RU2138886C1 - Способ определения саморазряда свинцового аккумулятора - Google Patents
Способ определения саморазряда свинцового аккумулятора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2138886C1 RU2138886C1 RU98113638A RU98113638A RU2138886C1 RU 2138886 C1 RU2138886 C1 RU 2138886C1 RU 98113638 A RU98113638 A RU 98113638A RU 98113638 A RU98113638 A RU 98113638A RU 2138886 C1 RU2138886 C1 RU 2138886C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- battery
- discharge
- current
- temperature
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам эксплуатации аккумуляторов. Согласно изобретению способ основан на определении приращения плотности электролита свинцового аккумулятора (СА) в функции времени при нахождении CA в режиме стоянки без тока после заряда. При этом плотность электролита определяют путем измерения ЭДС и температуры электролита СА, по которым, используя известные и установленные зависимости, вычисляют плотность электролита и ее приращение за соответствующий промежуток времени. По приращению плотности электролита в режиме стоянки без тока после заряда вычисляют саморазряд СА. Учитывая большое влияние на саморазряд СА температуры электролита, установлены коэффициенты изменения саморазряда в функции температуры электролита, и саморазряд СА определяют с учетом средней температуры электролита за соответствующий период времени стоянки СА без тока после окончания заряда. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения саморазряда СА. 5 табл.
Description
Изобретение относится к области техники измерений, конкретно к способам определения саморазряда свинцового аккумулятора (СА).
Известен способ определения саморазряда путем сбора выделяющихся газов на электродах аккумулятора, находящегося в режиме стоянки без тока (с разомкнутой внешней цепью) /Л. 1, с. 16/. Однако он требует специальных приспособлений и емкостей для сбора газов, которые устанавливаются на вентиляционные пробки аккумуляторов, является достаточно сложным по реализации, поэтому применяется в лабораторных условиях для исследования саморазряда единичных аккумуляторов. Но на практике возникает задача определения саморазряда свинцовых аккумуляторов, входящих в состав аккумуляторной батареи, состоящей из более чем сотни аккумуляторов. Для решения такой задачи указанный способ непригоден, ибо требует больших свободных объемов для размещения приспособлений и емкостей над аккумуляторной батареей, которые в аккумуляторных помещениях, например, в судовых условиях отсутствуют.
Известен способ определения саморазряда аккумуляторов, изложенный в Л. 2, с. 53 и заключающийся в том, что СА дают полный заряд, после чего подвергают контрольному разряду 10- или 3-часоывм режимом до конечного напряжения 1,8 В, фиксируя полученную при этом электрическую емкость C1. Затем СА опять дают полный заряд, протирают аккумуляторный бак снаружи для удаления следов электролита и оставляют отключенным на 30 или 15 суток. Температуру помещения при определении саморазряда поддерживают в пределах 20±5oC. После истечения заданного времени измеряют напряжение СА. Если он не ниже 2,0 В, то проводят контрольный разряд таким же режимом, как для определения емкости C1, и фиксируют полученную при этом электрическую емкость C2.
Используя полученные данные, вычисляют саморазряд СА по формуле
где S - среднесуточный саморазряд, %;
C1 - начальная емкость СА, А-ч;
C2 - емкость, полученная после нахождения СА в бездействии, А-ч;
n - число суток бездействия СА.
где S - среднесуточный саморазряд, %;
C1 - начальная емкость СА, А-ч;
C2 - емкость, полученная после нахождения СА в бездействии, А-ч;
n - число суток бездействия СА.
Недостатками этого способа являются:
- необходимость на длительное время (30 или 15 суток) выводить СА из действия;
- потребность для его реализации проведения 2-х зарядов и 2-х разрядов, что форсирует расходование ресурса, повышает затраты энергии, стоимость;
- данный способ не учитывает влияние температуры электролита на саморазряд, следовательно, не позволяет определять величину саморазряда при различных значениях температуры электролита.
- необходимость на длительное время (30 или 15 суток) выводить СА из действия;
- потребность для его реализации проведения 2-х зарядов и 2-х разрядов, что форсирует расходование ресурса, повышает затраты энергии, стоимость;
- данный способ не учитывает влияние температуры электролита на саморазряд, следовательно, не позволяет определять величину саморазряда при различных значениях температуры электролита.
Известен также способ определения саморазряда СА путем измерения приращения удельного веса (плотности) электролита в режиме стоянки без тока в функции времени /Л.2, с. 272-273/. Однако данный способ отличается низкой точностью. Это обусловлено тем, что для измерения плотности электролита последний забирают сверху блока пластин аккумулятора. Но плотность электролита, находящегося сверху над блоком пластин СА, может существенно отличаться от плотности электролита, находящегося в порах пластин СА. Кроме того, скорость саморазряда свинцовых аккумуляторов сильно зависит от температуры. В Л. 3, с. 175 показана зависимость саморазряда одного из типов СА от температуры. Из нее видно, что при увеличении температуры электролита саморазряд увеличивается в следующих количествах: от 8 до 20oC - в 1,57 раза, от 20 до 30oC - в 1,61 раза, от 30 до 40oC - в 2,00 раза и, экстраполируя, в диапазоне от 40 до 50oC получаем увеличение саморазряда в 3,00 раза.
Такая закономерность изменения саморазряда в функции температуры электролита сохраняется и для других типов СА, хотя фактическое значение саморазряда для определенной температуры электролита у разных типов свинцовых аккумуляторов различно. При этом диапазон температур электролита от 10 до 50oC охватывает практически весь рабочий диапазон свинцовых аккумуляторов, эксплуатирующихся внутри помещений.
