RU114226U1

RU114226U1 - DEVICE FOR MAINTENANCE OF THE BATTERY AND CONTROL OF ITS OPERATION

Info

Publication number: RU114226U1
Application number: RU2011141393/07U
Authority: RU
Inventors: Евгений Викторович Вдовин; Валерий Александрович Цуранов; Сергей Александрович Арташин
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2012-03-10

Abstract

Устройство обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности (ЗУ), состоящее из корпуса и размещенных в нем коннектора подключения источника напряжения (КПИН), зарядной цепи (ЗЦ), элемента аккумулятора (ЭА), индикатора и блока контроля и управления (БКУ), который своими первым, вторым и третьим портами соединен соответственно с выходом узла ЗЦ и с входом узла ЭА, с входом индикатора и с первым входом узла ЗЦ, который вторым входом соединен с выходом узла КПИН, который выполнен в виде USB разъема, обеспечивающего возможность подключения ЗУ к цепям электропитания USB порта электронно-вычислительной машины (ЭВМ), кроме того, узел БКУ выполнен с возможностью управления зарядом узла ЭА и отображения процесса его заряда с помощью индикатора, узел корпуса выполнен с возможностью трансформации его конструкции так, что обеспечивается подключение узла КПИН к USB порту ЭВМ и придание корпусу форм-фактора, соответствующего стандартному типоразмеру аккумулятора, отличающееся тем, что в его состав дополнительно введены разрядная цепь (РЦ) и флеш память (ФП), которая своим портом соединена с четвертым портом узла БКУ, который пятым портом соединен с первым портом узла РЦ, который вторым портом соединен с входом узла ЭА, при этом узел БКУ выполнен в виде микроконтроллера (МК), функционирующего по программе, обеспечивающей формирование в узле ФП структуры хранения данных, соответствующей типовой файловой системе, эмуляцию компьютерного интерфейса (КИ), соответствующего спецификации USB, и поддержку функций контроллера флеш памяти для обеспечения возможностей чтения файлов данных, размещенных в узле ФП, и их обработки прогр A device for servicing a battery and monitoring its performance (ZU), consisting of a case and a voltage source connection connector (KPIN), a charging circuit (ZTs), a battery element (EA), an indicator and a monitoring and control unit (BCC) located in it, which the first, second and third ports are connected, respectively, to the output of the DC node and to the input of the EA node, to the indicator input and to the first input of the DC node, which is connected by the second input to the output of the KPIN node, which is made in the form of a USB connector that provides the ability to connect the charger to the circuits power supply of the USB port of an electronic computer (computer), in addition, the BCU unit is configured to control the charge of the EA unit and display the process of its charging using an indicator, the housing unit is configured to transform its structure so that the KPIN unit is connected to the USB port Computer and giving the case a form factor corresponding to the standard battery size, characterized in that it composition, a discharge circuit (RC) and flash memory (FP) are additionally introduced, which is connected with its port to the fourth port of the BCU node, which is connected by the fifth port to the first port of the RC node, which is connected by the second port to the input of the EA node, while the BCU node is made in in the form of a microcontroller (MC) operating according to a program that ensures the formation of a data storage structure in the FP node corresponding to a typical file system, emulation of a computer interface (CI) corresponding to the USB specification, and support for flash memory controller functions to provide the ability to read data files located in node FP, and their processing programs

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее, к устройствам заряда химических источников тока, и может быть использовано для заряда аккумуляторов, преимущественно, никель-кадмиевых и никель-металлгидридных герметичных цилиндрических, и контроля их работоспособности с учетом данных, полученных в процессе эксплуатации этих изделий.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically, to devices for charging chemical current sources, and can be used to charge batteries, mainly nickel-cadmium and nickel-metal hydride sealed cylindrical, and to monitor their performance based on data obtained during the operation of these products .

Работоспособность технических устройств и систем, функционирующих в автономном режиме, наиболее часто обеспечивается с помощью химических источников тока (ХИТ) - аккумуляторов.The operability of technical devices and systems operating in stand-alone mode is most often ensured by means of chemical current sources (HIT) - batteries.

Среди большого ассортимента ХИТ, производимых и широкого потребляемых в мире, значительное место по популярности занимают никель-кадмиевые и никель-металлгидридные [Л1] герметичные цилиндрические аккумуляторы (далее - аккумулятор), которые широко применяются в различной технике, например, для электропитания радиостанций, радиотелефонов и радио-удлинителей, портативных компьютеров, цифровых фотоаппаратов и видеокамер, различных приборов, инструментов и других устройств.Among a large assortment of HIT, produced and widely consumed in the world, nickel-cadmium and nickel-metal hydride [L1] sealed cylindrical batteries (hereinafter referred to as the battery) occupy a significant place in popularity, which are widely used in various equipment, for example, for powering radio stations, radiotelephones and radio extenders, laptop computers, digital cameras and video cameras, various devices, tools and other devices.

Актуальность этих аккумуляторов, как показано в [Л2-Л3], обусловлена рядом их достоинств и преимуществ, среди которых: высокая надежность, долговечность, большое количество циклов заряда/разряда, работоспособность при низких температурах, поддержка больших разрядных токов, способность заряжаться как малыми, так и большими токами, а также низкая стоимость. Кроме того, все эти аккумуляторы являются взрывопожаробезопасными, выдерживают короткие замыкания и конструктивно оснащены прочным герметичным корпусом, который выдерживает давление внутренних газов в тяжелых условиях эксплуатации. Поэтому, аккумуляторы данного типа востребованы во многих применениях, в том числе, ответственных, то есть там, где требуется обеспечить высокий уровень надежности функционирования устройств и систем, например, в связи, медицине, военном деле и др. При этом, эффективность работы упомянутых устройств и систем, в том числе, надежность и длительность их автономной работы, существенно зависит от состояния системы электропитания, основу которой составляет аккумулятор. Для обеспечения высокой надежности функционирования системы электропитания упомянутых устройств и систем, необходимо обеспечить качественное обслуживание аккумулятора с надежным контролем его работоспособности. Иными словами, поскольку аккумулятор является важным элементом, который существенным образом влияет на работоспособность и надежность устройств и систем, которые от него получают электропитание, то качественное обслуживание и эффективный контроль работоспособности аккумулятора (КО и ЭКРА) является актуальной задачей.The relevance of these batteries, as shown in [L2-L3], is due to a number of their advantages and advantages, including: high reliability, durability, a large number of charge / discharge cycles, operability at low temperatures, support for large discharge currents, and the ability to charge as small, and high currents, as well as low cost. In addition, all these batteries are explosion and fireproof, withstand short circuits and are structurally equipped with a robust sealed enclosure that withstands the pressure of internal gases in harsh operating conditions. Therefore, batteries of this type are in demand in many applications, including those responsible, that is, where it is required to ensure a high level of reliability of the functioning of devices and systems, for example, in communications, medicine, military affairs, etc. Moreover, the efficiency of the mentioned devices and systems, including the reliability and duration of their battery life, significantly depends on the state of the power system, which is based on the battery. To ensure high reliability of the functioning of the power supply system of the aforementioned devices and systems, it is necessary to provide high-quality battery maintenance with reliable monitoring of its performance. In other words, since the battery is an important element that significantly affects the performance and reliability of devices and systems that receive power from it, high-quality maintenance and effective monitoring of the battery's performance (CR and ECRA) is an urgent task.

Исследования показали, что важным аспектом КО и ЭКРА является востребованность в простых и удобных в использовании технических решений, обеспечивающих качественное обслуживание аккумулятора с привлечением минимального ресурса (участия) потребителя (пользователя). То есть, с практической точки зрения, процесс КО и ЭКРА должен происходить с минимальным участием пользователя и обеспечивать высокое качество результата, заключающегося в поддержке высокого уровня работоспособности аккумулятора с надежным контролем его состояния.Studies have shown that an important aspect of KO and ECRA is the demand for simple and easy-to-use technical solutions that provide high-quality battery service with the minimum resource (participation) of the consumer (user). That is, from a practical point of view, the QA and ECRA process should occur with minimal user participation and ensure a high quality result, which consists in maintaining a high level of battery performance with reliable control of its condition.

Установлено, что успешное решение задачи, связанной с КО и ЭКРА простыми и удобными в использовании техническими средствами (ПУТС) затруднено из-за влияния на конечный результат объективных и субъективных факторов, действия противоречий различного характера, наличия у этих изделий недостатков, например, тока саморазряда, «эффекта памяти» [Л4], ограниченности ресурса (количества циклов разряда/заряда), большого технологического разброса электрических параметров, а также необходимостью учета состояния обслуживаемых изделий, например, исправности, степени разряда, значения электрических параметров и степени их деградации в процессе эксплуатации аккумулятора.It has been established that the successful solution of the problem associated with CO and ECRA with simple and convenient technical means (ПУТС) is difficult due to the influence on the final result of objective and subjective factors, the effect of various contradictions, the presence of defects in these products, for example, self-discharge current , “Memory effect” [L4], resource limitation (the number of discharge / charge cycles), large technological spread of electrical parameters, as well as the need to take into account the state of serviced products, for example, equality, degree of discharge, values of electrical parameters and the degree of their degradation during battery operation.

Например, традиционно, потребители обслуживают аккумулятор в объеме его элементарного заряда с использованием простейших, в силу их низкой стоимости, простых и удобных в использовании зарядных устройств. При этом, чаще всего, для восстановления работоспособности аккумуляторов применяется их ускоренный заряд, длительность которого может существенно отличаться от значения рекомендуемого производителем этих изделий. Такой упрощенный подход к процедуре обслуживания аккумуляторов вызывает ускоренный износ, интенсивную деградацию электрических характеристик и снижение надежности функционирования этих изделий.For example, traditionally, consumers serve the battery in the volume of its elementary charge using the simplest, due to their low cost, simple and easy-to-use chargers. In this case, most often, to restore the performance of batteries, their accelerated charge is used, the duration of which can significantly differ from the value recommended by the manufacturer of these products. Such a simplified approach to the battery maintenance procedure causes accelerated wear, intense degradation of electrical characteristics and a decrease in the reliability of the operation of these products.

Высокая «чувствительность» аккумулятора к процедуре его обслуживания и контроля работоспособности вызывает трудности в реализации технических решений, обеспечивающих высокую эффективность этого процесса. Поэтому, на практике, используется упрощенный подход, при котором при реализации технических решений (TP), которые могут быть использованы для обслуживания и контроля работоспособности аккумуляторов, наибольшее внимание придается дешевизне TP и простоте их использовании. Такой подход может быть условно назван стратегией упрощения (СУ). Использование СУ позволяет значительно упростить TP и реализовать достаточно дешевые зарядные устройства, которые обеспечивают, в лучшем случае, среднее качество обслуживания и контроля работоспособности аккумулятора.The high “sensitivity” of the battery to the procedure for its maintenance and performance monitoring causes difficulties in the implementation of technical solutions that ensure high efficiency of this process. Therefore, in practice, a simplified approach is used, in which, when implementing technical solutions (TP) that can be used to maintain and monitor the performance of batteries, the greatest attention is paid to the low cost of TP and the ease of use. Such an approach can be arbitrarily called a simplification strategy (SU). The use of SU allows you to greatly simplify TP and implement fairly cheap chargers that provide, at best, average quality of service and control of battery performance.

В этих условиях, как показали исследования, наилучшим подходом, обеспечивающим повышение уровня КО и ЭКРА, является стратегия адаптации (СА), предполагающая изменение (выбор, адаптация) процедуры (алгоритма) обслуживания и контроля работоспособности (ОКРА) аккумулятора к его свойствам (электрическим параметрам) которые выявлены (измерены, обнаружены), как в процессе выполнения текущей процедуры ОКРА, так и получены (накоплены) за весь период эксплуатации этого изделия.Under these conditions, studies have shown that the best approach to increasing the level of CO and ECRA is the adaptation strategy (SA), which involves changing (choosing, adapting) the procedure (algorithm) of service and health monitoring (OKRA) of the battery to its properties (electrical parameters) ) which are identified (measured, detected), both in the course of the current OKRA procedure, and received (accumulated) for the entire period of operation of this product.

Информационный поиск показал, что наличие упомянутых трудностей в обслуживании и контроле работоспособности аккумулятора и отсутствие практических реализаций, соответствующих упомянутой стратегии типа АС, создало ситуацию, при которой использование известных технических решений приводит к быстрому расходованию ресурса, ускоренного износу и бесконтрольному снижению надежности аккумулятора. Поэтому, поиск более эффективных решений, обеспечивающих КО и ЭКРА, является актуальной задачей.An information search showed that the presence of the aforementioned difficulties in servicing and monitoring the battery’s operability and the lack of practical implementations corresponding to the aforementioned AC-type strategy created a situation in which the use of well-known technical solutions leads to fast resource consumption, accelerated wear and uncontrolled decrease in battery reliability. Therefore, the search for more effective solutions providing CO and ECRA is an urgent task.

Из техники [Л5] известно зарядное устройство (ЗУ), состоящее из корпуса и размещенных в нем коннектора (разъема) для подключения к источнику напряжения (КПИН), зарядной цепи (ЗЦ), отсека для установки аккумуляторов (ОУА), светодиодного индикатора (СИ) и узла контроля и управления (КУ), который своими входом, первым и вторым выходами соединен, соответственно, с выходом узла ЗЦ и со входом узла ОУА, со входом узла СИ и с первым входом узла ЗЦ, который вторым входом соединен с выходом узла КПИН, и выполненное с возможностью изменения значения зарядного тока.From the technology [L5], a charger (charger) is known, consisting of a housing and a connector (connector) located in it for connecting to a voltage source (CPIN), a charging circuit (ZTs), a compartment for installing batteries (OAA), and an LED indicator (SI) ) and the monitoring and control unit (CC), which is connected with its input, first and second outputs, respectively, to the output of the SC node and to the input of the OSA node, to the input of the SI node and to the first input of the SC node, which is connected to the output of the node by the second input CPIN, and configured to change the value of the charge current.

