RU2293343C1 - Method for determining remaining capacity of lead accumulator - Google Patents
Method for determining remaining capacity of lead accumulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293343C1 RU2293343C1 RU2005123771/28A RU2005123771A RU2293343C1 RU 2293343 C1 RU2293343 C1 RU 2293343C1 RU 2005123771/28 A RU2005123771/28 A RU 2005123771/28A RU 2005123771 A RU2005123771 A RU 2005123771A RU 2293343 C1 RU2293343 C1 RU 2293343C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discharge
- current
- battery
- capacity
- values
- 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
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к химическим источникам тока, и может быть использовано для контроля технического состояния, например, свинцовых аккумуляторов.The invention relates to electrical engineering, in particular to chemical current sources, and can be used to control the technical condition of, for example, lead-acid batteries.
Известен способ определения степени заряженности аккумулятора (RU, патент 2110119 С1 Н 01 М 10/48, G 01 R 31/36, 1998), заключающийся в том, что измеряют равновесную электродвижущую силу (эдс) аккумулятора на двух электродах, дополнительно вводимых в электролит. Кроме того, в электролит также вводят датчик температуры, измеряют температуру электролита, запоминают объем электролита, номинальную емкость аккумулятора, равновесную ЭДС полностью заряженного аккумулятора, с учетом которых рассчитывают степень заряженности аккумулятора, корректируя результат расчетов по температуре электролита.A known method for determining the degree of charge of the battery (RU, patent 2110119 C1 H 01 M 10/48, G 01 R 31/36, 1998), which consists in measuring the equilibrium electromotive force (emf) of the battery on two electrodes, additionally introduced into the electrolyte . In addition, a temperature sensor is also introduced into the electrolyte, the temperature of the electrolyte is measured, the volume of the electrolyte, the nominal capacity of the battery, the equilibrium EMF of a fully charged battery are recorded, taking into account which the degree of charge of the battery is calculated, adjusting the result of calculations according to the temperature of the electrolyte.
Недостатком данного способа является то, что для определения степени заряженности требуется создание и применение дополнительных технических средств: электродов, датчиков температуры, измерителей объема электролита. Поэтому усложняется устройство для осуществления этого способа.The disadvantage of this method is that to determine the degree of charge requires the creation and use of additional technical means: electrodes, temperature sensors, electrolyte volume meters. Therefore, the device for implementing this method is complicated.
Известен также способ определения остаточной емкости свинцового аккумулятора (прототип) (Дасоян М.А., Агуф И.А. Современная теория свинцового аккумулятора. - Л.: Энергия, 1975), заключающийся в том, что предварительно для соответствующего типа аккумулятора по эмпирической формуле определяют его полную емкость в зависимости от тока разряда, температуры и концентрации электролита.There is also a method of determining the residual capacity of a lead battery (prototype) (Dasoyan MA, Aguf I.A. The modern theory of a lead battery. - L .: Energy, 1975), which consists in the fact that previously for the corresponding type of battery according to the empirical formula determine its full capacity depending on the discharge current, temperature and electrolyte concentration.
В процессе эксплуатации свинцового аккумулятора (СА) такого типа при его разряде неизменным током осуществляют интегрирование тока разряда в функции времени, получая таким образом разрядную емкость, а затем определяют остаточную емкость СА как разность полной емкости и разрядной емкости в данный конкретный момент времени.During the operation of a lead battery (CA) of this type, when it is discharged with a constant current, the discharge current is integrated into the functions of time, thereby obtaining a discharge capacity, and then the residual capacity of the SA is determined as the difference between the total capacity and discharge capacity at this particular moment in time.
