RU2120158C1 - Method for determining residual capacity of lead storage battery - Google Patents
Method for determining residual capacity of lead storage battery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2120158C1 RU2120158C1 RU97104287/09A RU97104287A RU2120158C1 RU 2120158 C1 RU2120158 C1 RU 2120158C1 RU 97104287/09 A RU97104287/09 A RU 97104287/09A RU 97104287 A RU97104287 A RU 97104287A RU 2120158 C1 RU2120158 C1 RU 2120158C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discharge
- current
- capacity
- battery
- voltage
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники измерений, конкретно к способам определения остаточной емкости свинцового аккумулятора (СА). The invention relates to the field of measurement technology, specifically to methods for determining the residual capacity of a lead battery (CA).
Известны эмпирические формулы для описания зависимости разрядной емкости СА от тока (Л. 1, с. 78 - 80). Однако эти формулы позволяют определять разрядную емкость СА при его разряде от полностью заряженного состояния до конечного разрядного напряжения одним фиксированным током разряда. Если при таком разряде подсчитывать отданную СА емкость, умножая величину тока разряда на время разряда, и определить по приведенным в Л. 1, с. 78 - 80 эмпирическим формулам общую разрядную емкость при данном токе разряда, то можно в любой момент разряда определить остаточную емкость СА, т.е. ту электрическую емкость, которую СА отдаст дополнительно, если его разряжать таким фиксированным током до конечного разрядного напряжения. Но если СА разряжается током не одной величины, а в ходе разряда ток принимает различные значения, то такой алгоритм определения остаточной емкости СА не может быть использован, т. к. указанные эмпирические формулы не определяют разрядную емкость СА при изменяющемся токе разряда. А между тем, иногда очень важно иметь возможность определять остаточную емкость СА независимо от предшествовавшего режима разряда, например, когда от свинцовой аккумуляторной батареи питаются приводные электродвигатели, за счет которых обеспечивается движение объекта, и когда знание остаточной емкости СА позволит определить расстояние, которое объект еще может пройти с определенной скоростью. Empirical formulas are known for describing the dependence of the discharge capacity of SA on current (L. 1, p. 78 - 80). However, these formulas make it possible to determine the discharge capacity of an SA during its discharge from a fully charged state to a final discharge voltage with one fixed discharge current. If, in such a discharge, the capacitance given to the SA is calculated, multiplying the value of the discharge current by the discharge time, and determined from the data in L. 1, p. 78 - 80 empirical formulas the total discharge capacity at a given discharge current, it is possible at any time to determine the residual capacity of the SA, i.e. the electric capacitance that the SA will give additionally if discharged with such a fixed current to the final discharge voltage. But if the SA is discharged by a current of more than one magnitude, and the current takes different values during the discharge, then such an algorithm for determining the residual capacity of the SA cannot be used, since the indicated empirical formulas do not determine the discharge capacity of the SA with a changing discharge current. Meanwhile, sometimes it is very important to be able to determine the residual capacity of the SA regardless of the previous discharge mode, for example, when drive electric motors are fed from the lead storage battery, which ensures the movement of the object, and when knowledge of the residual capacity of the SA will determine the distance that the object is still can pass at a certain speed.
Известна также нагрузочная вилка (Л. 2, с. 40). Она позволяет определять степень разряженности аккумулятора по величине разрядного напряжения, которое устанавливается на нем при подключении к зажимам аккумулятора нагрузочного резистора, устанавливаемого в нагрузочную вилку, и подобранного на удвоенный ток 10-часового разряда проверяемого аккумулятора. A load fork is also known (L. 2, p. 40). It allows you to determine the degree of discharge of the battery by the value of the discharge voltage, which is installed on it when connected to the battery terminals of the load resistor installed in the load plug, and selected for the doubled current of the 10-hour discharge of the tested battery.
Однако такие нагрузочные вилки изготавливаются только для аккумуляторов малой емкости, а для аккумуляторов, номинальная емкость которых составляет тысячи ампер-часов, нагрузочных вилок не существует. However, such load plugs are made only for small capacity batteries, and for batteries with a nominal capacity of thousands of ampere hours, load plugs do not exist.
Способ определения остаточной емкости СА с помощью нагрузочной вилки принят за прототип. The method for determining the residual capacity of CA using a load fork is adopted as a prototype.
