RU127521U1

RU127521U1 - DEVICE FOR CONTROL OF ELECTRICAL PARAMETERS AND CONTROL OF THE CHARGING MODE OF THE LITHIUM BATTERY

Info

Publication number: RU127521U1
Application number: RU2012144951/07U
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Цуранов; Евгений Викторович Вдовин; Наталия Борисовна Ступакова
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-04-27

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее, к устройствам поддержания в рабочем состоянии вторичных элементов (химических источников тока), преимущественно, литий-ионных и литий полимерных аккумуляторных батарей (АКБ), и может быть использована в системах электропитания различных технических средств и систем (ТСС), функционирующих с электропитанием от АКБ, для восстановления работоспособности АКБ с контролем электрических параметров и применением режимом обслуживания/заряда, обеспечивающих повышение емкости или количества циклов ее заряда-разряда. Сущность полезной модели заключается в том, что в известное устройство, состоящее из индикатора, цепи установки тока заряда (ЦУТЗ), цепи установки конечного напряжения заряда (ЦУКНЗ), контроллера заряда батареи (КЗБ), датчика тока (ДТ), аккумуляторной батареи (АКБ), термодатчика (ТД) и зарядной цепи (ЗЦ), которая своими с первого по третий портами соединена, соответственно, с источником напряжения/электропитания (U_пит) устройства, с первым портом узла ДТ и с первым портом узла КЗБ, который своими со второго по шестой портами соединен, соответственно, с первым портом узла ЦУТЗ, с первым портом узла ЦУКНЗ, с узлом ТД, со вторым портом узла ДТ, с третьим портом узла ДТ и узлом АКБ, который выполнен в виде литий-ионной или литий полимерной аккумуляторной батареи, при этом, узел КЗБ выполнен с возможностью контроля тока и напряжения заряда узла АКБ, контроля зарядных характеристик и параметров узла АКБ, обеспечения безопасного заряда АКБ на основе контроля ее температуры, измеряемой узлом ТД, и защиты узла АКБ от перенапряжения и перезаряда с использованием таймера окончания заряда, дополнительно в его состав введены клавиатура и микроконтроллер (МК), который своими с первого по пятый портами соединен, соответственно, со входом индикатора, с выходом клавиатуры, со вторым портом узла ЦУТЗ, со вторым портом узла ЦУКНЗ и с седьмым портом узла КБЗ, при этом, узлы ЦУТЗ и ЦУКНЗ выполнены в виде цифровых потенциометров, обеспечивающих возможность регулировки значений ТЗ и КНЗ при выполнении процедур обслуживания/заряда (ПОЗ) узла АКБ, узел индикатора выполнен в виде дисплея, обеспечивающего возможность отображения цифровой, графической и символьной информации, необходимой для контроля данных, вводимых с клавиатуры, и отображения результатов выполнения ПОЗ узла АКБ, узел клавиатуры выполнен с возможностью ввода данных, необходимых для установки параметров ПОЗ узла АКБ, например, величины зарядного тока и значения его КПЗ, узел КЗБ выполнен с возможностью выполнения ПОЗ узла АКБ со значениями параметров ТЗ и КНЗ, задаваемыми узлом МК, который выполнен с возможностью функционирования по программе, обеспечивающей настройку параметров узлов ЦУТЗ и ЦУКНЗ в соответствии с типом узла АКБ и требуемым режимом его обслуживания/заряда (РОЗ), в том числе, РОЗ типа РЕБ, РЦБ или ОЕЦ, при которых достигается, соответственно, разгон/увеличение емкости, разгон/увеличение количества циклов заряда-разряда или оптимизация соотношения между величиной емкости узла АКБ и количеством циклов его заряда-разряда, поддержку функций клавиатуры и дисплея, эмуляцию виртуального интерфейса (ВИ), обеспечивающего отображение на дисплее различных окон и меню, позволяющих осуществлять установку/управление РОЗ узла АКБ и контролировать его электрические параметры (ЭП), например, уровень заряда и значение емкости, обработку данных, полученных в процессе выполнения ПОЗ узла АКБ, и визуализацию результатов выполнения ПОЗ узла АКБ, например, отображения на дисплее значений ЭП узла АКБ и символьных и/или текстовых сообщений, обозначающих, уровень его работоспособности. Введенные существенные признаки обеспечивают расширение функциональных возможностей известного устройства, связанных с управлением электрическими параметрами аккумуляторной батареи (АКБ), в том числе, обеспечивают возможность разгона/увеличения емкости или количества циклов ее заряда-разряда в соответствии со стратегиями типа РЕБ или РЦБ, выбираемыми/устанавливаемыми пользователем устройства в процессе обслуживания/заряда АКБ. Данное устройство позволяет увеличить длительность автономной работы портативных радиоустройств и систем, функционирующих за счет электропитания от АКБ, без увеличения ее габаритов и веса. The utility model relates to electrical engineering, and more specifically, to devices for maintaining in working condition secondary elements (chemical current sources), mainly lithium-ion and lithium polymer rechargeable batteries (batteries), and can be used in power systems of various technical means and systems ( TSS), operating with battery power, to restore the battery to working with the control of electrical parameters and the use of maintenance / charge mode, providing increased capacity or quantity iklov its charge-discharge. The essence of the utility model lies in the fact that in a known device consisting of an indicator, a circuit for setting the charge current (CCCT), a circuit for setting the final charge voltage (CCCM), a battery charge controller (CLC), a current sensor (DT), a battery (battery) ), a temperature sensor (TD) and a charging circuit (ZC), which is connected with its first to third ports, respectively, to the voltage / power supply (U _pit ) of the device, with the first port of the DT node and with the first port of the KZB node, which second through sixth ports connected, corresponding specifically, with the first port of the TsUTZ node, with the first port of the TsUKNZ node, with the TD node, with the second port of the DT node, with the third port of the DT node and the battery node, which is made in the form of a lithium-ion or lithium-polymer battery, while KZB is configured to control the current and voltage of the battery assembly, control the charging characteristics and parameters of the battery assembly, ensure a safe battery charge based on monitoring its temperature measured by the TD assembly, and protect the battery assembly from overvoltage and overcharge using the charge end timer, additional however, it includes a keyboard and a microcontroller (MK), which are connected from the first to fifth ports, respectively, with the indicator input, with the keyboard output, with the second port of the TsUTZ node, with the second port of the TsUKNZ node and with the seventh port of the KBZ node, Moreover, the TsUTZ and TsUKNZ nodes are made in the form of digital potentiometers, which provide the ability to adjust the values of TK and KNZ when performing maintenance / charge (ROS) procedures for the battery assembly, the indicator node is made in the form of a display, which provides the ability to display digital, graphical The textual and symbolic information necessary to control the data entered from the keyboard and display the results of the POS of the battery node, the keyboard node is configured to enter the data necessary to set the parameters of the POS of the battery node, for example, the magnitude of the charging current and the value of its capacitance, the KZB node made with the possibility of performing the REFERENCE of the battery node with the values of the parameters of the TK and KNZ set by the MK node, which is made with the possibility of functioning according to the program that provides the settings of the nodes TsUTZ and TsUKNZ in accordance and with the type of battery assembly and the required maintenance / charge (ROS) mode, including ROS of the REB, RCB or OEC type, in which, respectively, acceleration / increase in capacity, acceleration / increase in the number of charge-discharge cycles, or optimization of the ratio between the capacity of the battery node and the number of cycles of its charge-discharge, support for keyboard and display functions, emulation of a virtual interface (VI), which displays various windows and menus on the display that allow the installation / management of the battery node and controllers its electric parameters (EP), for example, the charge level and the value of capacitance, processing of data obtained during the performance of the POS of the battery node, and visualization of the results of the POS of the battery node, for example, the display of the values of the EP of the battery node and symbolic and / or text messages indicating the level of its performance. The introduced essential features provide the expansion of the functionality of the known device related to the management of the electrical parameters of the battery (battery), including the ability to accelerate / increase the capacity or the number of cycles of its charge-discharge in accordance with strategies such as RB or RCB, selected / installed the user of the device during maintenance / battery charging. This device allows you to increase the battery life of portable radio devices and systems that operate by using power from the battery, without increasing its size and weight.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее, к устройствам поддержания в рабочем состоянии вторичных элементов (химических источников тока), преимущественно, литий-ионных и литий полимерных аккумуляторных батарей (АКБ), и может быть использована в системах электропитания различных технических средств, преимущественно, портативных радиоэлектронных устройств и систем (ПРУС), функционирующих с электропитанием от АКБ, для восстановления работоспособности и управления ресурсом АКБ путем изменения режимов ее обслуживания/заряда.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically, to devices for maintaining in working condition secondary elements (chemical current sources), mainly lithium-ion and lithium polymer rechargeable batteries (batteries), and can be used in power systems of various technical means, mainly portable electronic devices and systems (PRUS), operating with battery power, to restore performance and manage battery life by changing the modes of its service / charge.

Работоспособность технических устройств и систем, функционирующих в автономном режиме, наиболее часто обеспечивается с помощью химических источников тока (ХИТ) типа аккумуляторов, как правило, объединенных в аккумуляторную батарею (АКБ). Использование АКБ в портативных радиоэлектронных устройствах и системах во многом определяет, как пользовательские сервисы, так и эксплуатационные характеристики аппаратуры. К основным техническим характеристикам ПРУС всегда относят длительность его автономной работы, обеспечиваемую энергоресурсом АКБ, который может быть выражен такими показателями, как Т_о и N, где N - количество циклов заряда-разряда АКБ, а Т_о - однократная длительность автономной работы (ОДАР) ПРУС - время в течение которого поддерживается работа ПРУС без подзарядки АКБ. При этом, показатель Т_о определяет время работы ПРУС в течении одной разрядки АКБ, то есть. Т_о - время в течении которого полностью заряженная АКБ будет обеспечивать непрерывную работу/функционирование ПРУС. Очевидно, что величина Т_о, при прочих равных условиях, будет определяться величиной емкости АКБ и чем она больше, тем выше показатель Т_о. Можно полагать, что показатель N - отражает многократную/суммарную длительность автономной работы (МДАР) ПРУС, которую также называют «временем жизни» или длительностью «жизненного цикла» АКБ. Показатель N также характеризует АКБ с точки зрения количества допустимых процедур/циклов заряда-разряда, после которых сохраняется требуемый уровень ее работоспособности. Очевидно, что чем большее количество процедур/циклов заряда-разряда обеспечивает АКБ, сохраняя свою работоспособность, тем большее значение имеет больше показатель N, и, соответственно, выше длительность автономной работы ПРУС, выраженная категорией/критерием МДАР.The operability of technical devices and systems operating in stand-alone mode is most often ensured by means of chemical current sources (HIT), such as batteries, which are usually combined into a storage battery (battery). The use of batteries in portable electronic devices and systems largely determines both user services and the operational characteristics of the equipment. The main technical characteristics of the PRUS always include the duration of its autonomous operation, provided by the battery energy, which can be expressed by indicators such as T _o and N, where N is the number of charge-discharge cycles of the battery, and T _o is the one-time battery life (ODAR) PRUS - the time during which the operation of the PRUS is maintained without recharging the battery. In this case, the indicator T _about determines the operating time of the PRUS during one battery discharge, that is. T _about - the time during which a fully charged battery will provide continuous operation / functioning of the PRUS. Obviously, the value of T _about , ceteris paribus, will be determined by the value of the battery capacity and the larger it is, the higher the indicator T _about . It can be assumed that the N - indicator reflects the multiple / total battery life (MDAR) of the PRUS, which is also called the "life time" or the duration of the "battery life" of a battery. Indicator N also characterizes the battery in terms of the number of valid procedures / charge-discharge cycles, after which the required level of its performance is maintained. Obviously, the greater the number of charge / discharge procedures / cycles that the battery provides while maintaining its operability, the greater the value of N is, and, accordingly, the longer the battery life of the PRUS, expressed by the MDAR category / criterion.

Исследования показали, что повышение длительности автономной работы ПРУС типа ОДАР и МДАР, характеризуемой, соответственно, показателями Т_о и N энергоресурса АКБ, имеют весьма важное практическое значение. Однако, одновременное увеличение показателей То и N затруднено тем фактом, что ко многим ПРУС (летальные аппараты, носимые радиостанции и др.) предъявляются жесткие ограничения на их габариты и массу. Типовыми потребителями такой аппаратуры являются геологи, спасатели МЧС, медики, военные и др. Поэтому, увеличение длительности автономной работы ПРУС, получающих электропитание от АКБ, при наличии жестких ограничений на габариты и вес, является весьма проблематичной задачей.Studies have shown that increasing the autonomous operation time of a CVD of the type ODAR and MDAR, characterized, respectively, by indicators of T _about and N of the battery’s energy resource, is of very important practical importance. However, the simultaneous increase in the To and N indicators is hindered by the fact that many PRUSs (aircraft, wearable radio stations, etc.) are subject to severe restrictions on their dimensions and weight. Typical consumers of such equipment are geologists, rescuers of the Ministry of Emergencies, doctors, military, and others. Therefore, increasing the battery life of the PRUS receiving power from the battery, in the presence of strict restrictions on size and weight, is a very problematic task.