Данный способ взят за прототип.
Целью изобретения является повышение точности определения саморазряда СА. Эта цель достигается за счет того, что для определения приращения плотности электролита в режиме стоянки СА без тока в функции времени стоянки плотность электролита определяют не путем отбора электролита сверху блока пластин и непосредственного измерения ареометром, а путем измерения установившейся ЭДС и температуры электролита и вычислением плотности электролита в порах пластин по алгоритму, предложенному в Л. 4.
Известно, что саморазряд происходит на границе электролита и электродов, т. е. в порах пластин. После окончания заряда СА именно в порах пластин за счет саморазряда происходит уменьшение плотности электролита. И только после уменьшения здесь плотности электролита, когда разность концентраций (плотностей) электролита в порах пластин и в аккумуляторном баке достигает определенного значения, возникает явление диффузии, вследствие чего начинает уменьшаться плотность электролита в баке. Следовательно, плотность электролита сверху блока пластин изменяется с наибольшей фазой отставания по времени и в наибольшей мере отличается от плотности электролита в порах пластин. Это и обеспечивает существенную погрешность при определении саморазряда по изменению плотности электролита сверху блока пластин.
Повышение точности определения саморазряда СА достигается в предлагаемом способе также за счет учета влияния на саморазряд температуры электролита. Как показано выше, это влияние весьма значительно.
Сущность изобретения состоит в том, что для определения саморазряда СА предварительно определяют для данного типа аккумулятора зависимость приращения объема электролита, находящегося в аккумуляторе, от уровня электролита путем последовательного отбора определенного объема электролита, начиная с момента, когда уровень электролита равен максимально допустимому, и последующего измерения уровня электролита после каждого такого отбора электролита, прекращая этот процесс, когда уровень электролита станет равным нулю, в начале эксплуатации проводят заряд СА и после стоянки СА без тока в течение 24 ч измеряют ЭДС СА, уровень и температуру электролита сверху блока пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин по данным табл. 1, вычисляют значение установившейся ЭДС СА при 25oC по формуле (1) /Л. 4/ и плотность электролита при 25oC интерполяцией данных табл. 2 /Л. 4/, затем проводят разряд СА, в процессе которого измеряют ток разряда, время разряда, температуру электролита, вычисляют отданную СА электрическую емкость по формуле (2), после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч измеряют уровень и температуру электролита, ЭДС СА, определяют, как указано выше, плотность электролита при 25oC, вычисляют массу израсходованной при разрядке серной кислоты и образовавшейся воды по формулам (3) и (4) соответственно, вычисляют интегральную плотность электролита после разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч по формуле (5) /Л. 4/, приводят плотность электролита перед началом разряда и интегральную плотность электролита после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч к температуре 20oC по известной зависимости /Л. 5, с. 405/, приведенной в табл. 3, вычисляют массу электролита перед разрядом по формуле (6) /Л. 4/ и после разряда по формуле (7) /Л. 4/, приводят плотность электролита перед разрядом и интегральную плотность электролита после разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч к 30oC, используя данные табл. 3, и вычисляют объем электролита при 30oC перед разрядом пор по формуле (8), приводят уровень электролита перед разрядом к 30oC по известной формуле (9), полученные объем и уровень электролита при 30oC фиксируют и каждый раз при проведении лечебного цикла заменяют на вновь полученные указанным выше способом, используя установленную первоначально зависимость приращения объема электролита от уровня электролита для данного типа СА, которая в процессе эксплуатации не изменяется.
При определении саморазряда СА заряжают и после выключения заряда, начиная с момента выключения и через каждые 4 ч в течение первых суток стоянки СА без тока после заряда, измеряют температуру электролита над блоком пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин, используя данные табл. 1, вычисляют среднюю температуру электролита внутри блока пластин за 24 ч стоянки СА без тока после заряда, а через 24 ч стоянки СА без тока после выключения заряда измеряют ЭДС СА, уровень и температуру электролита, находящегося над блоком пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин, используя данные табл. 1, вычисляют установившуюся ЭДС СА при 25oC по формуле (1) и плотность электролита при 25oC интерполяцией данных табл. 2, приводят измеренный уровень электролита к 30oC по формуле (9) и полученную плотность электролита при 25oC к 30oC, используя данные табл. 3, вычисляют приращение объема электролита при 30oC по отношению к зафиксированному объему электролита при 30oC, используя зависимость приращения объема электролита от уровня электролита, зафиксированный уровень электролита при 30oC и полученный после последнего заряда и стоянки СА без тока после заряда в течение 24 ч, вычисляют объем электролита при 30oC по истечении 24 ч стоянки СА без тока после последнего заряда по формуле (10) и соответствующую ему массу электролита по формуле (11), по истечении 24 ч стоянки СА без тока после заряда продолжают этот режим, измеряя через каждые 4 ч ЭДС СА, уровень и температуру электролита над блоком пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин, используя данные табл. 1, вычисляют среднюю температуру электролита внутри блока пластин за истекшее время вторых суток стоянки СА без тока после окончания заряда, а также установившуюся ЭДС СА при 25oC по формуле (1) и плотность электролита при 25oC интерполяцией данных табл. 2, определяют приращение