Основными недостатками способа, принятого за прототип, являются: низкая точность, невозможность его применения для аккумуляторов большой емкости, невозможность определять остаточную емкость в зависимости от величины предусматриваемого тока разряда, а также затруднительность его автоматизации, поскольку данный способ предусматривает ручное вворачивание соответствующего нагрузочного резистора, ручное подключение нагрузочной вилки к зажимам проверяемого аккумулятора и ручное нажатие кнопки для подключения нагрузочного резистора к зажимам аккумулятора. The main disadvantages of the method adopted for the prototype are: low accuracy, the impossibility of its use for high-capacity batteries, the inability to determine the residual capacity depending on the magnitude of the intended discharge current, as well as the difficulty of its automation, since this method involves manually screwing the corresponding load resistor, manual connecting the load plug to the terminals of the tested battery and manually pressing the button to connect the load resistor to battery terminals.
Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков. The aim of the invention is to remedy these shortcomings.
Сущность изобретения состоит в том, что для определения разрядной емкости свинцового аккумулятора предварительно для аккумулятора такого типа в начале эксплуатации проводят циклы: полный заряд СА - разряд одним из основных применяемых режимов разряда (1-часовой, 2-часовой, 5-часовой, 10-часовой, 20-часовой, 50-часовой) до конечного разрядного напряжения с охватом такими циклами всех перечисленных основных режимов разряда и устанавливают зависимость разрядного напряжения в каждом из этих режимов разряда от отданной емкости, осуществляя в процессе разряда интегрирование тока разряда в функции времени разряда и измерение разрядного напряжения. Эти зависимости запоминают. The essence of the invention lies in the fact that to determine the discharge capacity of a lead battery previously for a battery of this type at the beginning of operation, the cycles are carried out: full charge of the SA - discharge is one of the main discharge modes used (1-hour, 2-hour, 5-hour, 10- hourly, 20-hour, 50-hour) to the final discharge voltage with such cycles covering all the listed main discharge modes and establish the dependence of the discharge voltage in each of these discharge modes on the capacitance given, in percent The discharge process integrates the discharge current as a function of the discharge time and measures the discharge voltage. These dependencies are remembered.
В процессе эксплуатации СА такого типа при его разряде осуществляют интегрирование тока разряда в функции времени разряда и измерение разрядного напряжения, а в случае необходимости определить остаточную разрядную емкость СА для любого из основных разрядных токов устанавливают этот разрядный ток на время, достаточное для измерения разрядного напряжения, измеряют разрядное напряжение и, используя предварительно полученную зависимость разрядного напряжения при установленном токе от разрядной емкости, определяют остаточную емкость СА в данном режиме разряда. During operation of a SA of this type during its discharge, the discharge current is integrated into the functions of the discharge time and the discharge voltage is measured, and if necessary, the residual discharge capacity of the SA for any of the main discharge currents is determined, this discharge current is set for a time sufficient to measure the discharge voltage, measure the discharge voltage and, using the previously obtained dependence of the discharge voltage at the set current on the discharge capacity, determine the residual capacity C In this discharge mode.
Если по каким-либо причинам в данный момент нельзя давать СА ток разряда, при котором необходимо определить остаточную разрядную емкость, то по величине тока разряда СА на текущий момент и соответствующей ему величине разрядного напряжения вычисляют полное внутреннее сопротивление СА, а затем, используя его, вычисляют разрядное напряжение СА при интересующем нас токе основного режима разряда и, используя соответствующую зависимость разрядного напряжения от разрядной емкости, определяют остаточную разрядную емкость при данном основном режиме разряда. If for some reason it is not possible at the moment to give the SA the discharge current at which it is necessary to determine the residual discharge capacity, then the total internal resistance of the SA is calculated from the value of the current of the SA at the current moment and the corresponding value of the discharge voltage, and then using it, calculate the discharge voltage SA at the current of the main discharge mode of interest to us and, using the corresponding dependence of the discharge voltage on the discharge capacity, determine the residual discharge capacity at this discharge mode.
