RU174763U1 - Device for determining the actual battery capacity - Google Patents

Device for determining the actual battery capacity Download PDF

Info

Publication number
RU174763U1
RU174763U1 RU2017107583U RU2017107583U RU174763U1 RU 174763 U1 RU174763 U1 RU 174763U1 RU 2017107583 U RU2017107583 U RU 2017107583U RU 2017107583 U RU2017107583 U RU 2017107583U RU 174763 U1 RU174763 U1 RU 174763U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
code
capacity
result register
reactance
value
Prior art date
Application number
RU2017107583U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Постников
Original Assignee
Александр Александрович Постников
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 Александр Александрович Постников filed Critical Александр Александрович Постников
Priority to RU2017107583U priority Critical patent/RU174763U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU174763U1 publication Critical patent/RU174763U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для определения емкости аккумуляторных батарей, преимущественно герметизированных свинцово-кислотных, применяемых в различных технических устройствах и системах. Технический результат заключается в повышении уровня автоматизации определения емкости аккумуляторных батарей в различных условиях эксплуатации. Устройство для определения фактической емкости аккумуляторных батарей содержит цифровой генератор инфранизкой частоты, измеритель, состоящий из компенсирующего устройства, преобразователя напряжение – код, регистра результата и источника опорного питания, термопару, дополнительный преобразователь напряжение – код, регистр результата. В регистре результата хранятся таблица соответствия кодового значения реактивного сопротивления фактическому значению остаточной емкости батареи, таблица соответствия кодовых значений поправочным коэффициентам для различных температур, и вычисляется произведение полученного кодового значения реактивного сопротивления на кодовое значение поправочного температурного коэффициента, соответствующего определенной температуре. 1 ил.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used to determine the capacity of rechargeable batteries, mainly sealed lead-acid, used in various technical devices and systems. The technical result consists in increasing the level of automation for determining the capacity of batteries in various operating conditions. A device for determining the actual capacity of rechargeable batteries contains a digital low-frequency generator, a meter consisting of a compensating device, a voltage-code converter, a result register and a reference power source, a thermocouple, an additional voltage-code converter, a result register. The result register stores a table of correspondence of the code value of reactance to the actual value of the residual capacity of the battery, a table of correspondence of code values with correction factors for different temperatures, and the product of the resulting code value of reactance and the code value of the correction temperature coefficient corresponding to a certain temperature is calculated. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для определения емкости аккумуляторных батарей, преимущественно герметизированных свинцово-кислотных, применяемых в различных технических устройствах и системах.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used to determine the capacity of rechargeable batteries, mainly sealed lead-acid, used in various technical devices and systems.

Основным показателем исправности аккумуляторных батарей является емкость. Известен способ ее определения путем заряд-разряда, однако данный способ является трудоемким и не позволяет проводить оперативную диагностику. С точки зрения диагностирования батарей гораздо больший интерес представляет внутреннее сопротивление, по величине которой можно достаточно точно с минимальными затратами определить емкость аккумуляторных батарей.The main indicator of battery health is capacity. A known method for its determination by charge-discharge, however, this method is time-consuming and does not allow for operational diagnostics. From the point of view of diagnosing batteries, internal resistance is of much greater interest, by the value of which it is possible to determine the capacity of rechargeable batteries quite accurately with minimum costs.

Патентный поиск по соответствующим классам (МПК G01R31/00, H01M 10/48) показал, что наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является «Устройство определения энергоресурса аккумуляторных батарей» (патент РФ №2279162 от 13.01.2005г.) [1], которое принято за прототип.A patent search for the relevant classes (IPC G01R31 / 00, H01M 10/48) showed that the closest in technical essence to the claimed utility model is the "Device for determining the energy of batteries" (RF patent No. 2279162 from 01/13/2005) [1] which is taken as a prototype.