Данное зарядное устройство (ЗУ) функционирует следующим образом. В исходном состоянии в узел ОУА устанавливаются аккумуляторы (до 4-х шт.), что обеспечивает их подключение к узлу ЗЦ. Далее, на узел КПИН подеется питающее напряжение. Сразу же после подачи на ЗУ питающего напряжения, начинается процесс заряда аккумуляторов, который осуществляется постоянным током, с использованием метода стабилизации зарядного тока, известного из техники [Л6]. Напряжение с выхода узла КПИН поступает через узел ЗЦ на вход аккумулятора. При этом, узел ЗЦ стабилизирует ток, протекающий в цепи заряда.This charger (charger) operates as follows. In the initial state, batteries (up to 4 pcs.) Are installed in the OAA node, which ensures their connection to the ZC node. Further, the supply voltage is fed to the KPIN node. Immediately after applying a supply voltage to the charger, the process of charging the batteries begins, which is carried out by direct current, using the method of stabilizing the charging current, known from the technique [L6]. The voltage from the output of the KPIN node is supplied through the ZC node to the battery input. At the same time, the SC hub stabilizes the current flowing in the charge circuit.

С помощью данного ЗУ обеспечивается заряд аккумулятора в течении 14…16-и часов в режиме нормального заряда и в течении нескольких часов в режиме ускоренного заряда. Длительность заряда контролируется пользователем ЗУ. По истечении времени около 14-16 часов (для нормального режима заряда) или 1.5…2 часа (для ускоренного режима заряда) - считается, что аккумулятор зарядились и ЗУ должно быть выключено.With the help of this memory, the battery is charged for 14 ... 16 hours in normal charge mode and for several hours in accelerated charge mode. The duration of the charge is controlled by the user of the memory. After about 14-16 hours (for normal charge mode) or 1.5 ... 2 hours (for accelerated charge mode), it is believed that the battery is charged and the charger should be turned off.

Недостатком данного зарядного устройства является низкое качество обслуживания аккумулятора, что снижает его работоспособность в процессе эксплуатации. Кроме того, это ЗУ имеет низкую надежность контроля уровня работоспособности аккумулятора. Эти недостатки обусловлены тем, что при ОКР аккумулятора используется стратегия, далекая от типа АС.The disadvantage of this charger is the low quality of battery service, which reduces its performance during operation. In addition, this memory has a low reliability of monitoring the level of battery performance. These shortcomings are due to the fact that when OCD battery is used, a strategy that is far from the type of speaker.

Так, при подключении аккумулятора к данному зарядному устройству (ЗУ), сразу же начинается процесс их заряда, вне зависимости от того в каком состоянии заряженности и исправности он находится. Процедура заряда производится типовым режимом, не учитывающим индивидуальные параметры (электрические характеристики) изделия и их изменения в процессе эксплуатации аккумулятора.So, when the battery is connected to this charger (charger), the process of charging them immediately begins, regardless of the state of charge and serviceability it is in. The charge procedure is performed in a typical mode that does not take into account the individual parameters (electrical characteristics) of the product and their changes during battery operation.

Кроме того, обслуживание аккумулятора выполняется без тестирования исправности и степени разряженности аккумулятора и контроля степени деградации его электрических характеристик. После процедуры заряда в течении времени, заданного инструкцией, пользователь ЗУ полагает, что работоспособность аккумулятора восстановлена, и он может быть использован по назначению. Однако, возможны случаи, когда заряду может подвергаться аккумулятор, который не полностью разряжен, выработал свой ресурс (потеряли емкость и др.) или неисправен. При этом, в случае заряда не полностью разряженного аккумулятора, его реальная емкость может существенно снижаться из-за действия упомянутого «эффекта памяти» - процесса укрупнения кристаллических образований активного вещества аккумулятора и уменьшения площади активной поверхности его рабочего вещества. С помощью данного ЗУ не обеспечивается возможность предотвращения заряда не полностью разряженного аккумулятора, в результате чего, с каждым новым циклом заряда-разряда, рабочее вещество внутри аккумулятора может постепенно изменять свою структуру в сторону уменьшения площади активной поверхности, что приводит к уменьшению реальной емкости обслуживаемого аккумулятора. Следует заметить, что в процессе эксплуатации, из-за действия субъективных факторов, аккумулятор не доводится до состояния полной разрядки и часто подвергается новому заряду. Впрочем, это вполне естественно, особенно, когда отсутствуют запасные аккумуляторы. В результате такой практики, как показано в [Л6], через 3-6 месяцев (в зависимости от частоты заряда, глубины разряда, условий эксплуатации и качества аккумулятора) реальная емкость аккумулятора заметно уменьшается. Сокращается также и время заряда и может увеличиваться внутреннее сопротивление аккумулятора, что существенно снижает качество этого изделия и эффективность его функционирования. Если и далее не принимать особых мер, то при дальнейшей эксплуатации аккумулятора, увеличивающиеся кристаллические образования могут привести к разрушению сепаратора (своего рода перегородки, разделяющей анод и катод) и увеличению тока саморазряда.In addition, battery maintenance is performed without testing the serviceability and degree of discharge of the battery and monitoring the degree of degradation of its electrical characteristics. After the charge procedure for the time specified by the instruction, the user of the memory believes that the battery is restored to working capacity and can be used for its intended purpose. However, there may be cases when a battery that is not completely discharged, has exhausted its life (lost capacity, etc.) or is malfunctioning, can be charged. At the same time, in the case of a charge of a partially discharged battery, its actual capacity can significantly decrease due to the action of the mentioned “memory effect” - the process of enlargement of crystalline formations of the active substance of the battery and a decrease in the active surface area of its working substance. With the help of this charger, it is not possible to prevent the charge of a partially discharged battery, as a result of which, with each new charge-discharge cycle, the working substance inside the battery can gradually change its structure in the direction of decreasing the active surface area, which leads to a decrease in the actual capacity of the battery being serviced . It should be noted that during operation, due to the action of subjective factors, the battery is not brought to a state of complete discharge and is often subjected to a new charge. However, this is quite natural, especially when there are no spare batteries. As a result of this practice, as shown in [L6], after 3-6 months (depending on the charge frequency, discharge depth, operating conditions and battery quality), the actual battery capacity decreases markedly. The charge time is also reduced and the internal resistance of the battery can increase, which significantly reduces the quality of this product and its efficiency. If no further measures are taken, then with the further operation of the battery, increasing crystalline formations can lead to the destruction of the separator (a kind of partition separating the anode and cathode) and an increase in the self-discharge current.

В процессе использования аккумулятора по назначению, может создаваться ситуация, при которой, с одной стороны, чтобы обеспечить работоспособность технического устройства, аккумулятор не должен полностью разряжаться. Иначе функционирование изделия, в котором он установлен, будет нарушено, что - не допустимо. Поэтому, не разряженный до конца аккумулятор, как правило, извлекается из пользовательского устройства и подвергаются процедуре заряда для восстановления его емкости, что вызывает формирование «эффекта памяти» и ведет к снижению реальной емкости этого изделия. С другой стороны, для того чтобы обеспечить поддержание высокого уровня работоспособности аккумулятора, он должен полностью разряжаться. Так, согласно [Л7], аккумулятор перед зарядом должен быть разряжен при температуре окружающей среды (20±5)°C постоянным током 0,2С5 А до конечного напряжения 1,0 В.In the process of using the battery for its intended purpose, a situation may arise in which, on the one hand, in order to ensure the operability of the technical device, the battery should not be completely discharged. Otherwise, the functioning of the product in which it is installed will be disrupted, which is not permissible. Therefore, the battery that is not fully discharged is usually removed from the user device and subjected to a charge procedure to restore its capacity, which causes the formation of a “memory effect" and leads to a decrease in the real capacity of this product. On the other hand, in order to maintain a high level of battery performance, it must be completely discharged. So, according to [L7], the battery must be discharged before charging at ambient temperature (20 ± 5) ° C with a direct current of 0.2C5 A to a final voltage of 1.0 V.

Таким образом, сочетание субъективных и объективных факторов формируют противоречивую ситуацию, в которой чтобы аккумулятор был постоянно заряжена и готова к использованию для обеспечения функций технических устройств, пользователь должен подзаряжать аккумулятор, не доводя его до полного разряда. С другой стороны, чтобы работоспособность аккумулятора поддерживалась максимальной (не снижалась емкость), аккумулятор не должен подзаряжаться, а разряжаться полностью, иначе проявляется эффект памяти, снижающий его работоспособность (емкость и другие параметры). Данное ЗУ не обеспечивает разрешения этого противоречия.Thus, a combination of subjective and objective factors form a controversial situation in which the user must recharge the battery without fully charging it so that the battery is constantly charged and ready for use to ensure the functions of technical devices. On the other hand, so that the battery’s performance is maintained at its maximum (capacity does not decrease), the battery should not be recharged, but fully discharged, otherwise a memory effect appears that reduces its performance (capacity and other parameters). This memory does not provide a solution to this contradiction.

В данном ЗУ реализован простой способ подключения аккумулятора, заключающийся в его элементарной установке в отсек контейнера. Однако, данное ЗУ не удобно в использовании, так пользователь должен постоянно следить за процессом заряда аккумулятора, чтобы не допустить его перезаряд. В данном устройстве процесс заряда аккумулятора будет продолжаться до тех пор, пока функционирует узел ЭП, например, пока ЗУ остается подключенным к питающей электросети. Учитывая то, что пользователи ЗУ редко хронометрируют длительность заряда аккумулятора с большой точностью, а в самом ЗУ нет таймера отключения процедуры заряда, то возникают условия, при которых аккумулятор может длительное время (больше, чем необходимо) находиться в зарядном устройстве и подвергаться перезаряду. Перезаряд небольшими токами (режим нормального заряда) в течении не продолжительного времени (1-2 часа) практически не приносит вреда для аккумулятора. Однако, как показано в [Л8], при использовании больших зарядных токов (в режиме ускоренного заряда) перезаряд аккумулятора вызывает ухудшение его электрических параметров, а также снижает надежность и качество этого изделия. В данном устройстве имеется возможность установки как режима нормального заряда (небольшой ток заряда), так и ускоренного заряда (большой ток заряда). Как правило, пользователи ЗУ используют возможность ускорить процесс заряда аккумуляторов. Это вполне естественно, при постоянном дефиците времени.This memory device implements a simple way to connect the battery, which consists in its elementary installation in the container compartment. However, this memory is not convenient to use, so the user must constantly monitor the battery charge process to prevent overcharging. In this device, the battery charge process will continue as long as the ES unit is functioning, for example, while the charger remains connected to the power supply network. Considering that users of the charger rarely measure the duration of the battery charge with great accuracy, and the charger itself does not have a timer to turn off the charging procedure, conditions arise under which the battery can be in the charger for a long time (more than necessary) and be recharged. Recharging with small currents (normal charge mode) for a short time (1-2 hours) practically does not harm the battery. However, as shown in [L8], when using large charging currents (in accelerated charge mode), overcharging the battery causes a deterioration in its electrical parameters, and also reduces the reliability and quality of this product. In this device, it is possible to set both the normal charge mode (small charge current) and accelerated charge (high charge current). As a rule, memory users use the opportunity to speed up the battery charge process. This is quite natural, with a constant lack of time.

С одной стороны, использование ускоренного заряда предоставляет пользователю возможность сократить время подготовки аккумулятора к эксплуатации. При этом, использование ускоренного заряда должно быть регламентировано по времени, чтобы не допустить перезаряд аккумулятора большим током и не допустить нарушения его работоспособности. В виду постоянного дефицита времени такой режим заряда используется достаточно часто. С другой, стороны, регламентированный по времени заряд аккумулятора обеспечить практически невозможно из-за объективных факторов (в ЗУ отсутствует механизм защиты аккумулятора от его перезаряда) и влияния субъективных факторов, обусловленных тем, что пользователь ЗУ может нарушить хронометраж заряда, например, по забывчивости, рассеянности, в результате действия отвлекающих факторов, стрессов и т.п. В результате действия указанных факторов данное ЗУ, при использовании его в режиме ускоренного заряда, может подвергнуть аккумулятор перезаряду интенсивным током. Это приводит к снижению, как качества (основных параметров), так и надежности обслуживаемого аккумулятора. Использование данного ЗУ ведет к преждевременному не контролируемому износу аккумулятора, снижению его качества из-за интенсивной деградации рабочих (электрических) характеристик, что снижает надежность функционирования аккумулятора и может вызывать преждевременный отказ в работе пользовательских устройств или систем.On the one hand, the use of accelerated charge provides the user with the opportunity to reduce the time to prepare the battery for use. At the same time, the use of an accelerated charge should be regulated in time in order to prevent overcharging of the battery with a large current and to prevent violation of its performance. In view of the constant lack of time, such a charge mode is used quite often. On the other hand, it is practically impossible to provide a time-regulated battery charge due to objective factors (there is no mechanism for protecting the battery from overcharging in the charger) and the influence of subjective factors due to the fact that the user of the charger may interrupt the charge timing, for example, due to forgetfulness, distraction, as a result of distractions, stress, etc. As a result of the action of these factors, this memory, when used in accelerated charge mode, can expose the battery to overcharge with intense current. This leads to a decrease in both the quality (main parameters) and the reliability of the serviced battery. The use of this memory leads to premature uncontrolled wear of the battery, a decrease in its quality due to the intensive degradation of the working (electrical) characteristics, which reduces the reliability of the battery and may cause premature failure of the user devices or systems.

Исследования также показали, что в данном устройстве используется система типа «ЗУ-аккумулятор», имеющая «грубую настройку», при которой не обеспечивается высокая эффективность обслуживания (заряда) аккумулятора из-за наличия следующего противоречия.Studies have also shown that this device uses a system of type “memory-battery”, which has a “rough setting”, which does not provide high efficiency of maintenance (charge) of the battery due to the following contradiction.

