RU154386U1 - DEVICE FOR RESTORING BATTERY CAPACITY - Google Patents

DEVICE FOR RESTORING BATTERY CAPACITY Download PDF

Info

Publication number
RU154386U1
RU154386U1 RU2015107902/07U RU2015107902U RU154386U1 RU 154386 U1 RU154386 U1 RU 154386U1 RU 2015107902/07 U RU2015107902/07 U RU 2015107902/07U RU 2015107902 U RU2015107902 U RU 2015107902U RU 154386 U1 RU154386 U1 RU 154386U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
output
input
battery
information
Prior art date
Application number
RU2015107902/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Вергелис
Алексей Николаевич Морозов
Анатолий Тимофеевич Левин
Сергей Николаевич Слепов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2015107902/07U priority Critical patent/RU154386U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU154386U1 publication Critical patent/RU154386U1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Устройство восстановления емкости аккумуляторных батарей, состоящее из источника электроэнергии переменного тока, блока заряда-разряда аккумуляторной батареи (АБ), включающего в себя преобразователь напряжения переменного тока, датчик тока заряда, датчик напряжения заряда, микроконтроллер, коммутационный аппарат и нагрузочный элемент (резистор), коммутационного аппарата цепи питания нагревательного элемента, блока переключения цепи заряда АБ, блока автоматического контроля и управления, акустического сигнализатора, цифрового светового табло и термоизоляционного корпуса, внутри которого размещены нагревательный элемент, аккумуляторная батарея и термозависимый датчик напряжения, при этом вход-выход источника электроэнергии переменного тока по силовой цепи соединен с входом-выходом преобразователя напряжения переменного тока блока заряда-разряда аккумуляторной батареи (АБ), выход которого соединен со входом датчика тока заряда, выход которого соединен со входом датчика напряжения заряда, информационный выход датчика тока заряда соединен с первым информационным входом микроконтроллера, второй информационный вход которого соединен с выходом датчика напряжения заряда, выход датчика тока заряда соединен также со входами коммутационного аппарата, выход которого соединен со входом цепи питания нагревательного элемента, и блока переключения цепи заряда АБ, выход которого соединен со входом аккумуляторной батареи, информационный выход микроконтроллера соединен с первым информационным входом блока автоматического контроля и управления, второй и третий информационные входы которого соединены с иA device for recovering the capacity of batteries, consisting of an AC power source, a battery charge-discharge unit (AB), which includes an AC voltage converter, a charge current sensor, a charge voltage sensor, a microcontroller, a switching device and a load element (resistor), the switching device of the heating element power supply circuit, the AB charge circuit switching unit, the automatic monitoring and control unit, the acoustic signaling device, the digital light display and the thermal insulation case, inside which the heating element, the battery and the temperature-dependent voltage sensor are located, while the input-output of the AC power source current through the power circuit is connected to the input-output of the AC voltage converter of the battery charge-discharge unit (AB), the output of which is connected to the input of the charge current sensor, the output of which is connected to the input of the charge voltage sensor, the information output of the charge current sensor is connected to the first information input of the microcontroller, the second information input of which is connected to the output of the charge voltage sensor, the output of the charge current sensor is also connected to the inputs of the switching device, the output of which is connected to the input of the heating element supply circuit, and the AB charge circuit switching unit , the output of which is connected to the battery input, the information output of the microcontroller is connected to the first information input of the automatic monitoring and control unit, the second and third information inputs of which are connected to and

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве устройства заряда и восстановления емкости различных типов герметичных аккумуляторных батарей, применяемых в переносных, подвижных, стационарных средствах связи и других областях применения.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as a device for charging and restoring the capacity of various types of sealed batteries used in portable, mobile, stationary communications and other applications.

Выпускаемые промышленностью аккумуляторные батареи (АБ), не требующие обслуживания, например, герметичные никель-кадмиевые, могут длительное время эксплуатироваться лишь в условиях положительных температур окружающей среды, при которых получают оптимальные зарядные и разрядные характеристики аккумуляторных батарей и полностью восстанавливать разрядную емкость [1, 2].Industry-produced rechargeable batteries (AB) that do not require maintenance, for example, sealed nickel-cadmium batteries, can be used for a long time only under conditions of positive ambient temperatures, at which they obtain optimal charging and discharge characteristics of the batteries and completely restore the discharge capacity [1, 2 ].

Однако известные устройства заряда становятся малоэффективными при заряде и восстановлении емкости аккумуляторных батарей, эксплуатируемых в условиях отрицательной температуры окружающей среды.However, the known charge devices become ineffective when charging and restoring the capacity of rechargeable batteries operated in conditions of negative ambient temperature.