Исследование этой задачи показало, что ее сложность обусловлена наличием противоречия, суть которого состоит в том, что уровень миниатюризации радиоэлектронных компонентов достиг такого уровня, при котором, масса и габариты ПРУС, в основном, определяются массой и габаритами АКБ. В этих условиях, для увеличения длительности автономной работы ПРУС надо использовать АКБ с большей емкостью. Однако, АКБ с большой емкостью имеют большие габариты и массу. Установка в систему электропитания ПРУС элементов АКБ с большой емкостью приводит к значительному увеличению массы и габаритов ПРУС. Поэтому, для снижения или сохранения без изменений массы и габаритов ПРУС не надо использовать АКБ с большей емкостью. Иными словами, без изменения массы и габаритов АКБ достичь одновременного увеличения показателей ОДАР и МДАР, характеризующих длительность автономной работы ПРУС, питающихся от АКБ, весьма проблематично.The study of this problem showed that its complexity is due to the presence of a contradiction, the essence of which is that the level of miniaturization of the electronic components has reached such a level that the mass and dimensions of the PRUS are mainly determined by the mass and dimensions of the battery. In these conditions, to increase the battery life of the PRUS, it is necessary to use a battery with a larger capacity. However, batteries with a large capacity have large dimensions and weight. The installation of battery cells with a large capacity in the PRUS power supply system leads to a significant increase in the mass and dimensions of the PRUS. Therefore, to reduce or maintain the mass and dimensions of the PRUS, it is not necessary to use batteries with a larger capacity. In other words, without changing the mass and dimensions of the battery, it is very problematic to achieve a simultaneous increase in the ODAR and MDAR indicators characterizing the battery life of a PRUS powered by a battery.

Исследования показали, что типовым подходом, используемым при обслуживании/заряде АКБ, является применение к ней типового режима, при котором достигается получение сбалансированных параметров АКБ по емкости и количеству циклов заряда-разряда. Поскольку использование известных устройств и систем не обеспечивает возможность изменения электрических параметров АКБ, с точки зрения повышения емкости или количества циклов заряда-разряда без изменения габаритов и веса АКБ, в процессе их обслуживания, то разрешение упомянутого противоречия - не достигается и решение поставленной задачи - не обеспечивается.Studies have shown that the typical approach used in servicing / charging the battery is to apply a standard mode to it, in which balanced parameters of the battery are obtained in terms of capacity and the number of charge-discharge cycles. Since the use of known devices and systems does not provide the ability to change the electrical parameters of the battery, from the point of view of increasing the capacity or the number of charge-discharge cycles without changing the dimensions and weight of the battery, in the process of maintenance, the resolution of the mentioned contradiction is not achieved and the solution of the problem is not provided.

В процессе исследований путей решения поставленной задачи, авторами разработана идея, суть которой заключается в создании технического решения, обеспечивающего возможность управления ресурсом АКБ в соответствии с практическими требованиями по обеспечению ОДАР или МДАР, возникающими в процессе эксплуатации ПРУС. То есть, авторами предлагается ресурс АКБ, выраженный совокупностью показателей Т_о и N, модифицировать/перераспределять таким образом, чтобы, в зависимости от потребностей пользователей, осуществлять оптимизацию параметров АКБ по требуемому показателю Т_о или N. Здесь под оптимизацией параметров АКБ по показателю Т_о или N понимается выполнение процедур обслуживания/заряда с применением режимов, обеспечивающих «разгон»/увеличение, соответственно, емкости или количества циклов «заряда-разряда» АКБ.In the process of researching ways to solve this problem, the authors developed an idea whose essence is to create a technical solution that provides the ability to manage the battery life in accordance with the practical requirements for providing a SAR or MDAR arising during the operation of a PRUS. That is, the authors propose to modify / redistribute the battery life, expressed by a set of indicators T _o and N, in such a way that, depending on the needs of users, optimize the battery parameters for the required indicator T _o or N. Here, under the optimization of the battery parameters for the indicator T _o or N is understood to perform maintenance / charge procedures using modes that provide "acceleration" / increase, respectively, of the capacity or number of charge-discharge cycles of the battery.

Стратегию повышения показателя Т_о, выражающуюся в создании условия /режима обслуживания/ заряда (РОЗ) АКБ, при котором достигается повышение ее емкости, будем рассматривать как разгон емкости батареи (РЕБ). Стратегию повышения показателя N, выражающуюся в создании РОЗ АКБ, при котором достигается увеличение количества процедур ее заряда-разряда, будем рассматривать как разгон циклов батареи (РЦБ). Стратегию применения РОЗ АКБ, при которой достигается оптимизация/сбалансированность соотношения величины его емкости и количества циклов его заряда-разряда, будем рассматривать как ОЕЦ,The strategy for increasing the indicator T _o , expressed in creating the condition / mode of service / charge (ROS) of the battery, at which an increase in its capacity is achieved, we will consider as acceleration of the battery capacity (REB). The strategy for increasing the N indicator, expressed in the creation of a battery ROS, in which an increase in the number of procedures for its charge-discharge is achieved, we will consider as acceleration of battery cycles (RB). The strategy for using a ROS battery, in which an optimization / balance of the ratio of the value of its capacity and the number of cycles of its charge-discharge is achieved, we will consider as OEC,

Исследования показали, что известные из техники устройства /технические решения и системы, который применяются для обслуживания/ заряда АКБ, как правило, реализуют стратегию типа ОЕЦ. Поэтому, основные усилия авторов были направлены на исследования возможностей по созданию технического решения, обеспечивающего реализацию стратегий типа РЕБ и РЦБ.Studies have shown that known devices / technical solutions and systems that are used to service / charge a battery, as a rule, implement a strategy like OEC. Therefore, the main efforts of the authors were aimed at exploring the possibilities of creating a technical solution that ensures the implementation of strategies such as REB and RZB.

Установлено, что реализация стратегий типа РЕБ или РЦБ позволяет существенно повысить эффективность выполнения задач по использованию ПРУС, особенно, в ответственных приложениях, где могут возникать потребности, как в обеспечении максимального показателя Т_о, так и в достижении больших значений показателя N. Например, при типовом использовании мобильного телефона, его подзарядку можно выполнять регулярно без всяких затруднений с доступом к электросети. При этом, использование стратегии типа РЦБ позволяет повысить показатель N, что на практике означает увеличение срока службы АКБ и показателя МДАР мобильного телефона. В иных случаях, например, связанных с мониторингом мест бедствий, тушением пожаров, поиском полезных ископаемых, проводимых с использованием ПРУС, например, средств радиосвязи, беспилотных летательных аппаратов, радиоретрансляторов, маяков и других технических средств, могут возникнуть проблемы с частой зарядкой их АКБ из-за трудностей доступа к энергосети, обеспечивающей обслуживание/заряд АКБ. Поэтому, для таких ПРУС более актуальна максимизация показателя Т_о, которая может быть достигнута за счет использования стратегии типа РЕБ.It has been established that the implementation of strategies such as REB or RCH makes it possible to significantly increase the efficiency of fulfilling tasks related to the use of PRUS, especially in critical applications where there may be a need, both to ensure the maximum value of Т _о and to achieve large values of the indicator N. For example, when typical use of a mobile phone, it can be recharged regularly without any difficulty with access to the mains. At the same time, the use of a strategy like RZB makes it possible to increase the N indicator, which in practice means increasing the battery life and the MDAR indicator of a mobile phone. In other cases, for example, related to monitoring disaster sites, extinguishing fires, and searching for minerals using PRUS, for example, radio communications, unmanned aerial vehicles, radio transmitters, beacons, and other technical means, problems may arise with the frequent charging of their batteries from due to difficulties in accessing the grid providing battery maintenance / charge. Therefore, for such PRUS maximization of the indicator T _{o is} more relevant, which can be achieved through the use of a strategy such as REB.

Корректность подхода, предложенного авторами, основана на данных, известных из [Л1-Л5], которые рассмотрим подробнее. Так, из техники [Л1, Л2] известны результаты исследований зависимости электрических параметров (емкости и количества циклов заряда-разряда) литиевых аккумуляторов от конечного напряжения их заряда, где показано, что уменьшение напряжения заряда элемента/аккумулятора до 4,0 В приводит, с одной стороны, к снижению его паспортной емкости до ≈80% (адекватно снижению показателя Т_о) и, с другой стороны, к одновременному увеличению срока его службы в несколько раз (повышение показателя N). Если же конечное напряжение заряда аккумулятора повышается, то его реальная емкость может быть увеличена до 110% с одновременным снижением «времени жизни» аккумулятора (N) в несколько раз.The correctness of the approach proposed by the authors is based on data known from [L1-L5], which we consider in more detail. Thus, the results of studies of the dependence of the electrical parameters (capacity and number of charge-discharge cycles) of lithium batteries on the final voltage of their charge are known from the technology [L1, L2], where it is shown that a decrease in the charge voltage of a cell / battery to 4.0 V results in on the one hand, to a decrease in its passport capacity to ≈80% (adequate to a decrease in T _o ) and, on the other hand, to a simultaneous increase in its service life by several times (increase in N). If the final voltage of the battery charge rises, then its real capacity can be increased up to 110% with a simultaneous decrease in the “lifetime” of the battery (N) by several times.

Из техники [Л3] известно, что емкость АКБ зависит от конечного напряжения ее заряда: чем больше это напряжение, тем большую емкость/заряд может получить АКБ. «Обратная сторона медали» в том, что при увеличении конечного напряжения заряда (КНЗ) происходит уменьшение N - количества циклов полной перезарядки АКБ. То есть, при повышении КНЗ, уменьшается срок службы АКБ.From the technique of [L3] it is known that the capacity of a battery depends on the final voltage of its charge: the higher the voltage, the greater the capacity / charge can get a battery. The “reverse side of the coin” is that with an increase in the final charge voltage (SC), there is a decrease in N - the number of cycles of a complete recharge of the battery. That is, with an increase in KNZ, the battery life is reduced.

Из техники [Л4] известен типовой режим заряда и характер изменения емкости Li-ion аккумулятора при разном предельном напряжении его заряда. Показано, что при типовом режиме заряда АКБ, соответствующего стратеги типа ОЕЦ, применяется комбинированный процесс, предполагающий вначале, при постоянном токе (в диапазоне от 0,2 С до 1 С) заряд АКБ до КНЗ, равного 4,2 В, далее проводится заряд АКБ при постоянном напряжении. При этом, первая стадия заряда может длиться около 40 мин, вторая стадия дольше. Использование более высокого КНЗ позволяет повысить энергетическую плотность АКБ (увеличить емкость АКБ), однако, окислительные реакции, происходившие в элементах АКБ, при напряжениях, превышающих порог 4,2 В, могут приводить к сокращению их срока службы. Тем не менее, в ряде случаев Li-ion аккумуляторные батареи, например, промышленного и военного назначения, которые должны иметь повышенный срок службы (показатель N), подвергают заряду при пониженном КНЗ с уровнем до 3,90 В на элемент/аккумулятор АКБ.From the technique [L4], a typical charge mode and the nature of the change in the capacity of a Li-ion battery at different ultimate voltage of its charge are known. It is shown that in a typical battery charge mode corresponding to a strategy of the OEC type, a combined process is used, which assumes first, at constant current (in the range from 0.2 C to 1 C), the battery charge to the short-circuit current equal to 4.2 V, then charge Battery at constant voltage. In this case, the first stage of the charge can last about 40 minutes, the second stage is longer. The use of a higher SCR allows increasing the energy density of the battery (increasing the capacity of the battery), however, oxidative reactions that occur in the battery cells at voltages exceeding the threshold of 4.2 V can lead to a reduction in their service life. However, in some cases, Li-ion batteries, for example, for industrial and military purposes, which should have an increased service life (indicator N), are charged at a low short-circuit protection with a level of up to 3.90 V per cell / battery.

Из техники [Л5] известен способ заряда АКБ с контролем напряжения и тока заряда. При использовании этого способа, пока напряжение на АКБ не достигнет заданной величины, поддерживается постоянным ток заряда. Когда напряжение АКБ достигает КНЗ, ток заряда начинает плавно уменьшаться так, чтобы поддерживалось заданное напряжение. Такой режим заряда иногда называют «постоянный ток - постоянное напряжение». Уменьшение тока происходит до величины 0,05-0,1 С. При этом, АКБ заряжается до 92-99%, и цикл заряда прекращается.From the technique [L5], a method for charging a battery with a voltage and charge current control is known. When using this method, until the voltage on the battery reaches a predetermined value, the charge current is kept constant. When the battery voltage reaches KNZ, the charge current begins to decrease smoothly so that the specified voltage is maintained. This charge mode is sometimes called "direct current - constant voltage." The current decreases to a value of 0.05-0.1 C. In this case, the battery is charged up to 92-99%, and the charge cycle stops.

При использовании данного способа заряда АКБ достигается оптимизация соотношение между емкостью АКБ и сроком службы в циклах. Для этого предлагается величину КПЗ устанавливать равным 4,2 В на элемент/аккумулятор АКБ. То есть, при обслуживании/заряде АКБ, в основном, используется стратегия, ориентированная на получение наилучшего баланса между емкостью АКБ и «сроком ее жизни» N≈500 циклов. Можно полагать, что здесь в полной мере реализуется стратегия типа ОЕЦ.When using this method of battery charging, an optimization is achieved between the battery capacity and the service life in cycles. To do this, it is proposed to set the bullpen value to 4.2 V per battery cell / battery. That is, when servicing / charging the battery, a strategy is mainly used that is aimed at obtaining the best balance between the battery capacity and its "life time" of N≈500 cycles. It can be assumed that here a strategy of the OEC type is fully implemented.

