заданої величини. Час "Т" заряду ємнісного накопичувача 7 одно:
T зар. = 
U з / I зар, U з задане значення різниці напруг ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї (задається рівнем сигналу на заданому вході порогового елемента 13);
-I Зар струм заряду ємнісного накопичувача.
Коли різниця напруги U з ємнісного накопичувача 7 і акумуляторної батареї 2 досягає значення (заданого) і формує керуючий імпульс керованого ключового елемента 4 (наприклад тиристора), який відкривається, забезпечуючи розряд ємнісного накопичувача. При величині зарядного струму, відмінного від нуля, спрацьовує другий пороговий елемент 6, сигнал на виході якого відключає джерело 1 від ємнісного накопичувача 7.
На фіг. 2 наведено форму заданого струму, який характеризується крутим переднім фронтом I = t / L і заднім фронтом у вигляді експоненти: 
де I max амплітуда імпульсів зарядного струму; Т постійна часу розряду (Т = РХС); U з задане значення різниці напруг регульованого джерела постійного струму і акумуляторних батарей; e - основа натурального логарифма, L індуктивність, R активний опір акумуляторної батареї, t поточний час. Коли напруга ємнісного накопичувача 7 стає рівним напрузі акумуляторної батареї 2, тиристор 4 закривається, а джерело 1 постійного струму відмикається і знову починається заряд ємнісного накопичувача 7 енергії.
В процесі заряду блоком 9 датчиків температури контролюється температура кожного елемента акумуляторної батареї. Блок 10 виділяє сигнал відповідний температурі максимально нагрітого елемента. Регулятор 11 температури стабілізує заданий напруга ємнісного накопичувача 7 і акумуляторної батареї 2, забезпечуючи стабілізацію температури найбільш нагрітого елемента акумуляторної батареї на допустимому рівні. Блок 12 регульованого обмеження обмежує задану напругу різниці ємнісного накопичувача енергії 7 і акумуляторної батареї 2 величиною, яка визначається допустимим значенням амплітуди імпульсу зарядного струму Imax (наприклад, Imax 
Iразр. де Iразр. допустиме значення). В процесі розряду ємнісного накопичувача 7 ток акумуляторної батареї зменшується. При зменшенні цього струму до деякої мінімальної величини (наприклад, до величини струму утримання тиристора) керований напівпровідниковий елемент 4 закривається. Цей момент фіксується датчиком 8 струму. При цьому спрацьовує другий пороговий елемент 13, який своїм вихідним сигналом включає джерело 1 постійного струму на заряд ємнісного накопичувача 7. Таким чином забезпечується точно дозований заряд акумуляторної батареї. Форма імпульсу зарядного струму дозволяє форсувати електрохімічні процеси заряду без погіршення ресурсних характеристик акумуляторних батарей. Безперервний контроль температури елементів акумуляторних батарей дозволяє забезпечити надійну і стабільну роботу зарядного пристрою і діагностику номінальних характеристик кожного елемента. При цьому ефективність і промислова придатність визначається наступним розрахунковим чином:
можливість точного дозування енергії W заряду в межах кожного циклу
W = U (O) xC,
де U (O) різниця напруги ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї на початку кожного циклу; З ємність ємнісного накопичувача енергії;
оптимальна форма імпульсу струму заряду, що дозволяє прискорити заряд акумуляторних батарей гранично крутий передній фронт
dI / dt = U (O) / L,
де L індуктивність акумуляторної батареї і сполучних проводів; I струм; t час;
Експоненціальна форма заднього фронту з постійною часу (T):
Т = RxC,
де R активний опір акумуляторної батареї і сполучних проводів; З ємність ємнісного накопичувача.
Заявлений спосіб і пристрій застосовні в електротехніці, особливо для прискореної зарядки акумуляторних батарей електромобілів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб дозованого прискореного заряду акумуляторної батареї, що полягає в тому, що визначають напругу акумуляторної батареї і формують імпульси зарядного струму до моменту перевищення напругою батареї заданого рівня, який відрізняється тим, що здійснюють заряд ємнісного накопичувача від регульованого джерела постійного струму, визначають різницю напруг ємнісного накопичувача і аккумулятоpной батаpей і пpи пpевишеніі цієї pазностью заданого значення фоpмиpуется імпульси заpядного струму шляхом pазpяда ємнісного накопичувача на акумуляторну батарею.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вимірюють температуру кожного елемента акумуляторної батареї, порівнюють максимальне з виміряних значень температури з заданим значенням і отриманий результат використовують для формування заданого значення різниці напруг ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї так, щоб це значення не перевищувало наперед заданої величини.
3. Пристрій для дозованого прискореного заряду акумуляторної батареї, що містить джерело постійного струму, перший висновок якого з'єднаний з першим однойменним висновком акумуляторної батареї, датчик напруги акумуляторної батареї, керований напівпровідниковий елемент, включений між другими однойменними висновками джерела постійного струму і акумуляторної батареї, полярністю, відповідної заряду акумуляторної батареї, і датчик струму акумуляторної батареї, вихід якого підключений до входу першого порогового елемента, що відрізняється тим, що в нього введені ємнісний накопичувач, висновки якого з'єднані з висновками джерела постійного струму, виконаного регульованим, датчик різниці напруг ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї, включений між другими висновками джерела постійного струму і акумуляторної батареї, блок датчиків температури елементів акумуляторної батареї, підключений до блоку виділення максимального сигналу, вихід якого з'єднаний з входом регулятора температури, вихід якого з'єднаний з входом керованого блоку обмеження, вихід якого з'єднаний з першим входом другого порогового елемента, вихід якого з'єднаний з керуючим входом керованого напівпровідникового елемента, причому другий вхід другого порогового елемента підключений до виходу датчика різниці напруг ємнісного накопичувача і акумуляторної батареї, а вихід датчика напруги акумуляторної батареї з'єднаний з першим блокуючим входом джерела постійного струму, другий блокуючий вхід якого з'єднаний з виходом першого порогового елемента.
Версія для друку
Дата публікації 17.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.