Необходимость заряда и восстановления емкости аккумуляторных батарей при отрицательной температуре вызвана тем, что они могут эксплуатироваться в полевых условиях вдали от населенных пунктов, в труднодоступных местах (районах), где отсутствуют стационарные источники электроэнергии и соответственно возможность заряда аккумуляторных батарей при положительных температурах в отапливаемых помещениях.The need to charge and restore the capacity of rechargeable batteries at negative temperatures is caused by the fact that they can be operated in the field, far from settlements, in hard-to-reach places (areas) where there are no stationary sources of electricity and, accordingly, the possibility of recharging rechargeable batteries at positive temperatures in heated rooms.

Проведенный поиск по патентной литературе и общедоступным источникам не выявил аналогичных технических решений поставленной задачи. Таким образом, предложенная совокупность признаков полезной модели соответствует критерию «новизна», а используемые в нем узлы, блоки и элементы широко известны в литературе [1, 2], что подтверждает возможность промышленной реализации предлагаемого устройства восстановления емкости аккумуляторных батарей.A search of patent literature and publicly available sources did not reveal similar technical solutions to the problem. Thus, the proposed set of features of the utility model meets the criterion of "novelty", and the nodes, blocks and elements used in it are widely known in the literature [1, 2], which confirms the possibility of industrial implementation of the proposed device for restoring the capacity of rechargeable batteries.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что устройство восстановления емкости аккумуляторных батарей состоит из источника электроэнергии переменного тока, блока заряда-разряда аккумуляторной батареи (АБ), включающего в себя преобразователь напряжения переменного тока, датчик тока заряда, датчик напряжения заряда, микроконтроллер, коммутационный аппарат и нагрузочный элемент (резистор), коммутационного аппарата цепи питания нагревательного элемента, блока переключения цепи заряда АБ, блока автоматического контроля и управления, акустического сигнализатора, цифрового светового табло и термоизоляционного корпуса, внутри которого размещены нагревательный элемент, аккумуляторная батарея и термозависимый датчик напряжения, при этом вход-выход источника электроэнергии переменного тока по силовой цепи соединен с входом-выходом преобразователя напряжения переменного тока блока заряда-разряда аккумуляторной батареи (АБ), выход которого соединен со входом датчика тока заряда, выход которого соединен со входом датчика напряжения заряда, информационный выход датчика тока заряда соединен с первым информационным входом микроконтроллера, второй информационный вход которого соединен с выходом датчика напряжения заряда, выход датчика тока заряда соединен также со входами коммутационного аппарата, выход которого соединен со входом цепи питания нагревательного элемента, и блока переключения цепи заряда АБ, выход которого соединен со входом аккумуляторной батареи, информационный выход микроконтроллера соединен с первым информационным входом блока автоматического контроля и управления, второй и третий информационные входы которого соединены с информационными входами соответственно коммутационного аппарата цепи питания нагревательного элемента и блока переключения цепи заряда АБ, вход цепи питания блока автоматического контроля и управления соединен с выходом преобразователя напряжения переменного тока, информационный выход аккумуляторной батареи соединен с информационным входом коммутационного аппарата блока заряда-разряда АБ, выход которого соединен со входом нагрузочного элемента (резистора), и с четвертым информационным входом блока автоматического контроля и управления, первый, второй, третий, четвертый и пятый управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно коммутационного аппарата блока заряда-разряда АБ, коммутационного аппарата цепи питания нагревательного элемента, блока переключения цепи заряда АБ, акустического сигнализатора и цифрового светового табло, информационный выход термозависимого датчика напряжения соединен с пятым информационным входом блока автоматического контроля и управления.The essence of the proposed utility model lies in the fact that the battery capacity recovery device consists of an alternating current electric power source, a rechargeable battery (AB) charge-discharge unit, including an alternating current voltage converter, a charge current sensor, a charge voltage sensor, a microcontroller, a switching apparatus and load element (resistor), switching apparatus of the power circuit of the heating element, block of switching the charge circuit AB, automatic control unit control, an acoustic signaling device, a digital light board and a heat-insulating case, inside which a heating element, a rechargeable battery and a temperature-dependent voltage sensor are placed, while the input-output of an alternating current electric power source is connected to the input-output of an AC voltage converter of a charge-discharge unit battery (AB), the output of which is connected to the input of the charge current sensor, the output of which is connected to the input of the charge voltage sensor, information the output of the charge current sensor is connected to the first information input of the microcontroller, the second information input of which is connected to the output of the charge voltage sensor, the output of the charge current sensor is also connected to the inputs of the switching device, the output of which is connected to the input of the power circuit of the heating element, and the charge circuit switching unit AB, the output of which is connected to the input of the battery, the information output of the microcontroller is connected to the first information input of the automatic control and control unit, in the second and third information inputs of which are connected to the information inputs of the switching apparatus of the power circuit of the heating element and the charge circuit switching unit AB, the input of the power circuit of the automatic control and control unit is connected to the output of the AC voltage converter, the information output of the battery is connected to the information input of the switching device block charge-discharge AB, the output of which is connected to the input of the load element (resistor), and with the fourth in the input input of the automatic control and control unit, the first, second, third, fourth and fifth control outputs of which are connected to the control inputs of the switching device of the charge-discharge unit AB, the switching device of the power circuit of the heating element, the switching unit of the charge circuit AB, an acoustic signaling device and a digital light panel, the information output of the temperature-dependent voltage sensor is connected to the fifth information input of the automatic control and control unit.