Известны также данные, характеризующие возможность реализации стратегий РЕБ и РЦБ за счет изменения режимов заряда АКБ. Показано, что увеличить N - число циклов заряда-разряда АКБ можно за счет уменьшения напряжения заряда, но при этом АББ заряжается не полностью. Повышение напряжения заряда на элементах АКБ в пределах безопасного значения равного 4.3 В, позволяет осуществить разгон/увеличение емкости АКБ до 110-120% относительно ее номинального значения, достигаемого при напряжении заряда равного 4.2 В. Однако, при этом показатель N - количество циклов заряда-разряда АКБ снижается почти в 2 раза (при напряжении заряда 4.2 В показатель N≈500). Также показано, что снижение напряжения заряда на элементах АКБ до 4.1 В, позволяет осуществить разгон/увеличение показателя N - количества циклов заряда-разряда АКБ на 50% (N≈750). Однако, при этом емкость АКБ снижается до 80% от ее значения, достигаемого при напряжении заряда 4.2 В. То есть, для увеличения продолжительности рабочего цикла (показателя Т_о) АКБ необходимо зарядить при повышенном напряжении конечного заряда, однако, это приводит к сокращению срока службы батареи, выраженному в циклах (показатель N). Снижение напряжения холостого хода на 100 мВ эквивалентно уменьшению емкости батареи на ≈15% и почти удвоению ее показателя N - срока службы в циклах.There are also known data characterizing the possibility of implementing the strategies of REB and RZB by changing the battery charge modes. It is shown that it is possible to increase N - the number of charge-discharge cycles of a battery by reducing the charge voltage, but the battery is not fully charged. Increasing the charge voltage on the battery cells within a safe value of 4.3 V allows you to accelerate / increase the battery capacity to 110-120% relative to its nominal value, achieved with a charge voltage of 4.2 V. However, the indicator N is the number of charge cycles the discharge of the battery decreases almost 2 times (at a charge voltage of 4.2 V, the indicator is N≈500). It is also shown that a decrease in the charge voltage on the battery cells to 4.1 V allows acceleration / increase in the N indicator - the number of charge-discharge cycles of the battery by 50% (N≈750). However, at the same time, the battery capacity decreases to 80% of its value, achieved with a charge voltage of 4.2 V. That is, to increase the duration of the duty cycle (indicator T _o ), the battery must be charged at an increased voltage of the final charge, however, this leads to a reduction in the term battery life expressed in cycles (indicator N). A 100 mV open circuit voltage reduction is equivalent to a ≈15% decrease in battery capacity and almost a doubling of its N-life indicator in cycles.

В результате анализа информационных источников, в том числе, рассмотренных выше, и оценки данных, полученных при проведении лабораторных/экспериментальных исследований, авторы пришли к выводу, что при решении задач, связанных с повышением длительности автономной работы ПРУС, вполне успешно могут быть использованы кроме стратегии ОЕЦ также и стратегии типа РЕБ и РЦБ, особенно, при решении задач, связанных с повышением автономной работы типа ОДАР или МДАР ПРУС, функционирующих от АКБ, к которым, по условиям применения предъявляются жесткие ограничения на габариты и вес.As a result of the analysis of information sources, including those discussed above, and the evaluation of data obtained during laboratory / experimental studies, the authors came to the conclusion that when solving problems associated with increasing the battery life of the PRUS, they can be quite successfully used in addition to the strategy The OEC also has strategies such as REB and RZB, especially when solving problems associated with improving the autonomous operation of the ODAR or MDAR PRUS type, operating from batteries, to which, according to application conditions, hard size and weight restrictions.

Итак, в процессе исследований установлено, что задачу повышения длительности автономной работы ПРУС можно рассматривать, как с точки зрения повышения показателя ОДАР на основе реализации стратеги типа РЕБ, так и с точки зрения повышения показателя МДАР на основе реализации стратеги типа РЦБ. При этом предполагается, что повышение длительности автономной работы ПРУС, на основе перераспределения ресурса АКБ, может быть достигнуто только лишь по одному из показателей ОДАР или МДАР, в соответствии только лишь с одной из выбранных стратегий типа РЕБ или РЦБ. На практике это означает, что для одних ПРУС наиболее значимым может быть обеспечение ОДАР (показатель Т_о), а для других - МДАР (показатель N). При этом, достигаемое повышение одного из показателей будет сопровождаться снижением другого, например, при повышении Т_о, будет снижаться N. Установлено, что возможность перераспределения ресурса АКБ, выраженного совокупностью показателей Т_о и N, с возможностью повышения одного из показателей (Т_о или N) позволяет более эффективно решать задачи, связанные с повышением длительности автономной работы типа ОДАР или МДАР ПРУС.So, in the process of research it was established that the task of increasing the battery life of the PRUS can be considered, both from the point of view of increasing the ODAR indicator based on the implementation of a strategy like REB, and from the point of view of increasing the MDAR indicator based on the implementation of a strategy like RZB. At the same time, it is assumed that an increase in the battery life of the PRUS, based on the redistribution of the battery life, can be achieved only by one of the ODAR or MDAR indicators, in accordance with only one of the selected strategies such as RB or RZB. In practice, this means that for some PRUS the most significant may be the provision of ODAR (indicator T _o ), and for others - MDAR (indicator N). At the same time, the achieved increase in one of the indicators will be accompanied by a decrease in the other, for example, with an increase in T _o , N will decrease. It is established that the possibility of redistributing the battery life, expressed as a set of indicators T _about and N, with the possibility of increasing one of the indicators (T _about or N) allows you to more effectively solve problems associated with increasing the duration of battery life such as ODAR or MDAR PRUS.

Информационным/патентным поиском установлено, что известные из техники устройства и системы, которые могут быть использованы для обслуживания/заряда АКБ, имеют низкую эффективность, с точки зрения управления ее энергоресурсом в соответствии с заданной стратегией РЕБ или РЦБ и не обеспечивают гибкой (по выбору/требованиям потребителя) максимизации/повышения показателей АКБ типа Т_о или N, поэтому, поиск более совершенных технических решений является актуальной задачей.By information / patent search it was found that devices and systems known from the technology that can be used to service / charge the battery have low efficiency in terms of controlling its energy resource in accordance with the specified strategy of RB or RZB and do not provide flexible (optional requirements of the consumer) to maximize / increase the performance of batteries of type T _o or N, therefore, the search for more advanced technical solutions is an urgent task.

Из техники [Л6] известно, что для увеличения срока службы обслуживание/заряд Li-ion аккумуляторных батарей необходимо осуществлять с использованием таких режимов, при которых конечное напряжение заряда АКБ составляет ≈3,90 В на элемент/аккумулятор.It is known from the technique [L6] that to increase the service life of Li-ion batteries, it is necessary to perform maintenance / charge using such modes in which the final battery charge voltage is ≈3.90 V per cell / battery.

При использовании такого подхода реализуется стратегия типа РЦБ, что позволяет увеличить показатель N. Однако, возможность управления ресурсом АКБ для реализации необходимых пользователю стратегий типа РЕБ или РЦБ и достижения максимальных значений показателей Т_о или N, в процессе эксплуатации АКБ, при таком подходе, не обеспечивается.Using this approach, an RCB type strategy is implemented, which allows you to increase the N indicator. However, the ability to control the battery life to implement the strategies necessary for the user like REB or RCB and achieve maximum values of T _o or N during operation of the battery, with this approach, does not provided.

Из техники [Л7] известно, что в некоторых типах зарядных устройств для заряда литий-ионной аккумуляторной батареи требуется время ≈1 час. В таких зарядных устройствах выполняется упрощенная зарядка, при которой часть этапов зарядки исключается и после достижения напряжения холостого хода, равного 4.2 В на один аккумулятор, обслуживание батареи прекращается и считается, что она готова к применению.From the technique of [L7], it is known that in some types of chargers a charge of ≈1 hour is required to charge a lithium-ion battery. In such chargers, simplified charging is performed, in which part of the charging steps are excluded and after reaching an open circuit voltage of 4.2 V per battery, battery maintenance is terminated and it is considered that it is ready for use.

Такой способ заряда АКБ частично устраняет недостатки предыдущего подхода, поскольку обеспечивает возможность получения более высокого показателя Т_о за счет заряда батареи до более высокого конечного напряжения заряда (частичная реализация стратегии типа РЕБ для повышения Т_о). Кроме того, поскольку АКБ заряжается не полностью, а только лишь на ≈70%, то это способствует повышении ее жизненного цикла (N), чем обеспечивается частичная реализации стратегии типа РЦБ.This method of charging the battery partially eliminates the disadvantages of the previous approach, since it provides the possibility of obtaining a higher indicator of T _about by charging the battery to a higher final charge voltage (partial implementation of a strategy of the type REB to increase T _about ). In addition, since the battery is not fully charged, but only by ≈70%, this contributes to an increase in its life cycle (N), which ensures a partial implementation of a strategy like RZB.

Недостатки данного способа - аналогичны упомянутому выше подходу/способу.The disadvantages of this method are similar to the above approach / method.

Из техники [Л8] известно устройство для зарядки батарей, содержащее блок управления (БУ), схему регулирования зарядного тока (СРЗТ) и термодатчик (ТД), который своим портом соединен с первым портом узла БУ, который вторым портом соединен с узлом СРЗТ и выполненное с возможность осуществлять зарядку литиевой батареи с контролем неизменного тока/неизменного напряжения, при этом узел БУ выполнен с возможностью контроля температуры (по сигналам узла ТД) и управления зарядным током.A device for charging batteries is known from the technology [L8], comprising a control unit (CU), a charging current control circuit (SRCT) and a temperature sensor (TD), which is connected by its port to the first port of the control unit, which is connected by a second port to the SRTT unit and is made with the ability to charge a lithium battery with constant current / constant voltage control, while the control unit is configured to control temperature (by signals from the TD unit) and control the charging current.

Данное техническое решение (ТР) обеспечивает обслуживание/заряд АКБ по упрощенному алгоритму, при котором некоторые типовые этапы заряда исключены для ускорения подготовки АКБ к работе. Поскольку АКБ заряжается по упрощенному алгоритму, известному из [Л9], то уровень ее заряда (величина емкости) может составлять около 70-90%, от номинального/паспортного значения, что способствует повышению показателя N и обеспечивает возможность частичной реализации стратегии типа РЦБ.This technical solution (TP) provides battery maintenance / charge according to a simplified algorithm, in which some typical charging steps are excluded to accelerate battery preparation for operation. Since the battery is charged according to a simplified algorithm known from [L9], its charge level (capacitance value) can be about 70-90% of the nominal / passport value, which helps to increase the N indicator and provides the possibility of partial implementation of a strategy like RCB.

Недостатком данного ТР является его низкая эффективность, с точки зрения контроля электрических параметров и управления режимами заряда АКБ, что не позволяет пользователю осуществлять перераспределение ресурса АКБ для максимизации/повышения показателей Т_о или N в процессе ее эксплуатации в составе ПРУС и достичь увеличения, соответственно, их ОДАР или МДАР.The disadvantage of this TR is its low efficiency, from the point of view of monitoring electrical parameters and controlling battery charge modes, which does not allow the user to redistribute the battery life to maximize / increase T _o or N during its operation in the PRUS and achieve an increase, respectively, their ODAR or MDAR.

Из техники [Л10] известно микропроцессорное зарядное устройство (ЗУ), состоящее из микропроцессора (МП), программируемого источника тока (ПИТ) и термодатчика (ТД), который своим портом соединен с первым портом узла МП, который вторым портом соединен с узлом ПИТ, и выполненное с возможностью выполнения типового алгоритма заряда литий-ионной АКБ с контролем ее температуры и поддержанием в заданных безопасных пределах напряжения и тока заряда.From the technology [L10], a microprocessor charger (charger) is known, consisting of a microprocessor (MP), a programmable current source (PIT) and a temperature sensor (TD), which is connected by its port to the first port of the MP node, which is connected to the PIT node by the second port, and configured to perform a typical lithium-ion battery charge algorithm with monitoring its temperature and maintaining voltage and charge current within specified safe limits.

Данное ЗУ частично устраняет недостатки предыдущего ТР, поскольку обеспечивает более качественное обслуживание АКБ за счет возможности реализации более сложного алгоритма ее заряда. Однако, возможность изменения этих алгоритмов пользователем ЗУ, в ходе его применения для обслуживания/заряда АКБ, - не обеспечивается, что на практике не позволяет реализовать требуемые стратегии типа РЕБ или РЦБ. Поэтому, данное ЗУ имеет низкую эффективность применения, с точки зрения управления ресурсом АКБ в процессе ее эксплуатации и контроля ее электрических параметров при обслуживании/заряде.This memory partially eliminates the disadvantages of the previous TR, as it provides better battery service due to the possibility of implementing a more complex algorithm for its charge. However, the possibility of changing these algorithms by the user of the memory device, during its application for servicing / charging the battery, is not ensured, which in practice does not allow the implementation of the required strategies such as RB or RZB. Therefore, this memory has a low efficiency of application, from the point of view of managing the battery life during its operation and monitoring its electrical parameters during maintenance / charge.

Из техники [Л11] известно зарядное устройство (ЗУ), состоящее из микропроцессора (МП), зарядной цепи (ЗЦ), термодатчика (ТД) и индикатора, который своим портом соединен с первым портом узла МП, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, с портом узла ЗЦ и с выходом узла ТД. При этом, узел индикатора выполнен в виде жидко-кристаллического дисплея, обеспечивающего наглядное отображение состояния заряжаемых аккумуляторов. Кроме того, узел МП функционирует по программе, обеспечивающей возможность контроля и наблюдения за процессором заряда АКБ, осуществления быстрого заряда АКБ с автоматическим ее отключением от узла ЗЦ, защиты АКБ от перезаряда и обеспечения безопасности заряда с помощью 10-и часового таймера.From the technology [L11], a charger (charger) is known, consisting of a microprocessor (MP), a charging circuit (ZC), a temperature sensor (TD) and an indicator that is connected by its port to the first port of the MP node, which is connected by the second and third ports, respectively , with the port of the SC node and with the output of the TD node. At the same time, the indicator unit is made in the form of a liquid crystal display, which provides a visual display of the state of rechargeable batteries. In addition, the MP node operates according to a program that provides the ability to control and monitor the battery charge processor, quickly charge the battery with its automatic disconnection from the ZC node, protect the battery from overcharging, and ensure the safety of the charge using a 10-hour timer.

