RU2461014C1 - Potentiostatic method for identification of accumulators with lower capacity within nickel-cadmium accumulator battery - Google Patents

Potentiostatic method for identification of accumulators with lower capacity within nickel-cadmium accumulator battery Download PDF

Info

Publication number
RU2461014C1
RU2461014C1 RU2011119085/28A RU2011119085A RU2461014C1 RU 2461014 C1 RU2461014 C1 RU 2461014C1 RU 2011119085/28 A RU2011119085/28 A RU 2011119085/28A RU 2011119085 A RU2011119085 A RU 2011119085A RU 2461014 C1 RU2461014 C1 RU 2461014C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
batteries
nickel
charging voltage
capacity
Prior art date
Application number
RU2011119085/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Надтока (RU)
Владимир Иванович Надтока
Иван Иванович Надтока (RU)
Иван Иванович Надтока
Владимир Павлович Бреславец (RU)
Владимир Павлович Бреславец
Александр Александрович Котелевский (RU)
Александр Александрович Котелевский
Владимир Михайлович Нефедов (RU)
Владимир Михайлович Нефедов
Дмитрий Александрович Суховерхов (RU)
Дмитрий Александрович Суховерхов
Михаил Семенович Липкин (RU)
Михаил Семенович Липкин
Виталий Валерьевич Дворядкин (RU)
Виталий Валерьевич Дворядкин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВНИКО"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВНИКО" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВНИКО"
Priority to RU2011119085/28A priority Critical patent/RU2461014C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2461014C1 publication Critical patent/RU2461014C1/en

Links

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: method may be used with accumulators while in continuous float charge mode (buffer mode). The substance consists in the following: charging voltage exceeding the current charging voltage by 0.05-0.50 V is supplied to the fully charged accumulator battery during 30-90 sec. Steady-state voltages on each accumulator within the battery are recorded and compared. The accumulator with the highest charging voltage has the lowest capacity.
EFFECT: diagnostics simplification without disconnection from the consumer.
1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам диагностики химических источников тока.The invention relates to electrical engineering, and in particular to methods for diagnosing chemical current sources.

Известно, что самый некачественный аккумулятор ограничивает емкость всей аккумуляторной батареи. Для восстановления емкости батареи надо или заменить некачественный аккумулятор на новый, или восстановить емкость некачественного аккумулятора специальными методами.It is known that the most low-quality battery limits the capacity of the entire battery. To restore the battery capacity, you must either replace a low-quality battery with a new one, or restore the capacity of a low-quality battery using special methods.

Известен способ определения работоспособности никель-кадмиевой аккумуляторной батареи (заявка №93021762/07, G01R 31/36 от 26.04.1993 г.) путем измерения тока и напряжения в процессе ее эксплуатации. По результатам измерения зарядных и разрядных характеристик определяют параметры математических моделей аккумуляторов и оценивают работоспособность и остаточную емкость. Однако на осуществление этого способа требуется несколько часов, быстрый оперативный контроль невозможен.A known method for determining the health of a Nickel-cadmium battery (application No. 93021762/07, G01R 31/36 from 04/26/1993) by measuring current and voltage during its operation. According to the results of measuring the charging and discharge characteristics, the parameters of the mathematical models of the batteries are determined and the working capacity and residual capacity are evaluated. However, the implementation of this method requires several hours, quick operational control is impossible.

Наиболее близким по технической сущности является способ выявления аккумуляторов с наименьшей емкостью для негерметичных аккумуляторов никель-кадмиевых батарей (положительное решение по заявке №2009117037/28(023401) от 04.05.2009 г.), по которому на каждый аккумулятор подают зарядное напряжение на 0,05-0,50 B, превышающее напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) или зарядное буферное напряжение, а затем производят сравнение зарядных токов аккумуляторов.The closest in technical essence is a method for identifying batteries with the smallest capacity for unsealed batteries of nickel-cadmium batteries (positive decision on the application No. 2009117037/28 (023401) dated 05/05/2009), according to which a charging voltage of 0 is applied to each battery 05-0.50 V, exceeding the open circuit voltage (NRC) or the charging buffer voltage, and then compare the charging currents of the batteries.