Если же остаточную разрядную емкость требуется определить для тока разряда, отличного от основных, то ее получают линейной интерполяцией значений остаточной разрядной емкости, которые вычисляют указанным выше способом для двух ближайших основных токов разряда, между которыми находится интересующий нас ток разряда. If the residual discharge capacity is required to be determined for a discharge current other than the main ones, then it is obtained by linear interpolation of the values of the residual discharge capacity, which are calculated by the above method for the two nearest main discharge currents between which the discharge current is of interest to us.
Периодически, когда по правилам эксплуатации таких СА проводят лечебный цикл, то определяют разрядную емкость на текущий момент времени при разряде током 20-часового разряда и вычисляют коэффициент изменения отдаваемой емкости СА, равный отношению полученной в последнем лечебном цикле разрядной емкости 20-часового разряда к разрядной емкости 20-часового разряда, полученной для данного типа СА на начальный момент эксплуатации и зафиксированной. Periodically, when, according to the operating rules of such SAs, a treatment cycle is carried out, the discharge capacity is determined at the current time when discharged by the current of the 20-hour discharge and the coefficient of change in the delivered capacity of the SA equal to the ratio of the discharge capacity of the 20-hour discharge received in the last treatment cycle is calculated the capacity of the 20-hour discharge obtained for this type of SA at the initial moment of operation and fixed.
При дальнейшей эксплуатации СА получаемые указанным выше способом значения остаточной разрядной емкости умножают на коэффициент изменения отдаваемой разрядной емкости СА для вычисления фактического значения разрядной емкости. During further operation of the SA, the values of the residual discharge capacity obtained by the above method are multiplied by the coefficient of change of the delivered discharge capacity of the CA to calculate the actual value of the discharge capacity.
Для определения остаточной разрядной емкости СА предварительно для аккумулятора такого типа в начале эксплуатации проводят циклы: полный заряд СА - разряд одним из основных применяемых режимов разряда (1-часовой, 2-часовой, 5-часовой, 10-часовой, 20-часовой, 50-часовой) до конечного разрядного напряжения Uк с охватом такими циклами всех перечисленных основных режимов разряда, и устанавливают зависимость разрядного напряжения Upj от отданной разрядной емкости Cpj для каждого из основных режимов разряда, т.е. Upj = f/(Cpj), где j = 1, 2,..., 6 - индекс, соответствующий порядковому номеру пронумерованных основных режимов разряда, осуществляя в процессе разряда интегрирование тока разряда в функции времени разряда, т.е. вычисляя
где
Ipj - ток разряда в j-м основном разрядном режиме, А;
tpj - время разряда в j-м основном разрядном режиме, ч,
и измерение разрядного напряжения Upj,В. Зависимости Upj = f(Cpj), j = 1, 2, . . . , 6 запоминают. В процессе эксплуатации СА такого типа при его разряде осуществляют интегрирование тока разряда в функции времени разряда и измерение разрядного напряжения, а в случае необходимости определить остаточную разрядную емкость СА для любого из основных разрядных токов, устанавливают этот разрядный ток на время, достаточное для измерения разрядного напряжения, измеряют разрядное напряжение и, используя предварительно полученную зависимость разрядного напряжения при установленном токе от разрядной емкости, определяют остаточную емкость СА в данном режиме разряда. Если по каким-либо причинам в данный момент нельзя давать СА нагрузку током, при котором необходимо определить остаточную разрядную емкость, то по величине тока разряда СА на текущий момент и соответствующей ему величине разрядного напряжения вычисляют полное внутреннее сопротивление СА по формуле
где
ток разряда СА на текущий момент времени, А;
разрядное напряжение на текущий момент времени, В;
полное внутреннее сопротивление СА на текущий момент времени, Ом;
Затем вычисляют разрядное напряжение СА при интересующем нас токе основного режима разряда, например, по формуле
где
ток основного режима разряда, при котором необходимо определить остаточную разрядную емкость, отличный от фактического тока разряда на текущий момент времени, А;
разрядное напряжение СА, которое будет при токе
полное внутреннее сопротивление СА на текущий момент времени, Ом.To determine the residual discharge capacity of the SA, the cycles are preliminarily carried out for a battery of this type at the beginning of operation: full charge of the SA - discharge is one of the main discharge modes used (1-hour, 2-hour, 5-hour, 10-hour, 20-hour, 50 -hourly) to the final discharge voltage U k with such cycles covering all the listed main discharge modes, and the dependence of the discharge voltage U pj on the given discharge capacity C pj for each of the main discharge modes is established, i.e. U pj = f / (C pj ), where j = 1, 2, ..., 6 is the index corresponding to the serial number of the numbered main discharge modes, integrating the discharge current as a function of the discharge time during the discharge, i.e. calculating