плотности электролита за истекшее время вторых суток стоянки СА без тока после заряда, а через 48 ч стоянки СА без тока после заряда по значению плотности электролита при 25oC вычисляют плотность электролита при 20oC на 24 и 48 ч стоянки СА без тока после заряда, используя данные табл. 3, и вычисляют приращение массового процента серной кислоты в электролите при приращении плотности электролита на 0,001 кг/л в интервале значений плотности электролита при 20oC на 24 и 48 ч стоянки СА без тока после заряда по формуле (12), используя данные табл. 4, а также вычисляют саморазряд СА за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда по формуле (13), используя средние значения температуры электролита за первые и вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, приведенные выше коэффициенты изменения саморазряда для разных интервалов температур и полученный саморазряд за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, вычисляют коэффициент изменения саморазряда при увеличении средней температуры электролита от значения, соответствующего вторым суткам стоянки СА без тока после заряда tср.2 o, до значения, соответствующего первым суткам стоянки СА без тока после заряда tср.1 o, для чего определяют приращение коэффициентов изменения саморазряда при увеличении температуры электролита на 1oC для тех из указанных выше интервалов температур и соответствующих им коэффициентов изменения саморазряда, которые полностью или частично охватываются интервалом температур tср.1 o-tср.2 o, умножают полученные значения приращений на число градусов (oC) из интервала температур tср.1 o-tср.2 o, приходящихся на соответствующие интервалы температур, для которых выше указаны коэффициенты изменения саморазряда, после чего, приплюсовав к каждому из полученных произведений единицу и перемножив полученные суммы, получают коэффициент изменения саморазряда при увеличении температуры от tср.2 o до tср.1 o, умножая который на саморазряд за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, определяют саморазряд СА за первые сутки стоянки СА без тока после заряда и суммарный саморазряд за первые и вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, в дальнейшем, если стоянка СА без тока после заряда продолжается более 48 ч, то продолжают измерения и вычисления, которые указаны выше для определения саморазряда за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, и определяют саморазряд за следующие сутки, а также суммарный саморазряд за прошедшее время стоянки СА без тока после заряда, и так до окончания этого режима, а если после двух суток стоянки СА без тока после заряда этот режим прекращается, то саморазряд СА для любой средней температуры электролита вычисляется аналогично тому, как указано для определения саморазряда за первые сутки стоянки СА без тока после заряда, с той лишь особенностью, что при снижении средней температуры электролита саморазряд будет уменьшаться, поэтому его известное значение за вторые сутки надо делить на вычисленный указанным выше образом коэффициент изменения саморазряда.
Для определения саморазряда СА предложенным способом предварительно определяют для данного типа аккумулятора приращение объема электролита аккумулятора от уровня электролита путем последовательного отбора определенного объема электролита (для СА большой емкости, например, этот объем может равняться одному литру, такая зависимость для одного из типов СА приведена в табл. 5 /Л. 4/), начиная с момента, когда уровень электролита равен максимально допустимому, и последующего измерения уровня электролита после каждого такого отбора электролита, прекращая этот процесс, когда уровень электролита станет равным нулю. В начале эксплуатации проводят заряд СА и после стоянки его без тока в течение 24 ч измеряют ЭДС СА, уровень и температуру электролита сверху блока пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин по данным табл. 1, полученным авторами с использованием результатов, опубликованных в Л. 6, с. 7-10, вычисляют установившуюся ЭДС СА при 25oC по фоормуле
где E - измеренная ЭДС СА, В;
E0 = 2,041 + 0,00136( τ° - 25) - стандартная ЭДС СА при τ°C , В;
F = 96484,93 Кл•моль-1 - постоянная Фарадея;
R = 8,3144 Дж•К-1•моль-1 - универсальная газовая постоянная;
T = 273 + τ° - абсолютная температура электролита внутри блока пластин, K;
P - коэффициент, характеризующий изменение активности серной кислоты в электролите соответствующей плотности при изменении температуры на 1oC;
g - коэффициент, характеризующий изменение активности воды в растворе серной кислоты соответствующей плотности при изменении температуры на 1oC (Л. 4),
а также вычисляют плотность электролита при 25oC интерполяцией данных табл. 2 /Л. 4/. Затем проводят разряд СА, в процессе которого измеряют ток разряда, время разряда, температуру электролита, вычисляют отданную СА электрическую емкость по формуле
где Cр - отданная СА при разряде электрическая емкость, А-ч;
tр - время разряда, ч;
Iр - ток разряда, А.
где E - измеренная ЭДС СА, В;
E0 = 2,041 + 0,00136( τ° - 25) - стандартная ЭДС СА при τ°C , В;
F = 96484,93 Кл•моль-1 - постоянная Фарадея;
R = 8,3144 Дж•К-1•моль-1 - универсальная газовая постоянная;
T = 273 + τ° - абсолютная температура электролита внутри блока пластин, K;
P - коэффициент, характеризующий изменение активности серной кислоты в электролите соответствующей плотности при изменении температуры на 1oC;
g - коэффициент, характеризующий изменение активности воды в растворе серной кислоты соответствующей плотности при изменении температуры на 1oC (Л. 4),
а также вычисляют плотность электролита при 25oC интерполяцией данных табл. 2 /Л. 4/. Затем проводят разряд СА, в процессе которого измеряют ток разряда, время разряда, температуру электролита, вычисляют отданную СА электрическую емкость по формуле
где Cр - отданная СА при разряде электрическая емкость, А-ч;
tр - время разряда, ч;
Iр - ток разряда, А.
После окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч измеряют уровень и температуру электролита, ЭДС СА, определяют, как указано выше, плотность электролита при 25oC, вычисляют массу израсходованной при разряде серной кислоты по формуле
M1 = 0,00366•Cр, (3)
где M1 - масса израсходованной при разряде серной кислоты, кг, и вычисляют массу образовавшейся при разряде воды по формуле
M2 = 0,000672•Cр, (4)
где M2 - масса образовавшейся при разряде воды, кг;
Cр - отданная СА при разряде электрическая емкость, А-ч /Л. 2, с. 272-273/. Вычисляют интегральную плотность электролита при 25oC после разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч по формуле
где
плотность электролита при 25oC после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч, полученная по установившейся ЭДС СА и температуре электролита с использованием формулы (1) и зависимости, приведенной в табл. 2, кг/л;
интегральная плотность электролита при 25oC после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч, кг/л;
ε - поправка, учитывающая разность плотности электролита в порах пластин и над блоком (она принимается для одночасового разряда 0,001 кг/л, для двухчасового разряда 0,002 кг/л, для пятичасового разряда 0,003 кг/л, для десятичасового разряда 0,004 кг/л, для двадцатичасового разряда 0,005 кг/л, для пятидесятичасового и более 0,006 кг/л, а для промежуточных режимов разряда определяется интерполяцией указанных значений, поправка берется со знаком "плюс") /Л. 4/. Далее приводят плотность электролита перед началом разряда и интегральную плотность электролита после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч к температуре 20oC по известной зависимости /Л. 5, с. 405/, приведенной в табл. 3, и вычисляют массу электролита перед разрядом по формуле
где Mн - масса электролита перед разрядом, кг;
M1 - масса израсходованной при разряде серной кислоты, кг;
M2 - масса образовавшейся при разряде воды, кг;
массовый процент серной кислоты в электролите, соответствующий интегральной плотности электролита при 20oC после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч;
Pн - массовый процент серной кислоты в электролите перед разрядом, и вычисляют массу электролита после разряда по формуле
Mк = Mн - M1 + M2, (7)
где Mк - масса электролита после разряда, кг, а остальные обозначения указаны выше /Л. 4/.
M1 = 0,00366•Cр, (3)
где M1 - масса израсходованной при разряде серной кислоты, кг, и вычисляют массу образовавшейся при разряде воды по формуле
M2 = 0,000672•Cр, (4)
где M2 - масса образовавшейся при разряде воды, кг;
Cр - отданная СА при разряде электрическая емкость, А-ч /Л. 2, с. 272-273/. Вычисляют интегральную плотность электролита при 25oC после разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч по формуле
где
ε - поправка, учитывающая разность плотности электролита в порах пластин и над блоком (она принимается для одночасового разряда 0,001 кг/л, для двухчасового разряда 0,002 кг/л, для пятичасового разряда 0,003 кг/л, для десятичасового разряда 0,004 кг/л, для двадцатичасового разряда 0,005 кг/л, для пятидесятичасового и более 0,006 кг/л, а для промежуточных режимов разряда определяется интерполяцией указанных значений, поправка берется со знаком "плюс") /Л. 4/. Далее приводят плотность электролита перед началом разряда и интегральную плотность электролита после окончания разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч к температуре 20oC по известной зависимости /Л. 5, с. 405/, приведенной в табл. 3, и вычисляют массу электролита перед разрядом по формуле
где Mн - масса электролита перед разрядом, кг;
M1 - масса израсходованной при разряде серной кислоты, кг;
M2 - масса образовавшейся при разряде воды, кг;
Pн - массовый процент серной кислоты в электролите перед разрядом, и вычисляют массу электролита после разряда по формуле
Mк = Mн - M1 + M2, (7)
где Mк - масса электролита после разряда, кг, а остальные обозначения указаны выше /Л. 4/.
Затем, используя известную зависимость (см. табл. 3), приводят плотность электролита перед разрядом и интегральную плотность электролита после разряда и стоянки СА без тока в течение 3-4 ч к 30oC и вычисляют объем электролита при 30oC перед разрядом по формуле
где
объем электролита при 30oC перед разрядом, л;
Mн - масса электролита перед разрядом, кг;
- плотность электролита при 30oC перед разрядом, кг/л.
где
Mн - масса электролита перед разрядом, кг;
После этого приводят уровень электролита перед разрядом к 30oC по известной формуле:
h30° = ht° + 0,6(30-t°), (9)
где h30° - уровень электролита при 30oC, мм;
ht° - уровень электролита пир to, мм;
to - температура электролита через 24 ч стоянки СА без тока после окончания заряда сверху блока пластин, oC.
h30° = ht° + 0,6(30-t°), (9)
где h30° - уровень электролита при 30oC, мм;
ht° - уровень электролита пир to, мм;
to - температура электролита через 24 ч стоянки СА без тока после окончания заряда сверху блока пластин, oC.