Предлагаемое устройство восстановления емкости аккумуляторных батарей изготавливается из стандартных элементов и функционально-законченных узлов электротехники и вычислительной техники, которые серийно выпускаются промышленностью. Он собирается с помощью стандартного оборудования и не требует дополнительного технического творчества, что особенно важно при серийном производстве. Поэтому предлагаемая полезная модель удовлетворяет критерию промышленной применимости.The proposed device for restoring the capacity of rechargeable batteries is made of standard elements and functionally-completed units of electrical and computer technology, which are commercially available from industry. It is assembled using standard equipment and does not require additional technical creativity, which is especially important in mass production. Therefore, the proposed utility model meets the criterion of industrial applicability.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства восстановления емкости аккумуляторных батарей.The drawing shows a structural electrical diagram of a device for restoring battery capacity.

Устройство восстановления емкости аккумуляторных батарей содержит источник 1 электроэнергии переменного тока, блок 2 заряда-разряда аккумуляторной батареи (АБ), состоящий из преобразователя 3 напряжения переменного тока, датчика 4 тока заряда, датчика 5 напряжения заряда, микроконтроллера 6, коммутационного аппарата 7 и нагрузочного элемента (резистора) 8, коммутационный аппарат 9 цепи питания нагревательного элемента, блок 10 переключения цепи заряда аккумуляторной батареи, блок 11 автоматического контроля и управления, акустический сигнализатор 12, цифровое световое табло 13, термоизоляционный корпус 14, внутри которого размещены нагревательный элемент 15, аккумуляторная батарея 16 и термозависимый датчик 17 напряжения.The battery capacity recovery device comprises an AC electric power source 1, a battery charge-discharge unit (AB) 2, consisting of an AC voltage converter 3, a charge current sensor 4, a charge voltage sensor 5, a microcontroller 6, a switching device 7, and a load cell (resistor) 8, switching device 9 of the power circuit of the heating element, block 10 switching the charge circuit of the battery, block 11 of automatic control and management, acoustic signal izator 12, digital light panel 13, insulating body 14, inside which are placed the heating element 15, battery 16 and the temperature-dependent voltage sensor 17.

Вход-выход источника 1 электроэнергии переменного тока по силовой цепи соединен с преобразователем 3 напряжения переменного тока блока 2 заряда-разряда АБ, выход которого соединен со входом датчика 4 тока заряда, выход которого соединен со входом датчика 5 напряжения заряда, информационный выход датчика 4 тока заряда соединен с первым информационным входом микроконтроллера 6, второй информационный вход которого соединен с выходом датчика 5 напряжения заряда.The input-output of the source of AC electric power 1 through the power circuit is connected to the AC voltage converter 3 of the charge-discharge unit 2 of the battery AB, the output of which is connected to the input of the charge current sensor 4, the output of which is connected to the input of the charge voltage sensor 5, the information output of the current sensor 4 charge is connected to the first information input of the microcontroller 6, the second information input of which is connected to the output of the charge voltage sensor 5.

Выход датчика тока 4 заряда соединен также со входами коммутационного аппарата 9, выход которого соединен со входом цепи питания нагревательного элемента 15, и блока 10 переключения цепи заряда АБ, выход которого соединен со входом аккумуляторной батареи 16, размещенных в термоизоляционном корпусе. Информационный выход микроконтроллера 6 соединен с первым информационным входом блока 11 автоматического контроля и управления, второй и третий информационные входы которого соединены с информационными входами соответственно коммутационного аппарата 9 цепи питания нагревательного элемента и блока 10 переключения цепи заряда АБ, вход цепи питания блока 11 автоматического контроля и управления соединен с выходом преобразователя 3 напряжения переменного тока, информационный выход аккумуляторной батареи 16 соединен с информационным входом коммутационного аппарата 7 блока 2 заряда-разряда АБ, выход которого соединен со входом нагрузочного элемента (резистора) 8, и с четвертым информационным входом блока 11 автоматического контроля и управления, первый, второй, третий, четвертый и пятый управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно коммутационного аппарата 7 блока 2 заряда-разряда АБ, коммутационного аппарата 9 цепи питания нагревательного элемента 15, блока 10 переключения цепи заряда АБ, акустического сигнализатора 12 и цифрового светового табло 13, информационный выход термозависимого датчика 17 напряжения соединен с пятым информационным входом блока 11 автоматического контроля и управления.The output of the current sensor 4 of the charge is also connected to the inputs of the switching apparatus 9, the output of which is connected to the input of the power circuit of the heating element 15, and the block 10 of switching the charge circuit AB, the output of which is connected to the input of the battery 16, placed in a heat-insulating casing. The information output of the microcontroller 6 is connected to the first information input of the automatic control and control unit 11, the second and third information inputs of which are connected to the information inputs of the switching device 9 of the power supply circuit of the heating element and the charge circuit switching unit 10 of the battery, the power circuit input of the automatic control unit 11 and the control is connected to the output of the AC voltage converter 3, the information output of the battery 16 is connected to the information input the switching apparatus 7 of the AB charge-discharge unit 2, the output of which is connected to the input of the load element (resistor) 8, and to the fourth information input of the automatic control and control unit 11, the first, second, third, fourth and fifth control outputs of which are connected to the control inputs respectively, of the switching apparatus 7 of the AB charge-discharge unit 2, the switching apparatus 9 of the power circuit of the heating element 15, the switching unit 10 of the AB charge circuit, the acoustic signaling device 12 and the digital light board 13 , the information output of the temperature-dependent voltage sensor 17 is connected to the fifth information input of the automatic monitoring and control unit 11.