С одной стороны, большое количество ЗУ, которые производятся многими фирмами, имеют универсальную конструкцию узла ОУА. Это удобно для пользователей тем, что они без труда могут подобрать доступное по цене ЗУ с таким узлом ОУА, конструкция которого позволяет подключать к нему любой из аккумуляторов, имеющий одинаковый форм-фактор (типоразмер), например, «АА». То есть, для восстановления работоспособности аккумулятор может быть подключен к ЗУ от различных производителей. С другой стороны, посредством узла ОУА к ЗУ могут быть подключены аккумуляторы одинакового типоразмера, но произведенные разными фирмами. В результате этого допускается подключение к ЗУ аккумуляторов с электрическими параметрами, которые могут существенно отличаться друг от друга. Например, с типоразмером «АА» (LR6) известны: Ni-MH аккумуляторы AcmePower R06, емкостью 2700 мА*час, производства фирмы AcmePower, [Л9], Ni-MH аккумуляторы BL-2 R06, емкостью 1700 мА*час, производства фирмы DURACELL, [Л10], никель-кадмиевые аккумуляторы типа GP100AAKC и GP60AAKC производства фирмы GP [Л11], обладающие емкостью, соответственно, 1000 мА*час и 600 мА*час, и для который производителем рекомендован режим заряда током, равным для GP100AAKC и GP60AAKC, соответственно, 100 мА и 60 мА.On the one hand, a large number of memory devices, which are produced by many companies, have a universal design of the OSA node. This is convenient for users in that they can easily select an affordable memory device with such an OAA unit, the design of which allows you to connect any of the batteries with the same form factor (size), for example, “AA”. That is, to restore operability, the battery can be connected to memory from various manufacturers. On the other hand, the batteries of the same size, but produced by different companies, can be connected to the memory via the OSA node. As a result of this, it is allowed to connect batteries with electrical parameters to the memory, which can differ significantly from each other. For example, with frame size “AA” (LR6) the following are known: AcmePower R06 Ni-MH batteries with a capacity of 2700 mA * hour, manufactured by AcmePower, [L9], BL-2 R06 Ni-MH batteries, with a capacity of 1700 mA * hour, manufactured by DURACELL, [L10], GP100AAKC and GP60AAKC type nickel-cadmium batteries manufactured by GP [L11], which have a capacity of 1000 mA * hour and 600 mA * hour, respectively, and for which the manufacturer recommends a current charge mode equal to GP100AAKC and GP60AAKC , respectively, 100 mA and 60 mA.

Как видно из приведенных примеров, среди аккумуляторов одного типоразмера могут быть экземпляры, которые существенно отличаются своими электрическими характеристиками, например, емкостью и режимами заряда.As can be seen from the above examples, among batteries of the same size, there may be instances that differ significantly in their electrical characteristics, for example, capacity and charge modes.

Исследования также показали, что среди известных из техники ЗУ существует большой разброс по алгоритмам обслуживания (режимам заряда) аккумуляторов. При этом, возможность адаптации алгоритма обслуживания аккумулятора в зависимости от его электрических параметров - не обеспечивается. Это приводит к применению к аккумуляторам с различными электрическими характеристиками типовой (усредненное) процедуры обслуживания (заряда), что не может обеспечить высокую эффективность этого процесса.Studies have also shown that among the memory devices known from the technology, there is a large variation in the maintenance algorithms (charge modes) of the batteries. At the same time, the possibility of adapting the battery maintenance algorithm depending on its electrical parameters is not provided. This leads to the use of standard (average) maintenance (charge) procedures for batteries with different electrical characteristics, which cannot ensure the high efficiency of this process.

Сложность преодоления данной ситуации обусловлена также действием субъективного фактора, к которому можно отнести действия физически лиц (ФЛ), игнорирующих предупреждения и рекомендации производителей конкретных типов аккумуляторов о необходимости использования для заряда этих изделий только конкретные типы ЗУ. Более того, сложилась широкая практика, когда пользователи аккумуляторов используют для обслуживания (заряда) этих изделий любое ЗУ, коммутационный узел которого позволяет подключить данный аккумулятор. При этом, ФЛ уверены, что если аккумулятор можно подключить к ЗУ физически (позволяет конструкция стыковочного узла ОУА), значит такое ЗУ и электрически совместимо для качественного обслуживания (заряда) аккумулятора.The difficulty in overcoming this situation is also due to the action of a subjective factor, which can include the actions of individuals (PL) who ignore the warnings and recommendations of manufacturers of specific types of batteries about the need to use only specific types of memory to charge these products. Moreover, there is a widespread practice when users of batteries use any charger for servicing (charging) these products, the switching unit of which allows you to connect this battery. At the same time, the PLs are sure that if the battery can be physically connected to the charger (the design of the OUA docking unit allows), then this charger is electrically compatible for high-quality maintenance (charge) of the battery.

С помощью данного ЗУ реализуется применение типовой процедуры заряда аккумулятора без учета его реальных электрических характеристик, исправности, уровня разряда, степени износа, длительности эксплуатации, количестве зарядно-разрядных циклов и других апостериорных данных, не использование которых может значительно снижать эффективность ОКР аккумулятора.With the help of this memory, the typical procedure for charging the battery is implemented without taking into account its actual electrical characteristics, serviceability, discharge level, degree of wear, duration of operation, the number of charge-discharge cycles and other a posteriori data, the use of which can significantly reduce the efficiency of the CSR of the battery.

Из техники [Л12], известно зарядное устройство (ЗУ), состоящее из корпуса и размещенных в нем коннектора (разъема) для подключения к источнику напряжения (КПИН), зарядной цепи (ЗЦ), отсека для установки аккумулятора (ОУА), индикатора и узла контроля и управления (КУ), который своими входом, первым и вторым выходами соединен, соответственно, с выходом узла ЗЦ и со входом узла ОУА, со входом индикатора и с первым входом узла ЗЦ, который вторым входом соединен с выходом узла КПИН, при этом, узел ЗЦ выполнен с возможностью осуществления заряда аккумулятора под управлением узла КУ, который обеспечивает контроль заряда аккумулятора и вывод на индикатор сигналов, отображающих степень заряда аккумулятора.From technology [L12], it is known a charger (charger), consisting of a housing and a connector (connector) located in it for connecting to a voltage source (CPIN), a charging circuit (ZTs), a compartment for installing a battery (OAA), an indicator and a unit control and management (CC), which is connected with its input, first and second outputs, respectively, with the output of the SC node and with the input of the OSA node, with the input of the indicator and with the first input of the SC node, which is connected to the output of the CPIN node with the second input, , ZTs node is configured to charge batteries The ora is under the control of the KU unit, which provides control of the battery charge and output to the indicator of signals indicating the degree of battery charge.

Работа этого ЗУ сходна с функционированием предыдущего зарядного устройства и также базируется на упомянутой стабилизации зарядного тока, протекающего через подключенный к ЗУ аккумулятор. При активации узла КПИН, например, при подаче через него на зарядное устройство (ЗУ) питающего напряжения, через ЗЦ начинается заряд аккумулятора. Режим заряда аккумулятора контролируется узлом КУ, который вырабатывает сигналы управления узлом ЗЦ. Процесс заряда отображается с помощью индикатора.The operation of this charger is similar to the operation of the previous charger and is also based on the aforementioned stabilization of the charging current flowing through the battery connected to the charger. When the KPIN node is activated, for example, when a supply voltage is supplied through it to the charger (charger), the battery starts charging through the charging center. The battery charge mode is controlled by the KU unit, which generates control signals of the ZC unit. The charging process is indicated by an indicator.

Данное ЗУ частично устраняет недостатки предыдущего устройства. Так, применение для заряда импульсного тока, вместо постоянного, как известно из [Л14], способствует частичному восстановлению активного вещества в аккумуляторах, то есть, приводит к снижению упомянутого «эффекта памяти». Наличие блока контроля и управления (КУ) позволяет осуществить контроль процедуры заряда аккумулятора, выполнять его заряд необходимым током, своевременно отключить процесс заряда и оповещать пользователя с помощью индикатора о ходе и завершении процесса заряда. Кроме того, с помощью индикатора пользователь ЗУ может выполнить «грубую» оценку работоспособности аккумулятора.This memory partially eliminates the disadvantages of the previous device. Thus, the use of a pulsed current for a charge, instead of a constant one, as is known from [L14], contributes to the partial restoration of the active substance in batteries, that is, leads to a decrease in the aforementioned “memory effect”. The presence of the control and management unit (CU) allows you to control the battery charge procedure, carry out its charge with the necessary current, timely turn off the charge process and notify the user with an indicator on the progress and completion of the charge process. In addition, with the help of the indicator, the user of the memory can perform a “rough” assessment of the battery’s performance.

Данному ЗУ присущи недостатки, аналогичные предыдущему зарядному устройству из-за действия рассмотренных выше факторов. В данном устройстве не реализуется в полной мере подход к ОКРА с использованием упомянутая стратегии типа СА, что существенно снижает эффективность этого ЗУ.This memory has inherent disadvantages similar to the previous charger due to the action of the above factors. This device does not fully implement the approach to OKRA using the aforementioned CA-type strategy, which significantly reduces the effectiveness of this memory.

Кроме того, следует отметить, что хотя заряд аккумуляторов импульсным током и способствует уменьшению их «эффекта памяти», как отмечается в [Л15], однако, как известно, для аккумуляторов со значительным «эффектом памяти» применения только импульсного способа заряда недостаточно - чтобы разрушить крупные кристаллические образования активного вещества аккумуляторов, необходимо использование дополнительных мер (методов), например, известных из [Л16].In addition, it should be noted that although the charge of the batteries with a pulsed current helps to reduce their “memory effect”, as noted in [L15], however, as is known, for batteries with a significant “memory effect”, using only a pulsed charging method is not enough to destroy large crystalline formations of the active substance of the batteries, it is necessary to use additional measures (methods), for example, known from [L16].

Далее, при заряде аккумуляторов узлом КУ данного устройства осуществляется контроль и управление зарядом на основе измерения напряжения аккумуляторе. Так как после длительной эксплуатации электрические параметры аккумулятора могут деградировать, например, по емкости, то контроль работоспособности изделия только лишь по напряжению на нем имеет низкую надежность.Further, when the batteries are charged by the control unit of this device, the charge is monitored and controlled based on the measurement of the battery voltage. Since after long-term operation, the electrical parameters of the battery can degrade, for example, in terms of capacity, monitoring the operability of the product only by its voltage has low reliability.

В ходе исследований установлено, что низкая эффективность обслуживания и контроля работоспособности аккумулятора известными техническими решениями, во многом обусловлена наличием обезличенности ЗУ относительно обслуживаемого им аккумулятора и отсутствием учета при обслуживании этого изделия априорных сведений об его «истории жизни». Данное ЗУ может быть отнесено к категории дешевых и простых в использовании устройств, функционирующих по алгоритму, обеспечивающему заряд аккумулятора без учета его индивидуальных электрических параметров, того в каком состоянии находится аккумулятор и какие он имеет электрические параметры, насколько он разряжен, насколько изношен, какой он ресурс выработал - в любом из этих случаев аккумулятор подвергается стандартной процедуре заряда, в конце которой включением индикатора пользователю сообщается, что аккумулятор готов к применению по назначению. При этом, пользователь лишен информации о реальном качестве обслуживания, о реальной работоспособности и степени износа этого изделия и его надежности (вероятности отказа). То есть в данном ЗУ, также как и во всех известных TP, не реализуется в полной мере упомянутая стратегия адаптации процедуры ОКР аккумулятора к его состоянию с учетом изменения электрических характеристик в результате воздействия различных факторов, в том числе, разрядных режимов, выработки ресурса, деградации параметров и др.In the course of research it was found that the low efficiency of maintenance and monitoring of battery performance by known technical solutions is largely due to the impersonality of the memory relative to the battery it serves and the lack of a priori information about its “life history” when servicing this product. This memory can be classified as cheap and easy-to-use devices that operate according to an algorithm that provides battery charge without taking into account its individual electrical parameters, the state of the battery and its electrical parameters, how discharged it is, how worn out, what kind of battery it is. resource worked out - in any of these cases, the battery undergoes a standard charging procedure, at the end of which, by turning on the indicator, the user is informed that the battery is ready for use th to the destination. At the same time, the user is deprived of information on the real quality of service, on the actual performance and degree of wear of this product and its reliability (probability of failure). That is, in this memory, as well as in all known TPs, the aforementioned strategy for adapting the CSR procedure of the battery to its state is not fully implemented, taking into account changes in electrical characteristics as a result of various factors, including discharge modes, resource life, degradation parameters, etc.

По мнению авторов, наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту (прототипом) является, известное из техники [Л17], зарядное устройство (ЗУ), состоящее из корпуса и размещенных в нем коннектора (разъема) для подключения к источнику напряжения (КПИН), зарядной цепи (ЗЦ), отсека элемента аккумулятора (ОЭА), индикатора и блока контроля и управления (БКУ), который своими входом, первым и вторым выходами соединен, соответственно, с выходом узла ЗЦ и со входом узла ОЭА, со входом индикатора и с первым входом узла ЗЦ, который вторым входом соединен с выходом узла КПИН, при этом, узел БКУ выполнен с возможностью управления зарядом аккумулятора и отображения степени его заряда с помощью индикатора, узел КПИН выполнен в виде USB разъема, обеспечивающего подачу питающего напряжения на ЗУ от USB порта ЭВМ, кроме того конструкция узла корпуса выполнена с возможностью трансформации, например, раскрыва (разборки) узла корпуса и обеспечения в раскрытом (разобранном) состоянии выполнения подключения узла КПИН к USB порту ЭВМ, а в закрытом (собранном) состоянии - придания корпусу форм-фактора, соответствующего стандартному типоразмеру аккумулятора.According to the authors, the closest in technical essence to the claimed object (prototype) is, known from the technique [L17], a charger (charger), consisting of a housing and a connector (connector) placed in it for connecting to a voltage source (KPIN), the charging circuit (ZC), the compartment of the battery element (OEA), the indicator and the control and management unit (BKU), which is connected by its input, first and second outputs, respectively, with the output of the ZTs node and with the input of the OEA node, with the indicator input and with the first input of the SC node, which is the second input connected to the output of the KPIN node, while the BKU node is configured to control the battery charge and display the degree of its charge using the indicator, the KPIN node is made in the form of a USB connector that provides power to the memory from a USB computer port, in addition, the case assembly design made with the possibility of transformation, for example, opening (disassembling) the housing unit and providing in the open (disassembled) state the connection of the KPIN node to the computer USB port, and in the closed (assembled) state - giving the case a form fact ra corresponding standard size batteries.

Функциональная схема данного ЗУ (далее - устройство) представлена на фиг.1The functional diagram of this memory (hereinafter referred to as the device) is presented in figure 1

Устройство (фиг.1) содержит корпус 1, в котором установлены: индикатор 2, блок контроля и управления (БКУ) 3, коннектор (разъем) для подключения к источнику напряжения (КПИН) 5, зарядная цепь (ЗЦ) 6 и отсек элемента аккумулятора (ОЭА) 7. При этом, узел КПИН 5 выполнен в виде стандартного USB разъема, что обеспечивает возможность подключения ЗУ к USB порту ЭВМ 4 для осуществления электропитания ЗУ постоянным напряжением +5 В. Конструкция узла корпуса 1 выполнена с возможностью трансформации, при которой, в одном из положений (например, при раскрытии корпуса 1) обеспечивается свободный доступ к узлу КПИН 5 и обеспечивается возможность его подключения к USB порту ЭВМ 4, а в другом положении (например, при закрытом корпусе 1) обеспечивается целостность ЗУ и его конструктивное соответствие стандартному форм-фактору (типоразмеру), например, типа «АА».The device (figure 1) contains a housing 1, in which are installed: indicator 2, a control and management unit (BKU) 3, a connector (connector) for connecting to a voltage source (KPIN) 5, a charging circuit (ZTs) 6 and a battery cell compartment (OEA) 7. At the same time, the KPIN 5 node is made in the form of a standard USB connector, which makes it possible to connect the memory to the USB port of the computer 4 to power the memory with a constant voltage of +5 V. The design of the housing unit 1 is made with the possibility of transformation, in which, in one of the provisions (for example, when opening the case 1) free access to the KPIN 5 node is provided and it is possible to connect it to the USB port of the computer 4, and in another position (for example, with the housing closed 1), the integrity of the memory and its constructive conformity to a standard form factor (size), for example, of type “AA.”

