RU2101806C1 - Способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания - Google Patents
Способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101806C1 RU2101806C1 RU96101978A RU96101978A RU2101806C1 RU 2101806 C1 RU2101806 C1 RU 2101806C1 RU 96101978 A RU96101978 A RU 96101978A RU 96101978 A RU96101978 A RU 96101978A RU 2101806 C1 RU2101806 C1 RU 2101806C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aip
- battery
- voltage drop
- resistance
- emf
- Prior art date
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
Abstract
Сущность изобретения: в фиксированные моменты времени O, t1 и t2 = 2t1, соответствующие начальному участку кривой переходного процесса, измеряют падения напряжения на источнике при полной компенсации его ЭДС и его разряде на известное образцовое разрядное сопротивление. Измеренные напряжения подают в микроЭВМ, которая в соответствии с программным обеспечением разработанного на базе предложенного математического аппарата рассчитывает значения омического сопротивления, сопротивления поляризации электродов и емкости поляризации аккумуляторного источника питания. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к контролю электрических параметров аккумуляторных источников питания как отдельных аккумуляторов, так и батарей.
Знание электрических параметров аккумуляторных источников питания (АИП) позволяет производить диагностирование технического состояния на различных стадиях эксплуатации, а также принимать решение о их восстановлении или списании.
Известны различные способы определения параметров АИП, в частности способ определения составляющих полного внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи путем сравнения напряжения на ней и выходе аналоговой моделирующей установки при прохождении импульсов зарядного и разрядного токов через батарею и включенный последовательно с ней безиндуктивный резистор, напряжение с которого подается на вход аналоговой моделирующей установки [1] При достижении совпадения изменений напряжений, контролируемого ходом лучей двухлучевого осциллографа, подключенного к клеммам батареи и выходу аналоговой моделирующей установки, определяют передаточную функцию полученной модели по установленным значениям параметров моделирующей установки, а также составляющие полного внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи из условия равенства передаточных функций полученной модели и математического выражения полного внутреннего сопротивления батареи в операторной форме.
Недостатками этого способа являются низкая точность из-за субъективности оценки экспериментатором совпадения переходных характеристик модели и батареи, а также высокая трудоемкость определения параметров АИП.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения электрических параметров АИП. (омическое сопротивление rо, сопротивление поляризации rп, емкость поляризации Cп), основанный на измерении ЭДС аккумулятора (напряжение разомкнутой цепи), а также фактических значений падения напряжения на аккумуляторе и разрядного тока при его разряде на разрядное сопротивление (безиндуктивное) в фиксированные моменты времени O, t1 и t2 2t1, соответствующие начальным участкам экспериментальных кривых переходных процессов в пределах 0,3 0,5 с падения напряжения на аккумуляторе и разрядного тока. Названные величины измеряются методом непосредственной оценки по диаграммам переходных процессов, записанных быстродействующим самопишущим прибором без компенсации ЭДС. В данном способе использована известная электрическая схема замещения аккумулятора, для которой электрические параметры АИП находятся путем решения системы уравнений, описывающих электрические процессы в этой схеме.
Известный способ имеет низкую точность определения электрических параметров АИП, обусловленную использованием метода непосредственной оценки необходимых значений падений напряжений и токов по диаграммам переходных процессов, записанных без компенсации ЭДС аккумулятора. Все это в конечном итоге приводит к увеличению цены деления записывающего прибора, к увеличению абсолютной погрешности измерения. Кроме того, этот способ трудоемок, т.к. требует обработки диаграмм двух переходных процессов, падения напряжения на АИП и его разрядного тока на разрядное сопротивление, записанных быстродействующим самопишущим прибором.
Задачей изобретения является повышение точности определения электрических параметров АИП и снижение трудоемкости.
Сущность изобретения состоит в том, что для определения электрических параметров АИП используют только экспериментальную кривую переходного процесса падения напряжения на аккумуляторе при полном компенсации его ЭДС и разряде на известное образцовое разрядное сопротивление. При этом компенсация ЭДС, управление разрядом, измерение падений напряжений на аккумуляторе и фиксированные моменты времени O, t1 и t2 2t1, соответствующие начальному участку экспериментальной кривой переходного процесса, расчет электрических параметров АИП осуществляется с применением микроЭВМ и программного обеспечения, разработанного на базе предложенного математического аппарата.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации способа; на фиг.2 приведена характерная экспериментальная кривая переходного процесса падения напряжения на АИП при полной компенсации его ЭДС и разряде на разрядное сопротивление.