Основным недостатком способа, принятого за прототип, является его низкая точность. Это обусловлено тем, что полная емкость СА и ее зависимость от тока разряда, температуры и концентрации электролита изменяются с течением времени. Каждый конкретный экземпляр СА имеет свои индивидуальные особенности и некоторое отличие его полной емкости от емкости, соответствующей данному типу СА. Кроме того, вычисление остаточной емкости как разности между полной и разрядной емкостью можно производить только, если весь разряд производится одним неизменным током. На практике же, в условиях эксплуатации СА разряжают чаще всего произвольно изменяющимся во времени током.The main disadvantage of the method adopted for the prototype is its low accuracy. This is due to the fact that the total capacity of the SA and its dependence on the discharge current, temperature, and electrolyte concentration change over time. Each specific instance of CA has its own individual characteristics and some difference in its full capacity from the capacity corresponding to this type of CA. In addition, the calculation of the residual capacity as the difference between the full and discharge capacity can only be done if the entire discharge is produced by one constant current. In practice, under operating conditions, SAs are discharged most often by a current arbitrarily varying in time.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности определения остаточной емкости АБ в любой момент его разряда, независимо от изменения во времени тока разряда, за счет учета изменения характеристик АБ во времени, индивидуальных особенностей конкретной АБ, возможного отключения отстающего аккумулятора, ограничивающего емкость АБ, когда отстающим становится во время эксплуатации другой аккумулятор.The objective of the present invention is to improve the accuracy of determining the residual capacity of the battery at any time of its discharge, regardless of the change in the discharge current in time, by taking into account the change in the characteristics of the battery in time, the individual characteristics of a particular battery, the possible shutdown of the lagging battery that limits the capacity of the battery when it becomes lagging during operation, another battery.
Сущность изобретения состоит в том, что предварительно для соответствующего типа аккумуляторов определяют эмпирическую формулу, устанавливающую зависимость полной емкости свинцового аккумулятора от тока разряда Iразр, температуры t и концентрации электролита d.The essence of the invention lies in the fact that previously for the corresponding type of batteries an empirical formula is determined that establishes the dependence of the total capacity of a lead battery on the discharge current I bit , temperature t and electrolyte concentration d.
По индивидуально снятым при приемо-сдаточных испытаниях данной конкретной аккумуляторной батареи (АБ) значениям емкостей в двух режимах разряда определяют поправочные коэффициенты и уточненные значения полной емкости, соответствующие токам разряда, относящимся к намеченным поддиапазонам тока. В процессе разряда непрерывно определяют разрядную емкость АБ Cj,p, путем интегрирования тока разряда Cj,p=∑(Ij,p·Δt), и суммируют каждое ее приращение с содержимым j-той ячейки, где j - номер поддиапазона, к которому относится текущий ток разряда Ij,p. Расчет остаточной емкости при текущем токе разряда, относящемся к n-ому поддиапазону, осуществляют путем приведения всех разрядных емкостей, полученных в различных поддиапозонах, к n-ому поддиапазону, суммирования приведенных разрядных емкостей и вычитания этой суммы из уточненного значения полной емкости, соответствующей n-ому поддиапазону.The capacitance values in the two discharge modes, individually taken during acceptance tests of this particular storage battery (AB), are determined by the correction factors and the adjusted full capacitance values corresponding to the discharge currents related to the intended current sub-ranges. During the discharge, the discharge capacity of the battery C j, p is continuously determined by integrating the discharge current C j, p = ∑ (I j, p · Δt), and each increment is summed with the contents of the j-th cell, where j is the number of the subband, to which the current discharge current I j, p . The calculation of the residual capacitance at the current discharge current related to the nth subband is carried out by bringing all the discharge capacitances obtained in various sub-ranges to the nth subband, summing the reduced discharge capacities and subtracting this sum from the updated value of the total capacity corresponding to n- th subrange.
Способ определения остаточной емкости свинцового аккумулятора заключается в том, что предварительно, до начала эксплуатации, для соответствующего типа аккумуляторов определяют эмпирическую формулу, устанавливающую зависимость полной емкости свинцового аккумулятора от тока разряда Iразр, температуры t и концентрации электролита dThe method for determining the residual capacity of a lead battery is that previously, before starting operation, an empirical formula is determined for the corresponding type of battery, which establishes the dependence of the total capacity of a lead battery on the discharge current I bit , temperature t, and electrolyte concentration d
и снимают при приемо-сдаточных испытаниях индивидуально для данной конкретной аккумуляторной батареи значения емкостей в двух режимах разряда, например, С1,чрр и С50,чрр, соответственно в 1 и 50-часовом режиме разряда, по величине которых определяют по уравнению (1) и соответствующим токам разряда I1,чрр и I50,чрр величины полных емкостей С1,чрр,н и С50,чрр,н, поправочные коэффициенты на индивидуальные характеристики аккумуляторной батареиand take values for capacities in two discharge modes, for example, C 1, cprr and C 50, cprr , respectively, in the 1 and 50-hour discharge mode, which are individually determined for equation (1) for acceptance tests individually for a given storage battery ) and the corresponding discharge currents I 1, CRR and I 50, CRR the values of the full capacities C 1, CRR, n and C 50, CRR, n , correction factors for the individual characteristics of the battery
и коэффициенты аk и bk в уравнении Кj=аk+bk·Ij зависимости поправочных коэффициентов от тока разрядаand the coefficients a k and b k in the equation K j = a k + b k · I j the dependence of the correction factors on the discharge current
ak=K50,чрр-bk·I50,чрр a k = K 50, CRR -b k · I 50, CRR
Разбивают диапазон возможных токов разряда на m поддиапазонов, устанавливая номер поддиапазона j в порядке возрастания тока, и рассчитывают средние значения токов Ij,ср в этих поддиапазонах и соответствующие этим токам расчетные значения полной емкости по формуле (1)The range of possible discharge currents is divided into m subbands, setting the number of subband j in the order of increasing current, and the average values of currents I j, cp in these subbands and the corresponding full capacity calculated values corresponding to these currents are calculated by the formula (1)
поправочные коэффициентыcorrection factors
Kj=аk+bk·Ij,ср,K j = a k + b k · I j, Wed,
а также уточненные значения полной емкостиas well as adjusted full capacity values
Формируют столбец из m строк (по количеству поддиапазонов тока) для записи значений разрядной емкости.A column of m rows is formed (by the number of current sub-bands) for recording the values of the discharge capacity.