Данное ЗУ частично устраняет недостатки предыдущего устройства, поскольку в нем, за счет использования индикатора, обеспечивается более высокая точность и информативность контроля процесса обслуживания АКБ (возможность контроля и наблюдения за процессором заряда АКБ). Кроме того, с помощью данного ЗУ, по выбору его пользователя, могут быть установлены режимы заряд АКБ типа «нормальный» или «ускоренный», что соответствует частичной реализации стратегий, соответствующих типам РЕБ или РЦБ. Это обусловлено тем, что при ускоренном заряде АКБ значение ее емкости может составлять ≈70-90%, от номинального/паспортного значения, что, как было показано выше, способствует повышению показателя N и обеспечивает возможность реализации стратегии типа РЦБ. При использовании «нормального» режима заряда АКБ заряжается до паспортного значения (≈100%), что можно считать, частичной реализацией стратегии типа РЕБ.This memory partially eliminates the disadvantages of the previous device, because it, due to the use of the indicator, provides higher accuracy and information content of the battery maintenance process control (the ability to control and monitor the battery charge processor). In addition, with the help of this memory, at the choice of its user, the modes of battery charge of the “normal” or “accelerated” type can be set, which corresponds to the partial implementation of strategies corresponding to the types of RB or RZB. This is due to the fact that with an accelerated battery charge, the value of its capacity can be ≈70-90% of the nominal / passport value, which, as was shown above, helps to increase the N index and provides the possibility of implementing a strategy like RZB. When using the “normal” charge mode, the battery is charged to the passport value (≈100%), which can be considered a partial implementation of a strategy like REB.

Данное ЗУ имеет недостатки, аналогичные предыдущему устройству. Так, ЗУ имеет низкую эффективность, с точки зрения контроля электрических параметров и управления режимами заряда АКБ, что не позволяет пользователю осуществлять перераспределение ресурса АКБ для максимизации показателей Т_о или N и, соответственно, достичь увеличения ОДАР или МДАР в процессе эксплуатации ПРУС.This memory has disadvantages similar to the previous device. So, the charger has low efficiency in terms of monitoring electrical parameters and controlling battery charge modes, which does not allow the user to redistribute the battery life to maximize T _about or N and, accordingly, achieve an increase in ODAR or MDAR during the operation of the PRUS.

По мнению авторов, наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту (прототипом) является, известное из техники [Л12], зарядное устройство (далее - устройство), состоящее из индикатора, цепи установки тока заряда (ЦУТЗ), цепи установки конечного напряжения заряда (ЦУКНЗ), контроллера заряда аккумуляторной батареи (КЗБ), датчика тока (ДТ), порта подключения аккумуляторной батареи (ППБ), термодатчика (ТД) и зарядной цепи (ЗЦ), которая своими с первого по третий портами соединена, соответственно, с источником напряжения/электропитания устройства (U_пит), с первым портом узла ДТ и с первым портом узла КЗБ, который своими со второго по шестой портами соединен, соответственно, с первым портом узла ЦУТЗ, с первым портом узла ЦУКНЗ, с выходом узла ТД, со вторым портом узла ДТ, с третьим портом узла ДТ и портом узла ППБ, и выполненное с возможностью безопасного обслуживания/заряда литий-ионных и литий полимерных аккумуляторных батарей (АКБ) с контролем тока и напряжения заряда.According to the authors, the closest in technical essence to the claimed object (prototype) is, known from the technique [L12], a charger (hereinafter referred to as a device), consisting of an indicator, a charge current setting circuit (CCCT), a final charge voltage setting circuit ( TSUKNZ), a battery charge controller (KZB), a current sensor (DT), a battery connection port (PPB), a temperature sensor (TD) and a charging circuit (ZTs), which is connected with its first to third ports, respectively, with a voltage source / power supply devices (U _pit ), with the first port of the DT node and with the first port of the KZB node, which is connected with the second to sixth ports, respectively, with the first port of the TsUTZ node, with the first port of the TsUKNZ node, with the output of the TD node, with the second port of the node DT, with the third port of the DT node and the port of the PPB node, and made with the possibility of safe maintenance / charging of lithium-ion and lithium-polymer rechargeable batteries (batteries) with control of current and charge voltage.

Функциональная схема устройства представлена на фиг.1. Устройство (фиг.1) состоит из индикатора 1, цепи установки тока заряда (ЦУТЗ) 2, цепи установки конечного напряжения заряда (ЦУКНЗ) 3, контроллера заряда батареи (КЗБ) 4, зарядной цепи (ЗЦ) 6, датчика тока (ДТ) 7, порта подключения аккумуляторной батареи (ППБ) 8 и термодатчика (ТД) 9. При этом, узел ЗЦ 6 своими с первого по третий портами соединен, соответственно, с источником напряжения/электропитания (U_пит) 5, с первым портом узла ДТ 7 и с первым портом узла КЗБ 4, который своими со второго по седьмой портами соединен, соответственно, с индикатором 1, с узлом ЦУТЗ 2, с узлом ЦУКНЗ 3, с узлом ТД 9, со вторым портом узла ДТ 7 и с третьим портом узла ДТ 7 и узлом ППБ 8. При этом, устройство выполнено с возможностью подключения к узлу ППБ 8 литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторных батарей (АКБ) 10 и осуществления процедуры их обслуживания/заряда. Узел КЗБ 4 выполнен с возможностью контроля тока и напряжения заряда АКБ 10, контроля зарядных характеристик и параметров обслуживаемых/заряжаемых АКБ 10, а также обеспечения безопасного их заряда на основе контроля температуры АКБ 10, измеряемой узлом ТД 9, и защиты элементов/аккумуляторов АКБ 10 от перенапряжения и перезаряда с использованием таймера окончания заряда.Functional diagram of the device shown in figure 1. The device (figure 1) consists of an indicator 1, a circuit for setting the charge current (TsUTZ) 2, a circuit for setting the final charge voltage (TsUKNZ) 3, a battery charge controller (KZB) 4, a charging circuit (ZTs) 6, a current sensor (DT) 7, the connection port of the battery (PPB) 8 and the temperature sensor (TD) 9. In this case, the PC node 6 is connected with its first to third ports, respectively, to the voltage / power supply (U _pit ) 5, with the first port of the ДТ 7 unit and with the first port of the KZB node 4, which is connected with the second to seventh ports, respectively, with indicator 1, with the node TsUTZ 2, with a node TsUKNZ 3, with a node TD 9, with a second port of a node ДТ 7 and with a third port of a node ДТ 7 and a node ППБ 8. Moreover, the device is configured to connect 8 lithium-ion and lithium-polymer to a node ППБ batteries (battery) 10 and the implementation of the procedure for their maintenance / charge. The KZB unit 4 is configured to control the current and charge voltage of the battery 10, control the charging characteristics and parameters of the serviced / charged batteries 10, as well as to ensure their safe charge based on the temperature control of the battery 10 measured by the TD unit 9 and protection of the cells / batteries of the battery 10 overvoltage and overcharge using a charge end timer.

Устройство (фиг.1) функционирует следующим образом. К узлу ППБ 8 подключается АКБ 10. После подачи входного напряжения от источника электропитания (U_пит) 5, происходит сброс всех состояний и таймеров узла КЗБ 4 и устройство переходит в так называемое предустановочное состояние. В этом состоянии происходит заряд АКБ 10, подключенной к узлу ППБ 8 током, измеряемым узлом ДТ 7, величина которого составляет 1/20 от установочного тока заряда. При этом, узлом КЗБ 4 осуществляется контроль тока заряда по данным, поступающим с узла ДТ 7, контроль температуры АКБ 10 по данным, поступающим с узла ТД 9, и контроль/измерение напряжения на АКБ 10, по данным, поступающим с узла ППБ 8.The device (figure 1) operates as follows. The battery 10 is connected to the PPB 8 unit. After applying the input voltage from the power supply (U _pit ) 5, all the states and timers of the KZB 4 node are reset and the device goes into the so-called pre-installation state. In this state, the battery 10 is connected, connected to the PPB 8 node by the current measured by the DT 7 node, the value of which is 1/20 of the set charge current. At the same time, the KZB node 4 monitors the charge current according to the data coming from the diesel engine node 7, the temperature of the battery 10 according to the data coming from the TD 9 node, and the voltage control / measurement on the battery 10, according to the data coming from the PPB 8 node.

Если напряжение на узле ППБ 8 выше порогового значения, установленного для отдельного элемента/аккумулятора, а температура находится в пределах +2,5°С…+47,5°С, то устанавливается состояние/режим «быстрого заряда» АКБ 10, подключенной к узлу ППБ 8.If the voltage at the PPB 8 node is higher than the threshold value set for an individual cell / battery, and the temperature is in the range + 2.5 ° С ... + 47.5 ° С, then the state / mode of “fast charge” of the battery 10 connected to PPB node 8.

Если начальное напряжение АКБ 10, подключенной к узлу ППБ 8, не поднимается выше допустимого предела, то обслуживание/заряд этой АКБ 10 прекращается и на индикатор 1 выводится сообщение о невозможности зарядить АКБ 10 (включается первый светодиод индикатора 1).If the initial voltage of the battery 10 connected to the PPB 8 node does not rise above the permissible limit, then the battery charge / maintenance is stopped and indicator 1 displays a message about the impossibility of charging the battery 10 (the first LED of indicator 1 turns on).

Если температура АКБ 10, подключенной к узлу ППБ 8, находится вне пределов диапазона ее заряда, то таймер предустановочного состояния останавливается, и при возвращении температуры в допустимые пределы, процесс заряда АКБ 10 и работа таймера возобновляются.If the temperature of the battery 10 connected to the PPB 8 unit is outside the range of its charge, the preset timer stops, and when the temperature returns to acceptable limits, the battery charge process 10 and the timer resumes operation.

По истечении предустановочного состояния устройство переходит в состояние/режим быстрого заряда, при котором АКБ 10 заряжается постоянным током до напряжения конечного заряда (НКЗ). Факт истечения предустановочного состояния отображается с помощью индикатора 1 (включается второй светодиод),After the preset state, the device enters the state / fast charge mode, in which the battery 10 is charged with direct current to the voltage of the final charge (NKZ). The fact of the expiration of the preset state is displayed using indicator 1 (the second LED turns on),

Если время таймера быстрого заряда истекает до достижения НКЗ, то заряд АКБ 10 заканчивается с индикацией ошибки, которая отображается с помощью узла индикатора 1 (включается третий светодиод). В этом состоянии АКБ 10 заряжается примерно на 85% от своей полной емкости.If the time of the fast charge timer expires before reaching the NKZ, then the battery 10 ends with an error indication, which is displayed using the indicator node 1 (the third LED turns on). In this state, the battery 10 charges approximately 85% of its full capacity.

В следующем состоянии/режиме АКБ 10 заряжается постоянным напряжением. Процесс заряда АКБ 10 на этом этапе отображается узлом индикатора 1 (горит второй светодиод). Когда ток заряда АКБ 10 падает до величины, составляющей 1/10 от тока в состоянии быстрого заряда или истекает время работы таймера, устройство переходит в состояние/режим завершения обслуживания/заряда АКБ 10. Факт завершения заряда АКБ 10 отображается узлом индикатора 1 тем, что второй светодиод выключается (гаснет). Отключение заряда АКБ 10 происходит по достижении конечного напряжения заряда. В состоянии заряда постоянным напряжением АКБ 10 заряжается до уровня ≈95%-97% от номинальной/паспортной емкости. В последнем состоянии/режиме заряд АКБ 10 идет до достижении КНЗ либо до истечении времени работы таймера этого состояния.In the next state / mode, the battery 10 is charged with a constant voltage. The process of charging the battery 10 at this stage is displayed by the indicator node 1 (the second LED is on). When the charge current of the battery 10 drops to a value of 1/10 of the current in the fast charge state or the timer expires, the device enters the state / mode of completion of maintenance / charge of the battery 10. The fact of completion of the charge of the battery 10 is displayed by indicator node 1 so that the second LED turns off (goes out). The charge of the battery 10 is turned off when the final charge voltage is reached. In the state of charge with constant voltage, the battery 10 is charged to the level of ≈95% -97% of the nominal / rated capacity. In the last state / mode, the battery 10 charges until the SCR is reached or before the timer expires.

Узлы ЦУТЗ 2 и ЦУКНЗ 3, задающие режим заряда узла АКБ 10, выполнены в виде пассивных радиокомпонентов (постоянных резисторов), поэтому ток заряда и конечное напряжение заряда устанавливаются на этапе изготовления устройства. Так, например, подбором регулировочных резисторов, установленных в узле ЦУТЗ 2, может быть установлен ток заряда до 1.5 А, а подбором резисторов, установленных в узле ЦУКН 3, может быть установлено конечное напряжения заряда в диапазоне от 4,0 до 4,4 В на один элемент/аккумулятор узла АКБ 10.Nodes TSUTZ 2 and TSUKNZ 3, defining the charge mode of the battery assembly 10, are made in the form of passive radio components (constant resistors), therefore, the charge current and the final charge voltage are set at the stage of manufacturing the device. So, for example, by selecting the adjusting resistors installed in the TsUTZ 2 unit, a charge current of up to 1.5 A can be set, and by selecting the resistors installed in the TsUKN 3 node, the final charge voltage in the range from 4.0 to 4.4 V can be set on one battery cell / battery assembly 10.