Устройство содержит аккумуляторный источник 1 питания, образцовое разрядное сопротивление 2, электронный ключ 3, регулируемый источник 4 полного напряжения, дифференциальный измерительный усилитель 5 и микроЭВМ 6 с устройством ввода-вывода.
Предлагаемый способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания реализуется следующим образом.
Перед подключением аккумуляторного источника 1 питания к образцовому разрядному сопротивлению 2 производят компенсацию его ЭДС регулируемым источником опорного напряжения 4. Такой регулятор может быть реализован, например, принципиальной схемой, приведенной в [3] с.98, рис.239. В качестве образцового разрядного резистора 2 может быть применен, например, проволочный резистор типа С5-16 [4] с.176. Контроль компенсации осуществляют дифференциальным усилителем 5, выполняющим функцию нуль-индикатора. Дифференциальный усилитель 5 может быть реализован, например, принципиальной схемой, приведенной в [5] с.12, рис.7. Управление источником 4 осуществляет микроЭВМ 6, например компьютер. При достижении компенсации ЭДС микроЭВМ 6 запоминает значение ЭДС аккумулятора и выдает сигнал на включение электронного ключа 3, который подключает к аккумулятору 1 образцовое разрядное сопротивление 2. Электронный ключ 3 может быть реализован, например, принципиальной схемой, приведенной в [6] с.78, рис.46. После подключения сопротивления 2 к аккумулятору 1 дифференциальный усилитель 5 выдает сигнал, пропорциональный падению напряжения на аккумуляторе 1, который поступает в микроЭВМ. Последняя в фиксированные моменты времени O, t1 и t2 2t1 определяет значения падений напряжений на аккумуляторе ΔUo, ΔU1 и ΔU2 (фиг.2) и на основе этой информации производит расчет электрических параметров АИП по формулам, полученным с использованием электрической схемы его замещения, например, приведенной в прототипе
где rо омическое сопротивление АИП;
rно значение образцового разрядного сопротивления;
Eо ЭДС АИП;
ΔUo падение напряжений на АИП в момент времени t Oс;
где rп сопротивление поляризации электродов АИП;
установившееся значение отклонения экспоненты от ΔUo
ΔU1 падение напряжения на АИП в момент времени t1 (фиг.2);
l основание натурального логарифма.
где rо омическое сопротивление АИП;
rно значение образцового разрядного сопротивления;
Eо ЭДС АИП;
ΔUo падение напряжений на АИП в момент времени t Oс;
где rп сопротивление поляризации электродов АИП;
установившееся значение отклонения экспоненты от ΔUo
ΔU1 падение напряжения на АИП в момент времени t1 (фиг.2);
l основание натурального логарифма.
В отличие от прототипа заявленный способ базируется на использовании только переходного процесса падения напряжения на АИП и при его разряде на известное разрядное сопротивление, причем процесса, получаемого при полной компенсации ЭДС аккумулятора. Кроме того, в заявленном способе отсутствует необходимость в быстродействующем самопишущем приборе и в ручной обработке записанных диаграмм. Вследствие изложенного повышается точность определения электрических параметров АИП, уменьшается время, затрачиваемое на проведение эксперимента и обработку результатов, появляется возможность использования этого способа в автоматизированных системах диагностирования аккумуляторных батарей.
Достоверность предлагаемого способа подтверждена данными исследований герметичных аккумуляторов типа НКГК-11Д.