Однако этот способ затруднен для применения в батареях, используемых в качестве источника бесперебойного электропитания, так как для измерения тока необходимо разрывать электрическую цепь для включения амперметра. Кроме того, на время подключения амперметра и измерения тока источник бесперебойного питания перестает выполнять свое функциональное назначение - он уже не является бесперебойным источником.However, this method is difficult for use in batteries used as uninterruptible power supply, since for measuring current it is necessary to break the electric circuit to turn on the ammeter. In addition, at the time of connecting the ammeter and measuring current, the uninterruptible power supply ceases to fulfill its functional purpose - it is no longer an uninterruptible source.

Перед авторами стояла задача упрощения диагностики состояния отдельных негерметичных никель-кадмиевых аккумуляторов, собранных в батарею, без их даже кратковременного отключения от батареи и потребителя. Эта задача решена тем, что на полностью заряженную батарею кратковременно в течение 30-90 с подают потенциостатическое зарядное напряжение на 0,05-0,50 B, превышающее зарядное буферное напряжение, и измеряют установившееся напряжение замкнутой цепи (НЗЦ) на каждом аккумуляторе. После этого проводят сравнение установившихся значений НЗЦ. Аккумуляторы с наибольшими значениями НЗЦ будут иметь наименьшую емкость и ограничивать емкость всей батареи.The authors were faced with the task of simplifying the diagnostics of the state of individual non-sealed nickel-cadmium batteries collected in a battery, without even briefly disconnecting them from the battery and the consumer. This problem is solved in that a potentiostatic charging voltage of 0.05-0.50 V, exceeding the charging buffer voltage, is applied to a fully charged battery for a short time during 30-90 s, and the steady-state voltage of the closed circuit (NSC) is measured on each battery. After that, a comparison is made of the steady-state values of the NSC. Batteries with the highest NZC values will have the lowest capacity and limit the capacity of the entire battery.

Отличительная особенность метода состоит в том, что диагностику проводят на батарее, находящейся в полностью заряженном состоянии. Подобный метод диагностики гораздо легче реализовать на практике в реальных условиях, так как измерять напряжение технически проще, чем ток, при этом не надо отключать потребителей от СБЭ, разрывать цепь и включать амперметр для измерения тока.A distinctive feature of the method is that the diagnostics are carried out on a battery that is in a fully charged state. Such a diagnostic method is much easier to implement in practice in real conditions, since it is technically easier to measure voltage than current, and you do not need to disconnect consumers from the SBE, break the circuit and turn on the ammeter to measure current.

Оценка состояния аккумуляторов важна для батарей, много лет эксплуатирующихся в качестве источника тока постоянной готовности в системах бесперебойного электропитания (СБЭ) и находящихся в условиях постоянной подзарядки - в буферном режиме. Предлагаемый нами способ позволяет оперативно, практически в течение минуты найти аккумуляторы с пониженной емкостью, не отключая батарею от СБЭ, и при необходимости вовремя провести предупреждающие профилактические мероприятия.Assessing the condition of batteries is important for batteries that have been used for many years as a constant-current power source in uninterruptible power supply systems (SBE) and under constant recharging in a buffer mode. Our proposed method allows us to quickly, almost within a minute, find batteries with reduced capacity, without disconnecting the battery from the SBE, and if necessary, conduct preventive measures in time.

Была продиагностирована батарея из 10 негерметичных никель-кадмиевых аккумуляторов SLP 12 фирмы SAFT, которые находились на объектах ООО «Астраханьгазпром» и работали более двадцати лет в буферном режиме при напряжении 1,40 B из расчета на один аккумулятор. В начале эксплуатации аккумуляторы имели номинальную емкость 120 А·ч, после 20 лет эксплуатации их емкость снизилась до 10-50 А·ч. После буферного заряда на батарею сразу подали потенциостатическое зарядное напряжение 14,5 B, т.е на 0,50 B превышающее буферное зарядное напряжение, и измерили значения НЗЦ каждого аккумулятора через 40 секунд после начала заряда. Результаты измерений представлены в таблице. После этого сравнили между собой напряжения каждого аккумулятора.A battery of 10 leaky nickel-cadmium batteries SLP 12 from SAFT, which were located at the facilities of Astrakhangazprom LLC and operated for more than twenty years in a buffer mode at a voltage of 1.40 V per one battery, was diagnosed. At the beginning of operation, the batteries had a nominal capacity of 120 Ah; after 20 years of operation, their capacity decreased to 10-50 Ah. After the buffer charge, the potentiostatic charging voltage of 14.5 V was applied immediately to the battery, i.e., 0.50 V higher than the buffer charging voltage, and the SCC values of each battery were measured 40 seconds after the start of charging. The measurement results are presented in the table. After that, the voltages of each battery were compared.