Устройство имеет недостатки, аналогичные предыдущему устройству. Так, устройство имеет низкую эффективность, с точки зрения реализации стратегий РЕБ или РЦБ. Это обусловлено тем, элементы, задающие режимы заряда АКБ 10, реализованы на основе пассивных радиокомпонентов типа постоянных резисторов, значения которых фиксируются на этапе изготовления устройства и в процессе его эксплуатации изменяться не могут. Поэтому, при эксплуатации устройства, возможность изменения параметров узлов ЦУТЗ 2 и ЦУКНЗ 3 - не обеспечивается и, соответственно, возможность перераспределения ресурса АКБ 10 для получения максимальных показателей Т_о или N - не может быть реализована. Кроме того, низкая информативность узла индикатора 1 не позволяет точно контролировать/устанавливать значение электрических параметров/режимов заряда АКБ 10 в процессе ее обслуживания/заряда. Это обусловлено тем, что узел индикатора 1 выполнен виде трех дискретных светодиодов, что существенно ограничивает возможности этого узла по отображению/визуализации различных видов информации. Также в данном устройстве отсутствуют органы управления, позволяющие задавать /изменять режимы работы/ заряда - отсутствуют.The device has disadvantages similar to the previous device. So, the device has low efficiency, from the point of view of implementing the strategies of RB or RCH. This is due to the fact that the elements defining the charge modes of the battery 10 are implemented on the basis of passive radio components such as constant resistors, the values of which are fixed at the stage of manufacture of the device and cannot be changed during its operation. Therefore, during operation of the device, the ability to change the parameters of the TsUTZ 2 and TsUKNZ 3 nodes is not provided and, accordingly, the possibility of reallocating the battery 10 to obtain the maximum values of T _o or N cannot be realized. In addition, the low information content of the indicator node 1 does not allow to precisely control / set the value of the electrical parameters / charge modes of the battery 10 in the process of its maintenance / charge. This is due to the fact that the indicator node 1 is made in the form of three discrete LEDs, which significantly limits the capabilities of this node to display / visualize various types of information. Also in this device there are no controls that allow you to set / change modes of operation / charge - none.

В процессе исследований установлено, что технические решения, которые при обслуживании/заряде АКБ обеспечивают возможность реализации стратегий типа РЕБ или РЦБ для повышения, соответственно, показателя Т_о или показателя N, при которых достигается, соответственно, повышение ОДАР или МДАР ПРУС, из техники не известны.In the process of research, it was found that technical solutions that, when servicing / charging a battery, provide the possibility of implementing strategies such as RB or RZB to increase, respectively, T _o or N, which achieve, respectively, an increase in ODAR or MDAR PRUS, are not known.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей известного устройства по управлению ресурсом/электрическими параметрами литиевой аккумуляторной батареи и обеспечения возможностей разгона/увеличения емкости или циклов заряда-разряда в процессе ее обслуживания/заряда, при эксплуатации в составе портативного радиоустройства для повышения его длительности автономной работы, соответственно, типа ОДАР или типа МДАР.The purpose of the utility model is to expand the functionality of the known device for managing the resource / electrical parameters of a lithium battery and providing opportunities for acceleration / increase in capacity or charge-discharge cycles during its maintenance / charge, when used as part of a portable radio device to increase its battery life, respectively, type ODAR or type MDAR.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известное устройство, состоящее из индикатора, цепи установки тока заряда (ЦУТЗ), цепи установки конечного напряжения заряда (ЦУКНЗ), контроллера заряда аккумуляторной батареи (КЗБ), датчика тока (ДТ), порта подключения аккумуляторной батареи (ППБ), термодатчика (ТД) и зарядной цепи (ЗЦ), которая своими с первого по третий портами соединена, соответственно, с источником напряжения/электропитания устройства (U_пит), с первым портом узла ДТ и с первым портом узла КЗБ, который своими со второго по шестой портами соединен, соответственно, с первым портом узла ЦУТЗ, с первым портом узла ЦУКНЗ, с выходом узла ТД, со вторым портом узла ДТ, с третьим портом узла ДТ и портом узла ППБ, и выполненное с возможностью обслуживания/заряда литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторных батарей (АКБ) с автоматическим поддержанием заданного тока и напряжения заряда, соответствующих типовому алгоритму заряда, и обеспечения безопасности заряда АКБ на основе контроля температуры и защиты ее от перенапряжения/перезаряда, дополнительно в его состав введены клавиатура и микроконтроллер (МК), который своими с первого по пятый портами соединен, соответственно, со входом индикатора, с выходом клавиатуры, со вторым портом узла ЦУТЗ, со вторым портом узла ЦУКНЗ и с седьмым портом узла КБЗ, при этом, при этом, узлы ЦУТЗ и ЦУКНЗ выполнены в виде цифровых потенциометров, обеспечивающих возможность регулировки значений ТЗ и КНЗ при выполнении процедур обслуживания/заряда (ПОЗ) узла АКБ, узел индикатора выполнен в виде дисплея, обеспечивающего возможность отображения цифровой, графической и символьной информации, необходимой для контроля данных, вводимых с клавиатуры, и отображения результатов выполнения ПОЗ узла АКБ, узел клавиатуры выполнен с возможностью ввода данных, необходимых для установки параметров ПОЗ узла АКБ, в том числе, значения зарядного тока и величины КПЗ, узел КЗБ выполнен с возможностью выполнения ПОЗ узла АКБ со значениями параметров ТЗ и КНЗ, задаваемыми узлом МК, который выполнен с возможностью функционирования по программе, обеспечивающей настройку параметров узлов ЦУТЗ и ЦУКНЗ в соответствии с типом узла АКБ и требуемым режимом его обслуживания/заряда (РОЗ), в том числе, РОЗ типа РЕБ, РЦБ или ССБ, при которых достигается, соответственно, разгон/увеличение емкости, разгон/увеличение количества циклов заряда-разряда или оптимизация соотношения между величиной емкости узла АКБ и количеством циклов его заряда-разряда, поддержку функций клавиатуры и дисплея, эмуляцию виртуального интерфейса (ВИ), обеспечивающего отображение на дисплее различных окон и меню, позволяющих осуществлять установку/управление РОЗ узла АКБ и контролировать его электрические параметры (ЭП), например, уровень заряда и значение емкости, обработку данных, полученных в процессе выполнения ПОЗ узла АКБ, и визуализацию результатов выполнения ПОЗ узла АКБ, например, отображения на дисплее значений ЭП узла АКБ и символьных и/или текстовых сообщений, обозначающих, уровень его работоспособности.This goal is achieved due to the fact that in the known device, which consists of an indicator, a circuit for setting the charge current (TsUTZ), a circuit for setting the final charge voltage (TsUKNZ), a battery charge controller (KZB), a current sensor (DT), a battery connection port battery (PPB), a temperature sensor (DT) and charging circuit (ZTS) that its first to third ports connected, respectively, to the voltage / device power source (U _pit), with a first port node DT and a first node port RESA, which is his second to second one hundred ports connected, respectively, with the first port of the TsUTZ node, with the first port of the TsUKNZ node, with the output of the TD node, with the second port of the DT node, with the third port of the DT node and the port of the PPB node, and configured to service / charge lithium-ion and lithium-polymer rechargeable batteries (BAT) with automatic maintenance of the set current and charge voltage, corresponding to the standard charging algorithm, and ensuring battery safety based on temperature control and protecting it from overvoltage / overcharging, additionally introducing we have a keyboard and a microcontroller (MK), which are connected with their first to fifth ports, respectively, with the indicator input, with the keyboard output, with the second port of the TsUTZ node, with the second port of the TsUKNZ node and with the seventh port of the KBZ node, while , the TsUTZ and TsUKNZ nodes are made in the form of digital potentiometers, which provide the ability to adjust the values of TK and KNZ during the maintenance / charge (ROS) procedures of the battery assembly, the indicator node is made in the form of a display, which provides the ability to display digital, graphic and symbolic of the information needed to control the data entered from the keyboard and display the results of the REFERENCE of the battery node, the keyboard node is configured to enter the data necessary to set the parameters of the REFERENCE of the battery node, including the value of the charging current and the value of the bullpen, the KZB node is made with the ability to perform the REFLECT of the battery node with the values of the parameters of the TK and KNZ specified by the MK node, which is made with the possibility of functioning according to the program that provides the settings of the nodes TsUTZ and TsUKNZ in accordance with the type of battery node and the required maintenance / charge (ROS) mode, including ROS type REB, RCB, or PRS, in which, respectively, acceleration / increase in capacity, acceleration / increase in the number of charge-discharge cycles, or optimization of the ratio between the capacity of the battery assembly and the number of cycles of its charge-discharge, support for keyboard and display functions, emulation of a virtual interface (VI), which displays various windows and menus on the display that allow the installation / control of the battery node of the battery and to control its electrical other parameters (EP), for example, the charge level and the value of capacitance, processing the data obtained during the execution of the POS of the battery node, and visualization of the results of the POS of the battery node, for example, displaying the values of the EP of the battery node and symbolic and / or text messages, denoting the level of its performance.

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 клавиатура и микроконтроллер (МК), который своими с первого по пятый портами соединен, соответственно, со входом индикатора, с выходом клавиатуры, со вторым портом узла ЦУТЗ, со вторым портом узла ЦУКНЗ и с седьмым портом узла КБЗ.The device also includes a keyboard and a microcontroller (MK), which is connected from the first to fifth ports, respectively, with the indicator input, with the keyboard output, with the second port of the TsUZZ node, with the second port of the TsUKNZ node and with the seventh port of the KBZ node.

Узлы ЦУТЗ и ЦУКНЗ выполнены в виде цифровых потенциометров, обеспечивающих возможность регулировки значений ТЗ и КНЗ при выполнении процедур обслуживания/заряда (ПОЗ) узла АКБ.The TsUTZ and TsUKNZ nodes are made in the form of digital potentiometers, which provide the ability to adjust the values of TK and KNZ during the maintenance / charge (RPS) procedures of the battery node.

Узел индикатора выполнен в виде дисплея, обеспечивающего возможность отображения цифровой, графической и символьной информации, необходимой для контроля данных, вводимых с клавиатуры, и отображения результатов выполнения ПОЗ узла АКБ.The indicator node is made in the form of a display, which provides the ability to display digital, graphic and symbolic information necessary to control the data entered from the keyboard and display the results of the POS of the battery node.

Узел клавиатуры выполнен с возможностью ввода данных, необходимых для установки параметров ПОЗ узла АКБ, например, величины зарядного тока и значения его КПЗ.The keyboard node is configured to enter the data necessary to set the parameters of the POS of the battery node, for example, the magnitude of the charging current and its bullpen value.

Узел КЗБ выполнен с возможностью выполнения ПОЗ узла АКБ со значениями параметров ТЗ и КНЗ, задаваемыми узлом МК.The KZB node is made with the possibility of performing the REF of the battery node with the values of the TK and KNZ parameters specified by the MK node.

Узел МК выполнен с возможностью функционирования по программе, обеспечивающей настройку параметров узлов ЦУТЗ и ЦУКНЗ в соответствии с типом узла АКБ и требуемым режимом его обслуживания/заряда (РОЗ), в том числе, РОЗ типа РЕБ, РЦБ или ССБ, при которых достигается, соответственно, разгон/увеличение емкости, разгон/увеличение количества циклов заряда-разряда или оптимизация соотношения между величиной емкости узла АКБ и количеством циклов его заряда-разряда, поддержку функций клавиатуры и дисплея, эмуляцию виртуального интерфейса (ВИ), обеспечивающего отображение на дисплее различных окон и меню, позволяющих осуществлять установку/управление РОЗ узла АКБ и контролировать его электрические параметры (ЭП), например, уровень заряда и значение емкости, обработку данных, полученных в процессе выполнения ПОЗ узла АКБ, и визуализацию результатов выполнения ПОЗ узла АКБ, например, отображения на дисплее значений ЭП узла АКБ и символьных и/или текстовых сообщений, обозначающих, уровень его работоспособности.The MK unit is configured to operate according to a program that provides the setting of the parameters of the TsUTZ and TsUKNZ nodes in accordance with the type of the battery node and the required maintenance / charge (ROS) mode, including RHEs of the type REB, RCB or PRS, at which it is achieved, respectively , acceleration / increase in capacity, acceleration / increase in the number of charge-discharge cycles or optimization of the ratio between the capacity of a battery node and the number of charge-discharge cycles, support for keyboard and display functions, emulation of a virtual interface (VI), both sintering the display on the display of various windows and menus that allow the installation / management of the ROS of the battery assembly and its electrical parameters (EP), for example, the charge level and the value of the capacitance, the processing of data received during the RPC of the battery assembly, and the visualization of the results of the ROS the battery node, for example, displaying on the display the values of the ES of the battery node and symbolic and / or text messages indicating the level of its operability.

Введение дополнительных признаков и использование новых свойств позволяет оператору/пользователю устройства осуществлять, по мере необходимости (в соответствии с решаемой задачей), установку таких режимов обслуживания/заряда узла АКБ, при которых достигается необходимое перераспределение его ресурса. Перераспределение ресурса АКБ может быть осуществлено, как упоминалось выше, согласно стратегии типа РЕБ или РЦБ. Кроме того, предусмотрена возможность оптимизации электрических параметров узла АКБ по сбалансированному отношению его емкости и количества циклов заряда-разряда, что соответствует режиму заряда узла АКБ по рекомендациям его производителя, например, при КНЗ=4.2 В. При реализации стратегии типа РЕБ, может быть достигнуто повышение показателя Т_о, обеспечивающего увеличение длительности автономной работы ПРУС типа ОДАР. При реализации же стратегии типа РЕБ, может быть достигнуто повышение показателя N, обеспечивающего увеличение длительности автономной работы ПРУС типа МДАР.The introduction of additional features and the use of new properties allows the operator / user of the device to carry out, as necessary (in accordance with the task to be solved), the installation of such maintenance / charge modes of the battery assembly, in which the necessary redistribution of its resource is achieved. Redistribution of battery life can be carried out, as mentioned above, according to a strategy such as REP or RCH. In addition, it is possible to optimize the electrical parameters of the battery assembly according to a balanced ratio of its capacity and the number of charge-discharge cycles, which corresponds to the charge mode of the battery assembly according to the recommendations of its manufacturer, for example, at a short circuit voltage of 4.2 V. When implementing a strategy like REB, can be achieved an increase in T _o , providing an increase in the battery life of a PRAR of the ODAR type. When implementing a strategy like REB, an increase in N can be achieved, which ensures an increase in the autonomous operation of a PRAR type MDAR.