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии устройство по внешнему виду и типоразмеру соответствует стандартному аккумулятору. Это позволяет легко использовать данное изделие по назначению. Для выполнения процедуры заряда элемента аккумулятора 7 корпус 1 раскрывается, например, откидывается в сторону крышка корпуса 1, расположенная со стороны анода аккумулятора, и обеспечивается доступ к узлу КПИН 5, который выполнен в виде USB разъема. Для подачи питающего напряжения на устройство узел КПИН 5 подключается к USB порту ЭВМ 4. После этого начинается процесс заряда элемента аккумулятора 7 под управлением узла БКУ 3. Процесс заряда индицируется на индикаторе 2, например, путем его мигания. После окончания заряда свечение индикатор 2 становится постоянным, что указывает пользователю об окончании заряда. После этого устройство отключается от USB порта ЭВМ 4 и выполняется обратная трансформация (сборка) корпуса 1 для придания устройству вида и конструкции, соответствующей стандартному типоразмеру аккумулятора.The device operates as follows. In the initial state, the device in appearance and size corresponds to a standard battery. This makes it easy to use this product for its intended purpose. To perform the charging procedure of the battery element 7, the housing 1 is opened, for example, the housing cover 1, which is located on the side of the battery anode, is tilted to the side and access is provided to the KPIN 5 assembly, which is made in the form of a USB connector. To supply power to the device, the KPIN 5 node is connected to the USB port of the computer 4. After this, the charging process of the battery element 7 starts under the control of the BKU 3. The charging process is indicated on indicator 2, for example, by flashing it. After the end of the charge, the glow of indicator 2 becomes constant, which indicates to the user about the end of the charge. After that, the device is disconnected from the USB port of the computer 4 and the reverse transformation (assembly) of the housing 1 is performed to give the device the appearance and design corresponding to the standard standard size of the battery.

Данное ЗУ частично устраняет недостатки предыдущего устройства. Это обеспечивается тем, что устройство выполнено по принципу «все - в одном», то есть, и зарядное устройство и элемент аккумулятора объединены в одно изделие. В данном устройстве устранена неопределенность между ЗУ и обслуживаемым им аккумулятором. При этом реализуется и используется очень важное свойство - параметры ЗУ адаптированы к параметрам аккумулятора на этапе изготовления этого изделия.This memory partially eliminates the disadvantages of the previous device. This is ensured by the fact that the device is made on the principle of “all in one”, that is, both the charger and the battery element are combined into one product. This device eliminates the uncertainty between the memory and the battery it serves. At the same time, a very important property is realized and used - the memory parameters are adapted to the battery parameters at the stage of manufacturing of this product.

Данное ЗУ обладает некоторыми свойствами, позволяющими отнести его к категории устройств, частично реализующих упомянутую стратегию адаптации процедуры ОКРА. Так, в данном изделии процедура обслуживания (заряда) осуществляется в соответствии с заводскими настройками, учитывающими как электрические характеристики элемента аккумулятора 7, так и технологические особенности его производства. То есть, в данном устройстве реализована адаптация режима обслуживания (заряда) элемента аккумулятора 7 к его электрическим параметрам. Благодаря этому работоспособность узла ЭА 7 может быть существенно улучшена, по сравнению с предыдущим ЗУ.This memory has some properties that make it possible to attribute it to the category of devices that partially implement the mentioned adaptation strategy of the OKRA procedure. So, in this product, the service (charge) procedure is carried out in accordance with the factory settings, taking into account both the electrical characteristics of the battery element 7 and the technological features of its production. That is, in this device, the adaptation of the service mode (charge) of the battery element 7 to its electrical parameters is implemented. Due to this, the performance of the EA 7 unit can be significantly improved in comparison with the previous memory.

С точки зрения просты и удобств в использовании данное превосходит предыдущее ТР. Так, данное ЗУ - никогда не потеряется, его не надо искать - оно всегда «под рукой», что очень удобно для пользователя этого изделия. Коннектор (разъем) для подключения устройства к источнику напряжения (КПИН) 5, который выполнен в виде стандартного разъема типа USB, конструкция которого обеспечивает, по сравнению с контактной системой КПИН предыдущего устройства, большее удобство подключения с одновременной защитой от не правильного подключения элемента аккумулятора к источнику напряжения,In terms of simplicity and ease of use, this is superior to the previous TP. So, this memory is never lost, you do not need to look for it - it is always “at hand”, which is very convenient for the user of this product. A connector (connector) for connecting the device to a voltage source (KPIN) 5, which is made in the form of a standard USB type connector, the design of which provides, in comparison with the KPIN contact system of the previous device, greater convenience of connection while protecting against incorrect connection of the battery element to voltage source

Недостатком данного устройства является низкий уровень ОКР аккумулятора, что обусловлено действием упомянутых ранее объективных и субъективных факторов и наличием рассмотренных выше недостатков, в том числе, данное ЗУ не обеспечивает возможность обслуживания узла ЭА 7 с учетом априорных данных, характеризующих его состояние (исправность, степень разряда, степень износа и деградации электрических характеристик и др.), также это ЗУ не обеспечивает возможность предоставления пользователю достоверных сведений о реальной работоспособности узла ЭА 7 из-за низкой информативности узла индикатора 2 (выполненного в виде простого двухцветного светодиода), выполненного с возможностью выполнения только лишь «грубой» оценки работоспособности ЗУ.The disadvantage of this device is the low level of the CSR of the battery, which is due to the action of the objective and subjective factors mentioned above and the presence of the disadvantages discussed above, including, this memory device does not provide the ability to service the EA 7 unit taking into account a priori data characterizing its condition (serviceability, degree of discharge , the degree of wear and degradation of electrical characteristics, etc.), also this memory device does not provide the ability to provide the user with reliable information about real operability EA and node 7 because of the low information content display unit 2 (configured as a simple two-color LED) configured to perform only the "coarse" memory performance assessment.

Поскольку, с течением времени происходит выработка ресурса аккумулятора, что сопровождается деградацией его электрических характеристик, то, согласно стратегии класса СА, необходимо обеспечить изменение процедуры ОКР аккумулятора адаптивно его реальным свойствам (электрическим параметрам), которые выявлены (измерены и обнаружены), как в процессе выполнения текущей процедуры ОКР, так и получены (накоплены) за весь период эксплуатации этого изделия. В данном ЗУ стратегия СА в полной мере - не реализована, что не обеспечивает возможность достижения с помощью данного ЗУ высокой эффективности КО и ЭКРА.Since, over time, the accumulator resource is depleted, which is accompanied by the degradation of its electrical characteristics, according to the CA class strategy, it is necessary to ensure a change in the CSR procedure of the battery adaptively to its real properties (electrical parameters) that are detected (measured and detected), as in the process the implementation of the current procedure of the ROC, and received (accumulated) for the entire period of operation of this product. In this memory, the SA strategy is not fully implemented, which does not provide the possibility of achieving high efficiency of CO and ECRA with the help of this memory.

В процессе исследований установлено, что при выполнении обслуживания аккумулятора и контроле его работоспособности наиболее качественные результаты могут быть достигнуты только лишь при использовании TP, реализующих ОКР аккумулятора в соответствии с упомянутой стратегией класса СА, предусматривающей использование апостериорных данных, то есть, тех сведений, которые могут быть получены в процессе самого обслуживания и априорных данных, то есть данных, которые предварительно накоплены и отражают «жизнь» аккумулятора, например, срок его эксплуатации, расход ресурса, степень износа и др.In the process of research it was found that when performing battery maintenance and monitoring its operability, the best quality results can be achieved only by using TP, which implement the ROC of the battery in accordance with the mentioned CA class strategy, which involves the use of posterior data, that is, information that may be obtained in the process of the service itself and a priori data, that is, data that is pre-accumulated and reflects the “life” of the battery, for example, its duration operation, resource consumption, degree of wear, etc.

По мнению авторов, решение поставленной задачи, может быть достигнуто на основе мониторинга «жизненного цикла аккумулятора» (ЖЦА) с выполнением процедур его ОКР аккумулятора по алгоритму, который соответствуют (адаптирован) к результатам текущего тестирования аккумулятора и учитывает статистические данных, полученные (накопленные) в процессе упомянутого мониторинга. Здесь под «жизненным циклом аккумулятора» понимается все время его эксплуатации, а организация мониторинга ЖЦА предполагает фиксацию различных данных (длительность эксплуатации, количество циклов заряда/разряда, количество «тренировок», массивы данных, хранящие «образы» разрядных характеристик и других электрических параметров изделия и др.), которые могут быть использованы при ОКРА, для достижения КО и ЭКРА.According to the authors, the solution of this problem can be achieved on the basis of monitoring the "battery life cycle" (LCA) with the implementation of procedures for its ROC battery according to an algorithm that matches (adapted) to the results of the current battery testing and takes into account statistical data obtained (accumulated) in the process of the mentioned monitoring. Here, the “battery life cycle" is understood to mean the entire time of its operation, and the organization of the LCA monitoring involves fixing various data (duration of operation, number of charge / discharge cycles, number of "workouts", data arrays that store "images" of discharge characteristics and other electrical parameters of the product etc.) that can be used with OCD to achieve KO and ECRA.

Использование данного подхода базируется на известном факте, что аккумуляторы с течением времени «стареют» - вырабатывают свой ресурс, что отражается в виде деградации их электрических характеристик. Как известно из [Л18], в процессе эксплуатации потеря работоспособности аккумуляторов характеризуется уменьшением его разрядной емкости и напряжения, увеличением внутреннего сопротивления, увеличением саморазряда и снижением надежности работы. Очевидно, что накопление статистических данных по значениям электрических параметрам аккумулятора в процессе его эксплуатации и учет этих данных при выполнении его обслуживания и контроля работоспособности может обеспечить существенное повышение уровня КО и ЭКРА.The use of this approach is based on the well-known fact that batteries “age” over time - they develop their life, which is reflected in the form of degradation of their electrical characteristics. As is known from [L18], during operation, the loss of battery performance is characterized by a decrease in its discharge capacity and voltage, an increase in internal resistance, an increase in self-discharge, and a decrease in reliability. Obviously, the accumulation of statistical data on the values of the electric parameters of the battery during its operation and the accounting of these data when performing its maintenance and monitoring the operability can provide a significant increase in the level of CO and ECRA.

Предлагаемая авторами идея полностью соответствует упомянутой стратегии класса СА и может быть реализована на основе создания внутренних и привлечения внешних интеллектуальных ресурсов (ИР). Например, внутренний ИР может быть организован в виде интегрированной в состав изделия системы управления и сбора данных (СУСД), а внешний ИР- на базе хост- ЭВМ 4. При этом, организация сбора данных, характеризующих эксплуатацию и обслуживание узла ЭА7, может включать регистрацию времени эксплуатации, подсчет количества процедур заряда/разряда, количества «тренировок» (циклов заряд-разряд, выполненных для восстановления номинальной емкости ЭА 7), а также накопление в ССД данных об электрических параметрах ЭА 7, которые могут быть использованы при выполнении ОКР элемента аккумулятора ЭА7. Кроме того, СУСД может выполнять также функции, связанные с адаптацией алгоритмов ОКР аккумулятора с учетом данных, полученных в процессе обслуживания и мониторинга ЖЦА (накопленных в базе данных СУСД). Использование внешнего ИР может выражаться в использовании хост- ЭВМ 4 для подробного изучения результатов ОКР аккумулятора, получаемых из СУСД, с использованием типового интерфейса и стандартного программного обеспечения.The idea proposed by the authors is fully consistent with the aforementioned CA class strategy and can be implemented on the basis of creating internal and attracting external intellectual resources (IR). For example, an internal IR can be organized as an integrated data management and data acquisition system (SMSD), and an external IR based on a host computer 4. At the same time, organizing the collection of data characterizing the operation and maintenance of the EA7 host can include registration operating time, counting the number of charge / discharge procedures, the number of “workouts” (charge-discharge cycles performed to restore the nominal capacity of EA 7), as well as the accumulation of data on the electrical parameters of EA 7 in SSD that can be used s when performing OCD element EA7 battery. In addition, the DBMS can also perform functions related to the adaptation of the ROC algorithms for the battery, taking into account the data obtained during maintenance and monitoring of the LCA (accumulated in the DBMS database). The use of an external IR can be expressed in the use of a host computer 4 for a detailed study of the results of the CSR of a battery obtained from a DBMS using a standard interface and standard software.

Использование предложенной авторами идеи может существенно повысить качество обслуживания аккумулятора и обеспечить надежный контроль его работоспособности.Using the idea proposed by the authors can significantly improve the quality of battery service and provide reliable control of its performance.

Как установлено патентным поиском, простые в использовании технические решения, реализующие ОКР аккумулятора в соответствии с упомянутой стратегией класса СА, из техники не известны.As established by a patent search, easy-to-use technical solutions that implement the ROC of the battery in accordance with the mentioned CA class strategy are not known from the technology.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей зарядного устройства, связанных с повышением качества обслуживания и надежности контроля работоспособности аккумулятора с использованием данных, полученных в процессе его эксплуатации и обслуживания.The purpose of the utility model is to expand the functionality of the charger associated with improving the quality of service and reliability of monitoring the health of the battery using data obtained during its operation and maintenance.