Устройство включает в себя цифровой генератор инфранизкой частоты, компенсирующее устройство, преобразователь напряжение - код, регистр результата, источник опорного напряжения. Работа устройства синхронизируется по импульсам от цифрового генератора инфранизкой частоты. Устройство измеряет реактивное сопротивление аккумуляторной батареи, для чего в момент времени

Figure 00000001
, соответствующий нулевому значению эталонного тока
Figure 00000002
, например при положительной полуволне напряжения
Figure 00000003
, протекающего через батарею, производится измерение величины
Figure 00000003
при помощи преобразователя напряжение – код последовательного счета со ступенчато растущим напряжением обратной связи, работающего в одностороннем неследящем режиме. Исключение неточности компенсации, вносимой компенсирующим устройством, осуществляется путем вычитания с учетом своего знака из результата измерения
Figure 00000004
, полученного в момент времени
Figure 00000001
результата аналогичного измерения
Figure 00000005
для момента времени
Figure 00000006
, но уже при противоположной полярности измеряемого напряжения. Измеряемая величина пропорциональна показаниям регистра результата, выражена в долях от протекающего через батарею тока и соответствует кодовому значению реактивного сопротивления, соответствующего фактической емкости батареи. Таблица соответствия кодового значения реактивного сопротивления фактической емкости батареи содержится в памяти регистра результата. The device includes a digital generator of infra-low frequency, a compensating device, a voltage-to-code converter, a result register, and a reference voltage source. The operation of the device is synchronized by pulses from a digital generator of infralow frequency. The device measures the reactance of the battery, for which at time
Figure 00000001
corresponding to the zero value of the reference current
Figure 00000002
for example, with a positive half-wave voltage
Figure 00000003
flowing through the battery, a measurement is made of
Figure 00000003
with the help of a voltage converter, a serial counting code with a stepwise increasing feedback voltage operating in one-sided non-tracking mode. The exclusion of inaccuracy of compensation made by the compensating device is carried out by subtracting, taking into account its sign, from the measurement result
Figure 00000004
received at time
Figure 00000001
similar measurement result
Figure 00000005
for a point in time
Figure 00000006
, but with the opposite polarity of the measured voltage. The measured value is proportional to the readings of the result register, expressed in fractions of the current flowing through the battery and corresponds to the code value of the reactance corresponding to the actual battery capacity. The correspondence code table of the reactance of the actual battery capacity is contained in the memory of the result register.

Основным недостатком устройства является его ограниченное применение, обусловленное стационарными условиями, ввиду отсутствия встроенных средств измерения температуры батареи. Известно, что емкость батареи существенно зависит от окружающей температуры. Для ее достоверной оценки необходимо измерить температуру батареи и привести ее емкость к

Figure 00000007
=(25±2)°С при помощи соответствующих поправочных температурных коэффициентов [2, 3]. Механические измерения температуры увеличивают время измерений и снижают уровень автоматизации процесса в целом. К тому же при конечных расчетах обслуживающим персоналом могут быть внесены непроизвольные ошибки, обусловленные человеческим фактором.The main disadvantage of the device is its limited use, due to stationary conditions, due to the lack of built-in means of measuring the temperature of the battery. It is known that battery capacity is significantly dependent on ambient temperature. For its reliable assessment, it is necessary to measure the temperature of the battery and bring its capacity to
Figure 00000007
= (25 ± 2) ° С using the corresponding correction temperature coefficients [2, 3]. Mechanical temperature measurements increase the measurement time and reduce the level of automation of the process as a whole. In addition, in the final calculations, maintenance personnel can make involuntary errors due to the human factor.

Технический результат предлагаемой полезной модели направлен на повышение уровня автоматизации определения емкости аккумуляторных батарей в различных условиях эксплуатации.The technical result of the proposed utility model is aimed at increasing the level of automation in determining the capacity of batteries in various operating conditions.