Полученные объем и уровень электролита при 30oC фиксируют и каждый раз при проведении лечебного цикла заменяют на вновь полученные указанным выше способом, используя предварительно установленную зависимость приращения объема электролита от уровня его, которая в процессе эксплуатации не изменяется, а лечебный цикл применительно к одному СА проводят в следующем порядке:
а) проводят нормальный четырехступенчатый заряд СА с перезарядом, при котором на I, II и III ступенях заряда поддерживают зарядный ток постоянным, а по величине ток III ступени равным 1/2 тока II ступени, ток II ступени равным 1/2 тока I ступени, при этом зарядный ток I ступени приводится в заводской документации на аккумулятор, на IV ступени поддерживают постоянным напряжение на зажимах СА в течение двух часов; с окончанием нормального заряда устанавливают величину зарядного тока равной 1/2 тока III ступени и поддерживают этот ток постоянным в течение 3 ч; обмеры и фиксации зарядного тока, напряжения, плотности и температуры электролита СА производят каждые 30 мин перезаряда;
б) по окончании перезаряда разряжают СА током 20-часового режима разряда до достижения конечного разрядного напряжения для данного режима;
в) по окончании разряда замеряют плотность, температуру и уровень электролита СА; плотность электролита приводят к 30oC, используя табл. 3;
г) подсчитывают ампер-часы, снятые с СА во время разряда, и определяют емкость в процентах от номинальной, которая указывается в документации на СА для данного режима разряда СА, с учетом температуры электролита; определяют по изложенному выше алгоритму объем и уровень электролита при 30oC;
д) проводят нормальный заряд СА с перезарядом в соответствии с пунктом а).
а) проводят нормальный четырехступенчатый заряд СА с перезарядом, при котором на I, II и III ступенях заряда поддерживают зарядный ток постоянным, а по величине ток III ступени равным 1/2 тока II ступени, ток II ступени равным 1/2 тока I ступени, при этом зарядный ток I ступени приводится в заводской документации на аккумулятор, на IV ступени поддерживают постоянным напряжение на зажимах СА в течение двух часов; с окончанием нормального заряда устанавливают величину зарядного тока равной 1/2 тока III ступени и поддерживают этот ток постоянным в течение 3 ч; обмеры и фиксации зарядного тока, напряжения, плотности и температуры электролита СА производят каждые 30 мин перезаряда;
б) по окончании перезаряда разряжают СА током 20-часового режима разряда до достижения конечного разрядного напряжения для данного режима;
в) по окончании разряда замеряют плотность, температуру и уровень электролита СА; плотность электролита приводят к 30oC, используя табл. 3;
г) подсчитывают ампер-часы, снятые с СА во время разряда, и определяют емкость в процентах от номинальной, которая указывается в документации на СА для данного режима разряда СА, с учетом температуры электролита; определяют по изложенному выше алгоритму объем и уровень электролита при 30oC;
д) проводят нормальный заряд СА с перезарядом в соответствии с пунктом а).
При определении саморазряда СА на текущий момент времени СА заряжают и после выключения заряда, начиная с момента выключения и через каждые четыре часа в течение первых суток стоянки СА без тока после заряда, измеряют температуру электролита внутри блока пластин, используя табл. 1, вычисляют среднюю температуру электролита внутри блока пластин за 24 часа стоянки СА без тока после заряда. А через 24 часа стоянки СА без тока после заряда измеряют ЭДС СА, уровень и температуру электролита внутри блока пластин, используя данные табл. 1, вычисляют установившуюся ЭДС СА по формуле (1) и плотность электролита при 25oC интерполяцией данных табл. 2.
Затем приводят измеренный уровень электролита к 30oC по формуле (9) и полученную плотность электролита при 25oC к температуре 30oC, используя данные табл. 3, вычисляют приращение объема электролита при 30oC по отношению к зафиксированному объему электролита при 30oC, используя зависимость приращения объема электролита от уровня электролита, зафиксированный уровень электролита при 30oC и полученный уровень после последнего заряда и стоянки СА без тока в течение 24 часов, после чего вычисляют объем электролита при 30oC по истечении 24 часа стоянки СА без тока после последнего заряда по формуле (Л. 4)
где
объем электролита при 30oC по истечении 24 часов стоянки СА без тока после последнего заряда, л;
зафиксированный объем электролита при 30oC, л;
приращение объема электролита при 30oC после последнего заряда относительно зафиксированного объема электролита при 30oC, л, и вычисляют массу электролита, соответствующую полученному объему, по формуле
где Mн - масса электролита по истечении 24 ч стоянки СА без тока после последнего заряда, кг;
плотность электролита при 30oC по истечении 24 ч стоянки СА без тока после последнего заряда, кг/л;
объем электролита при 30oC на указанный выше момент времени, л.
