Изобретение относится к электротехнике и предназначено для снижения газовыделения при заряде щелочных и кислотных аккумуляторов открытой конструкции.The invention relates to electrical engineering and is intended to reduce gas emission when charging alkaline and acid batteries of an open design.
Известен способ заряда никель-кадмиевого аккумулятора разнополярными импульсами тока при отсутствии газовыделения (см. а. с. №1048536 SU) со стабилизированными амплитудами зарядного и разрядного токов, позволяющий сократить время заряда и расход электроэнергии при отсутствии газовыделения. Недостатком указанного способа является необходимость стабилизации зарядного и разрядного токов, что ограничивает его применение для режима подзаряда аккумуляторной батареи (АБ) на транспортном средстве, когда средний ток заряда зависит от режима движения.There is a method of charging a nickel-cadmium battery with bipolar current pulses in the absence of gas evolution (see. S. No. 1048536 SU) with stabilized amplitudes of the charging and discharge currents, which allows to reduce the charge time and energy consumption in the absence of gas evolution. The disadvantage of this method is the need to stabilize the charging and discharge currents, which limits its application to the charging mode of the battery (AB) on the vehicle, when the average charge current depends on the driving mode.
Более близким к предлагаемому способу является способ заряда АБ, используемый в системе заряда аккумуляторной батареи разнополярным импульсным током (см. а. с. №1534634 SU). Здесь в течение нескольких зарядных импульсов осуществляется заряд однополярным импульсным током АБ и конденсатора, по достижении суммарным напряжением на конденсаторе и АБ порога срабатывания стабилитрона осуществляется разряд АБ на конденсатор, обеспечивается заряд последовательностью однополярных импульсов зарядного тока и пауз, в одну из которых помещается разрядный импульс тока. Этот способ является наиболее близким к предлагаемому, хотя назначением изобретения снижение газовыделения отдельно не оговаривается. Недостатком указанного способа является отсутствие гибкости по отношению к изменению степени заряженности аккумуляторной батареи вследствие фиксированного значение порога срабатывания стабилитрона.Closer to the proposed method is a battery charge method used in a battery charging system with a bipolar pulsed current (see A. p. No. 1534634 SU). Here, during several charging pulses, the unipolar pulse current of the battery and capacitor is charged, when the total voltage across the capacitor and the battery reaches the zener diode threshold, the battery is discharged to the capacitor, a sequence of unipolar charging current pulses and pauses is provided, one of which contains a discharge current pulse . This method is the closest to the proposed, although the purpose of the invention, the reduction of gas evolution is not separately specified. The disadvantage of this method is the lack of flexibility in relation to the change in the degree of charge of the battery due to the fixed value of the threshold of the zener diode.
Цель изобретения - снижение газозыделения аккумуляторной батареи в режиме подзаряда на транспортном средстве с учетом величины зарядного тока (режима движения транспортного средства) и степени заряженности АБ.The purpose of the invention is to reduce the gas emission of the battery in the charging mode on the vehicle, taking into account the magnitude of the charging current (vehicle driving mode) and the degree of charge of the battery.
Указанная цель достигается тем, что в процессе подзаряда контролируется величина напряжения на АБ, характеризующая ее степень заряженности и, при периодическом контроле, также интенсивность заряда (зарядный ток), кроме того измеряется и интегрируется по времени среднее значение зарядного тока. При входе в режим подзаряда АБ и источник зарядного тока соединяются через зарядный импульсный преобразователь (ИП); измеряется начальное значение напряжения на АБ Ub0 между двумя зарядными импульсами; через интервал времени Т1 в промежутке между зарядными импульсами измеряется текущее значение напряжения на АБ и, в случае увеличения измеряемого напряжения до некоторой величины U+, верхней границы диапазона напряжений, определяемой в интервале 0.95 граничного напряжения заряда, предусмотренного ТУ или инструкцией по эксплуатации на данную АБ, включается в работу разрядный импульсный преобразователь и находится в работе, пока очередное измеренное через интервал времени Т2 значение напряжения не снизится до некоторой величины Ub0+U-, нижней границы диапазона напряжений, определяемой с использованием величины U- как произведение доли текущего переданного на АБ заряда (интеграл среднего тока по времени) от полной емкости АБ на максимальный перепад напряжений на рабочем участке типовой разрядной характеристики данного типа АБ; после чего разрядный ИП выключается; тем самым в среднем за период включения-выключения разрядного ИП снижается концентрационная поляризация электродов химического источника тока и вероятность газовыделения. Степень заряженности АБ при таком способе учитывается измерением начального напряжения на АБ в каждом цикле подзаряда, интенсивность подзаряда учитывается благодаря периодичности измерения напряжения на АБ.This goal is achieved by the fact that during charging, the voltage on the battery is controlled, which characterizes its degree of charge and, with periodic monitoring, also the charge intensity (charging current), in addition, the average value of the charging current is measured and integrated over time. When entering the charge mode, the battery and the charging current source are connected through a charging pulse converter (IP); measured the initial value of the voltage on the battery Ub0 between two charge pulses; through the time interval T1, in the interval between charging pulses, the current value of the voltage on the battery is measured and, if the measured voltage is increased to a certain value U + , the upper limit of the voltage range, determined in the interval 0.95 of the boundary voltage of the charge provided for by the technical specifications or by the operating instructions for this battery , comes into operation and the discharge pulse converter is in operation until the next measured after a time interval T2 the voltage value decreases to a certain value Ub0 + U -, LO s stress range, determined using the value U - the product of the proportion of the current transmitted to the battery charging (the integral of the average current over time) of full capacity accumulator battery at the maximum voltage drop at the worksite typical discharge characteristics of this type AB; after which the bit IP is turned off; thereby, on average, the concentration polarization of the electrodes of the chemical current source and the probability of gas evolution during the on-off period of the discharge IP are reduced. The degree of charge of the battery with this method is taken into account by measuring the initial voltage on the battery in each charge cycle, the intensity of the charge is taken into account due to the frequency of voltage measurement on the battery.
Такой способ подзаряда АБ на транспортном средстве позволяет более эффективно использовать энергию подзаряда за счет снижения величины поляризации химического источника тока и, как следствие, ограничения потенциала электродов ниже потенциала газовыделения.This method of recharging the battery in a vehicle makes it possible to more efficiently use the energy of the recharge by reducing the polarization of the chemical current source and, as a result, limiting the potential of the electrodes below the potential for gas evolution.
Алгоритм функционирования предлагаемого способа подзаряда АБ поясняется чертежом.The functioning algorithm of the proposed method of recharging AB is illustrated in the drawing.
Использование предлагаемого изобретения дает возможность более эффективно использовать энергию подзаряда и снизить газовыделение химического источника тока.The use of the present invention makes it possible to more efficiently use the energy of the charge and to reduce the gas evolution of the chemical current source.