Поставленная цель достигается за счет того, что в зарядное устройство, состоящее из корпуса и размещенных в нем коннектора подключения источника напряжения (КПИН), зарядной цепи (ЗЦ), элемента аккумулятора (ЭА), индикатора и блока контроля и управления (БКУ), который своими первым, вторым и третьим портами соединен, соответственно, с выходом узла ЗЦ и со входом узла ЭА, со входом индикатора и с первым входом узла ЗЦ, который вторым входом соединен с выходом узла КПИН, который выполнен в виде USB разъема, обеспечивающего возможность подключения ЗУ к цепям электропитания USB порта электронно-вычислительной машины (ЭВМ), кроме того, узел БКУ выполнен с возможностью управления зарядом узла ЭА и отображения процесса его заряда с помощью индикатора, узел корпуса выполнен с возможностью трансформации его конструкции так, что обеспечивается подключение узла КПИН к USB порту ЭВМ и придание корпусу форм-фактора, соответствующего стандартному типоразмеру аккумулятора, дополнительно введены в его состав разрядная цепь (РЦ) и флеш память (ФП), которая своим портом соединена с четвертым портом узла БКУ, который пятым портом соединен с первым портом узла РЦ, который вторым портом соединен со входом узла ЭА, при этом, узел БКУ выполнен в виде микроконтроллера (МК), функционирующего по программе, обеспечивающей формирование в узле ФП структуры хранения данных, соответствующей типовой файловой системе, эмуляцию компьютерного интерфейса (КИ), соответствующего спецификации USB, и поддержку функций контроллера флеш памяти для обеспечения возможностей чтения файлов данных, размещенных в узле ФП, и их обработки программным обеспечением, функционирующим в операционной системе ЭВМ, формирование в узле ФП базы данных (БД) с возможностью регистрации в ней различной статистической информации, в том числе, длительности эксплуатации узла ЭА, данных о количестве выполненных процедур его заряда/разряда и тренировок с фиксацией даты и времени их проведения, считываемых из системных часов ЭВМ с использованием упомянутого КИ, массивов данных, представляющих виртуальные «образы» разрядных характеристик элемента аккумулятора (РХЭА), значений электрических параметров и иных данных, которые получены при обслуживании узла ЭА, выполнение программы (алгоритма) обслуживания узла ЭА, предусматривающей предварительную обработку упомянутой статистической информации, содержащихся в БД, для определения степени износа и выработки ресурса узла ЭА и учета полученных данных при выполнении процедур, предусматривающих возможность тестирование узла ЭА, проверки его исправности, определения наличия остаточного заряда, проведения разряда/заряда, циклической тренировки узла ЭА с контролем и регулировкой зарядного/разрядного тока и защитой узла ЭА от перезаряда или переразряда, а также измерения РХЭА с формированием в узле ФП ее «виртуального образа», создания в БД файлов информационных отчетов (ФИО), содержащих результаты обслуживания узла ЭА, с представлением данных в виде, доступном для их чтения, обработки и визуализации с помощью компьютера (ЭВМ), в том числе, с возможностью просмотра ФИО в текстовом и/или графическом редакторе ЭВМ с визуализацией на его дисплее виртуальных «образов» РХЭА в виде множества кривых (графиков), таблиц и/или информационных сообщений, отображающих текущее состояние и динамику изменений электрических параметров (ЭП) узла ЭА в процессе его эксплуатации и обслуживания с отображением отклонений ЭП от паспортных значений с оценкой степени деградации и величине остаточного ресурса элемента аккумулятора.This goal is achieved due to the fact that in the charger, consisting of a housing and placed in it a connector for connecting a voltage source (KPIN), a charging circuit (ZTs), a battery element (EA), an indicator and a control and management unit (BKU), which its first, second and third ports are connected, respectively, with the output of the SC node and with the input of the EA node, with the indicator input and with the first input of the ZC node, which is connected to the output of the CPIN node as a second input, which is made in the form of a USB connector, which allows connecting 3 to the power circuits of the USB port of the electronic computer (COMPUTER), in addition, the BKU unit is configured to control the charge of the EA unit and display the process of its charge using an indicator, the housing unit is made with the possibility of transforming its structure so that the KPIN unit is connected to A USB computer port and giving the case a form factor corresponding to the standard battery size are additionally introduced into its structure a discharge circuit (RC) and flash memory (FP), which is connected by its port to the fourth port la BKU, which is connected by the fifth port to the first port of the RC node, which is connected by the second port to the input of the EA node, while the BKU node is made in the form of a microcontroller (MK), operating according to the program, which ensures the formation of a data storage structure corresponding to the typical file system, emulation of a computer interface (CI) that conforms to the USB specification, and support for the functions of a flash memory controller to provide the ability to read data files located in the FP node and process them with software, fu operating in the computer operating system, the formation in the FP node of a database (DB) with the possibility of registering various statistical information in it, including the duration of operation of the EA node, data on the number of procedures performed for its charge / discharge and training with fixing their date and time carrying out, read from the computer system clock using the aforementioned KI, data arrays representing virtual "images" of the discharge characteristics of the battery element (RHEA), the values of electrical parameters and other data which were obtained during the maintenance of the EA unit, the execution of the program (algorithm) for the maintenance of the EA unit, which provides for the preliminary processing of the mentioned statistical information contained in the database, to determine the degree of wear and development of the resource of the EA unit and to take into account the obtained data when performing procedures involving the possibility of testing the EA unit, checking its serviceability, determining the presence of a residual charge, conducting a discharge / charge, cyclic training of the EA assembly with monitoring and adjustment of the charging / discharge current, and protecting the EA node from overcharging or overdischarge, as well as measuring the RFEC with the formation of its “virtual image” in the FP node, creating information report files (name) in the database containing the results of the maintenance of the EA node, presenting the data in a form accessible for reading, processing and visualization using a computer (computer), including the ability to view the name in a text and / or graphic computer editor with visualization on its display of virtual “images” of the RCAA in the form of a variety of curves (graphs), tables and / or information messages , about depicting the current state and dynamics of changes in the electrical parameters (EA) of the EA assembly during its operation and maintenance, showing the deviations of the EA from the certified values with an estimate of the degree of degradation and the residual life of the battery cell.

Функциональная схема устройства заряда аккумулятора и контроля его работоспособности (далее - устройство) приведена на фиг.2.The functional diagram of the device for charging the battery and monitoring its operability (hereinafter referred to as the device) is shown in Fig.2.

Устройство (фиг.2) состоит из корпуса 1, индикатора 2, флеш памяти (ФП) 3, коннектора (разъема) для подключения к источнику напряжения (КПИН) 5, микроконтроллера (МК) 6, зарядной цепи (ЗЦ) 7, разрядной цепи (РЦ) 8, элемента аккумулятора (ЭА) 9. При этом, узел КПИН 5 своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ЗЦ 7 и с первым портом МК 6, который своими со второго по пятый портами соединен, соответственно, с портом узла индикатора, с потом узла ФП 3, с первым портом узла РЦ 8, со вторым портом узла ЗЦ 7, который третьим портом соединен с шестым портом узла МК 6, с вторым портом узла РЦ 8 и входом/выходом элемента аккумулятора 9. При этом, узел КПИН 5, выполнен в виде USB разъема с помощью которого обеспечивается подключение ЗУ к USB порту ЭВМ 4 для обеспечения электропитания ЗУ от него (USB порта). Узел корпуса 1 выполнен с возможностью трансформации его конструкции таким образом, что обеспечивается возможность как подключение узла КПИН 5 к USB порту ЭВМ 4, так и придание корпусу 1 форм-фактора, соответствующего стандартному типоразмеру аккумулятора, узел БКУ выполнен в виде микроконтроллера (МК) 6, функционирующего по программе, обеспечивающей организацию в флеш памяти (ФП) 3 структуры хранения данных, соответствующей типовой файловой системе, эмуляцию компьютерного интерфейса (КИ), соответствующего спецификации USB и поддержку функций контроллера узла ФП 3 для обеспечения возможностей чтения файлов данных, размещенных в узле ФП 3, и их обработки программным обеспечением (ПО), функционирующим в операционной системе (ОС) компьютера (ЭВМ 4), формирование в узле ФП 3 базы данных (БД) с возможностью регистрации в ней различной статистической информации, в том числе, длительности эксплуатации элемента аккумулятора (ЭА) 9, данных о количестве выполненных процедур его заряда/разряда и тренировок с фиксацией даты и времени их проведения, считываемых из системных часов компьютера (ЭВМ 4) с использованием упомянутого КИ, массивов данных представляющих виртуальные «образы» разрядных характеристик элемента аккумулятора (РХЭА) 9, значения электрических параметров и иных данных, которые получены при обслуживании узла ЭА 9, выполнение программы обслуживания элемента аккумулятора 9, обеспечивающей возможность обработки упомянутой статистической информации, содержащихся в БД, для определения степени выработки ресурса ЭА 9, например, по степени деградации его РХЭА и/или иных электрических параметров, тестирования ЭА 9, в том числе, проверки его исправности и определения наличия остаточного заряда, проведения процедур разряда/заряда и циклической тренировки в виде серии из М циклов, где 10≥М≥1, глубокого разряда-заряда с контролем и регулировкой зарядного/разрядного тока с защитой элемента аккумулятора 9 от перезаряда или переразряда, измерения РХЭА с формированием в узле ФП 3 ее «виртуального образа» создания в БД файлов информационных отчетов (ФИО), содержащих результаты обслуживания узла ЭА 9, с представлением данных в виде доступном для их чтения, обработки и визуализации с помощью ЭВМ 4, например, с возможностью просмотра ФИО в текстовом и/или графическом редакторе компьютера (ЭВМ 4) с визуализацией на его дисплее «виртуальных образов» РХЭА в виде множества кривых (графиков), таблиц и/или информационных сообщений, отображающих начальное (при вводе узла ЭА 9 в эксплуатацию) и текущее (установленное в процессе данного обслуживания узла ЭА 9) значение электрических параметров ЭА 9 с оценкой степени их деградации (отклонений от допустимых значений) и/или значения остаточного ресурса ЭА 9.The device (figure 2) consists of a housing 1, indicator 2, flash memory (FP) 3, a connector (connector) for connecting to a voltage source (KPIN) 5, microcontroller (MK) 6, charging circuit (ZTs) 7, discharge circuit (RC) 8, battery cell (EA) 9. At the same time, the KPIN node 5 is connected with its first and second ports, respectively, to the first port of the ZTs 7 node and to the first port of MK 6, which is connected with its second to fifth ports, respectively , with the port of the indicator node, with the then of the FP 3 node, with the first port of the RC 8 node, with the second port of the SC 7 node, which is the third port It is connected with the sixth port of the MK 6 unit, with the second port of the RC 8 unit and the input / output of the battery element 9. At the same time, the KPIN 5 node is made in the form of a USB connector with which the charger is connected to the USB port of the computer 4 to provide power to the memory from him (USB port). The node of the housing 1 is made with the possibility of transforming its design in such a way that it is possible to connect the KPIN 5 node to the computer’s USB port 4 and to give the housing 1 a form factor corresponding to the standard battery standard size; the BCU node is made in the form of a microcontroller (MK) 6 operating under a program that provides the organization in flash memory (FP) of 3 data storage structures corresponding to a typical file system, emulation of a computer interface (CI) corresponding to the USB specification and support functions the controller of the FP 3 node to provide the ability to read data files located in the FP 3 node and their processing by software (software) operating in the computer’s operating system (OS), the formation of a database (DB) in the FP 3 node with the possibility of registering various statistical information in it, including the duration of operation of the battery cell (EA) 9, data on the number of procedures performed for its charge / discharge and training with fixing the date and time of their reading, read from the system clock of the computer (EV 4) using the said CI, data arrays representing virtual “images” of the discharge characteristics of the battery cell (RHEA) 9, the values of electrical parameters and other data obtained during maintenance of the EA unit 9, the execution of the maintenance program for the battery cell 9, which enables the processing of the mentioned statistical information contained in the database to determine the degree of development of the resource EA 9, for example, by the degree of degradation of its RCAA and / or other electrical parameters, testing EA 9, including After that, checking its serviceability and determining the presence of a residual charge, performing discharge / charge procedures and cyclic training in the form of a series of M cycles, where 10≥M≥1, a deep discharge-charge with control and adjustment of the charge / discharge current with protection of the battery element 9 from overcharging or overdischarging, measurement of RFEC with the formation in the FP 3 node of its “virtual image” of creating in the database information report files (name) containing the results of servicing the EA 9 node, presenting the data in the form accessible for reading, processing and visualization using a computer 4, for example, with the ability to view the name in a text and / or graphic computer editor (computer 4) with visualization on its display of "virtual images" of the RCAA in the form of a variety of curves (graphs), tables and / or information messages, displaying the initial (when putting the EA 9 unit into operation) and current (set during the maintenance of the EA 9 unit) value of the electric parameters of EA 9 with an estimate of the degree of their degradation (deviations from permissible values) and / or the value of the residual life of EA 9.

Устройство (фиг.2) функционирует следующим образом. Работа этого устройства частично сходна с функционированием предыдущего ЗУ. В исходном состоянии корпус 1 трансформирован таким образом, что его конструкция соответствует форм-фактору (типоразмеру) аккумулятора, что обеспечивает возможность простой установки этого изделия в типовой отсек пользовательского изделия, например, плеера, радиочасов и др. При использовании в составе пользовательского изделия может быть осуществлена грубая оценка степени работоспособности узла ЭА 9, например, по интенсивности свечения индикатора 2. Это позволяет пользователю напоминать о необходимости своевременного ОКР узла ЭА 9. Для выполнения процедуры ОКР узла ЭА 9 в полном объеме, корпус 1 трансформируется так, что открывается доступ узлу КПИН 5, который выполнен в виде USB разъема, установленного внутри корпуса 1. Узел КПИН 5 подключается к USB порту ЭВМ 4. При этом через узел КПИН 5 (USB разъем) устройство соединяется с информационной шиной (D+, D-) и шиной электропитания (GND, +5 В) USB порта ЭВМ 4. Напряжение, поступающее с USB порта (ЭВМ 4) используется для электропитания узлов МК 6, индикатора 2, узла ФП 3, ЗЦ 7, РЦ 8 и обеспечения заряда элемента аккумулятора 9. После подключения КПИН 5 к USB порту ЭВМ 4, узлом МК 6 эмулируется последовательный порт, соответствующий спецификации USB порта, что обеспечивает возможность установления информационных коммуникаций между ЭВМ 4 и микроконтроллером МК 6 через этот порт. Поскольку узлом МК 6 поддерживается организация в узле ФП 3 структуры хранения данных, соответствующей типовой файловой системе и выполнение функций контроллера флеш памяти 3, то это позволяет пользователю, с помощью компьютерного интерфейса (через КПИН 5), осуществлять чтение ФИО, размещенных в узле ФП 3, для подробного контроля состояния элемента аккумулятора 9, например, для проверки значения электрических параметров, уровня расхода ресурса, прогнозирования отказов ЭА 9 и др.The device (figure 2) operates as follows. The operation of this device is partially similar to the operation of the previous memory. In the initial state, the housing 1 is transformed in such a way that its design corresponds to the form factor (size) of the battery, which makes it possible to easily install this product in a typical compartment of a custom product, for example, a player, clock radio, etc. When used as part of a custom product, it can be a rough assessment of the degree of operability of the EA 9 node was performed, for example, by the intensity of the indicator 2 glow. This allows the user to remind about the need for timely CSR of the EA 9 node. performing the CSR procedure of the EA 9 unit in full, the housing 1 is transformed so that access to the KPIN 5 node is opened, which is made in the form of a USB connector installed inside the housing 1. The KPIN 5 node is connected to the computer's USB port 4. At the same time, through the KPIN 5 node (USB connector) the device is connected to the information bus (D +, D-) and the power bus (GND, +5 V) of the USB port of the computer 4. The voltage coming from the USB port (computer 4) is used to power the nodes of MK 6, indicator 2, node FP 3, ZTs 7, RTs 8 and ensuring the charge of the battery element 9. After connecting KPIN 5 to USB a computer port 4, a MK 6 node emulates a serial port that meets the specifications of the USB port, which makes it possible to establish information communications between the computer 4 and the MK 6 microcontroller through this port. Since the MK 6 node supports the organization in the FP 3 node of a data storage structure corresponding to a typical file system and the performance of the functions of the flash memory controller 3, this allows the user, using the computer interface (through KPIN 5), to read the full names located in the FP 3 node , for detailed monitoring of the state of the battery element 9, for example, to check the value of electrical parameters, resource consumption level, failure forecasting EA 9, etc.