В качестве источника 1 электроэнергии переменного тока может быть использована сеть трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В или автономный электроагрегат переменного тока напряжением 220 В.As a source of 1 electric power of alternating current, a three-phase alternating current network of voltage 380/220 V or an autonomous electrical unit of alternating current voltage of 220 V. can be used.

Микроконтроллер 6 предназначен для нормирования величины тока и напряжения заряда, подаваемого для контроля на блок 11 автоматического контроля и управления, осуществляющего управление всеми процессами разряда и заряда АБ.The microcontroller 6 is designed to normalize the magnitude of the current and voltage of the charge supplied for control to the block 11 of automatic control and management, which controls all the processes of discharge and charge of the battery.

Наиболее точным и надежным способом управления процессом заряда-разряда аккумуляторных батарей является способ управления при помощи микропроцессора блока 11 контроля и управления, который осуществляет мониторинг напряжения батареи и отключает ее при его характерном изменении. Таким характерным изменением является резкое незначительное снижение напряжения на батарее в конце разряда и заряда. Чтобы напряжение на батарее в конце заряда было достаточным для определения этого порога, ток заряда должен составлять не менее 0,5C.The most accurate and reliable way to control the process of charging and discharging batteries is a microprocessor control unit 11 control and management, which monitors the voltage of the battery and turns it off when it is changed. Such a characteristic change is a sharp slight decrease in voltage on the battery at the end of discharge and charge. So that the voltage on the battery at the end of the charge is sufficient to determine this threshold, the charge current must be at least 0.5C.

Блок 11 автоматического контроля и управления содержит микропроцессор, блок выбора режима работы устройства, блок памяти программ и блок параметров аккумуляторной батареи. Микропроцессор осуществляет слежение за падающим напряжением на аккумуляторной батарее 16 и выводит текущее время разряда батареи на цифровое световое табло 13. По конечному времени разряда аккумуляторной батареи определяется остаточная емкость батареи. При предварительном полном заряде аккумуляторной батареи определяется емкость АБ с учетом потери емкости в процессе эксплуатации. При достижении напряжения окончания разряда на аккумуляторной батарее микропроцессор блока 11 контроля и управления устанавливает режим заряда аккумуляторной батареи стабильным током, подключая преобразователь 3 напряжения переменного тока через датчик 4 тока заряда и блок 10 переключения цепи заряда к аккумуляторной батарее 16.Block 11 automatic control and management contains a microprocessor, a unit for selecting a device operating mode, a program memory unit and a battery unit. The microprocessor monitors the incident voltage on the battery 16 and displays the current battery discharge time on a digital light panel 13. The remaining battery capacity is determined by the final discharge time of the battery. With a preliminary full charge of the battery, the battery capacity is determined taking into account the loss of capacity during operation. Upon reaching the discharge end voltage on the battery, the microprocessor of the monitoring and control unit 11 sets the battery charge mode to a stable current by connecting the AC voltage converter 3 through the charge current sensor 4 and the charge circuit switching unit 10 to the battery 16.

Акустический сигнализатор 12 предназначен для звукового предупреждения обслуживающего персонала об аварийной ситуации, возникшей в процессе работы устройства, в том числе при пропадании питания от источника 1 электроэнергии, резком повышении или понижении температуры на аккумуляторной батарее, размещенной внутри термоизоляционного корпуса 14, и других ситуациях.The acoustic signaling device 12 is designed to soundly alert service personnel about an emergency that occurred during the operation of the device, including when power is lost from the electric power source 1, a sharp increase or decrease in temperature on the battery located inside the heat-insulating casing 14, and other situations.

Устройство восстановления емкости аккумуляторных батарей работает следующим образом.A device for recovering battery capacity operates as follows.

Процесс восстановления емкости АБ происходит в три этапа: контроль параметров аккумуляторной батареи, включая определение остаточной емкости; разряд АБ до допустимого напряжения и затем заряд аккумуляторной батареи.The battery capacity recovery process takes place in three stages: control of the battery parameters, including determination of the residual capacity; discharge the battery to the permissible voltage and then charge the battery.