В процессе разряда непрерывно определяют разрядную емкость АБ, путем интегрирования тока разряда Cj,p=∑(Ij,p·Δt), и каждое ее приращение суммируют с содержимым j-той ячейки, где j - номер поддиапазона, к которому относится текущий ток разряда Ij, получая таким образом в каждой j-той ячейке соответствующее значение разрядной емкости .During the discharge, the discharge capacity of the battery is continuously determined by integrating the discharge current C j, p = ∑ (I j, p · Δt), and each increment is summed with the contents of the j-th cell, where j is the number of the subband to which the current discharge current I j , thus obtaining in each j-th cell the corresponding value of the discharge capacity .
Для расчета остаточной емкости при текущем токе разряда, относящемся к n-ому поддиапазону, все разрядные емкости, полученные во всех j-ых поддиапозонах, приводят к n-ному поддиапазону по формулеTo calculate the residual capacitance at the current discharge current related to the nth subband, all discharge capacitances obtained in all jth subranges lead to the nth subband according to the formula
, для j=1, 2,...m. , for j = 1, 2, ... m.
Здесь:Here:
- приведенное значение j-ой разрядной емкости к n-ому поддиапазону; - the reduced value of the j-th bit capacity to the n-th subband;
- коэффициенты приведения j-ых разрядных емкостей к n-ому поддиапазону, определяемые по формулам are the coefficients of bringing the j-th capacitance to the n-th subband, determined by the formulas
- при j=n ;- for j = n ;
- при j>n , (таким способом учитывается то, что при переходе с меньшего тока разряда на больший ток разрядная емкость (и, соответственно, остаточная емкость) уменьшается пропорционально полной емкости);- for j> n , (in this way, it is taken into account that when switching from a lower discharge current to a higher current, the discharge capacity (and, accordingly, the residual capacity) decreases in proportion to the full capacity);
- при j<n (таким способом учитывается то, что при переходе с большего тока разряда на меньший ток разрядная емкость, не изменяясь, вычитается из соответствующей полной емкости, а остаточная емкость при этом немного (до 5%) уменьшается).- for j <n (In this way, it is taken into account that when switching from a larger discharge current to a lower current, the discharge capacity, without changing, is subtracted from the corresponding full capacity, while the residual capacity decreases slightly (up to 5%)).
Остаточную емкость определяют по формулеThe residual capacity is determined by the formula
Аналогично рассчитывают остаточную емкость для любого другого значения тока, относящегося к k-ому поддиапазону.The residual capacitance is calculated similarly for any other current value related to the k-th subband.
В случае полного разряда АБ, т.е. ее отключения в связи с достижением конечного разрядного напряжения на отстающем аккумуляторе, производят корректировку всех расчетных значений полной емкости по поддиапазонам. Для этого рассчитывают поправочный коэффициентIn the case of a full battery discharge, i.e. its shutdown in connection with the achievement of the final discharge voltage on the lagging battery, adjust all the calculated values of the full capacity by subbands. To do this, calculate the correction factor
где j - номер поддиапазона токов;where j is the number of the current subrange;
n - номер поддиапазона, в котором находился последний ток разряда.n is the number of the subband in which the last discharge current was located.