Where
I pj is the discharge current in the jth main discharge mode, A;
t pj is the discharge time in the j-th main discharge mode, h,
and measuring the discharge voltage U pj , V. Dependencies U pj = f (C pj ), j = 1, 2 ,. . . 6 remember. During operation of a SA of this type during its discharge, the discharge current is integrated into the functions of the discharge time and the discharge voltage is measured, and if necessary, the residual discharge capacity of the SA for any of the main discharge currents is determined, this discharge current is set for a time sufficient to measure the discharge voltage the discharge voltage is measured and, using the previously obtained dependence of the discharge voltage at the set current on the discharge capacity, the residual capacity C is determined And in this discharge mode. If for some reason at the moment it is impossible to give the SA load with a current at which it is necessary to determine the residual discharge capacity, then the total internal resistance of the SA is calculated by the value of the discharge current of the SA at the current moment and the corresponding value of the discharge voltage by the formula
Where
SA discharge current at the current time, A;
discharge voltage at the current time, V;
total internal resistance of SA at the current time, Ohm;
Then, the discharge voltage SA is calculated at the current of the main discharge mode of interest to us, for example, according to the formula
Where
current of the main discharge mode, at which it is necessary to determine the residual discharge capacity, different from the actual discharge current at the current time, A;
SA discharge voltage, which will be at current
total internal resistance of SA at the current time, Ohm.
По разрядному напряжению используя зависимость разрядного напряжения от разрядной емкости при токе определяют соответствующую току остаточную разрядную емкость.By discharge voltage using the dependence of the discharge voltage on the discharge capacity at current determine the current residual discharge capacity.
Если же остаточную разрядную емкость требуется определить для тока разряда, отличного от основных, то ее получают линейной интерполяцией значений остаточной разрядной емкости, которые вычисляют указанным выше способом для двух ближайших основных токов разряда, между которыми находится интересующий нас ток разряда. If the residual discharge capacity is required to be determined for a discharge current other than the main ones, then it is obtained by linear interpolation of the values of the residual discharge capacity, which are calculated by the above method for the two nearest main discharge currents between which the discharge current is of interest to us.
Периодически, когда по правилам эксплуатации таких СА проводят лечебный цикл, то определяют разрядную емкость на текущий момент времени при разряде током 20-часового режима и вычисляют коэффициент изменения отдаваемой емкости СА по формуле
где
β - коэффициент изменения отдаваемой емкости СА;
Cрл - разрядная емкость 20-часового режима разряда, полученная в последнем лечебном цикле, А-ч;
Cрф - разрядная емкость 20-часового режима разряда, предварительно полученная в начале эксплуатации для СА такого типа и зафиксированная, А-ч.Periodically, when, according to the operating rules of such SAs, a treatment cycle is carried out, the discharge capacity is determined at the current time when discharged by the current of the 20-hour mode and the coefficient of change in the delivered capacity of the SA is calculated by the formula
Where
β is the coefficient of change in the delivered capacity of CA;
C RL - discharge capacity of a 20-hour discharge mode obtained in the last treatment cycle, Ah;
C rf is the discharge capacity of the 20-hour discharge mode, previously obtained at the beginning of operation for a SA of this type and fixed, Ah.
При дальнейшей эксплуатации СА получаемые указанным выше способом значения остаточной разрядной емкости умножают на коэффициент β для вычисления фактического значения остаточной разрядной емкости. During further operation of the SA, the values of the residual discharge capacity obtained by the above method are multiplied by a coefficient β to calculate the actual value of the residual discharge capacity.
Предложенный способ может быть реализован с помощью "Системы диагностирования свинцовой аккумуляторной батареи" (Л.3). The proposed method can be implemented using the "Diagnostic system of lead storage battery" (L.3).