На первом этапе, перед началом процесса восстановления, аккумуляторную батарею 16 помещают в термоизоляционный корпус 14, в котором размещены нагревательный элемент 15 и термозависимый датчик 17 напряжения. Затем подключают источник 1 электроэнергии переменного тока к преобразователю 3 напряжения блока 2 заряда-разряда аккумуляторной батареи и устройство переводится в режим контроля параметров аккумуляторной батареи 16 и температуры внутри термоизоляционного корпуса 14. Контроль и измерение тока и напряжения заряда осуществляется микроконтроллером 6 блока 2 заряда-разряда АБ, данные на который поступают с выхода датчика 4 тока заряда и датчика 5 напряжения. При этом величина тока заряда составляет не более (0,5÷1,0)Cн, где Cн - номинальная емкость заряжаемой аккумуляторной батареи, выраженная в ампер-часах. Данные о величине тока заряда и напряжения с информационного выхода микроконтроллера 6 передаются на информационный вход блока 11 контроля и управления, в котором они записываются в память блока (оперативное запоминающее устройство) и автоматически сравниваются с данными по номинальной емкости каждого из типов аккумуляторных батарей, заранее записанными в память блока 11 управления.At the first stage, before the start of the recovery process, the battery 16 is placed in a heat-insulating housing 14 in which the heating element 15 and the temperature-dependent voltage sensor 17 are placed. Then, the AC power source 1 is connected to the voltage converter 3 of the battery charge-discharge unit 2 of the battery and the device is put into control mode of the parameters of the battery 16 and the temperature inside the thermal insulation housing 14. The current and charge voltage are monitored and measured by the microcontroller 6 of the charge-discharge unit 2 AB, the data on which come from the output of the charge current sensor 4 and voltage sensor 5. In this case, the charge current is not more than (0.5 ÷ 1.0) C n , where C n is the nominal capacity of the rechargeable battery, expressed in ampere-hours. Data on the magnitude of the charge current and voltage from the information output of the microcontroller 6 are transmitted to the information input of the control and control unit 11, in which they are recorded in the unit's memory (random access memory) and are automatically compared with data on the nominal capacity of each type of rechargeable battery recorded in advance in the memory of the control unit 11.

Контроль температуры внутри термоизоляционного корпуса 14 осуществляется постоянно и данные о температуре автоматически подаются с термозависимого датчика 17 напряжения в блок 11 автоматического контроля и управления, в котором на светодиоде отображается текущее значение температуры. При отрицательной температуре или температуре ниже заданного положительного значения (не менее плюс 15°C) с выхода блока 11 контроля и управления подается управляющий сигнал на коммутационный аппарат 9 цепи питания нагревательного элемента 15, под действием которого замыкаются контакты цепи подачи напряжения с выхода датчика 4 тока на нагревательный элемент 15, который поддерживает в термоизоляционном корпусе 14 требуемую температуру. При достижении заданного положительного значения температуры с термозависимого датчика 17 напряжения данные поступают в блок 11 автоматического контроля и управления, который вырабатывает управляющий сигнал на переключение в блоке 10 цепи зарядного тока с выхода преобразователя 3 через датчик 4 тока заряда на вход аккумуляторной батареи 16, а цепь питания нагревательного элемента 15 отключается. Состояние контактов коммутационного аппарата 9 цепи питания нагревательного элемента и переключателя блока 10 цепи заряда АБ постоянно контролируется блоком 11 автоматического контроля и управления, на информационные входы которого с информационных выходов коммутационного аппарата 9 и блока 10 переключения поступает соответствующая сигнализация.Temperature control inside the heat-insulating casing 14 is carried out constantly and temperature data is automatically supplied from the temperature-dependent voltage sensor 17 to the automatic control and control unit 11, in which the current temperature value is displayed on the LED. At a negative temperature or a temperature below a predetermined positive value (at least plus 15 ° C), the control signal is applied to the switching device 9 of the power circuit of the heating element 15 from the output of the control and control unit 11, by which the contacts of the voltage supply circuit from the output of the current sensor 4 are closed on the heating element 15, which maintains the required temperature in the heat-insulating casing 14. Upon reaching a predetermined positive temperature value from the temperature-dependent voltage sensor 17, the data enters the automatic control and control unit 11, which generates a control signal for switching in the block 10 of the charging current circuit from the output of the converter 3 through the charge current sensor 4 to the input of the battery 16, and the circuit the power of the heating element 15 is turned off. The state of the contacts of the switching apparatus 9 of the power supply circuit of the heating element and the switch of the battery charge circuit unit 10 is constantly monitored by the automatic control and control unit 11, to the information inputs of which the corresponding signaling is received from the information outputs of the switching apparatus 9 and the switching unit 10.