После подачи питающего напряжения узел МК 6 автоматически выполняет процедуры обслуживания элемента аккумулятора 9, что предусматривает: тестирование узла ЭА 9, проверку его исправности и определение наличия остаточного заряда, обработку статистических данных, содержащихся в БД, для определения уровня износа узла ЭА 9, степени выработки его ресурса и деградации его РХЭА и/или иных электрических параметров, по состоянию на предыдущее обслуживание, с последующим определением наиболее подходящего алгоритма восстановления работоспособности (АВР) узла ЭА 9, выполнение АВР узла ЭА 9, что может включать выполнение процедур разряда/заряда и/или циклической тренировки (в виде серии из М циклов, где 10≥М≥1, глубокого разряда-заряда) с контролем и регулировкой зарядного/разрядного тока с защитой элемента аккумулятора 9 от перезаряда или переразряда, измерения РХЭА с формированием в узле ФП 3 ее «виртуального образа».After supplying the supply voltage, the MK 6 unit automatically performs maintenance procedures on the battery cell 9, which includes: testing the EA 9 unit, checking its operability and determining the presence of a residual charge, processing the statistical data contained in the database to determine the wear level of the EA 9 unit, and the degree of output its resource and the degradation of its RCEA and / or other electrical parameters, as of the previous service, with the subsequent determination of the most suitable recovery algorithm and (ATS) of the EA 9 unit, performing the ATS of the EA 9 unit, which may include the discharge / charge and / or cyclic training procedures (as a series of M cycles, where 10≥M≥1, deep discharge-charge) with control and adjustment of the charge / discharge current with protection of the battery element 9 from overcharging or overdischarge, measurement of the RFEA with the formation of its “virtual image” in the FP 3 node.

При выполнении АВР, если элемент аккумулятора 9 определен, как полностью разряжен, то для него активируется процесс заряда. Если же элемент аккумулятора 9 определен, как не полностью разряжен, то для него сначала включается процедура разряда, а затем, - процесс заряда.When performing ABP, if the battery element 9 is determined to be completely discharged, then the charge process is activated for it. If the element of the battery 9 is defined as not completely discharged, then the discharge procedure is first turned on for it, and then the charge process.

Напряжение, которое подается с узла КПИН 5 от USB порта ЭВМ 4 на узел ЗЦ 7, используется в этом узле для формирования зарядного тока. Узел РЦ 8 и используется для формирования разрядного тока. Работой устройства управляет узел МК 6, который контролирует состояние элемента аккумулятора ЭА 9 и управляет режимом работы узлов ЗРЦ 7 и РЦ 8 в процессе обслуживания узла ЭА 9.The voltage that is supplied from the KPIN 5 node from the computer's USB 4 port to the ZTs 7 node is used in this node to form a charging current. Node RC 8 and is used to form a discharge current. The operation of the device is controlled by the MK 6 unit, which monitors the state of the EA 9 battery cell and controls the operating mode of the air defense missile defense system 7 and the RC 8 nodes during maintenance of the EA 9 node.

После завершения АВР ЭА 9 в БД узла ФП 3 создается новая учетная запись в виде ФИО, с представлением в нем результатов выполненных действий по обслуживанию узла ЭА 9. Кроме того, обновляется информация, содержащаяся в БД, где регистрируется, в том числе, длительность эксплуатации узла ЭА 9, фиксация данных о количестве выполненных процедур его заряда/разряда и тренировок с фиксацией даты и времени их проведения, считываемых из системных часов компьютера (ЭВМ 4) с использованием упомянутого КИ, запись массивов данных, позволяющих отображать на дисплее компьютера виртуальные «образы» разрядных характеристик элемента аккумулятора (РХЭА) 9, новые значения электрических параметров и иных данных, которые получены при обслуживании узла ЭА 9.After the completion of the ATS EA 9, a new account is created in the database of the FP 3 node in the form of a full name, with the presentation of the results of the performed actions on servicing the EA 9 node. In addition, the information contained in the database is updated, where the operation duration is recorded, including node EA 9, recording data on the number of procedures performed for its charge / discharge and training with fixing the date and time of their reading, read from the system clock of the computer (computer 4) using the above-mentioned KI, recording data arrays that can be displayed on Display computer virtual "images" bit accumulator cell characteristics (RHEA) 9, new values of electrical parameters and other data that are received at service node EA 9.

При подключении ЗУ к USB порту ЭВМ 4 операционной системой этого компьютера осуществляется автоматическое обнаружение устройства (ЗУ), например, как внешнего устройства памяти с предоставлением пользователю возможности доступа к содержанию узла ФП 3 через компьютерный интерфейс. С помощью стандартного программного обеспечения пользователь может осуществить просмотр файлов информационных отчетов (ФИО), содержащих результаты всех процедур обслуживания ЭА 9. При этом, информация, содержащаяся в ФИО, может быть представлена в виде доступном для чтения, обработки и визуализации с помощью компьютера (ЭВМ 4), например, с возможностью просмотра ФИО в текстовом и/или графическом редакторе компьютера (ЭВМ 4) с визуализацией на его дисплее «виртуальных образов» РХЭА в виде множества кривых (графиков), таблиц и/или информационных сообщений, отображающих начальные (при вводе ЭА 9 в эксплуатацию), последующие и текущее (установленное в процессе данного обслуживания) значение электрических параметров ЭА 9 с оценкой степени их деградации (отклонений от допустимых значений) и/или значения остаточного ресурса ЭА 9.When the memory device is connected to the USB port of the computer 4, the operating system of this computer automatically detects the device (memory), for example, as an external memory device, giving the user access to the contents of the FP 3 node through a computer interface. Using standard software, the user can view information report files (full name) containing the results of all maintenance procedures for EA 9. Moreover, the information contained in the full name can be presented in a form accessible for reading, processing and visualization using a computer (computer) 4), for example, with the ability to view the full name in a text and / or graphic computer editor (computer 4) with visualization on its display of “virtual images” of the RCAA in the form of many curves (graphs), tables and / or information messages indicating the initial (when putting EA 9 into operation), subsequent and current (established during this maintenance) value of the electrical parameters of EA 9 with an assessment of the degree of their degradation (deviations from permissible values) and / or the value of the residual life of EA 9.

После выполнения процедуры обслуживания, корпус устройства легко трансформируется к изначальному виду, который соответствует стандартному типоразмеру, что позволяет использовать аккумулятор (узел ЭА9) по назначению, например, для установки в типовой аккумуляторный отсек электропитания потребительский устройств и систем.After completing the maintenance procedure, the device’s case is easily transformed to its original form, which corresponds to the standard size, which allows the battery (unit EA9) to be used for its intended purpose, for example, for installing consumer devices and systems in a typical battery compartment.

В предлагаемом устройстве обеспечивается следующее сочетание отличительных признаков и свойств.The proposed device provides the following combination of distinctive features and properties.

В состав устройства дополнительно введены разрядная цепь (РЦ) и флеш память (ФП), которая своим портом соединена с четвертым портом узла БКУ, который пятым портом соединен с первым портом узла РЦ, который вторым портом соединен со входом узла ЭА. Кроме того, узел БКУ выполнен в виде микроконтроллера (МК), функционирующего по программе обеспечивающей формирование в узле ФП структуры хранения данных, соответствующей типовой файловой системе, эмуляцию компьютерного интерфейса (КИ), соответствующего спецификации USB, и поддержку функций контроллера флеш памяти для обеспечения возможностей чтения файлов данных, размещенных в узле ФП, и их обработки программным обеспечением, функционирующим в операционной системе ЭВМ, формирование в узле ФП базы данных (БД) с возможностью регистрации в ней различной статистической информации, в том числе, длительности эксплуатации узла ЭА, данных о количестве выполненных процедур его заряда/разряда и тренировок с фиксацией даты и времени их проведения, считываемых из системных часов ЭВМ с использованием упомянутого КИ, массивов данных, представляющих виртуальные «образы» разрядных характеристик элемента аккумулятора (РХЭА), значений электрических параметров и иных данных, которые получены при обслуживании узла ЭА, выполнение программы (алгоритма) обслуживания узла ЭА, предусматривающей предварительную обработку упомянутой статистической информации, содержащихся в БД, для определения степени износа и выработки ресурса узла ЭА и учета полученных данных при выполнении процедур, предусматривающих возможность тестирование узла ЭА, проверки его исправности, определения наличия остаточного заряда, проведения разряда/заряда, циклической тренировки узла ЭА с контролем и регулировкой зарядного/разрядного тока и защитой узла ЭА от перезаряда или переразряда, а также измерения РХЭА с формированием в узле ФП ее «виртуального образа», создания в БД файлов информационных отчетов (ФИО), содержащих результаты обслуживания узла ЭА, с представлением данных в виде, доступном для их чтения, обработки и визуализации с помощью компьютера (ЭВМ), в том числе, с возможностью просмотра ФИО в текстовом и/или графическом редакторе ЭВМ с визуализацией на его дисплее виртуальных «образов» РХЭА в виде множества кривых (графиков), таблиц и/или информационных сообщений, отображающих текущее состояние и динамику изменений электрических параметров (ЭП) узла ЭА в процессе его эксплуатации и обслуживания с отображением отклонений ЭП от паспортных значений с оценкой степени деградации и величине остаточного ресурса элемента аккумулятора.The device is additionally equipped with a discharge circuit (RC) and flash memory (FP), which is connected by its port to the fourth port of the BCU node, which is connected by the fifth port to the first port of the RC node, which is connected to the input of the EA unit by the second port. In addition, the BKU node is made in the form of a microcontroller (MK), operating according to the program, which ensures the formation in the FP node of a data storage structure corresponding to a typical file system, emulation of a computer interface (KI) corresponding to the USB specification, and support for the functions of a flash memory controller to provide capabilities reading data files located in the FP node and processing them by software operating in the computer operating system, forming a database (DB) in the FP node with the possibility of registration in various statistical information, including the duration of operation of the EA assembly, data on the number of procedures performed for charging / discharging it, and training with fixing the date and time of their reading, read from the computer system clock using the above-mentioned KI, data arrays representing virtual “images” »The discharge characteristics of the battery cell (RHEA), the values of electrical parameters and other data that are obtained when servicing the EA unit, the execution of the program (algorithm) of servicing the EA unit, provides pre-processing the mentioned statistical information contained in the database to determine the degree of wear and life of the EA unit and take into account the data obtained when performing procedures that include the possibility of testing the EA unit, checking its operability, determining the presence of a residual charge, conducting a discharge / charge, and cyclic training EA unit with monitoring and adjustment of the charge / discharge current and protecting the EA unit from overcharging or overdischarge, as well as measuring the RFEC with the formation of its "virtually first image ”, creating in the database information report files (name) containing the results of servicing the EA node, presenting the data in a form accessible for reading, processing and visualization using a computer (computer), including the ability to view the name in a text and / or graphic computer editor with visualization on its display of virtual “images” of the RCAA in the form of a set of curves (graphs), tables and / or information messages displaying the current state and dynamics of changes in the electrical parameters (EA) of the EA assembly during its operation maintenance and servicing with the display of deviations of EP from the certified values with an assessment of the degree of degradation and the residual life of the battery cell.

Указанные признаки и свойства позволяют существенно расширить функциональные возможности известного устройства по обслуживанию и контролю работоспособности элемента аккумулятора с использованием параметров и данных, полученных в процессе его эксплуатации и обслуживания. Введение дополнительных признаков и использование новых свойств позволяет в предлагаемом техническом решении (TP) достичь как качественного обслуживания и эффективного контроля работоспособности элемента аккумулятора 9, так и обеспечить высокий уровень сервиса для пользователя. Простота использования данного TP достигается за счет минимального участия пользователя в выполнении необходимых действий. Фактически, реализуется принцип «подключил и забыл» - процесс обслуживания осуществляется автоматически, без участия пользователя. Высокий уровень надежности контроля работоспособности узла ЭА 9 достигается за счет предоставления пользователю широкого спектра данных, в том числе, как результатов обслуживания ЭА 9, так и данных, подробно отображающих процесс деградации его разрядных характеристик и иных параметров за весь период эксплуатации узла ЭА 9. На основе данных, представленных в ФИО, пользователь имеет возможность получить и/или достоверную оценку о реальном состоянии ЭА 9, выполнить прогнозирование его надежности (вероятности отказа) и своевременно осуществить замену ЭА 9 на новый элемент.These signs and properties can significantly expand the functionality of the known device for servicing and monitoring the health of a battery cell using parameters and data obtained during its operation and maintenance. The introduction of additional features and the use of new properties makes it possible in the proposed technical solution (TP) to achieve both high-quality service and effective monitoring of the health of the battery element 9, and to provide a high level of service for the user. Ease of use of this TP is achieved due to minimal user participation in the implementation of the necessary actions. In fact, the “plug and forget” principle is implemented - the service process is carried out automatically, without user intervention. A high level of reliability of monitoring the health of the EA 9 unit is achieved by providing the user with a wide range of data, including both the EA 9 service results and data detailing the degradation process of its discharge characteristics and other parameters for the entire period of operation of the EA 9 unit. Based on the data presented in the full name, the user has the opportunity to obtain and / or a reliable assessment of the real state of EA 9, to predict its reliability (probability of failure) and timely be replace with EA 9 a new element.