где
где Mн - масса электролита по истечении 24 ч стоянки СА без тока после последнего заряда, кг;
По истечении 24 ч стоянки СА без тока после окончания заряда продолжают этот режим, измеряя через каждые 4 ч ЭДС СА, уровень и температуру электролита над блоком пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин, используя данные табл. 1, вычисляют среднюю температуру электролита внутри блока пластин за истекшее время вторых суток стоянки СА без тока после окончания заряда, а также установившуюся ЭДС СА при 25oC по формуле (1), плотность электролита при 25oC интерполяцией данных табл. 2 и приращение плотности электролита за истекшее время вторых суток стоянки СА без тока после заряда. Через 48 ч стоянки СА без тока после заряда по значениям плотности электролита при 25oC вычисляют плотность электролита при 20oC на 24 и 48 ч стоянки СА без тока после заряда, используя данные табл. 3. После этого, используя известную зависимость, приведенную в табл. 4 /Л. 7, с. 522/, вычисляют приращение массового процента серной кислоты в электролите при приращении плотности электролита на 0,001 кг/л в интервале значений плотности электролита при 20oC на 24 и 48 ч стоянки СА без тока после заряда по формуле
где β - приращение массового процента серной кислоты в электролите при приращении плотности электролита на 0,001 кг/л в интервале значений плотности электролита при 20oC на 24 и 48 ч стоянки СА без тока после заряда, о/е;
P1 - массовый процент серной кислоты в электролите, соответствующий плотности электролита при 20oC на 24 ч стоянки СА без тока после заряда;
P2 - то же, соответствующий плотности электролита при 20oC на 48 ч стоянки СА без тока после заряда;
плотность электролита СА при 20oC на 24 ч стоянки без тока после заряда, кг/л;
то же на 48 ч стоянки без тока после заряда, кг/л,
а также вычисляют саморазряд СА за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда по формуле /Л. 4/
где ΔCs - саморазряд СА за вторые сутки стоянки без тока после заряда, А-ч;
Mн - масса электролита СА на 24 ч стоянки без тока после заряда, кг;
P1 - массовый процент серной кислоты в электролите на 24 ч стоянки СА без тока после заряда;
приращение плотности электролита за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, кг/л;
β - приращение массового процента серной кислоты в электролите при приращении плотности электролита на 0,001 кг/л в интервале значений плотности электролита при 20oC на 24 и 48 ч стоянки СА без тока после заряда, о/е.
где β - приращение массового процента серной кислоты в электролите при приращении плотности электролита на 0,001 кг/л в интервале значений плотности электролита при 20oC на 24 и 48 ч стоянки СА без тока после заряда, о/е;
P1 - массовый процент серной кислоты в электролите, соответствующий плотности электролита при 20oC на 24 ч стоянки СА без тока после заряда;
P2 - то же, соответствующий плотности электролита при 20oC на 48 ч стоянки СА без тока после заряда;
а также вычисляют саморазряд СА за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда по формуле /Л. 4/
где ΔCs - саморазряд СА за вторые сутки стоянки без тока после заряда, А-ч;
Mн - масса электролита СА на 24 ч стоянки без тока после заряда, кг;
P1 - массовый процент серной кислоты в электролите на 24 ч стоянки СА без тока после заряда;
β - приращение массового процента серной кислоты в электролите при приращении плотности электролита на 0,001 кг/л в интервале значений плотности электролита при 20oC на 24 и 48 ч стоянки СА без тока после заряда, о/е.
Затем, используя средние значения температуры электролита за первые и вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, приведенные выше коэффициенты изменения саморазряда для различных интервалов температур и полученный саморазряд за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, вычисляют коэффициент изменения саморазряда при увеличении средней температуры электролита от значения, соответствующего вторым суткам стоянки СА без тока после заряда tср.2 o, до значения, соответствующего первым суткам стоянки СА без тока после заряда tср.1 o, для чего определяют приращение коэффициентов изменения саморазряда при увеличении температуры электролита на 1oC для тех из указанных выше интервалов температур и соответствующих им коэффициентов изменения саморазряда, которые полностью или частично охватываются интервалом температур tср.1 o-tср.2 o, умножают полученные значения приращений на число градусов (oC) из интервала температур tср.1 o-tср.2 o, приходящихся на соответствующие интервалы температур, для которых выше указаны коэффициенты изменения саморазряда. Далее, приплюсовав к каждому из полученных произведений единицу и перемножив полученные суммы, получают коэффициент изменения саморазряда при увеличении температуры от tср.2 o до tср.1 o, умножая который на саморазряд за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, определяют саморазряд за первые сутки стоянки СА без тока после заряда и суммарный саморазряд за первые и вторые стуки стоянки СА без тока после заряда. Если стоянка СА без тока после заряда продолжается более 48 ч, то продолжают измерения и вычисления, которые указаны выше для определения саморазряда за вторые сутки стоянки СА без тока после заряда, определяют саморазряд за следующие сутки, а также суммарный саморазряд за прошедшее время стоянки СА без тока после заряда, и так до окончания этого режима. Если же после двух суток стоянки СА без тока после заряда этот режим прекращается, то саморазряд СА для любой средней температуры электролита вычисляется аналогично тому, как указано для определения саморазряда за первые сутки стоянки СА без тока после заряда? с той лишь особенностью, что при снижении средней температуры электролита саморазряд уменьшается, поэтому его известное значение за предыдущие сутки надо делить на вычисленный указанным выше образом коэффициент изменения саморазряда.
Данный способ может быть реализован с помощью "Системы диагностирования свинцовой аккумуляторной батареи" /Л. 8/.
Литература
1. Болотовский В.И., Вайсгант З.И. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов. - Л.: Энергоатомиздат, 1988.
1. Болотовский В.И., Вайсгант З.И. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов. - Л.: Энергоатомиздат, 1988.
2. Устинов П. И. Стационарные аккумуляторные установки. - М.: Энергия, 1970.
3. Кромптон Т. Вторичные источники тока. - М.: Мир, 1985.
4. Патент РФ N 2050645. 20.12.95.
5. Перельман В.И. Краткий справочник химика. - М.: ГНТИ химической литературы, 1963.
6. Баюнов В.В., Русин А.И., Шустов И.М. Распределение температуры по высоте свинцового аккумулятора. - Технология производства химических источников тока (Сб. научных трудов ВНИАИ). - Л.: 1985.
7. Справочник химика. Т. 3. - М-Л.: Химия, 1964.
8. Авторское свидетельство СССР N 1783479, 23.12.92.