Контроль величины разрядного напряжения батареи и остаточной емкости в аккумуляторной батарее 16, сравнение его с заданным значением осуществляется в блоке 11 автоматического контроля и управления, на вход которого с выхода аккумуляторной батареи 16 подается напряжение, величина которого отображается на индивидуальном индикаторе блока 11 управления и цифровом световом табло 13. Если остаточная емкость батареи 16 не достигла требуемого значения, то производится разряд АБ до требуемого минимального значения.Monitoring the value of the discharge voltage of the battery and the residual capacity in the battery 16, comparing it with a predetermined value is carried out in the automatic control and control unit 11, to the input of which a voltage is supplied from the output of the battery 16, the value of which is displayed on the individual indicator of the control unit 11 and the digital light scoreboard 13. If the residual capacity of the battery 16 has not reached the desired value, then the battery is discharged to the required minimum value.

Разряд аккумуляторной батареи 16 осуществляется по цепи, включающей выход аккумуляторной батареи 16, контакты коммутационного аппарата 7 и вход нагрузочного элемента 8. Замыкание контактов коммутационного аппарата 7 осуществляется под действием управляющего сигнала, поступающего с выхода блока 11 автоматического контроля и управления на управляющий вход коммутационного аппарата 7. По окончании разряда АБ и проверке ее остаточной емкости, аккумуляторная батарея 16 посредством размыкания контактов коммутационного аппарата 7 отключается от нагрузочного элемента 8 и через замкнутые под действием управляющего сигнала с блока 11 контакты блока 10 она подключается к цепи зарядного тока, поступающего с выхода преобразователя 3 напряжения переменного тока через датчик 4 тока заряда.The discharge of the battery 16 is carried out along a circuit including the output of the battery 16, the contacts of the switching device 7 and the input of the load element 8. The contacts of the switching device 7 are closed by the control signal from the output of the automatic control and control unit 11 to the control input of the switching device 7 . At the end of the discharge of the battery and checking its residual capacity, the battery 16 by opening the contacts of the switching device 7 is disconnected from load element 8 and through closed under the action of a control signal from block 11 contacts of block 10, it is connected to the charging current circuit supplied from the output of the AC voltage converter 3 through the charge current sensor 4.

По окончании заряда посредством размыкания контактов переключателя блока 10 аккумуляторная батарея 16 отключается от источника тока и устройство переходит в исходное состояние. После контроля емкости аккумуляторной батареи 16 и получении блоком 11 данных о ее величине и сравнении их с заданными параметрами АБ, процесс восстановления емкости заканчивается. Затем аккумуляторную батарею 16 вынимают с термоизоляционного корпуса 14 и отправляют на эксплуатацию.At the end of the charge by opening the contacts of the switch block 10, the battery 16 is disconnected from the current source and the device returns to its original state. After monitoring the capacity of the battery 16 and receiving unit 11 data on its size and comparing them with the specified parameters AB, the process of restoring capacity ends. Then, the battery 16 is removed from the heat-insulating casing 14 and sent for operation.

При возникновении в процессе работы устройства восстановления емкости аварийных ситуаций, связанных с пропаданием питания от источника 1 электроэнергии, резком повышении или понижении температуры на аккумуляторной батарее 16, размещенной внутри термоизоляционного корпуса 14, и других ситуациях, устройство отключается от источника 1 переменного тока и включается звуковая сигнализация на акустическом сигнализаторе 12, которая предупреждает обслуживающий персонал об аварийной ситуации, и соответствующие данные отображаются на цифровом световом табло 13.If during the operation of the device recovery capacity of emergencies associated with power failure from the power source 1, a sharp increase or decrease in temperature on the battery 16, placed inside the insulating casing 14, and other situations, the device is disconnected from the AC source 1 and the sound alarm on the acoustic signaling device 12, which warns service personnel about an emergency, and the corresponding data are displayed on a digital Windscreen 13.

Технический эффект от предлагаемого устройства восстановления емкости аккумуляторных батарей заключается в сокращении времени восстановления емкости, продлении срока службы батареи до нормы, указанной в нормативных документах, восстановлении оптимальных зарядных и разрядных характеристик аккумуляторной батареи при эксплуатации ее в условиях отрицательных температур окружающей среды.The technical effect of the proposed device for restoring the capacity of batteries is to reduce the time to restore capacity, extend the battery life to the norm specified in regulatory documents, restore the optimal charging and discharge characteristics of the battery when operating it at negative ambient temperatures.

Наличие блока 11 автоматического контроля и управления, имеющего в своем составе микропроцессор, позволяет заряжать и разряжать аккумуляторную батарею без ручной коммутации, осуществление заряда АБ только при положительных значениях температуры внутри термоизоляционного корпуса, в который помещена АБ, способствовало сокращению времени заряда и соответственно времени восстановления емкости аккумуляторной батареи и продлении ее срока службы.The presence of the block 11 of automatic control and management, incorporating a microprocessor, allows you to charge and discharge the battery without manual switching, the charge of the battery only at positive temperatures inside the thermal insulation enclosure in which the battery is placed, helped to reduce the charge time and, accordingly, the recovery time of the capacitance battery and extend its service life.

