RU183327U1 - Устройство определения параметров химических источников тока - Google Patents
Устройство определения параметров химических источников тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU183327U1 RU183327U1 RU2018109787U RU2018109787U RU183327U1 RU 183327 U1 RU183327 U1 RU 183327U1 RU 2018109787 U RU2018109787 U RU 2018109787U RU 2018109787 U RU2018109787 U RU 2018109787U RU 183327 U1 RU183327 U1 RU 183327U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chemical current
- output
- analog
- input
- digital converter
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- BDEDPKFUFGCVCJ-UHFFFAOYSA-N 3,6-dihydroxy-8,8-dimethyl-1-oxo-3,4,7,9-tetrahydrocyclopenta[h]isochromene-5-carbaldehyde Chemical compound O=C1OC(O)CC(C(C=O)=C2O)=C1C1=C2CC(C)(C)C1 BDEDPKFUFGCVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для определения омического сопротивления, активного сопротивления электрохимических реакций и электрической емкости двойных электрических слоев химических источников тока (ХИТ).Устройство определения параметров химических источников тока содержит включенные в последовательную цепь химический источник тока (ХИТ), управляемый ключ и резистор, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, первый выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, второй выход соединен с буквенно-цифровым индикатором, вход подключен к ручному пульту управления, а двунаправленная шина данных соединена с аналого-цифровым преобразователем. Предлагаемое техническое решение отличается от известной конструкции тем, что введен резистивный делитель напряжения, подключенный к химическому источнику тока, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.Таким образом, техническим результатом при реализации заявленного устройства является возможность определить значение омического сопротивления, активного сопротивления электрохимических реакций и электрической емкости двойных электрических слоев химических источников тока за меньшее время. Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства является уменьшенный разряд ХИТ в процессе измерения. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для определения омического сопротивления, активного сопротивления электрохимических реакций и электрической емкости двойных электрических слоев химических источников тока (ХИТ).
Известно устройство определения сопротивления ХИТ постоянному току, приведенное в [1]. Через ХИТ пропускают электрический ток разряда, значение которого определяется включенным последовательно с ХИТ резистором, имеющим определенное значение сопротивления, и выполняют первое измерение тока, проходящего через последовательную цепь, и первое измерение падения напряжения на ХИТ. По их значениям определяют первое значение сопротивления ХИТ. Затем второй раз через ХИТ пропускают электрический ток разряда, значение которого определяется включенным последовательно с ХИТ резистором, имеющим другое значение сопротивления, и выполняют вторые измерения тока и падения напряжения на ХИТ. По двум значениям напряжения и двум значениям тока определяют значение сопротивления ХИТ постоянному току по известной формуле. Устройство [1] позволяет измерять внутреннее сопротивление ХИТ только постоянному току.
Наиболее близким устройством определения полного сопротивления ХИТ по отношению к заявляемому является устройство определения сопротивлений ХИТ, реализующее способ, приведенный в [2]. Устройство - прототип содержит включенные в последовательную цепь химический источник тока (ХИТ), управляемый ключ и резистор, первый дифференциальный усилитель, входы которого подключены к выводам ХИТ, второй дифференциальный усилитель, входы которого подключены к резистору, конденсатор, одним выводом подключенный к выходу первого дифференциального усилителя, а вторым - к первому входу первого перемножителя, выход первого перемножителя через первый фильтр нижних частот подключен к четвертому входу четырехканального аналого-цифрового преобразователя, выход второго дифференциального усилителя подключен к первому входу второго перемножителя, выход второго перемножителя через второй фильтр нижних частот подключен к первому входу четырехканального аналого-цифрового преобразователя, второй вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу первого, а третий вход аналого-цифрового преобразователя - к выходу второго дифференциального усилителя, микроконтроллер, первый выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа и вторым входам первого и второго перемножителей, двунаправленная шина передачи данных соединена с четырехканальным аналого-цифровым преобразователем, первый вход - с пультом ручного управления, а второй выход - с буквенно-цифровым индикатором.
Недостатком устройства - прототипа является большая продолжительность времени измерения.