Claims (1)
- Способ определения саморазряда свинцового аккумулятора путем измерения приращения плотности электролита в режиме стоянки аккумулятора без тока в функции времени, отличающийся тем, что предварительно определяют для данного типа аккумулятора приращение объема электролита аккумулятора в функции уровня электролита путем последовательного отбора определенного объема электролита, начиная с момента, когда уровень электролита в аккумуляторе равен максимально допустимому, и заканчивая, когда уровень электролита равен нулю, измеряя каждый раз после такого отбора объема электролита уровень электролита, а в начале эксплуатации аккумулятора проводят его заряд и после стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч измеряют ЭДС аккумулятора, уровень и температуру электролита сверху блока пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин, используя зависимость температуры электролита внутри блока пластин от температуры электролита сверху блока пластин и времени стоянки аккумулятора без тока после заряда, вычисляют установившуюся ЭДС аккумулятора при 25oС по измеренной ЭДС аккумулятора и вычисленной температуре электролита внутри блока пластин, определяют плотность электролита при 25°С интерполяцией табулированной зависимости плотности электролита при 25°С от установившейся ЭДС аккумулятора при 25oС, затем проводят разряд аккумулятора, в процессе которого измеряют ток разряда, время разряда, температуру электролита, вычисляют отданную аккумулятором электрическую емкость, после окончания разряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3-4 ч измеряют уровень и температуру электролита, ЭДС аккумулятора, определяют плотность электролита при 25oС по установившейся ЭДС и температуре электролита, вычисляют массу израсходованной при разряде серной кислоты и образовавшейся воды, вычисляют интегральную плотность электролита при 25oС, приводят плотность электролита перед началом разряда и интегральную плотность электролита после окончания разряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3-4 ч к температуре 20°С и вычисляют массу электролита перед разрядом, а также массу электролита после разряда, после чего приводят плотность электролита перед разрядом и интегральную плотность электролита после разряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3-4 ч к 30oС и вычисляют объем электролита при 30oС перед разрядом, приводят уровень электролита перед разрядом к 30°С, полученные объем и уровень электролита при 30oC фиксируют и каждый раз при проведении лечебного цикла заменяют на вновь полученные указанным способом, используя установленную первоначально зависимость приращения объема электролита от уровня электролита для данного типа аккумулятора, а для определения саморазряда на текущий момент времени аккумулятор заряжают и после выключения заряда, начиная с момента выключения и через каждые 4 ч в течение первых суток стоянки аккумулятора без тока после заряда, измеряют температуру электролита над блоком пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин, вычисляют среднюю температуру электролита внутри блока пластин за 24 ч стоянки аккумулятора без тока после заряда, а через 24 ч стоянки аккумулятора без тока после выключения заряда измеряют ЭДС аккумулятора, уровень и температуру электролита, находящегося над блоком пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин, вычисляют установившуюся ЭДС аккумулятора при 25°С по измеренной ЭДС аккумулятора и температуре электролита внутри блока пластин, определяют плотность электролита при 25oС по установившейся ЭДС при температуре электролита 25°С, после чего приводят измеренный уровень электролита к 30oС и полученную плотность электролита при 25°С приводят к 30oС, вычисляют приращение объема электролита при 30°С по отношению к зафиксированному объему электролита при 30°С интерполяцией данных зависимости приращения объема электролита от уровня, предварительно полученной для данного типа аккумулятора, используя зафиксированный уровень электролита при 30°С и полученный после последнего заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч, а также вычисляют объем электролита при 30oС по истечении 24 ч стоянки аккумулятора без тока после последнего заряда и массу электролита, соответствующую полученному объему, умножая этот объем при 30oС на плотность электролита при 30oС, по истечении 24 ч стоянки аккумулятора без тока после окончания заряда продолжают этот режим, измеряя через каждые 4 ч ЭДС аккумулятора, уровень и температуру электролита над блоком пластин, определяют температуру электролита внутри блока пластин, вычисляют среднюю температуру электролита внутри блока пластин за истекшее время вторых суток стоянки аккумулятора без тока после окончания заряда, а также установившуюся ЭДС аккумулятора при 25oС и плотность электролита при 25oС по установившейся ЭДС аккумулятора при температуре электролита 25°С, вычисляют приращение плотности электролита за истекшее время вторых суток стоянки аккумулятора без тока после заряда, через 48 ч стоянки аккумулятора без тока после заряда по значениям плотности электролита при 25oС вычисляют плотность электролита при 20oС на 24 и 48 ч стоянки аккумулятора без тока после заряда, после чего, используя зависимость плотности электролита при 20oС от массового процента серной кислоты в электролите, вычисляют приращение массового процента серной кислоты в электролите при приращении плотности электролита на 0,001 кг/л в интервале значений плотности электролита при 20oC на 24 и 48 ч стоянки аккумулятора без тока после заряда, а также вычисляют саморазряд аккумулятора за вторые сутки стоянки аккумулятора без тока после заряда, затем, используя средние значения температуры электролита за первые и вторые сутки стоянки аккумулятора без тока после заряда, а также коэффициенты изменения саморазряда для различных интервалов температуры и полученный саморазряд за вторые