При этом опыт эксплуатации аккумуляторной батареи в условиях отрицательной температуры минус 20°C и проведение зарядно-разрядных циклов в этих условиях показал, что при использовании известных устройств возможно максимально достичь уровня восстановления только 65-70% от номинальной емкости. В то же время при использовании предлагаемого устройства возможно достичь 90-95% номинальной емкости при заряде аккумуляторной батареи в условиях положительных температур, то есть достигается увеличение емкости в 1,35-1,4 раза при одновременном сокращении времени заряда с 18 до 12 часов.At the same time, the experience of operating the battery in a negative temperature of minus 20 ° C and conducting charge-discharge cycles under these conditions showed that when using known devices, it is possible to maximize the recovery level of only 65-70% of the nominal capacity. At the same time, when using the proposed device, it is possible to achieve 90-95% of the nominal capacity when charging the battery at positive temperatures, that is, an increase in capacity of 1.35-1.4 times is achieved while reducing the charge time from 18 to 12 hours.

Кроме того, срок эксплуатации аккумуляторной батареи при отрицательных температурах увеличивается примерно с 3 до 5 лет согласно техническим условиям.In addition, the battery life at low temperatures increases from about 3 to 5 years according to specifications.

Предлагаемое устройство восстановления емкости аккумуляторных батарей проверялся на аккумуляторной батарее 10НКГЦ-3,5, предварительно проработавшей в условиях отрицательных температур в течение десятков циклов. При этом в каждом цикле были получены положительные результаты.The proposed device for restoring the capacity of rechargeable batteries was tested on a 10NKHZ-3,5 rechargeable battery, which had previously worked at negative temperatures for tens of cycles. Moreover, in each cycle, positive results were obtained.

Источники информации.Information sources.

1. Хрусталев Д.А. Аккумуляторы. - М.: Изумруд, 2003.1. Khrustalev D.A. Batteries - M .: Emerald, 2003.

2. Химические источники тока. Справочник. Под ред. Н.В. Коровина, A.M. Скундина. - М.: МЭИ, 2003.2. Chemical current sources. Directory. Ed. N.V. Korovin, A.M. Skundina. - M.: MPEI, 2003.

Claims (1)

Устройство восстановления емкости аккумуляторных батарей, состоящее из источника электроэнергии переменного тока, блока заряда-разряда аккумуляторной батареи (АБ), включающего в себя преобразователь напряжения переменного тока, датчик тока заряда, датчик напряжения заряда, микроконтроллер, коммутационный аппарат и нагрузочный элемент (резистор), коммутационного аппарата цепи питания нагревательного элемента, блока переключения цепи заряда АБ, блока автоматического контроля и управления, акустического сигнализатора, цифрового светового табло и термоизоляционного корпуса, внутри которого размещены нагревательный элемент, аккумуляторная батарея и термозависимый датчик напряжения, при этом вход-выход источника электроэнергии переменного тока по силовой цепи соединен с входом-выходом преобразователя напряжения переменного тока блока заряда-разряда аккумуляторной батареи (АБ), выход которого соединен со входом датчика тока заряда, выход которого соединен со входом датчика напряжения заряда, информационный выход датчика тока заряда соединен с первым информационным входом микроконтроллера, второй информационный вход которого соединен с выходом датчика напряжения заряда, выход датчика тока заряда соединен также со входами коммутационного аппарата, выход которого соединен со входом цепи питания нагревательного элемента, и блока переключения цепи заряда АБ, выход которого соединен со входом аккумуляторной батареи, информационный выход микроконтроллера соединен с первым информационным входом блока автоматического контроля и управления, второй и третий информационные входы которого соединены с информационными входами соответственно коммутационного аппарата цепи питания нагревательного элемента и блока переключения цепи заряда АБ, вход цепи питания блока автоматического контроля и управления соединен с выходом преобразователя напряжения переменного тока, информационный выход аккумуляторной батареи соединен с информационным входом коммутационного аппарата блока заряда-разряда АБ, выход которого соединен со входом нагрузочного элемента (резистора), и с четвертымA device for restoring battery capacity, consisting of an AC power source, a battery charge-discharge unit (AB), including an AC voltage converter, a charge current sensor, a charge voltage sensor, a microcontroller, a switching device, and a load cell (resistor), the switching apparatus of the power circuit of the heating element, the battery charge circuit switching unit, the automatic control and control unit, an acoustic signaling device, a digital light a display board and a heat-insulating case, inside which a heating element, a battery and a temperature-dependent voltage sensor are placed, while the input-output of an AC power source is connected via a power circuit to the input-output of an AC voltage converter of a battery charge-discharge unit (AB), the output of which is connected to the input of the charge current sensor, the output of which is connected to the input of the charge voltage sensor, the information output of the charge current sensor is connected to the first information the input of the microcontroller, the second information input of which is connected to the output of the charge voltage sensor, the output of the charge current sensor is also connected to the inputs of the switching device, the output of which is connected to the input of the power circuit of the heating element, and the charge circuit switching unit AB, the output of which is connected to the input of the battery, the information output of the microcontroller is connected to the first information input of the automatic control and control unit, the second and third information inputs of which are connected to and information inputs of the switching apparatus of the power circuit of the heating element and the switching unit of the charge circuit AB, the input of the power circuit of the automatic control and control unit is connected to the output of the AC voltage converter, the information output of the battery is connected to the information input of the switching device of the charge-discharge unit AB, the output of which connected to the input of the load element (resistor), and with the fourth информационным входом блока автоматического контроля и управления, первый, второй, третий, четвертый и пятый управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно коммутационного аппарата блока заряда-разряда АБ, коммутационного аппарата цепи питания нагревательного элемента, блока переключения цепи заряда АБ, акустического сигнализатора и цифрового светового табло, информационный выход термозависимого датчика напряжения соединен с пятым информационным входом блока автоматического контроля и управления.
Figure 00000001
information input of the automatic control and control unit, the first, second, third, fourth and fifth control outputs of which are connected to the control inputs of the switching device of the battery charge-discharge unit AB, switching device of the heating element power circuit, switching unit of the battery charge circuit, an acoustic signaling device and a digital light panel, the information output of the temperature-dependent voltage sensor is connected to the fifth information input of the automatic control and control unit.
Figure 00000001
RU2015107902/07U 2015-03-10 2015-03-10 DEVICE FOR RESTORING BATTERY CAPACITY RU154386U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107902/07U RU154386U1 (en) 2015-03-10 2015-03-10 DEVICE FOR RESTORING BATTERY CAPACITY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107902/07U RU154386U1 (en) 2015-03-10 2015-03-10 DEVICE FOR RESTORING BATTERY CAPACITY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU154386U1 true RU154386U1 (en) 2015-08-20