На этот коэффициент умножают все значения полной разрядной емкости по поддиапазонам разрядных токов и новые значения сохраняют до следующего полного разряда АБ.This coefficient multiplies all the values of the total discharge capacity by sub-ranges of discharge currents and new values save until the next full discharge AB.
Если в процессе эксплуатации АБ будут исключены из батареи отстающие аккумуляторы, то в оставшихся аккумуляторах определяют номер другого аккумулятора с наименьшим напряжением, ограничивающий емкость АБ. По этому новому отстающему аккумулятору, когда разряд будет доведен до конечного разрядного напряжения, аналогично уточняют все значения полной разрядной емкости по поддиапазонам разрядных токов.If lagging batteries are excluded from the battery during battery operation, the remaining batteries determine the number of the other battery with the lowest voltage, which limits the battery capacity. For this new lagging battery, when the discharge is brought to the final discharge voltage, all values of the total discharge capacity are similarly specified on subbands of discharge currents.
Таким образом, согласно предлагаемому способу расчет остаточной емкости можно производить при любых изменениях разрядного тока во времени и, кроме того, при расчете остаточной емкости учитывается изменение характеристик АБ во времени, индивидуальные особенности конкретной АБ, возможное отключение отстающего аккумулятора, ограничивающего емкость АБ, когда отстающим становится во время эксплуатации другой аккумулятор. Все это способствует повышению точности определения остаточной емкости АБ.Thus, according to the proposed method, the calculation of the residual capacity can be performed for any changes in the discharge current in time and, in addition, when calculating the residual capacity, the change in the characteristics of the battery over time, the individual features of a specific battery, and the possible shutdown of the lagging battery that limits the capacity of the battery when lagging during operation, another battery becomes. All this helps to increase the accuracy of determining the residual capacity of the battery.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005123771/28A RU2293343C1 (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Method for determining remaining capacity of lead accumulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005123771/28A RU2293343C1 (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Method for determining remaining capacity of lead accumulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2293343C1 true RU2293343C1 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=37862647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005123771/28A RU2293343C1 (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Method for determining remaining capacity of lead accumulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2293343C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538096C2 (en) * | 2012-11-09 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Measuring instrument of residual energy of accumulator |
-
2005
- 2005-07-26 RU RU2005123771/28A patent/RU2293343C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538096C2 (en) * | 2012-11-09 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Measuring instrument of residual energy of accumulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11054482B2 (en) | Systems and methods for determining battery state of charge | |
RU2565339C2 (en) | Device for charge level identification | |
JP5605717B2 (en) | Cell balance apparatus and method using voltage change behavior of battery cell | |
US9537325B2 (en) | Battery state estimation system, battery control system, battery system, and battery state estimation method | |
Zhang et al. | A novel model of the initial state of charge estimation for LiFePO4 batteries | |
CN108291944B (en) | Battery management device | |
KR101402802B1 (en) | Apparatus and Method for cell balancing based on battery's voltage variation pattern | |
EP2711727B1 (en) | Battery condition estimation device and method of generating open circuit voltage characteristic | |
EP4019321A1 (en) | Battery managing method and device, and vehicle | |
US10338144B2 (en) | Calculation apparatus and calculation method | |
JP2011220900A (en) | Battery deterioration estimation method, battery capacity estimation method, battery capacity equalization method and battery deterioration estimation device | |
JP2011085592A (en) | State detection device for power source apparatus, and the power source apparatus | |
JP5292375B2 (en) | Battery charge rate estimation device | |
KR102101912B1 (en) | Method for estimating state of charge(soc) | |
EP1571457A1 (en) | Battery charged condition computing device and battery charged condition computing method | |
WO2017169088A1 (en) | Remaining life estimation device of lithium ion secondary battery | |
CN112557928B (en) | Method and device for calculating state of charge of battery and power battery | |
KR20170116427A (en) | Apparatus and method for estimating battery state | |
RU2293343C1 (en) | Method for determining remaining capacity of lead accumulator | |
JP2003068369A (en) | Detecting method of total capacity of secondary battery and detector of total capacity | |
CN100520431C (en) | Method and device for estimating charge/discharge electricity amount of secondary cell | |
US6211654B1 (en) | Method for predicting battery capacity | |
KR102205318B1 (en) | Method for estimating state of charge(soc) | |
FR3071105B1 (en) | IN-SITU TRACKING METHOD OF A CIRCULATION BATTERY | |
US20140170519A1 (en) | Flow Battery System and Method Thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070727 |