Задачей, на достижение которой направлено предлагаемое решение, является определение значений омического сопротивления, активного сопротивления электрохимических реакций и электрической емкости двойных электрических слоев, имеющих место на границах разделов электродов с электролитом у ХИТ, с меньшим временем измерения.
Это достигается тем, что в устройстве определения значений омического сопротивления, активного сопротивления электрохимических реакций и электрической емкости двойных электрических слоев химических источников тока, содержащем включенные в последовательную цепь химический источник тока (ХИТ), управляемый ключ и резистор, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, первый выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, второй выход соединен с буквенно-цифровым индикатором, первый вход подключен к ручному пульту управления, а двунаправленная шина данных соединена с аналого-цифровым преобразователем, введен резистивный делитель напряжения, подключенный к химическому источнику тока, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.
Функциональная схема устройства определения параметров химических источников тока приведена на фиг. 1, на которой обозначено: 1 - химический источник тока (ХИТ); 2 - резистор; 3- управляемый ключ; 4 и 5 - резистивный делитель; 6 - микроконтроллер; 7 - АЦП; 8 -буквенно-цифровой индикатор; 9 - пульт ручного управления.
На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства определения параметров химических источников тока.
На фиг. 2 приведена форма переходного процесса на входе АЦП 7 при замыкании и размыкании ключа 3.
Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом.
При нажатии кнопки пульта ручного управления 9 микроконтроллер 6 создает на своем цифровом выходе 1 логический уровень, который замыкает ключ 3. В последовательной цепи ХИТ 1 - резистор 2 - замкнутый ключ 3 начинается переходный процесс протекания тока. Уменьшенное резистивным делителем 4-5 падение напряжения на ХИТ подается на вход АЦП 7 и записывается микроконтроллером 6 в памяти, формируя процесс по форме, аналогичной приведенной на фиг.2 (t1 - момент замыкания управляемого ключа 3). Одновременно процессор анализирует график изменения мгновенного значения напряжения и при достижении установившегося значения f2 на фиг. 2) размыкает ключ 3.
Расчет значения омического сопротивления Rом осуществляется микроконтроллером по формуле:
где U0 - начальное напряжение ХИТ;
U1 - мгновенное значение напряжения ХИТ в момент времени t1;
R2 - значение сопротивления резистора 2.
Расчет значения активного сопротивления Ra электрохимической реакции Ra осуществляется по формуле:
где U2 - мгновенное значение напряжения ХИТ в момент времени t2.
Значение емкости двойных электрических слоев Сдс рассчитывается по формуле:
Рассчитанные по формулам (1)-(3) значения омического сопротивления, активного сопротивления электрохимических реакций и электрической емкости двойных электрических слоев передаются на буквенно-цифровой индикатор 8.
Экспериментальные исследования макета подтвердили техническую реализуемость устройства и позволили определить значения омического сопротивления, активного сопротивления электрохимических реакций и электрической емкости двойных электрических слоев химических источников тока литий-ионной системы за время 450 мс, что в 4 раза меньше, чем у прототипа.
Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства является уменьшенный разряд ХИТ в процессе измерения.
Проведенные патентные исследования и анализ других источников информации показали, что предлагаемое техническое решение является новым, с экспериментально подтвержденным положительным эффектом.
Источники информации, использованные при составлении описания полезной модели:
1. ГОСТ Р МЭК 60896-2-99. Свинцово-кислотные стационарные батареи. Общие требования и методы испытаний.
2. Пат. №2449302 Российская Федерация, МПК7: G01R 31/36, 27/02. Способ определения составляющих внутреннего сопротивления химических источников тока // Антонишен И.В. (RU), Мисюнас А.О. (RU), Tyeв В.И. (RU), Южанин М.В. (RU) - №2010145973/28; заявл. 10.11.2010; опубл. 27.04.2012, Бюл. №12.