Family

ID=53880379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015107902/07U RU154386U1 (en) 2015-03-10 2015-03-10 DEVICE FOR RESTORING BATTERY CAPACITY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU154386U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108054449A (en) * 2017-12-29 2018-05-18 泉州劲鑫电子有限公司 A kind of Ni-MH battery activation device and its process for rapid activation
RU2696085C1 (en) * 2018-10-15 2019-07-31 Максим Витальевич Гладков Method of recovery of traction lead-acid storage batteries
RU2773229C1 (en) * 2021-04-22 2022-05-31 Общество с ограниченной ответственностью «НТЦ ТПТ» Accumulator charging apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108054449A (en) * 2017-12-29 2018-05-18 泉州劲鑫电子有限公司 A kind of Ni-MH battery activation device and its process for rapid activation
CN108054449B (en) * 2017-12-29 2023-05-26 泉州劲鑫电子有限公司 Nickel-hydrogen battery activation device and rapid activation method thereof
RU2696085C1 (en) * 2018-10-15 2019-07-31 Максим Витальевич Гладков Method of recovery of traction lead-acid storage batteries
RU2773229C1 (en) * 2021-04-22 2022-05-31 Общество с ограниченной ответственностью «НТЦ ТПТ» Accumulator charging apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8847543B2 (en) Secondary battery charging device and secondary battery charging system
CN110943261B (en) Thermal runaway monitoring device and method for power lithium ion battery pack
US20110193518A1 (en) Battery override
CN103236720B (en) The combination unit of cordwood system type portable power source and charger
US7825624B2 (en) Battery-operated power output device
US10181814B2 (en) Solar battery system for low temperature operation
CN110768345A (en) Battery electric quantity charging detection control device and charger
CN105762898A (en) Intelligent mobile phone charger
RU154386U1 (en) DEVICE FOR RESTORING BATTERY CAPACITY
CN203871447U (en) Power battery with early warning function
US10742064B2 (en) Solar battery system for low temperature operation
CN203871920U (en) Standby power generator
CN102338838A (en) Creepage detection circuit
KR20180020717A (en) Apparatus and method for controlling discharge of secondary cell using primary cell
EP2765675A1 (en) Electronic apparatus charging base and power-supply control method thereof
WO2021077798A1 (en) Charging method and charging apparatus
CN202795613U (en) Display burglar alarm with safe charging
CN106532907B (en) Miniature direct-current UPS (uninterrupted Power supply) and application method thereof
CN111490564A (en) Battery and unmanned aerial vehicle
TWM516267U (en) Electrical energy supervision system of mobile power supply
CN202710644U (en) Blower fan power off acousto-optic indicator
CN204156577U (en) The anti-overcharge electric overdischarge device of storage battery
CN202474984U (en) Battery-driven bike charger with time switch
CN104201653A (en) Battery under-voltage protection circuit having segmented voltage processing function and protection method
CN203553975U (en) Special emergency power supply for firefighting equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170311