Claims (1)
- Способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания, основанный на измерении падения напряжения на аккумуляторе при его разряде на разрядное сопротивление и фиксированные моменты времени 0, t1 и t2 2t1, соответствующие начальному участку, в пределах 0,3 0,5 с, экспериментальной кривой переходного процесса, отличающийся тем, что производят компенсацию ЭДС (напряжение разомкнутой цепи) аккумуляторного источника питания, осуществляют разряд на известное образцовое разрядное сопротивление, измеряют в фиксированные моменты времени падение напряжения на аккумуляторе и на основе измеренных напряжений определяют по формулам
где rо омическое сопротивление АИП;
rн о значение образцового разрядного сопротивления;
Ео ЭДС АИП;
ΔUo - падение напряжения на АИП в момент времени 0 с;
где rn сопротивление поляризации электродов АИП;
установившееся значение отклонения экспоненты от ΔUo;
ΔU1 - падение напряжения на АИП в момент времени t1;
е основание натурального логарифма;
где Cn емкость поляризации АИП;
ΔU2 - падение напряжения на АИП в момент времени t2 2t1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96101978A RU2101806C1 (ru) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | Способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96101978A RU2101806C1 (ru) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | Способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2101806C1 true RU2101806C1 (ru) | 1998-01-10 |
RU96101978A RU96101978A (ru) | 1998-04-20 |
Family
ID=20176443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96101978A RU2101806C1 (ru) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | Способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2101806C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
CN109188290A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-01-11 | 东北电力大学 | 基于脉冲放电压差的储能电池模型参数辨识方法 |
-
1996
- 1996-02-01 RU RU96101978A patent/RU2101806C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
2. Пугачев Е.В., Вавиловский В.И. Динамические характеристики тяговой аккумуляторной батареи как объекта автоматического управления. - Электричество, N 11, 1984, с. 59 - 61. 3. Федоров Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП. Функционирование, параметры, применение. - М.: Энергоатомиздат, 1990, с. 390. 4. Резисторы: Справочник/ Под редакцией И.И.Четвертилова. - М.: Энергоиздат, 1981, с. 352. 5. Микропроцессорные средства и системы, N 4, 1988, с. 72 - 73. 6. Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вторичного электропитания. / Справочник. - М.: Радио и связь, 1992, с. 224. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
CN109188290A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-01-11 | 东北电力大学 | 基于脉冲放电压差的储能电池模型参数辨识方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3778702A (en) | Operating time remaining computer | |
US6781382B2 (en) | Electronic battery tester | |
US5381096A (en) | Method and apparatus for measuring the state-of-charge of a battery system | |
US6359441B1 (en) | Electronic battery tester | |
CN101395489B (zh) | 用于确定估计的电池组状态向量和估计的电池组参数向量的系统和方法 | |
RU2336618C2 (ru) | Способ расчета допустимой мощности батарей с использованием усовершенствованных методик предсказания на основе модели элемента | |
US7197487B2 (en) | Apparatus and method for estimating battery state of charge | |
US6388450B2 (en) | Method for determining the state of charge of storage batteries | |
EP2950113A1 (en) | Apparatus for measuring cell internal resistance online and measurement method therefor | |
JPH03503936A (ja) | 充電状態のインジケーション | |
CN105334462A (zh) | 电池容量损失在线估算方法 | |
Hossain et al. | A parameter extraction method for the Thevenin equivalent circuit model of Li-ion batteries | |
JPH10221418A (ja) | 電池の劣化判定装置及び劣化判定方法 | |
Iurilli et al. | EIS2MOD: A DRT-based modeling framework for li-ion cells | |
CN113740686B (zh) | 绝缘检测电路及基于绝缘检测电路的阻值检测方法 | |
CN115616428A (zh) | 一种“充—检”一体电动汽车电池状态检测与评价方法 | |
CN115932611A (zh) | 一种基于弛豫过程的锂离子电池内短路故障诊断方法 | |
JP4511162B2 (ja) | 燃料電池の評価装置 | |
RU2101806C1 (ru) | Способ определения электрических параметров аккумуляторных источников питания | |
US5830595A (en) | Battery capacity prediction method and apparatus using natural logarithm | |
RU2086053C1 (ru) | Способ определения параметров аккумуляторной батареи | |
Rusli et al. | Parameter Estimation of Li-Polymer Battery Using Non-Linear Feedback Structure Aproximation | |
Tinnemeyer | Multiple model impedance spectroscopy techniques for testing electrochemical systems | |
SU1076986A1 (ru) | Способ измерени напр жени химического источника тока | |
JP3999380B2 (ja) | コンクリートレベルセンサ |