Указанные признаки и свойства позволяют существенно расширить функциональные возможности устройства-прототипа, по управлению электрическими параметрами аккумуляторной батареи (АКБ) и обеспечению возможностей по разгону/увеличению ее емкости или циклов заряда-разряда, в соответствии со стратегиями типа РЕБ или РЦБ, выбираемыми/устанавливаемыми пользователем устройства в процессе обслуживания/заряда АКБ.These signs and properties allow you to significantly expand the functionality of the prototype device, to control the electrical parameters of the battery (battery) and to provide opportunities to accelerate / increase its capacity or charge-discharge cycles, in accordance with strategies such as RB or RZB, selected / installed by the user devices in the process of servicing / charging the battery.

Сочетание отличительных признаков и свойств, предлагаемого устройства контроля электрических параметров и управления режимом заряда литиевой аккумуляторной батареи, из техники не известно, поэтому оно соответствует критерию новизны. При этом, для достижения максимального эффекта по расширению функциональных возможностей известного устройства по управлению электрическими параметрами аккумуляторной батареи (АКБ) и обеспечения возможностей по разгону/увеличению ее емкости или циклов заряда-разряда, в соответствии со стратегиями типа РЕБ или РЦБ, выбираемыми /устанавливаемыми пользователем устройства в процессе обслуживания/ заряда АКБ, необходимо использовать всю совокупность отличительных признаков и свойств, указанных выше.The combination of distinguishing features and properties of the proposed device for monitoring electrical parameters and controlling the charge mode of a lithium battery is not known from the technology, therefore it meets the criterion of novelty. At the same time, in order to achieve the maximum effect on expanding the functionality of the known device for controlling the electric parameters of the battery (BAT) and providing opportunities to accelerate / increase its capacity or charge-discharge cycles, in accordance with strategies such as REB or RCB, selected / set by the user devices in the process of servicing / charging the battery, it is necessary to use the entire combination of distinctive features and properties indicated above.

Функциональная схема устройства контроля электрических параметров и управления режимом заряда литиевой аккумуляторной батареи (далее - устройство) представлена на фиг.2.A functional diagram of a device for monitoring electrical parameters and controlling the charge mode of a lithium battery (hereinafter referred to as the device) is shown in FIG. 2.

Устройство (фиг.2) состоит из дисплея 1, клавиатуры 2, цепи установки тока заряда (ЦУТЗ) 3, микроконтроллера (МК) 4, цепи установки конечного напряжения заряда (ЦУКНЗ) 5, контроллера заряда батареи (КЗБ) 6, термодатчика (ТД) 11, порта подключения аккумуляторной батареи (ППБ) 10, датчика тока (ДТ) 9 и зарядной цепи (ЗЦ) 8, которая своими с первого по третий портами соединена, соответственно, с источником электропитания устройства U_пит 7, с первым портом узла ДТ 9 и с первым портом узла КЗБ 6, который своими со второго по седьмой портами соединен соответственно, с первым портом узла ЦУТЗ 3, с первым портом узла ЦУКНЗ 5, с выходом узла ТД 11, со вторым портом узла ДТ 9, с третьим портом узла ДТ 9 и узлом ППБ 10 и с пятым портом узла МК 4, который своими с первого по четвертый портами соединен, соответственно, со входом дисплея 1, с выходом клавиатуры 2, со вторым портом узла ЦУТЗ 3 и со вторым портом узла ЦУКНЗ 5. При этом, устройство выполнено с возможностью подключения ко второму порту узла ППБ 10 и обслуживания/заряда литий-ионной/литий-полимерной аккумуляторной батареи (АКБ) 12 с автоматическим поддержанием заданного тока и напряжения заряда, соответствующих типовому алгоритму заряда, и обеспечения безопасности заряда АКБ 12 на основе контроля температуры и защиты ее от перенапряжения/перезаряда. Кроме того, узлы ЦУТЗ 3 и ЦУКНЗ 5 выполнены в виде цифровых потенциометров, обеспечивающих возможность регулировки значений ТЗ и КНЗ при выполнении процедур обслуживания/заряда (ПОЗ) узла АКБ 12. Узел индикатора 1 выполнен в виде дисплея, обеспечивающего возможность отображения цифровой, графической и символьной информации, необходимой для контроля данных, вводимых с клавиатуры, и отображения результатов выполнения ПОЗ узла АКБ 12, узел клавиатуры 2 выполнен с возможностью ввода данных, необходимых для установки параметров ПОЗ узла АКБ 12, например, величины зарядного тока и значения его КНЗ, узел КЗБ 6 выполнен с возможностью выполнения ПОЗ узла АКБ 12 со значениями параметров ТЗ и КНЗ, задаваемыми узлом МК 4, который выполнен с возможностью функционирования по программе, обеспечивающей настройку параметров узлов ЦУТЗ 3 и ЦУКНЗ 5 в соответствии с типом узла АКБ 12 и требуемым режимом его обслуживания/заряда (РОЗ), в том числе, РОЗ типа РЕБ, РЦБ или ССБ, при которых достигается, соответственно, разгон/увеличение емкости, разгон/увеличение количества циклов заряда-разряда или оптимизация соотношения величины емкости узла АКБ 12 и количества циклов его заряда-разряда, поддержку функций клавиатуры 2 и дисплея 1, эмуляцию виртуального интерфейса (ВИ), обеспечивающего отображение на дисплее 1 различных окон и меню, позволяющих осуществлять управление/установку требуемых РОЗ и контроль электрических параметров (ЭП) узла АКБ 12, например, уровня заряда и значения его емкости, обработку данных, полученных в процессе выполнения ПОЗ узла АКБ 12, и визуализацию результатов выполнения ПОЗ узла АКБ 12, например, отображения на дисплее значений ЭП узла АКБ 12 и символьных и/или текстовых сообщений, обозначающих, уровень его работоспособности.The device (figure 2) consists of a display 1, a keyboard 2, a circuit for setting the charge current (TsUTZ) 3, a microcontroller (MK) 4, a circuit for setting the final voltage of the charge (TsUKNZ) 5, a battery charge controller (KZB) 6, a temperature sensor (TD ) 11, the battery connection port (ППБ) 10, the current sensor (ДТ) 9 and the charging circuit (ЗЦ) 8, which is connected with its first to third ports, respectively, with the power supply of the device U _pit 7, with the first port of the ДТ node 9 and with the first port of the KZB node 6, which is connected with its second to seventh ports, respectively, with the first port of the TsUTZ 3 node, with the first port of the TsUKNZ 5 node, with the output of the TD 11 node, with the second port of the ДТ 9 node, with the third port of the ДТ 9 node and the ППБ 10 node, and with the fifth port of the MK 4 node, which is its own from the first to the fourth ports are connected, respectively, with the input of the display 1, with the output of the keyboard 2, with the second port of the TsUTZ 3 node and with the second port of the TsUKNZ 5 node. Moreover, the device is configured to connect to the second port of the PPB 10 node and service / charge lithium Ion / Li-polymer battery 12 with automatic back up current current and charge voltage corresponding to a typical charge algorithm, and to ensure the safety of the battery 12 based on temperature control and protecting it from overvoltage / overcharge. In addition, the nodes TsUTZ 3 and TsUKNZ 5 are made in the form of digital potentiometers, which provide the ability to adjust the values of TK and KNZ when performing maintenance / charge (ROS) procedures for the battery assembly 12. The indicator unit 1 is made in the form of a display that provides the ability to display digital, graphic and symbolic information necessary to control the data entered from the keyboard and display the results of the POS of the battery assembly 12, the keyboard node 2 is configured to enter the data necessary to set the parameters of the POS of the battery assembly 12, e.g. the example, the magnitude of the charging current and the value of its short circuit, node KZB 6 is made with the possibility of performing REFR of the node AKB 12 with the values of the parameters TK and KNZ, set by the node MK 4, which is made with the possibility of functioning according to the program, which provides configuration of the nodes TsUTZ 3 and TsUKNZ 5 in accordance with the type of battery assembly 12 and the required maintenance / charge (ROS) mode, including ROS type REB, RCB, or CSP, in which, respectively, acceleration / increase in capacity, acceleration / increase in the number of charge-discharge cycles, or optimizer the ratio of the capacity of the battery node 12 and the number of cycles of its charge-discharge, support for the functions of the keyboard 2 and display 1, emulation of the virtual interface (VI), which allows display 1 to display various windows and menus that allow you to control / install the required ROS and control electrical parameters (EP) of the battery assembly 12, for example, the charge level and the value of its capacity, processing the data obtained during the execution of the REF of the battery assembly 12, and visualization of the results of the RPC of the battery assembly 12, for example, displaying the of the EP of the battery assembly 12 and symbolic and / or text messages indicating the level of its operability.

Устройство (фиг.2) функционирует следующим образом. В основном, работа устройства аналогична работе устройства-прототипа. В исходном состоянии осуществляется подключение АКБ 12 к устройству посредством узла ППБ 10. Затем, оператор/пользователь устройства, в соответствии с паспортными данными на АКБ 12 устанавливает значение величину ТЗ и, в соответствии с решаемой задачей, устанавливает необходимый режим обслуживания/заряда АКБ 12, при котором достигается реализация требуемой стратегии по повышению/разгону емкости или количества циклов заряда-разряда АКБ 12.The device (figure 2) operates as follows. Basically, the operation of the device is similar to the operation of the prototype device. In the initial state, the battery 12 is connected to the device through the PPB 10 unit. Then, the operator / user of the device, in accordance with the passport data on the battery 12 sets the value of the TK and, in accordance with the task, sets the necessary maintenance / charge mode of the battery 12, at which the implementation of the required strategy to increase / accelerate the capacity or the number of charge-discharge cycles of the battery 12 is achieved.

Узел индикатора 1 выполнен в виде дисплея 1, что повышает его информативность, поскольку обеспечивает возможность более качественной визуализации различных видов информации, в том числе, цифровой и графической. Это позволяет пользователю устройства более качественно и надежно контролировать процесс обслуживания/заряда и состояния/режима узла АКБ 12. Совместное использование дисплея 1 и клавиатуры 2, существенно расширяет функции по управлению процессом обслуживания/заряда АКБ 12 и контролю/оценке его работоспособности. При этом, узел МК 4 функционирует по программе, обеспечивающей возможность поддержки функций дисплея 1 и клавиатуры 2 по установке и контролю режимов обслуживания/заряда АКБ 12, что обеспечивает возможность пользователю устройства устанавливать требуемый режим заряда с использованием дисплея 1 и клавиатуры 2 для реализации требуемой стратегии, например, типа РЕБ, для повышения ОДАР ПРУС, функционирующей при электропитании от АКБ 12. Узлом МК 4 реализуется простой интерфейс, предоставляющий оператору/пользователю устройства, удобные сервисы, связанные с выбором и установкой режимов обслуживания/заряда АКБ 12. Например, на дисплее 1 могут отображаться в виде меню доступные для выбора альтернативные режимы заряда АКБ 12. При этом, поддерживается возможность навигации по виртуальным меню/опциям, отображаемым на дисплее 1, с доступом к установкам, позволяющим выбрать требуемый режим заряда/обслуживания АКБ 12 с помощью клавиатуры 2. Например, с помощью интерфейса, реализуемого с помощью дисплея 1 и клавиатуры 2, при поддержке этих узлов со стороны узла МК 4, могут быть доступны для выбора/установки режимы заряда АКБ 12, обеспечивающие реализацию стратегий типа РЕБ или РЦБ или ОЕЦ, при которых обеспечивается оптимизация электрических параметров АКБ 12, соответственно, по величине емкости или по количеству циклов заряда-разряда или по сбалансированному отношению между ее емкостью и количеством циклов заряда-разряда. Поскольку узлы ЦУТЗ 3 и ЦУКНЗ 5 выполнены в виде цифровых потенциометров, обеспечивающих возможность установки/регулирования тока заряда (ТЗ) и конечного напряжения заряда (КНЗ) узла АКБ 12 по сигналам (под управлением) узла МК 4, то это обеспечивает возможность реализации требуемых режимов обслуживания/заряда различных типов АКБ 12 (литий-ионных и литий-полимерных с применением различных значений ТЗ и КНЗ).The indicator node 1 is made in the form of a display 1, which increases its information content, as it provides the opportunity for better visualization of various types of information, including digital and graphic. This allows the device user to better and more reliably control the maintenance / charge process and the state / mode of the battery assembly 12. The joint use of the display 1 and the keyboard 2, significantly expands the functions of managing the battery maintenance / charge process 12 and monitoring / evaluating its performance. In this case, the MK 4 unit operates according to a program that provides the ability to support the functions of the display 1 and keyboard 2 for setting and monitoring the service / charge modes of the battery 12, which allows the device user to set the desired charge mode using the display 1 and keyboard 2 to implement the desired strategy , for example, type REB, to increase the ODAR PRUS, which functions when powered by battery 12. The MK 4 node implements a simple interface that provides the operator / user of the device with convenient services associated with the selection and installation of maintenance / charge modes of battery 12. For example, on display 1, alternative charge modes of battery 12. accessible for selection may be displayed as a menu. Moreover, it is possible to navigate through the virtual menus / options displayed on display 1, s access to settings that allow you to select the required charge / maintenance mode of the battery 12 using the keyboard 2. For example, using the interface implemented using the display 1 and keyboard 2, with the support of these nodes from the side of the MK 4 node, you can be selected а / setting battery charging modes 12, ensuring the implementation of strategies such as REB or RCB or OEC, which optimize the electrical parameters of battery 12, respectively, in terms of capacity or in the number of charge-discharge cycles or in a balanced ratio between its capacity and the number of charge cycles -discharge. Since the nodes TsUTZ 3 and TsUKNZ 5 are made in the form of digital potentiometers, providing the ability to set / regulate the charge current (TK) and the final charge voltage (KNZ) of the battery node 12 according to the signals (under control) of the MK 4 node, this makes it possible to implement the required modes maintenance / charge of various types of batteries 12 (lithium-ion and lithium-polymer using different values of TK and KNZ).