Claims (1)
- Устройство определения параметров химических источников тока, содержащее включенные в последовательную цепь управляемый ключ и резистор, подключенные к химическому источнику тока, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, первый выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, второй выход соединен с буквенно-цифровым индикатором, вход подключен к ручному пульту управления, а двунаправленная шина данных соединена с аналого-цифровым преобразователем, отличающееся тем, что в устройство введен резистивный делитель напряжения, подключенный к химическому источнику тока, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018109787U RU183327U1 (ru) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | Устройство определения параметров химических источников тока |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018109787U RU183327U1 (ru) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | Устройство определения параметров химических источников тока |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU183327U1 true RU183327U1 (ru) | 2018-09-18 |
Family
ID=63580622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018109787U RU183327U1 (ru) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | Устройство определения параметров химических источников тока |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU183327U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996039724A1 (en) * | 1995-06-05 | 1996-12-12 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'avtouaz' | Lithium-based chemical source of electrical current |
| RU2328011C2 (ru) * | 2006-06-01 | 2008-06-27 | Виктор Иванович Косюк | Устройство для измерения электрической емкости химических источников тока |
| RU2439600C2 (ru) * | 2010-04-09 | 2012-01-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" | Система контроля параметров химического источника тока |
| RU2449302C1 (ru) * | 2010-11-10 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Способ определения составляющих внутреннего сопротивления химических источников тока |
-
2018
- 2018-03-19 RU RU2018109787U patent/RU183327U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996039724A1 (en) * | 1995-06-05 | 1996-12-12 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'avtouaz' | Lithium-based chemical source of electrical current |
| RU2328011C2 (ru) * | 2006-06-01 | 2008-06-27 | Виктор Иванович Косюк | Устройство для измерения электрической емкости химических источников тока |
| RU2439600C2 (ru) * | 2010-04-09 | 2012-01-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" | Система контроля параметров химического источника тока |
| RU2449302C1 (ru) * | 2010-11-10 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Способ определения составляющих внутреннего сопротивления химических источников тока |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Torregrossa et al. | Improvement of dynamic modeling of supercapacitor by residual charge effect estimation | |
| US8447544B2 (en) | Method and apparatus for detecting state of charge of battery | |
| CN110687468A (zh) | 一种电池荷电状态的估计方法及装置 | |
| CN106443195A (zh) | 绝缘阻抗测量方法及绝缘阻抗测量设备 | |
| CN106405424B (zh) | 锂离子电池剩余电量的计量方法和装置 | |
| Feng et al. | Parameter identification and dynamic simulation of lithium-ion power battery based on DP model | |
| CN103760491B (zh) | 数字式蓄电池电量监测方法与装置 | |
| RU183327U1 (ru) | Устройство определения параметров химических источников тока | |
| Buchman et al. | State of charge and state of health estimation of lithium-ion batteries | |
| CN107656213B (zh) | 一种电池芯的智能测试方法及系统 | |
| CN210294489U (zh) | 一种电池组绝缘检测系统 | |
| CN204154789U (zh) | 汽车蓄电池启动电压测量电路 | |
| CN107024660B (zh) | 用于确定电池复合体中的单电池的电池电压的电路装置 | |
| Cheng et al. | Online state-of-charge estimation of LI-ion battery based on the second-order RC model | |
| CN110736878B (zh) | 一种应用于蓄电池直流it系统的绝缘电阻检测电路 | |
| RU2449302C1 (ru) | Способ определения составляющих внутреннего сопротивления химических источников тока | |
| Nelms et al. | A comparison of two equivalent circuits for double-layer capacitors | |
| JP2001242204A (ja) | コンデンサの直流抵抗測定方法及びその装置 | |
| RU131876U1 (ru) | Устройство для измерений внутреннего сопротивления стационарных аккумуляторных батарей | |
| US2921254A (en) | Cell or battery testing device | |
| RU2377580C1 (ru) | Устройство для измерения электрического сопротивления изоляции | |
| Torregrossa et al. | Experimental evidences of redistribution phenomenon in supercapacitors and consequent improvement of their dynamic model | |
| Lashway et al. | A test system for advanced lead acid battery state-of-charge and state-of-health research | |
| Lin et al. | A first-order transient response model for lithium-ion batteries of various chemistries: Test data and model validation | |
| Yuan et al. | Effect of external resistance on SOH measurement of LFP cells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200320 |