Технический результат достигается тем, что предлагаемая полезная модель «Устройство для определения фактической емкости аккумуляторных батарей», содержащее цифровой генератор инфранизкой частоты, измеритель, состоящий из компенсирующего устройства, преобразователя напряжение – код, регистра результата и источника опорного питания, термопару, например типа хромель-копель, встроенную в зажим устройства, предназначенный для подключения к отрицательному выводу аккумуляторной батареи, дополнительный преобразователь напряжение – код, ко входу которого подключена термопара, а выход соединен с дополнительным кодовым входом регистра результата, где помимо таблицы соответствия кодового значения реактивного сопротивления фактическому значению остаточной емкости батареи, содержится таблица соответствия кодовых значений поправочным коэффициентам для различных температур, и осуществляется произведение полученного кодового значения реактивного сопротивления на кодовое значение поправочного температурного коэффициента, соответствующего определенной температуре. The technical result is achieved by the fact that the proposed utility model “A device for determining the actual capacity of rechargeable batteries” containing a digital low-frequency generator, a meter consisting of a compensating device, a voltage converter - code, a result register and a reference power source, a thermocouple, for example, chromel type a kopel built into the clamp of the device, designed to connect to the negative terminal of the battery, an additional voltage converter - code, to the input of which a thermocouple is connected, and the output is connected to an additional code input of the result register, where in addition to the table of correspondence of the code value of the reactance to the actual value of the residual capacity of the battery, there is a table of correspondence of code values to the correction factors for different temperatures, and the product of the code value of reactance is multiplied by the code value of the correction temperature coefficient corresponding to a specific temperature.

Отличительными признаками предлагаемого устройства является наличие термопары, например типа хромель-копель, встроенной в зажим устройства, предназначенный для подключения к отрицательному выводу аккумуляторной батареи, наличие второго преобразователя напряжение – код, предназначенного для преобразования напряжения, поступающего с термопары, в кодовое значение и дополнительный кодовый вход у регистра результатов, в памяти которого помимо таблицы соответствия кодового значения реактивного сопротивления фактическому значению остаточной емкости батареи, содержится таблица соответствия кодовых значений поправочным коэффициентам для различных температур, и осуществляется произведение полученного кодового значения реактивного сопротивления на кодовое значение поправочного температурного коэффициента, соответствующего определенной температуре. Структурная электрическая схема предлагаемого устройства представлена на рисунке и включает:Distinctive features of the proposed device is the presence of a thermocouple, for example, a chromel-copel type, built into the device’s clamp, designed to connect to the negative terminal of the battery, the presence of a second voltage converter is a code designed to convert the voltage from the thermocouple into a code value and an additional code an input at the results register, in the memory of which, in addition to the correspondence table of the reactive resistance code value to the actual value exact capacity of the battery, contains a table of correspondence of the code values of the correction coefficients at different temperatures, and the product obtained is carried out code reactance value at code value temperature correction coefficient corresponding to a certain temperature. Structural electrical diagram of the proposed device is shown in the figure and includes:

диагностируемую аккумуляторную батарею 1;diagnosed battery 1;

цифровой генератор инфранизкой частоты 2;digital low-frequency generator 2;

компенсирующее устройство 3;compensating device 3;

преобразователь напряжение - код 4;voltage converter - code 4;

регистр результата 5;result register 5;

источник опорного питания 6;reference power supply 6;

термопара 7;thermocouple 7;

второй преобразователь напряжение - код 8.the second voltage converter is code 8.