Литература
1. Дасоян М.А., Агуф И.А. Современная теория свинцового аккумулятора. - Л.: Энергия, 1975.Literature
1. Dasoyan M.A., Aguf I.A. The modern theory of a lead battery. - L .: Energy, 1975.
2. Притулюк В.А. Химические источники тока в авиации. - М.: Воениздат, 1978. 2. Pritulyuk V.A. Chemical current sources in aviation. - M .: Military Publishing House, 1978.
3. А. с. N 1783479 СССР. Система диагностирования свинцовой аккумуляторной батареи /Ю.П. Найденко, Ю.В. Скачков, М.Д. Маслаков, А.П. Рыбкин, А. П. Батин, С.Р. Юдилевич. - Опубл. 28.12.92, Бюл. N 47. 3. A. p. N 1783479 USSR. Diagnostic system for lead battery Naidenko, Yu.V. Skachkov, M.D. Maslakov, A.P. Rybkin, A.P. Batin, S.R. Yudilevich. - Publ. 12/28/92, Bull. N 47.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97104287/09A RU2120158C1 (en) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | Method for determining residual capacity of lead storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97104287/09A RU2120158C1 (en) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | Method for determining residual capacity of lead storage battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2120158C1 true RU2120158C1 (en) | 1998-10-10 |
RU97104287A RU97104287A (en) | 1999-01-10 |
Family
ID=20190962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97104287/09A RU2120158C1 (en) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | Method for determining residual capacity of lead storage battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2120158C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2496191C2 (en) * | 2011-02-28 | 2013-10-20 | Виктор Иванович Косюк | Measuring device of electric capacity of chemical current sources |
-
1997
- 1997-03-18 RU RU97104287/09A patent/RU2120158C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Притулюк В.А. Химические источники тока в авиации. - М., Воениздат, 1978, с. 39-40. 2. * |
6. Дасоян М.А., Агуф И.А. Современная теория свинцового аккумулятора. -Л.: Энергия, 1975, с. 78-80. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2496191C2 (en) * | 2011-02-28 | 2013-10-20 | Виктор Иванович Косюк | Measuring device of electric capacity of chemical current sources |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2089731B1 (en) | Apparatus and method for determination of the state-of-charge of a battery when the battery is not in equilibrium | |
US10355321B2 (en) | Method and device for detecting states of battery and battery pack | |
US3984762A (en) | Method for determining battery state of charge by measuring A.C. electrical phase angle change | |
US8203305B1 (en) | Enhanced voltage-based fuel gauges and methods | |
EP0749016B1 (en) | Method of determining remaining capacity of a storage cell | |
US6515453B2 (en) | Method of predicting the state of charge as well as the use time left of a rechargeable battery | |
CN106483462B (en) | A kind of measurement method and device of battery charge | |
CN107991623A (en) | It is a kind of to consider temperature and the battery ampere-hour integration SOC methods of estimation of degree of aging | |
CN113359044B (en) | Method, device and equipment for measuring residual capacity of battery | |
CN111190109B (en) | Current-sensor-free lithium battery state of charge estimation method | |
US11169213B2 (en) | Voltage based zero configuration battery management | |
CN115902666A (en) | Battery state detection method and device and battery system | |
CN111381180A (en) | Method and device for determining battery capacity | |
CN111216595B (en) | SOC calibration method of severe hybrid electric vehicle based on lithium battery equivalent circuit model | |
CN110361657B (en) | Method for estimating state of charge of battery | |
CN112130080B (en) | Accurate measurement method for SOC-OCV curve of power lithium ion battery at low temperature | |
Pillai et al. | Performance analysis of empirical open-circuit voltage modeling in lithium-ion batteries, part-2: Data collection procedure | |
RU2120158C1 (en) | Method for determining residual capacity of lead storage battery | |
CN116718922A (en) | Battery pack SOC estimation method, device, server and storage medium | |
CN112394290A (en) | Method and device for estimating SOH of battery pack, computer equipment and storage medium | |
JP2937796B2 (en) | Method for measuring charge / discharge current of secondary battery for power storage, method for measuring remaining power, and measuring device | |
CN114545263A (en) | Battery state evaluation system and method based on reconfigurable circuit | |
Xu et al. | Improved EKF for SOC of the storage battery | |
RU2086053C1 (en) | Method for checking characteristics of storage battery | |
Yang et al. | State of Charge estimation of lithium ion battery based on extended Kalman filtering algorithm |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20020319 |