После установки одного из режимов осуществляется запуск процедуры заряда АКБ 12 с одновременным контролем электрических параметров и отображением на дисплее 1 степени заряда, значений емкости и количества циклов заряда-разряда, которые могут быть получены при использовании текущего/установленного режима ее обслуживания/заряда.After setting one of the modes, the charging procedure of the battery 12 is started, while the electrical parameters are monitored and the degree of charge, the capacitance values and the number of charge-discharge cycles that can be obtained using the current / set maintenance / charge mode are displayed on the display 1.

Результаты обслуживания/заряда узла АКБ 12 отображаются на дисплее 1. При этом, пользователю устройства доступна дополнительная информация, например, степень заряда АКБ 12, по которой достигается эффективный контроль состояния/работоспособности батареи.The maintenance / charge results of the battery assembly 12 are displayed on display 1. In this case, additional information is available to the device user, for example, the degree of charge of the battery 12, by which effective monitoring of the battery status / performance is achieved.

Техническим результатом, достигаемым при использовании данного технического решения, является повышение емкости или количества ее циклов заряда-разряда литиевой аккумуляторной батареи (АКБ), что достигается за счет управления уровнем конечного напряжения заряда, устанавливаемого пользователем/оператором устройства в процессе обслуживания/заряда АКБ. Это позволяет осуществлять управление энергетическим ресурсом АКБ, с точки зрения разгона/увеличения емкости или количества ее циклов заряда-разряда, необходимых для реализации стратегией типа РЕБ или РЦБ, обеспечивающих повышение, соответственно, показателей ОДАР или МДАР портативных радиоустройств и систем, функционирование которых обеспечивается посредством АКБ.The technical result achieved by using this technical solution is to increase the capacity or the number of its charge-discharge cycles of a lithium battery (ACB), which is achieved by controlling the level of the final charge voltage set by the user / operator of the device during maintenance / charge of the battery. This allows you to manage the battery’s energy resource, from the point of view of acceleration / increase in capacity or the number of its charge-discharge cycles, necessary for implementing a strategy such as RB or RZB, which increase, respectively, ODAR or MDAR indicators of portable radio devices and systems, the operation of which is ensured by Battery.

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

- Шаг-2. Начало- Step 2. Start

- Шаг-2. Подготовка к работе: подключение АКБ 12 к узлу ППБ 10, инициализация узла МК 4, установка исходного состояния узла КЗБ 6 (сброс всех состояний и таймеров), установка пользователем/оператором с помощью узлов дисплея 1 и клавиатуры 2 значений тока заряда, конечного напряжения заряда или выбора стратегий типа РЕБ/РЦБ/ОЕЦ и запуск процедуры обслуживания/заряда узла АКБ 12, переход устройства в предустановочное состояние.- Step 2. Preparation for work: connecting the battery 12 to the PPB 10 node, initializing the MK 4 node, setting the initial state of the KZB 6 node (resetting all states and timers), setting the user / operator using the display nodes 1 and keyboard 2 to indicate the values of the charge current and the final charge voltage or selecting strategies of the type REB / RCH / OEC and starting the maintenance / charging procedure for the battery assembly 12, transferring the device to a preset state.

- Шаг-3. Работа устройства в режиме «предустановочного состояния»: установка и поддержание зарядного тока узла АКБ 12 величиной, составляющей 1/20 от установочного тока заряда.- Step 3. The operation of the device in the “pre-installation state” mode: installation and maintenance of the charging current of the battery assembly 12 with a value of 1/20 of the installation charge current.

- Шаг-4. Проверка: «Контроль температуры узла АКБ 12 (по данным узла ТД 11) и напряжения на узле АКБ 12». Если напряжение узле АКБ 10 выше порогового значения, установленного для отдельного элемента/аккумулятора, а температура находится в пределах +2,5°С…+47,5°С, то переход к процедуре «быстрого заряда» узла АКБ 12.- Step 4. Check: “Temperature control of the battery assembly 12 (according to the data of the TD 11 assembly) and voltage on the battery assembly 12”. If the voltage of the battery assembly 10 is higher than the threshold value set for an individual cell / battery, and the temperature is within + 2.5 ° C ... + 47.5 ° C, then go to the “fast charge” procedure of the battery assembly 12.

- Шаг-5. Проверка: Если начальное напряжение узла АКБ 12 не поднимается выше допустимого значения, то обслуживание/заряд узла АКБ 12 прекращается и на дисплей 1 выводится сообщение о невозможности зарядить узел АКБ 10 (например, на дисплее 1 отображается сообщение типа «Bad Batt»).- Step 5. Check: If the initial voltage of the battery assembly 12 does not rise above the permissible value, then the maintenance / charge of the battery assembly 12 stops and display 1 displays a message about the impossibility of charging the battery assembly 10 (for example, a message like “Bad Batt” is displayed on display 1).

- Шаг-6. Проверка температуры узла АКБ 12: Если температура узла АКБ 12 (данные с узла ТД 11) находится вне пределов допустимого диапазона ее заряда, то таймер предустановочного состояния останавливается, и при возвращении температуры в допустимые пределы, процесс заряда и работа таймера возобновляются.- Step 6. Checking the temperature of the battery assembly 12: If the temperature of the battery assembly 12 (data from the TD 11 assembly) is outside the permissible range of its charge, then the preset timer stops, and when the temperature returns to acceptable limits, the charging process and the timer work again.

- Шаг-7. Проверка: время предустановочного состояния - закончилось? - Если нет, то возврат к шагу - 6, а если да, то устройство переходит в состояние быстрого заряда и факт завершения работы устройства в режиме предустановочного состояния отображается с помощью дисплея 1 (например, на дисплее 1 отображается сообщение типа «Step №1 - ok»).- Step 7. Check: pre-installation state time - is it over? - If not, then go back to step 6, and if so, the device enters the fast charge state and the fact that the device is completed in the preset state mode is displayed using display 1 (for example, a message like “Step No. 1 - ok ").

- Шаг-8. Работа устройства в режиме «Состояние быстрого заряда». Узел АКБ 12 заряжается постоянным током до напряжения конечного заряда. На узле дисплея 1 отображается сообщение о работе устройства в режиме быстрого заряда (например, на дисплее отображается сообщение типа «Quick charge»).- Step 8. The operation of the device in the "Fast charge state" mode. The battery assembly 12 is charged with direct current to the voltage of the final charge. On the display unit 1, a message is displayed about the operation of the device in fast charge mode (for example, a message like “Quick charge” is displayed).

- Шаг-9. Проверка: Если время таймера быстрого заряда истекает до достижения верхнего напряжения АКБ 12, то ее заряд заканчивается с индикацией ошибки, которая отображается с помощью дисплея 1 (например, на дисплее 1 отображается сообщение «Step-2 - error»). На дисплей 1 выводится сообщение об уровне заряда АКБ 12, (например, на дисплее 1 отображается сообщение типа Q_batt≈85%).- Step 9. Check: If the fast charge timer expires before the upper voltage of battery 12 is reached, then its charge ends with an error indication, which is displayed using display 1 (for example, “Step-2 - error” is displayed on display 1). Display 1 displays a message about the charge level of battery 12, (for example, display 1 displays a message like Q _batt ≈85%).

- Шаг-10. Проверка тока заряда: Если ток заряда АКБ 8 падает до величины, составляющей 1/10 от тока в состоянии быстрого заряда или истекает время работы таймера, устройство переходит в состояние завершение заряда.- Step 10. Checking the charge current: If the charge current of the battery 8 drops to a value of 1/10 of the current in the fast charge state or the timer expires, the device enters the charge end state.

- Шаг-11. Проверка достижения конечного напряжения заряда. Отключение заряда АКБ 12 происходит по достижении установленного оператором устройства конечного напряжения заряда. В последнем состоянии заряд АКБ 8 идет до достижении конечного напряжения заряда либо до истечении времени работы таймера этого состояния. После завершения этих условий процедура обслуживания/заряда АКБ 12 завершается.- Step 11. Checking the achievement of the final charge voltage. The charge of the battery 12 is turned off after reaching the final charge voltage set by the device operator. In the latter state, the battery 8 is charged until the final charge voltage is reached or until the timer expires. After the completion of these conditions, the maintenance / charge procedure of the battery 12 is completed.

- Шаг-12. Завершение заряда узла АКБ 12: вывод на дисплей 1 сообщения о факте завершения заряда узла АКБ 12 (например, «Charge - fall»).- Step 12. Completion of charge of battery assembly 12: displaying on display 1 a message about the fact of completion of charging of battery assembly 12 (for example, “Charge - fall”).

- Шаг-13. Конец.- Step 13. The end.

При создании предлагаемого технического решения узлы КЗБ 6, ЗЦ 8, ДТ 9, ППБ 10 и ТД 11 могут быть аналогичными соответствующим признакам и свойствам прототипа и не требуют значительной доработки при его реализации. Также узел КЗБ 6 может быть реализован на основе микросхем типа МАХ 1758 [Л13], имеющих встроенный ШИМ-контроллер и обеспечивающих функции высокоэффективного DC/DC преобразователя, который осуществляет преобразование входного напряжения в требуемые для заряда ток и напряжение заряда.When creating the proposed technical solution, the nodes of KZB 6, ZTs 8, DT 9, PPB 10 and TD 11 can be similar to the corresponding signs and properties of the prototype and do not require significant improvements in its implementation. Also, the KZB 6 node can be implemented on the basis of type MAX 1758 [L13] microcircuits, which have an integrated PWM controller and provide the functions of a high-efficiency DC / DC converter that converts the input voltage into the current and charge voltage required for the charge.

Узел ДТ 9 также может быть реализован на основе датчиков для измерения тока компании National Semiconductor, типа LM3824MM-1,0 [Л14], представляющих собой миниатюрные микросхемы для измерения тока с ШИМ-выходом, которые позволяют реализовать достаточно точный измеритель тока, легко сопрягаемый с узлом МК 4 и избежать применения шунта и АЦП. Эти изделия отличаются тем, что содержат интегрированный токоизмерительный шунт, измеряемый ток усредняется на достаточном интервале (6-50 мс), скважность импульсов на ШИМ-выходе изменяется дискретно (количество градаций равно 1024), схема измерения чувствительна к направлению тока, протекающего через внутренний шунт, кроме того, микросхемы этого семейства могут быть включены в плюсовую цепь «верхнее включение», либо в минусовую «нижнее включение», что упрощает схемотехнические решения, используемые при реализации узла ДТ 9.The DT 9 node can also be implemented on the basis of National Semiconductor current measuring sensors, such as LM3824MM-1,0 [L14], which are miniature microcircuits for measuring current with a PWM output, which make it possible to implement a fairly accurate current meter that is easily interfaced with node MK 4 and to avoid the use of a shunt and ADC. These products are characterized in that they contain an integrated current-measuring shunt, the measured current is averaged over a sufficient interval (6-50 ms), the duty cycle of the pulses at the PWM output varies discretely (the number of gradations is equal to 1024), the measurement circuit is sensitive to the direction of the current flowing through the internal shunt in addition, microcircuits of this family can be included in the positive circuit “upper inclusion” or in the negative “lower inclusion”, which simplifies the circuitry solutions used in the implementation of the DT 9 unit.

Узел МК 4 может быть реализован на основе PIC-контроллеров, известных из [Л15, Л16].Node MK 4 can be implemented on the basis of PIC-controllers, known from [L15, L16].

Узлы дисплея 1 и клавиатуры 2 могут быть реализованы на основе миниатюрных технических решений, широко используемых в мобильных телефонах, плеерах и других портативных устройствах.The nodes of the display 1 and keyboard 2 can be implemented on the basis of miniature technical solutions widely used in mobile phones, players and other portable devices.

Узлы ЦУТЗ 3 и ЦУКНЗ 5 могут быть реализованы на основе цифровых потенциометров, выполненных в виде микросхем компании MAXIM-DALLAS типа DS1855 [Л17], отличающихся монолитным исполнением с интеграцией в одном корпусе нескольких (до шести) потенциометров, имеющих как линейные, так и логарифмические характеристики, возможностью управления от микропроцессора, сохранением установок параметров при отключении питания. По существу, эти изделия представляют собой линейку из последовательно соединенных резисторов с управляемым положением токосъема посредством внешнего интерфейса. Закон зависимости значения сопротивления от положения "движка" может быть линейным, логарифмическим, а также программируемым пользователем. Монолитное исполнение с цифровым регулированием позволяет уменьшить мощность потребления, улучшить массогабаритные и эксплуатационные характеристики предлагаемого устройства.The TsUTZ 3 and TsUKNZ 5 nodes can be implemented on the basis of digital potentiometers made in the form of MAXIM-DALLAS microchips of the DS1855 type [L17], which differ in monolithic design with the integration of several (up to six) potentiometers with linear and logarithmic characteristics, the ability to control from the microprocessor, saving parameter settings when the power is turned off. Essentially, these products are a line of series-connected resistors with a controlled current collector position through an external interface. The law of dependence of the resistance value on the position of the "engine" can be linear, logarithmic, and also programmable by the user. A monolithic design with digital control allows you to reduce power consumption, improve the overall dimensions and performance of the proposed device.