Сочетание отличительных признаков и свойств, предлагаемого устройства обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности из техники не известно, поэтому оно соответствует критерию новизны. При этом, для достижения максимального эффекта по расширению функциональных возможностей зарядного устройства, связанных с обслуживанием и контролем работоспособности элемента аккумулятора 9 с учетом данных, полученных в процессе его эксплуатации и обслуживания, необходимо использовать всю совокупность отличительных признаков и свойств, указанных выше.The combination of distinctive features and properties of the proposed device for servicing the battery and monitoring its performance is not known from the technology, therefore, it meets the criterion of novelty. At the same time, to achieve the maximum effect on expanding the functionality of the charger associated with the maintenance and monitoring of the health of the battery element 9, taking into account the data obtained during its operation and maintenance, it is necessary to use the whole set of distinctive features and properties mentioned above.

Достигаемым техническим результатом является повышение работоспособности элемента аккумулятора (ЭА 9) и надежности контроля его электрических характеристик, что обеспечивается за счет интеллектуализации процесса обслуживания узла ЭА 9 с использованием встроенного (узел МК 6) и внешнего (узел ЭВМ 4), подключаемого посредством компьютерного интерфейса типа USB, программно-аппаратных ресурсов (средств), обеспечивающих применение для обслуживания и контроля работоспособности узла СА 9 адаптивных алгоритмов, формируемых на основе комплексного подхода, включающего оценку результатов текущего тестирования (и иных проверок) узла СА 9, обработку и учет данных, накопленных в процессе эксплуатации узла СА 9, в том числе, упомянутой статистической информации, представленной в виде БД, массивов РХЭА и файлов ФИО, управления процессами тестирования, проверки исправности, определения наличия остаточного заряда, проведения процедур разряда/заряда и циклической тренировки узла ЭА 9, измерения РХЭА и их фиксации в узле ФП 3 в виде виртуальных «образов», создания в БД файлов информационных отчетов (ФИО), содержащих результаты обслуживания узла ЭА 9, представления накопленных данных в виде, доступном для их чтения, визуализации и обработки с помощью компьютера (ЭВМ 4), создания условий для просмотра ФИО в текстовом и/или графическом редакторе компьютера (ЭВМ 4) с визуализацией на его дисплее «виртуальных образов» РХЭА в виде множества кривых (графиков), таблиц и/или информационных сообщений, отображающих начальное (при вводе ЭА 9 в эксплуатацию) и текущее (установленное в процессе данного обслуживания) значение электрических параметров ЭА 9 с возможностью оценки степени их деградации (отклонений от допустимых значений) и/или значения остаточного ресурса ЭА 9.Achievable technical result is to increase the efficiency of the battery element (EA 9) and the reliability of the control of its electrical characteristics, which is achieved due to the intellectualization of the maintenance process of the EA 9 node using the built-in (MK 6 node) and external (computer 4 node) connected via a computer interface of the type USB, hardware and software resources (tools) that provide the application for maintenance and health monitoring of the CA node 9 adaptive algorithms generated on the basis of complex about the approach, including the assessment of the results of the current testing (and other checks) of the CA 9 node, processing and accounting of the data accumulated during the operation of the CA 9 node, including the mentioned statistical information presented in the form of a database, RFEA arrays and full name files, management testing processes, health checks, determining the presence of a residual charge, performing discharge / charge procedures and cyclic training of the EA 9 unit, measuring the RCAA and their fixation in the FP 3 node in the form of virtual "images", creating informational files in the database reports (name) containing the results of servicing the EA 9 node, presenting the accumulated data in a form accessible for reading, visualization and processing using a computer (computer 4), creating conditions for viewing the name in a text and / or graphic computer editor (computer 4 ) with visualization on its display of “virtual images” of the RCEA in the form of a set of curves (graphs), tables and / or information messages displaying the initial (when putting EA 9 into operation) and current (set during this maintenance) value of electric steam etrov EA 9 to estimate the degree of degradation (deviations from the allowable values), and / or residual life values EA 9.

Обобщенный алгоритм функционирования устройства может быть представлен в следующем виде.A generalized algorithm for the operation of the device can be represented as follows.

- Начало;- Start;

- Активация обслуживания: подключение узла КПИН 5 к USB порту ЭВМ 4, эмуляция узлом МК 6 порта типа USB порта, установление информационных коммуникаций между устройством и ЭВМ 4, активация подпрограммы МК 6, инициализация в узле ФП 3 файловой системы и функций узлом МК 6 как контроллера флеш-памяти 3, организация доступа операционной системы ЭВМ 4 к содержанию узла ФП 3 стандартными программными средствами для чтения ФИО, контроль состояния элемента аккумулятора 9 для проверки значения электрических параметров, уровня расхода ресурса, прогнозирования отказов ЭА 9 и др., активация индикатора 2 в режим, соответствующий инициализации обслуживания устройства, например, постоянным свечением узла индикатора 2;- Service activation: connecting the KPIN 5 node to the USB port of the computer 4, emulating the MK 6 node with a USB port type, establishing information communications between the device and the computer 4, activating the MK 6 subroutine, initializing the file system and functions in the FP 3 node with the MK 6 node as flash memory controller 3, arranging access of the computer operating system 4 to the contents of the FP 3 node using standard software for reading the name, monitoring the state of the battery element 9 to check the value of electrical parameters, resource consumption level, is predicted failures of EA 9, etc., activation of indicator 2 into the mode corresponding to the initialization of device maintenance, for example, by a constant glow of the indicator 2 node;

- Процедура тестирования: выполнение действий, связанных с проверкой исправности и наличии остаточного заряда ЭА 9;- Testing procedure: performing actions related to checking the serviceability and the presence of a residual charge of EA 9;

- Проверка 1: узел ЭА 9 - исправен? - Если Да, то переход к Проверке 2, если Нет, то переход к процедуре Неисправность;- Check 1: the EA 9 node is working? - If Yes, then go to Check 2, if No, then go to the Fault procedure;

- Проверка 2: узел ЭА 9 - имеет остаточный заряд? - Если Да, то переход к Процедуре Разряд, если Нет, то переход к процедуре Заряд;- Check 2: the EA 9 unit - has a residual charge? - If Yes, then go to the discharge procedure, if No, then go to the charge procedure;

- Процедура Разряд: выполнение разряда ЭА 9 типовым способом с контролем и регулировкой разрядного тока с защитой элемента аккумулятора 9 от перезаряда, переход к процедуре Заряд;- Procedure Discharge: discharge of EA 9 in a standard way with monitoring and adjustment of discharge current with protection of the battery element 9 from overcharging, transition to the Charge procedure;

- Процедура Заряд: выполнение заряда ЭА 9 типовым способом с контролем и регулировкой зарядного тока с защитой элемента аккумулятора 9 от переразряда, переход к процедуре Анализ;- Charging procedure: performing EA 9 charge in a typical way with monitoring and adjusting the charging current with protection of the battery element 9 from overdischarge, switching to the Analysis procedure;

- Процедура Анализ: обработка статистических данных, содержащихся в БД, измерение электрических параметров ЭА 9, определение степени их деградации и соответствия допустимым значениям, переход к Проверке 3;- Analysis Procedure: processing of statistical data contained in the database, measuring the electrical parameters of EA 9, determining the degree of their degradation and compliance with acceptable values, proceeding to Check 3;

- Проверка 3: электрические параметры ЭА 9 находятся в пределах допустимых значений? - Если Да, то переход к процедуре Завершения обслуживания, если Нет, то переход к процедуре Тренировка;- Check 3: electrical parameters of EA 9 are within acceptable values? - If Yes, then go to the End of Service procedure; if No, then go to the Workout procedure;

- Процедура Тренировка: обработка данных, содержащихся в БД, для определения степени выработки ресурса ЭА 9, количества и сроков ранее проведенных тренировок ЭА 9, выбор наиболее подходящего алгоритма восстановления работоспособности (АВР) ЭА 9, например, проведения циклической тренировки в виде серии из М циклов (где 10≥М≥1, значение параметра М устанавливается с учетом обработка данных, содержащихся в БД) допустимого количества глубокого разряда -заряда с контролем и регулировкой зарядного/разрядного тока с защитой элемента аккумулятора от перезаряда или переразряда, переход к процедуре Проверка 4;- Training procedure: processing the data contained in the database to determine the degree of development of the EA 9 resource, the number and timing of previous EA 9 trainings, the selection of the most suitable EA 9 health recovery algorithm (ATS), for example, conducting a cyclic training in the form of a series of M cycles (where 10≥M≥1, the value of the parameter M is set taking into account the processing of data contained in the database) of the permissible amount of deep discharge - charge with control and regulation of the charge / discharge current with protection of the battery element from overcharge or overdischarge, go to the procedure Check 4;

- Проверка 4: электрические параметры ЭА 9 находятся в пределах допустимых значений? - Если Да, то переход к процедуре Завершение обслуживания, если Нет, то переход к процедуре Неисправность;- Check 4: electrical parameters of EA 9 are within acceptable values? - If Yes, then go to the End of Service procedure; if No, then go to the Fault procedure;

- Процедура Неисправность: обслуживание ЭА 9 прекращается, активируется работы узла индикатора 2 в режиме «Неисправность», например, частые (1 раз/сек) периодические мигания индикатора 2;- The Fault procedure: EA 9 service is stopped, the operation of the indicator 2 unit in the “Fault” mode is activated, for example, frequent (1 time / sec) periodic blinking of indicator 2;

- Процедура Завершение обслуживания: формирование и запись в БД файла информационного отчета (ФИО), содержащего результаты обслуживания ЭА 9, с представлением данных в виде доступном для их чтения, обработки и визуализации с помощью ЭВМ 4, просмотр пользователем ФИО в текстовом и/или графическом редакторе на дисплее ЭВМ 4 «виртуальных образов» РХЭА в виде множества кривых (графиков), таблиц и/или информационных сообщений, отображающих начальное (при вводе ЭА в эксплуатацию) и текущее (установленное в процессе данного обслуживания) значение электрических параметров ЭА 9 с оценкой степени их деградации (отклонений от допустимых значений) и/или значения остаточного ресурса ЭА, обновление информации, содержащаяся в БД, в том числе, регистрация длительности эксплуатации ЭА 9, фиксация данных о количестве выполненных процедур его заряда/разряда и тренировок с фиксацией даты и времени их проведения, считываемых из системных часов ЭВМ 4, запись массивов данных фиксирующих РХЭА 9, новые значения электрических параметров и иных данных, которые получены при обслуживании узла ЭА 9, активация индикатора 2 в режим, соответствующий завершению обслуживания устройства, например, сериями периодических миганий узла индикатора 2;- Procedure Completion of service: generation and recording in the database of an information report (full name) file containing the results of the EA 9 service, presenting the data as accessible for reading, processing and visualization using computer 4, viewing the name of the user in text and / or graphic editor on the display of the computer 4 "virtual images" of the RCEA in the form of a set of curves (graphs), tables and / or information messages that display the initial (when putting the EA into operation) and the current (set during this maintenance) value of e the electrical parameters of EA 9 with an assessment of the degree of their degradation (deviations from acceptable values) and / or the value of the residual life of EA, updating the information contained in the database, including recording the duration of operation of EA 9, recording data on the number of performed procedures for its charge / discharge and training with fixing the date and time of their reading, read from the system clock of the computer 4, recording arrays of data fixing RCAA 9, new values of electrical parameters and other data that are obtained during maintenance of the EA 9 unit, asset Ia indicator 2 into a mode corresponding to service device finishing, e.g., periodic series of flashes of the indicator assembly 2;

- Конец.- The end.

Узлы корпуса 1, индикатора 2, разъема КПИН 5, ЗЦ 7 и ЭА 9 - могут быть аналогичными соответствующим признакам прототипа и не требуют значительной доработки при его реализации.The nodes of the housing 1, indicator 2, connector KPIN 5, ZTs 7 and EA 9 - can be similar to the corresponding features of the prototype and do not require significant improvements in its implementation.

Узел ФП 3 может быть реализован на основе использования микросхем энергонезависимой памяти Atmel с последовательным интерфейсом серии серии АТ26 и АТ45 [Л19], представляющих собой последовательную Flash-память DataFlash корпорации Atmel и отличающуюся высокой скоростью передачи данных (до 66 Мбит/с).The FP 3 node can be implemented using Atmel non-volatile memory microcircuits with a serial interface of the AT26 and AT45 series [L19], which are Atmel's serial DataFlash Flash memory and characterized by a high data transfer rate (up to 66 Mbps).

Узел МК 6 может быть реализован на основе PIC-контроллеров, известных из [Л20, Л21].Node MK 6 can be implemented on the basis of PIC controllers known from [L20, L21].

Для реализации алгоритмов функционирования узла МК 6, связанных с эмуляцией компьютерного интерфейса (КИ), соответствующего спецификации USB и поддержкой функций контроллера флеш-памяти (узла ФП 3) могут быть использованы решения, известные из [Л22]. Для выполнения процедур, выполняемых при обслуживании узла ЭА, могут быть использованы методы, известные из техники [Л23-25].To implement the algorithms of functioning of the MK 6 node associated with the emulation of a computer interface (KI) corresponding to the USB specification and support for the functions of a flash memory controller (FP 3 node), solutions known from [L22] can be used. To perform the procedures performed during maintenance of the EA unit, methods known from the technique can be used [L23-25].

Для реализации узлов предлагаемого устройства с необходимыми признаками, свойствами и обеспечения функционирования узла МК 6 по требуемым алгоритмам, также могут быть использованы решения и программные процедуры, известные из авторских программ для ЭВМ [Л26-Л38] и авторских технических решений [Л39-Л45].To implement the nodes of the proposed device with the necessary features, properties and ensure the functioning of the MK 6 node according to the required algorithms, solutions and program procedures known from the author's computer programs [L26-L38] and author's technical solutions [L39-L45] can also be used.