сутки стоянки аккумулятора без тока после заряда, вычисляют коэффициент изменения саморазряда при увеличении средней температуры электролита от значения, соответствующего вторым суткам стоянки аккумулятора без тока после заряда to cp.2 до значения, соответствующего первым суткам стоянки аккумулятора без тока после заряда to cp.1, для чего определяют приращение коэффициентов изменения саморазряда при увеличении температуры электролита на 1oС для тех из интервалов температуры и соответствующих им коэффициентов изменения саморазряда, которые полностью или частично охватываются интервалом температуры to cp.1 - to cp.2, умножают полученные значения приращений на число градусов (oС) из интервала температуры to cp.1 - to cp.2, приходящихся на соответствующие интервалы температуры с известными коэффициентами изменения саморазряда, прибавив к каждому из полученных произведений единицу и перемножив полученные суммы, получают коэффициент изменения саморазряда при увеличении температуры электролита от to cp.2 до to cp.1 , умножая который на саморазряд за вторые сутки стоянки аккумулятора без тока после заряда, получают саморазряд за первые сутки стоянки аккумулятора без тока после заряда, после чего получают суммарный саморазряд за первые и вторые сутки стоянки аккумулятора без тока после заряда, если стоянка аккумулятора без тока после заряда продолжается более 48 ч, то продолжают измерения и вычисления, указанные выше для определения саморазряда за вторые сутки стоянки аккумулятора без тока после заряда, и определяют саморазряд за следующие сутки, а также суммарный саморазряд за прошедшее время стоянки аккумулятора без тока после заряда, и так до окончания этого режима, а если после двух суток стоянки аккумулятора без тока после заряда этот режим прекращается, то саморазряд аккумулятора для любой средней температуры электролита вычисляется аналогично тому, как указано для определения саморазряда за первые сутки стоянки аккумулятора без тока после заряда, с той лишь особенностью, что при снижении средней температуры электролита саморазряд уменьшается, поэтому его известное значение за предыдущие сутки делят на вычисленные указанным выше образом коэффициенты изменения саморазряда.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113638A RU2138886C1 (ru) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Способ определения саморазряда свинцового аккумулятора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113638A RU2138886C1 (ru) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Способ определения саморазряда свинцового аккумулятора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2138886C1 true RU2138886C1 (ru) | 1999-09-27 |
Family
ID=20208521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98113638A RU2138886C1 (ru) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Способ определения саморазряда свинцового аккумулятора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2138886C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492558C1 (ru) * | 2012-03-29 | 2013-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта" | Способ определения периодичности технического обслуживания аккумуляторной батареи |
| EP4198535A1 (fr) | 2021-12-20 | 2023-06-21 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Procédé d'estimation de l'état de charge d'une batterie au plomb en situation d'autodécharge |
-
1998
- 1998-07-20 RU RU98113638A patent/RU2138886C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Устинов П.И. Стационарные аккумуляторные установки. -М.: Энергия, 1970, с .53, 272-273. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492558C1 (ru) * | 2012-03-29 | 2013-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта" | Способ определения периодичности технического обслуживания аккумуляторной батареи |
| EP4198535A1 (fr) | 2021-12-20 | 2023-06-21 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Procédé d'estimation de l'état de charge d'une batterie au plomb en situation d'autodécharge |
| FR3130999A1 (fr) | 2021-12-20 | 2023-06-23 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé d’estimation de l’état de charge d’une batterie au plomb en situation d’autodécharge. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9108524B2 (en) | Battery SOC estimation with automatic correction | |
| US8288995B2 (en) | Assembled battery charging method and battery charging system | |
| WO2017016385A1 (zh) | 电池荷电状态值的估算方法及装置 | |
| JP2018146372A (ja) | 蓄電池の劣化判定方法及び蓄電池の劣化判定装置 | |
| CN106093777A (zh) | 一种锂离子电池析锂的检测方法 | |
| US20140125345A1 (en) | Condition estimation device and method of estimating condition | |
| GB2459039A (en) | Diffusion limited adaptive battery charging | |
| CN105203968B (zh) | 一种铅酸蓄电池剩余电量的在线测量系统 | |
| Tenno et al. | Charge–discharge behaviour of VRLA batteries: model calibration and application for state estimation and failure detection | |
| CN112736320A (zh) | 一种冷却系统的冷却参数确定方法、装置及设备 | |
| US7295014B2 (en) | Method for determination of characteristic variable which relates to the state of charge of a storage battery | |
| EP3570405B1 (en) | Device and method for controlling discharge | |
| RU2138886C1 (ru) | Способ определения саморазряда свинцового аккумулятора | |
| CN112014751B (zh) | 一种基于推测锂离子电池的实际可放电容量的soc估算方法 | |
| CN108693473B (zh) | 电池健康状态soh的检测方法及装置 | |
| CN115639480B (zh) | 一种电池健康状态的检测方法及装置 | |
| CN113156316A (zh) | 盐水电池soc估算算法 | |
| WO2020031407A1 (en) | Charge control device, charge control method, program, control circuit and power storage system | |
| CN113740754B (zh) | 一种检测电池组不一致性的方法与系统 | |
| WO2022141292A1 (zh) | 电池模组的均衡方法、装置、电池模组和电源管理控制器 | |
| CN114859256A (zh) | 一种电池组剩余可用能量预测方法及装置 | |
| RU2138101C1 (ru) | Способ определения разбухания активной массы пластин свинцового аккумулятора | |
| CN112098856A (zh) | 一种变电站蓄电池组续航时间动态测量方法 | |
| CN112130081A (zh) | 一种快速实现铅酸电池soc估计方法 | |
| CN110850319A (zh) | 电池距离跳水点的循环圈数的估计方法、装置和电子设备 |