Для реализации алгоритмов, необходимых для функционирования узла МК 1, могут быть использованы процедуры, известные из авторских программ для ЭВМ [Л18-Л21].To implement the algorithms necessary for the operation of the MK 1 unit, procedures known from the author's computer programs [L18-L21] can be used.

Для реализации основных узлов предлагаемого устройства могут быть также использованы решения, известные из авторских изобретений и полезных моделей [Л22-Л25].To implement the main nodes of the proposed device can also be used solutions known from copyright inventions and utility models [L22-L25].

На основе приведенных данных можно заключить, что предлагаемое устройство контроля электрических параметров и управления режимом заряда литиевой аккумуляторной батареи, за счет использования указанных выше отличительных признаков и свойств и реализации достигаемого технического результата, позволяет существенно расширить функциональные возможности известного устройства-прототипа, связанные с управлением электрическими параметрами аккумуляторной батареи (АКБ), в том числе, по разгону/увеличению емкости или циклов ее заряда-разряда (АКБ) в соответствии со стратегиями типа РЕБ или РЦБ, выбираемыми/устанавливаемыми пользователем устройства в процессе обслуживания/заряда АКБ. Это позволяет успешно решить поставленную задачу, связанную с увеличением длительности автономной работы ПРУС от упомянутой АКБ, без увеличения ее габаритов и веса.Based on the above data, we can conclude that the proposed device for monitoring electrical parameters and controlling the charge mode of a lithium battery, 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 associated with the control of electric parameters of the battery (battery), including overclocking / increasing capacity or its charge-discharge cycles a (battery) in accordance with strategies such as REB or RC, selected / installed by the user of the device during maintenance / charge of the battery. This allows you to successfully solve the problem associated with increasing the battery life of the PRUS from the mentioned battery without increasing its size and weight.

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 предлагаемого устройства контроля электрических параметров и управления режимом заряда литиевой аккумуляторной батареи изготовлены, экспериментально испытаны и могут быть использованы при создании серийных образцов. Производимые изделия могут быть использованы для обслуживания/заряда литиевых аккумуляторных батарей, устанавливаемых в портативные радиоустройства и системы, к которым предъявляются повышенные требования по длительности автономной работы типа ОДАР или МДАР, при жестких ограничениях по массе и габаритам.The main nodes of the proposed device for monitoring electrical parameters and controlling the charge mode of a lithium battery are manufactured, experimentally tested and can be used to create serial samples. The manufactured products can be used for servicing / charging lithium rechargeable batteries installed in portable radio devices and systems, which are subject to increased requirements for the battery life of the ODAR or MDAR type, under severe restrictions on weight and dimensions.

Таким образом, разработанное авторами устройства, обеспечивает успешное решение поставленной задачи, связанной с повышением длительности работы типа ОДАР или МДАР портативных устройств и систем от автономных источников электропитания типа литиевых аккумуляторных батарей, особенно, при наличии жестких требований к ним по массе и габаритам. Решение поставленной задачи достигается на основе применения к АКБ таких режимов обслуживания/заряда, при которых реализуется перераспределение ее ресурса в соответствии со стратегией типа РЕБ или РЦБ, обеспечивающих, соответственно, максимизацию/повышение показателя аккумуляторной батареи Т_о или N. На основе увеличении показателя Т_о или N достигается, соответственно, увеличение ОДАР или МДАР ПРУС, автономная работа которых обеспечивается узлом АКБ.Thus, the device developed by the authors ensures a successful solution of the problem associated with increasing the duration of operation of the ODAR or MDAR type of portable devices and systems from autonomous power sources such as lithium rechargeable batteries, especially if there are strict requirements for them in weight and dimensions. The solution to this problem is achieved by applying to the battery such service / charge modes in which its resource is redistributed in accordance with a strategy such as REB or RCB, which, respectively, maximize / increase the battery indicator T _o or N. Based on the increase in T _o or N, respectively, an increase in the ODAR or MDAR PRUS is achieved, the autonomous operation of which is ensured by the battery unit.

Предлагаемое устройство контроля электрических параметров и управления режимом заряда литиевой аккумуляторной батареи будет широко востребовано для обслуживания/заряда литиевых аккумуляторных батарей, преимущественно литий-ионных и литий-полимерных, устанавливаемых в портативные радиоустройства и системы (ПРУС), особенно для применений, где требуется обеспечить повышение длительности автономной работы ПРУС без увеличения их веса и габаритов.The proposed device for monitoring electrical parameters and controlling the charge mode of a lithium battery will be widely in demand for servicing / charging lithium batteries, mainly lithium-ion and lithium-polymer, installed in portable radio devices and systems (PRUS), especially for applications where it is necessary to provide an increase the battery life of PRUS without increasing their weight and dimensions.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИUSED SOURCES

1. Study of life evaluation methods for Li-ion batteries for backup applications, Kaoru Asakuraa, Makoto Shimomurab, Takahisa Shodaiaa, NTT Telecommunications Energy Laboratories, 3-1 Morinosato, Wakamiya, Atsugishi, Kanagawaken 243-0198, Japan NTT-BTI, Journal of Power Sources 119-121 (2003) 902-905, http://144.206.159.178/ft/641/92454/1607542.pdf1. Study of life evaluation methods for Li-ion batteries for backup applications, Kaoru Asakuraa, Makoto Shimomurab, Takahisa Shodaiaa, NTT Telecommunications Energy Laboratories, 3-1 Morinosato, Wakamiya, Atsugishi, Kanagawaken 243-0198, Japan NTT-BTI, Journal of Power Sources 119-121 (2003) 902-905, http://144.206.159.178/ft/641/92454/1607542.pdf

2. Срок службы литиевых аккумуляторов, http://www.fclab.ru/2. The service life of lithium batteries, http://www.fclab.ru/

3. Как продлить срок службы ионно-литиевой батареи, http://www.greg.su/2010/05/kak-prodlit-srok-sluzhby-ionno-litievym-batareyam/3. How to extend the life of a lithium-ion battery, http://www.greg.su/2010/05/kak-prodlit-srok-sluzhby-ionno-litievym-batareyam/

4. Заряд Li-ion аккумуляторов, http://www.powerinfo.ru/accumulator-liion.4. The charge of Li-ion batteries, http://www.powerinfo.ru/accumulator-liion.

5. Некоторые особенности выбора и эксплуатации аккумуляторных батарей. Способы заряда, http://www.russianelectronics.ru/5. Some features of the selection and operation of batteries. Charge methods, http://www.russianelectronics.ru/

6. Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы. Заряд Li-ion аккумуляторов. http://profitoolinfo.ru/articles/3796/6. Lithium-ion (Li-ion) batteries. Charge Li-ion batteries. http://profitoolinfo.ru/articles/3796/

7. Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы. Заряд Li-ion аккумуляторов. http://profitoolinfo.ru/articles/3796/7. Lithium-ion (Li-ion) batteries. Charge Li-ion batteries. http://profitoolinfo.ru/articles/3796/

8. Устройство для зарядки батарей, заявка на изобретение №2008138164/09 от 08.03.2007 г., дата публикации заявки: 10.05.2010 г.8. Device for charging batteries, application for invention No. 2008138164/09 of 08.03.2007, date of publication of the application: 05/10/2010.

9. Правила эксплуатации литиевых аккумуляторов, http://4pda.ru/2008/10/08/1155/9. Rules for the operation of lithium batteries, http://w3bsit3-dns.com.ru/2008/10/08/1155/

10. Некоторые особенности выбора и эксплуатации аккумуляторных батарей. Литий-ионные АБ. Зарядные устройства. http://www.russianelectronics.ru/leader-r/pechat/40476/10. Some features of the selection and operation of batteries. Li-ion batteries. Charging device. http://www.russianelectronics.ru/leader-r/pechat/40476/

11. Зарядное устройство Robiton Арт. SmartCharger Plus http://www.robiton.ru/files/Robiton%20SmartCharger%20Plus.pdf11. Charger Robiton Art. SmartCharger Plus http://www.robiton.ru/files/Robiton%20SmartCharger%20Plus.pdf

12. Stand-Alone, Switch-Mode Li + Battery Charger with Internal 28V Switch, Maxim Integrated Products, http://pdf.eicom.ru/datasheets/maxim_pdfs/max1758/max1758.pdf, Figure 1. Typical Application Circuit.12. Stand-Alone, Switch-Mode Li + Battery Charger with Internal 28V Switch, Maxim Integrated Products, http://pdf.eicom.ru/datasheets/maxim_pdfs/max1758/max1758.pdf, Figure 1. Typical Application Circuit.

13. Микросхема МАХ1758, Stand-Alone, Switch-Mode Li + Battery Charger with Internal 28V Switch, Компании Maxim Integrated Products, http://pdf.eicom.ru/datasheets/maxim_pdfs/max1758/max1758.pdf13. Microcircuit MAX1758, Stand-Alone, Switch-Mode Li + Battery Charger with Internal 28V Switch, Maxim Integrated Products, http://pdf.eicom.ru/datasheets/maxim_pdfs/max1758/max1758.pdf

14. Датчики для измерения тока, http://www.rtcs.ru/hwsubtype.asp?id=20414. Sensors for measuring current, http://www.rtcs.ru/hwsubtype.asp?id=204

15. Обзор PIC-контроллеров, http://elanina.narod.ru/lanina/index.files/avrpic15. Overview of PIC controllers, http://elanina.narod.ru/lanina/index.files/avrpic

16. Семейство микроконтроллеров PIC18FX5XX с поддержкой шины USB2.0, http://www.trt.ru/products/microchip/pic18_2.htm16. The family of microcontrollers PIC18FX5XX with support for USB2.0, http://www.trt.ru/products/microchip/pic18_2.htm

17. Цифровые потенциометры, http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Maxim/dp/17. Digital potentiometers, http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Maxim/dp/

18. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Менеджер сенсора», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009610444 от 20.11.2008 г.18. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, “Sensor Manager” computer program, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20099610444 dated November 20, 2008

19. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа приема и обработки аналоговых сигналов», Свидетельство о регистрации в ФИПС РФ №2011610486 от 11.01.2011 г.19. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Program for the reception and processing of analog signals,” Certificate of Registration with the FIPS of the Russian Federation No. 20111610486 dated January 11, 2011

20. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Менеджер преобразователя напряжения», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2008614983 от 16 октября 2008 г.20. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Voltage Converter Manager”, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20088614983 dated October 16, 2008

21. 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.21. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Program for Automated Data Processing”, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20099613019 dated June 10, 2009

22. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №98641 «Устройство заряда никель-кадмиевых аккумуляторов и контроля их работоспособности», зарегистрирован от 20 октября 2010 г.22. 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”, registered on October 20, 2010

23. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №114226 «Устройство обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности», зарегистрирован от 10 марта 2012 г.23. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Patent for utility model No. 114226 “Battery maintenance device and its operability control”, registered on March 10, 2012.

24. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №114227 «Устройство заряда аккумулятора и защиты его от перегрузок», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 марта 2012 г.24. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Patent for utility model No. 114227 “Battery charge device and protect it from overloads”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on March 10, 2012

25. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №114228 «Устройство заряда элемента аккумулятора с ограничением и сигнализацией его токовых прегрузок», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей РФ 10.03.2012 г.25. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Utility Model Patent No. 1144228 “Charging a battery cell with restriction and signaling of its current overloads”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on 10.03.2012.

Claims

A device for monitoring electrical parameters and controlling the charge mode of a lithium battery, consisting of an indicator, a circuit for setting the charge current (TsUTZ), a circuit for setting the final charge voltage (TsUKNZ), a battery charge controller (KZB), a current sensor (DT), and a battery connection port (ППБ), temperature sensor (ТД) and charging circuit (ЗЦ), which is connected by its first to third ports with a voltage source, to the first port of the DT node and to the first port of the KZB node, which is its second to sixth ports It is connected respectively with the first port of the TsUTZ node, with the first port of the TsUKNZ node, with the output of the TD node, with the second port of the DT node, with the third port of the DT node and the PPB node, and configured to safely service / charge lithium-ion and lithium-polymer battery packs batteries (BAT), characterized in that it includes an additional keyboard and microcontroller (MK), which are connected from the first to fifth ports, respectively, with the indicator input, with the keyboard output, with the second port of the TsUTZ node, with the second port of the TsUKNZ node and with se the seventh port of the KZB node, while the TsUTZ and TsUKNZ nodes are made in the form of digital potentiometers that provide the ability to adjust the values of the charge current (TK) and the final charge voltage (KNZ) when performing maintenance / charge (RPS) procedures for the battery node, the indicator node is made in the form a display that provides the ability to display digital, graphic and symbolic information necessary to control data entered from the keyboard and display the results of the REFERENCE of the battery assembly, the keyboard assembly is configured to input data, n the parameters required for setting the REF of the battery assembly, including the values of TK and the bullpen, the KZB node is configured to run the RPC of the battery assembly with the values of the parameters of the TK and the bullpen specified by the MK assembly, which is configured to operate according to the program that configures the parameters of the TsUTZ nodes and TSUKNZ in accordance with the type of battery assembly and the required mode of its maintenance / charge (ROS), including ROS of the type REB, RCB or PRS, in which acceleration / increase in capacity, acceleration / increase in the number of charge-cycle cycles are achieved charge or optimization of the ratio between the capacity of the battery node and the number of charge-discharge cycles, support for keyboard and display functions, emulation of a virtual interface that displays various windows and menus on the display, allowing the installation and management of the battery node of the battery and control its electrical parameters ( EP), for example, the level of charge and the value of the capacity of the battery node, the processing of data obtained during the execution of the REF of the battery node, and the visualization of the results of the performance of the RLP of the battery node, including EP expressions on the display unit battery and character and / or text messages, values indicating the level of his performance.