При практической реализации конструкции корпуса 1 устройства могут быть использованы решения, аналогичные прототипу, то есть в виде трансформируемого корпуса, обеспечивающего как удобство подключения к ЭВМ 4 для обслуживания элемента аккумулятора ЭА 9, так и придание конструкции корпуса 1 вида, соответствующего стандартному типоразмеру, для обеспечения возможностей установки устройства в соответствующие контейнеры (отсеки электропитания) различных изделий и предоставления пользователю удобств в использовании.In the practical implementation of the design of the housing 1 of the device, solutions similar to the prototype can be used, that is, in the form of a transformable housing that provides both the convenience of connecting to a computer 4 for servicing the battery element EA 9 and giving the design of the housing 1 a look corresponding to the standard size to ensure the ability to install the device in appropriate containers (power compartments) of various products and provide the user with ease of use.

На основе приведенных данных можно заключить, что предлагаемая полезная модель устройства обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности, за счет использования указанных выше отличительных признаков и свойств и реализации достигаемого технического результата, позволяет существенно расширить функциональные возможности известного устройства-прототипа по повышению качества обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности с учетом данных, полученных в процессе его эксплуатации и обслуживания.Based on the data presented, we can conclude that the proposed utility model of a battery maintenance device and monitoring its operability, through the use of the above distinctive features and properties and the implementation of the achieved technical result, can significantly expand the functionality of the known prototype device to improve battery service and control its performance, taking into account data obtained during its operation and maintenance.

Приведенные средства, с помощью которых возможно осуществление полезной модели, позволяют обеспечить ее промышленную применимость.The above means, with which it is possible to implement a utility model, make it possible to ensure its industrial applicability.

Основные узлы предлагаемой полезной модели устройства обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности изготовлены, экспериментально испытаны и могут быть использованы при создании серийных образцов.The main nodes of the proposed utility model of the battery maintenance device and its operability control are manufactured, experimentally tested and can be used to create serial samples.

Производимые изделия могут быть использованы в интересах широкого круга потребителей никель-кадмиевых и никель-металлгидридных герметичных цилиндрических аккумуляторов, особенно для применений, где требуется обеспечить высокую надежность автономного функционирования потребительской техники в течении заданного времени, что обеспечивается возможностью, как поддержания высокого уровня работоспособности аккумулятора, так и осуществления надежного контроля его электрических характеристик.The manufactured products can be used in the interests of a wide range of consumers of sealed nickel-cadmium and nickel-metal hydride cylindrical batteries, especially for applications where it is required to ensure high reliability of the autonomous functioning of consumer equipment for a given time, which is provided by the ability to maintain a high level of battery performance, and the implementation of reliable control of its electrical characteristics.

Разработанное авторами техническое решение, обеспечивает успешное решение поставленной задачи, связанной с поддержкой высокого уровня работоспособности аккумулятора и контроля его работоспособности, что обеспечивает повышение надежности автономного функционирования потребительской техники в течении заданного времени.The technical solution developed by the authors ensures a successful solution of the task associated with maintaining a high level of battery performance and monitoring its performance, which ensures increased reliability of the autonomous functioning of consumer equipment for a given time.

Предлагаемое техническое решение будет востребовано широким кругом пользователей различных устройств и систем, функционирующих с использованием никель-кадмиевых и никель-металлгидридных герметичных цилиндрических аккумуляторов, надежный контроль и эффективное восстановление работоспособности которых может быть обеспечено с помощью данного устройства с минимальным привлечением ресурсов (участия) упомянутых пользователей.The proposed technical solution will be in demand by a wide range of users of various devices and systems that operate using nickel-cadmium and nickel-metal hydride sealed cylindrical batteries, reliable control and effective recovery of which can be achieved using this device with minimal involvement of the resources (participation) of these users .

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИUSED SOURCES

1. Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы: история, описание и правильное использование, 159-articles-Ni-Cd1. Ni-Cd and Ni-MH batteries: history, description and proper use, 159-articles-Ni-Cd

2. Никель-кадмиеваые аккумуляторы, .adetiplus.ru/?title2. Nickel-cadmium batteries, .adetiplus.ru /? Title

3. Аккумуляторы для мобильных устройств. 3. Batteries for mobile devices.

4. Эффект памяти, http://ru.wikipedia.org/wiki/Эффeкт_пaмяти4. Memory effect, http://ru.wikipedia.org/wiki/Memory_Effect

5. Универсальное зарядное устройство ENKATSU СН-8Н59 для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов типа «АА» или «ААА». 5. The universal charger ENKATSU СН-8Н59 for nickel-cadmium and nickel-metal hydride batteries of type "AA" or "AAA".

6. Зарядные устройства аккумуляторов. 6. Battery chargers.

7. Аккумуляторы никель-кадмиевые герметичные цилиндрические. ГОСТ Р МЭК 60285-20027. Sealed cylindrical nickel-cadmium batteries. GOST R IEC 60285-2002

8. Никель-кадмиевые аккумуляторы, accumulator-nicd.php8. Nickel-cadmium batteries, accumulator-nicd.php

9. Аккумуляторы типа AcmePower R06, 9. Batteries type AcmePower R06,

10. Аккумуляторы от известных производителей, 10. Batteries from reputable manufacturers,

11. Никель-кадмиевые аккумуляторы производства компании GP, 11. GP nickel cadmium batteries,

12. Зарядное устройство для никель-кадмиевого аккумулятора, Рудольф Ф. Граф и Вильям Шиитс, Энциклопедия электронных схем, том 6, часть 1, книга 4, стр.136-137, издательство ДМК, Москва, 2002 г.,12. Battery Charger for Nickel-Cadmium Battery, Rudolph F. Graf and William Shiits, Encyclopedia of Electronic Circuits, Volume 6, Part 1, Book 4, pp. 136-137, DMK Publishing House, Moscow, 2002,

13. Зарядное устройство аккумуляторных батарей, патент RU (11) 2003116121 (13) А, 2003116121/09, дата публикации 10.01.2005 г.13. Battery charger, patent RU (11) 2003116121 (13) A, 2003116121/09, publication date 01/10/2005

14. Зарядные устройства аккумуляторов, charge.php14. Battery chargers, charge.php

15. Современные аккумуляторы, 15. Modern batteries,

16. Патент №2185009, Способ восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов и устройство для его осуществления, 16. Patent No. 2185009, A method for recovering nickel-cadmium batteries and a device for its implementation,

17. Устройство EG-BA-001 со встроенным USB разъемом для заряда аккумулятора АА, 17. The device EG-BA-001 with built-in USB connector for charging the AA battery,

18. Изменения в никель-кадмиевом аккумуляторе в процессе эксплуатации, 18. Changes in the Nickel-Cadmium battery during operation,

19. Микросхемы энергонезависимой памяти Atmel с последовательным интерфейсом, 119. Atmel non-volatile memory chips with serial interface, 1

20. Обзор PIC-контроллеров, 20. Overview of PIC controllers,

21. Семейство микроконтроллеров PIC 18FX5XX с поддержкой шины USB2.0, 18_2.htm21. The family of microcontrollers PIC 18FX5XX with support for USB2.0, 18_2.htm

22. Контроллер памяти с USB интерфейсом, e.ru/articles/micro/2005_6_136.php22. A memory controller with a USB interface, e.ru/articles/micro/2005_6_136.php

23. Алевтина Аганова, «Диагностика химических источников тока», журнал «Современная Электроника», выпуск №7 / 2007 г., стр.20-22, www/soel.ru23. Alevtina Aganova, “Diagnostics of chemical current sources,” Modern Electronics magazine, issue No. 7/2007, pp. 20-22, www / soel.ru

24. Методика тестирования аккумуляторов и батареек http://www..shtml?articles/hardware/tower/2307724. Methodology for testing batteries and batteries http: //www..shtml? Articles / hardware / tower / 23077

25. О зарядных устройствах и технологиях заряда аккумуляторов, http://www.vartom.ru/pressl1.htm25. On chargers and battery charging technologies, http://www.vartom.ru/pressl1.htm

26. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Драйвер ПЗУ Serial EEPROM», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009612937 от 5 июня 2009 г.26. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “ROM Serial EEPROM Driver”, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20099612937 dated June 5, 2009

27. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Драйвер Flash-карточки», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2008614977 от 16 октября, 2008 г.27. FSUE “18 Central Research Institute” of the RF Ministry of Defense, Computer Program “Flash-card Driver”, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20088614977 dated October 16, 2008

28. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Контроллер памяти FRAM», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, №2010612120 от 22.01.2010 г.28. FSUE "18 Central Research Institute" of the RF Ministry of Defense, Computer Program "FRAM Memory Controller", Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation, No.2010612120 dated January 22, 2010

29. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Контроллер устройства хранения данных», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, №2011610241 от 18.10.2010 г.29. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Storage Device Controller”, Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation, No. 20111610241 of October 18, 2010

30. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Эмулятор файловой системы», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, №2011610904 от 27.11.2010 г.30. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “File System Emulator”, Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation, No. 20111610904 of 11/27/2010

31. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Эмулятор протокола USART», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, №2011610490 от 13.11.2010 г.31. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “USART Protocol Emulator”, Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation, No. 20111610490 dated 11/13/2010

32. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Драйвер светоиндикаторного устройства», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, №2011610487 от 13.11.2010 г.32. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Light Indicator Driver”, Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation, No. 20111610487 of November 13, 2010

33. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа хостинга микроконтроллерного устройства», Свидетельство о государственной регистрации №2010612122 от 22.01.2010 г.33. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Hosting Program for a Microcontroller Device”, State Registration Certificate No. 20100612122 of January 22, 2010

34. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Терминал», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009616484 от 23 ноября 2009 г.34. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, “Terminal” Computer Program, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20099616484 of November 23, 2009

35. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Платформа интерфейсов», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009616277 от 13 ноября 2009 г.35. FSUE “18 Central Research Institute” of the RF Ministry of Defense, Computer Program “Interface Platform”, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20099616277 dated November 13, 2009

36. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа автоматизированной обработки данных», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009613019 от 10.06.2009 г.36. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Automated Data Processing Program”, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20099613019 dated 06/10/2009.

37. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Анализатор файлов», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, №2009616394 от 18.11.2009 г.37. FSUE “18 Central Research Institute” of the RF Ministry of Defense, Computer Program “File Analyzer”, Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation, No. 20099616394 dated November 18, 2009

38. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Менеджер сенсора», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ.38. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, “Sensor Manager” computer program, Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation.

39. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №98641 «Устройство заряда никель-кадмиевых аккумуляторов и контроля их работоспособности», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 20 октября 2010 г.39. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Patent for utility model No. 98641 “Device for charging nickel-cadmium batteries and monitoring their operability”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on October 20, 2010

40. Войсковая часть 11135 (RU), Патент на изобретение №2289856 «Устройство индикации», зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 20.12.2006 г.40. Military unit 11135 (RU), Patent for invention No. 2289856 “Indication device”, is registered in the State register of inventions of the Russian Federation on December 20, 2006.

41. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №86331 «Накопитель с защитой доступа к памяти», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 27.08.2009 г.41. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Utility Model Patent No. 86331 “Storage Drive with Memory Access Protection”, registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on August 27, 2009

42. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №87276 «Защищенный накопитель», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 27.09.2009 г.42. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Utility Model Patent No. 87276 “Protected Drive”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation 09/27/2009

43. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №84594 «Накопитель с защитой от несанкционированного доступа к памяти», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10.07.2009 г.43. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Utility Model Patent No. 84594 “A drive with protection against unauthorized access to memory”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on 10.07.2009.

44. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №90595 «Накопитель с защитой от несанкционированного доступа к памяти», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 января 2010 г.44. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Utility Model Patent No. 90595 “Storage with Protection Against Unauthorized Access to Memory”, registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on January 10, 2010

45. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №86026 «Скрытый регистратор доступа на объект», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 августа 2009 г.45. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Patent for utility model No. 86026 “Hidden object access registrar”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on August 10, 2009

Claims

A device for servicing the battery and monitoring its operability (memory), consisting of a housing and a connector for connecting a voltage source (KPIN), a charging circuit (ZT), an element of a battery (EA), an indicator, and a control and management unit (BKU) located in it the first, second and third ports are connected respectively to the output of the SC node and to the input of the EA unit, to the indicator input and to the first input of the SC node, which by the second input is connected to the output of the CPIN node, which is made in the form of a USB connector, which allows connecting The charger to the power circuits of the USB port of the electronic computer (PC), in addition, the BKU unit is configured to control the charge of the EA unit and display the process of its charge using an indicator, the housing unit is capable of transforming its design so that the connection of the KPIN unit is ensured to the computer’s USB port and giving the case a form factor corresponding to the standard battery size, characterized in that it includes an additional discharge circuit (RC) and flash memory (FP), which connects with its port it is connected to the fourth port of the BKU node, which is connected by the fifth port to the first port of the RC node, which is connected by the second port to the input of the EA node, while the BKU node is made in the form of a microcontroller (MK), which operates according to the program that ensures the formation of the data storage structure in the FP node corresponding to a typical file system, emulation of a computer interface (CI) that complies with the USB specification and support for the functions of the flash memory controller to provide the ability to read data files located in the FP node and process them mm software, operating in the computer operating system, the formation in the FP node of the database (DB) with the possibility of registering various statistical information in it, including the duration of the operation of the EA node, data on the number of charge / discharge procedures performed and training with fixing the date and their time, read from the system clock of the computer using the aforementioned KI, data arrays representing virtual "images" of the discharge characteristics of the battery element (RCAA), the values of electric pairs meters and other data obtained during the maintenance of the EA node, the execution of the EA node maintenance program (algorithm) providing for the preliminary processing of the mentioned statistical information contained in the database to determine the degree of wear and exhaustion of the EA node resource and to take into account the data obtained when performing procedures involving the ability to test the EA unit, check its serviceability, determine the presence of a residual charge, conduct a discharge / charge, cyclic training of the EA unit with control and adjustment of the charge current / discharge current and protection of the EA assembly from overcharge or overdischarge, as well as measurement of the RFEC with the formation of its “virtual image” in the FP assembly, creation of information report files (name) in the database containing the results of the maintenance of the EA assembly, presenting the data in the form, accessible for reading, processing and visualization using a computer (computer), including the ability to view the full name in a text and / or graphic computer editor with visualization on its display of virtual “images” of the RCAA in the form of many curves (graphs), tables and / or infor Discount messages representing the current state and dynamics of changes in electrical parameters (EP) EA node during its operation and maintenance displaying deviations from passport EF values, and estimates the degree of degradation as well as the residual battery resource element.