Принцип измерения реактивного сопротивления предлагаемого устройства аналогичен прототипу. Измеритель включает в себя компенсирующее устройство 3, преобразователь напряжение – код 4, регистр результата 5, источник опорного питания 6. В момент измерения реактивного сопротивления, термоэлектродвижущая сила, возникающая в термопаре 7, встроенной в зажим, предназначенный для подключения к отрицательному выводу аккумуляторной батареи 1, преобразуется при помощи второго преобразователя напряжение – код 8 в кодовое значение и поступает на дополнительный кодовый вход регистра результата 5. В регистре результата 5 производится умножение кодового значения температуры на кодовое значение реактивного сопротивления. Полученные таким образом кодовые значения, хранящиеся в памяти регистра результата 5, будут соответствовать фактическим емкостям батарей, но уже с учетом поправочных температурных коэффициентов. The principle of measuring the reactance of the proposed device is similar to the prototype. The meter includes a compensating device 3, a voltage transducer - code 4, a result register 5, a reference power source 6. At the time of reactance measurement, the thermoelectromotive force arising in the thermocouple 7 is built into the clamp designed to connect to the negative terminal of the battery 1 , the voltage - code 8 is converted using the second converter into a code value and is supplied to the additional code input of result register 5. In the result register 5, multiplied e code value of temperature on a code value of reactance. The code values thus obtained, which are stored in the memory of result register 5, will correspond to the actual capacities of the batteries, but already taking into account the correction temperature coefficients.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Пат. 2279162 Российская Федерация, МПК H01M10/48, G01R31/36 Устройство определения энергоресурса аккумуляторных батарей [Текст] / Крылов С.К., Капелько К.В., Буланов Р.Н., Бердников А.Ю., Подунов Д.В., Сучков В.П., заявитель и патентообладатель Воен. Акад. РВСН им. Петра Великого. – № 2005100370/09, заявл. 13.01.2005; опубл. 27.06.2006 Бюл. №18. – 5 с. : ил.1. Pat. 2279162 Russian Federation, IPC H01M10 / 48, G01R31 / 36 Device for determining the energy of batteries [Text] / Krylov S.K., Kapelko K.V., Bulanov R.N., Berdnikov A.Yu., Podunov D.V. , Suchkov V.P., applicant and patent holder Military. Acad. Strategic Rocket Forces named after Peter the Great. - No. 2005100370/09, declared 01/13/2005; publ. 06/27/2006 Bull. Number 18. - 5 sec. : ill.

2. ГОСТ Р 53165-2008. Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия. – введ. 2008-12-18. – М.: Стандартинформ, 2009. – 33 с.2. GOST R 53165-2008. Rechargeable lead starter batteries for automotive vehicles. General specifications. - enter 2008-12-18. - M .: Standartinform, 2009 .-- 33 p.

3. ГОСТ Р МЭК 60896-21-2013. Батареи свинцово-кислотные стационарные. Часть 21. Типы с регулирующим клапаном. Методы испытаний. – введ. 2013-11-22. – М.: Стандартинформ, 2014. – 35 с.3. GOST R IEC 60896-21-2013. Stationary lead acid batteries. Part 21. Types with control valve. Test methods. - enter 2013-11-22. - M .: Standartinform, 2014 .-- 35 p.

Claims (1)

Устройство для определения фактической емкости аккумуляторных батарей, содержащее цифровой генератор инфранизкой частоты, измеритель, состоящий из компенсирующего устройства, преобразователя напряжение – код, регистра результата и источника опорного питания, отличающееся тем, что оно дополнительно имеет термопару, например, типа хромель-копель, встроенную в зажим устройства, предназначенный для подключения к отрицательному выводу аккумуляторной батареи, дополнительный преобразователь напряжение – код, к входу которого подключена термопара, а выход соединен с дополнительным кодовым входом регистра результата, где помимо таблицы соответствия кодового значения реактивного сопротивления фактическому значению остаточной емкости батареи содержится таблица соответствия кодовых значений поправочным коэффициентам для различных температур и осуществляется произведение полученного кодового значения реактивного сопротивления на кодовое значение поправочного температурного коэффициента, соответствующего определенной температуре. A device for determining the actual capacity of batteries containing a digital generator of infralow frequency, a meter consisting of a compensating device, a voltage-to-code converter, a result register and a reference power source, characterized in that it additionally has a thermocouple, for example, a chromel-copel type, built-in into the clamp of the device, designed to connect to the negative terminal of the battery, an additional voltage converter is the code to the input of which is connected a thermocouple, and the output is connected to an additional code input of the result register, where in addition to the table of correspondence of the code value of the reactance to the actual value of the residual capacity of the battery, there is a table of correspondence of the code values to the correction factors for different temperatures and the product of the received code value of the reactance by the code value of the correction temperature coefficient is corresponding to a certain temperature.
RU2017107583U 2017-03-09 2017-03-09 Device for determining the actual battery capacity RU174763U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017107583U RU174763U1 (en) 2017-03-09 2017-03-09 Device for determining the actual battery capacity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017107583U RU174763U1 (en) 2017-03-09 2017-03-09 Device for determining the actual battery capacity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU174763U1 true RU174763U1 (en) 2017-10-31

Family

ID=60263229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017107583U RU174763U1 (en) 2017-03-09 2017-03-09 Device for determining the actual battery capacity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU174763U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758004C1 (en) * 2020-09-08 2021-10-25 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Apparatus for monitoring and controlling the technical condition of accumulator batteries and molecular energy storage apparatuses

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3984762A (en) * 1975-03-07 1976-10-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for determining battery state of charge by measuring A.C. electrical phase angle change
RU2158455C2 (en) * 1998-06-17 2000-10-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" Device for checking degree of storage battery discharge
RU2279162C1 (en) * 2005-01-13 2006-06-27 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Device for evaluating storage battery capacity
RU2279738C2 (en) * 2004-08-04 2006-07-10 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Device for determination of power resource of storage batteries

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3984762A (en) * 1975-03-07 1976-10-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for determining battery state of charge by measuring A.C. electrical phase angle change
RU2158455C2 (en) * 1998-06-17 2000-10-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" Device for checking degree of storage battery discharge
RU2279738C2 (en) * 2004-08-04 2006-07-10 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Device for determination of power resource of storage batteries
RU2279162C1 (en) * 2005-01-13 2006-06-27 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Device for evaluating storage battery capacity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758004C1 (en) * 2020-09-08 2021-10-25 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Apparatus for monitoring and controlling the technical condition of accumulator batteries and molecular energy storage apparatuses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3984762A (en) Method for determining battery state of charge by measuring A.C. electrical phase angle change
Coleman et al. State-of-charge determination from EMF voltage estimation: Using impedance, terminal voltage, and current for lead-acid and lithium-ion batteries
CN102193031B (en) AC impedance measuring device
CN105334462B (en) Battery capacity loses estimation on line method
CN109541485A (en) A kind of SOC estimation method of power battery
TWI491901B (en) Battery metering method, metering device and battery-powered equipment
US20160259010A1 (en) Battery state of charge estimation apparatus and battery state of charge estimation method
CN105676135A (en) Online estimation method of power lead-acid battery of special engineering vehicle
CN103744026A (en) Storage battery state of charge estimation method based on self-adaptive unscented Kalman filtering
CN109975713A (en) A kind of power battery SOH estimation method considering multifactor impact
GB1469849A (en) Electronic battery testing device
CN110109026A (en) The measuring device and method of force component and displacement component are expanded in charging and discharging lithium battery
CN109270472B (en) Lithium battery online monitoring method and device
CN109061515B (en) Method for measuring charge and discharge electric quantity of battery
CN109490790B (en) Method and device for testing power characteristics of lithium power battery by adopting compensation pulse method
JP2014119331A (en) Secondary battery maximum capacity measuring apparatus
US4625175A (en) Device indicating the time remaining of the useful life of a battery
RU174763U1 (en) Device for determining the actual battery capacity
CN105738828A (en) Battery capacity accurate measurement method
CN106126798A (en) lithium iron phosphate storage battery SOC algorithm
RU2682596C1 (en) Storage batteries technical condition monitoring and control device
RU160681U1 (en) PULSE RELAXATION DEVICE FOR THE EVALUATION OF NICKEL-CADMIUM BATTERIES
CN210015215U (en) Testing device for dynamic electrochemical impedance spectrum of battery
CN113655399A (en) Method and system for detecting power consumption service life of battery of intelligent sensing terminal
CN203324465U (en) Device using voltage method to measure ratio of transformation of current transformer