№ АккумулятораBattery No. 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 НЗЦ аккумулятора при потенциостатическом заряде 14,5 BNZC battery with a potentiostatic charge of 14.5 V 1,4081,408 1,4061,406 1,4101,410 1,4081,408 1,3901,390 1,3871,387 1,3851,385 1,3831,383 1,3981,398 1,3821,382 Разрядная емкость, А·чDischarge capacity, Ah 1212 14fourteen 14fourteen 1212 1616 2222 2525 3333 2222 4040

Было установлено, что 4 аккумулятора с разрядной емкостью 12-14 А·ч имели НЗЦ в пределах 1,408-1,410 B. У аккумуляторов с разрядной емкостью от 22 до 40 А·ч значения НЗЦ были в пределах 1,382-1,398 B.It was found that 4 batteries with a discharge capacity of 12-14 Ah had an SC in the range of 1.408-1.410 B. For batteries with a discharge capacity of 22 to 40 Ah, the values of the SC were in the range of 1.381-1.398 B.

Таким способом были выявлены в аккумуляторной батарее аккумуляторы №1 и №2, имеющие наибольшее зарядное напряжение, а им соответствовали аккумуляторы с наименьшей емкостью. Время, затраченное на диагностику, составило меньше минуты. При таком методе можно диагностировать батареи с любым количеством аккумуляторов, не отключая их от работающего производственного оборудования и других потребителей.In this way, the batteries No. 1 and No. 2 having the highest charging voltage were detected in the storage battery, and the batteries with the lowest capacity corresponded to them. The time spent on the diagnosis was less than a minute. With this method, it is possible to diagnose batteries with any number of batteries without disconnecting them from operating production equipment and other consumers.

При времени диагностики менее 30 с могут получаться недостоверные результаты, а более 90 с - теряется оперативность способа.When the diagnostic time is less than 30 s, unreliable results can be obtained, and more than 90 s, the efficiency of the method is lost.

Таким образом, предлагаемый нами способ позволяет быстро, не отключая от потребителей, выявить аккумуляторы с наименьшей емкостью в батарее негерметичных никель-кадмиевых аккумуляторов. Особенно удобен этот способ при выявлении аккумуляторов с наименьшей емкостью в батареях резервных источников тока (СБЭ).Thus, our proposed method allows us to quickly, without disconnecting from consumers, identify batteries with the smallest capacity in a battery of leaky nickel-cadmium batteries. This method is especially convenient when identifying batteries with the smallest capacity in the batteries of standby current sources (SBE).

Предлагаемый способ был апробирован на опытном производстве ООО HПП «ВНИКО» в системе СБЭ. Он показал эффективность и надежность. Предполагается к внедрению на предприятиях топливно-энергетического комплекса.The proposed method was tested in the pilot production of NPP VNIKO LLC in the SBE system. He showed efficiency and reliability. It is supposed to be introduced at the enterprises of the fuel and energy complex.

Проведенный патентно-информационный поиск позволяет судить о новизне, промышленной применимости и изобретательском уровне предлагаемого способа. Считаем, что описанный нами «Потенциостатический способ выявления аккумуляторов с наименьшей емкостью для негерметичных аккумуляторов никель-кадмиевых батарей» может быть признан изобретением и защищен патентом Российской Федерации.The patent information search allows us to judge the novelty, industrial applicability and inventive step of the proposed method. We believe that the “Potentiostatic method for detecting batteries with the smallest capacity for unsealed nickel-cadmium batteries” described by us can be recognized as an invention and is protected by the patent of the Russian Federation.

Claims (1)

Потенциостатический способ выявления аккумуляторов с наименьшей емкостью для негерметичных аккумуляторов никель-кадмиевых батарей, заключающийся в подаче на батарею в течение 30-90 с зарядного напряжения, на 0,05-0,50 В превышающего текущее зарядное напряжение, с последующим анализом откликов, отличающийся тем, что напряжение подают на полностью заряженную батарею, регистрируют и сравнивают между собой установившиеся на каждом аккумуляторе зарядные напряжения. Potentiostatic method for detecting batteries with the smallest capacity for non-sealed nickel-cadmium batteries, which consists in supplying the battery with a charging voltage that is 0.05-0.50 V higher than the current charging voltage for 30-90 s, followed by analysis of the responses, characterized in that the voltage is supplied to a fully charged battery, the charging voltages established on each battery are recorded and compared with each other.
RU2011119085/28A 2011-05-12 2011-05-12 Potentiostatic method for identification of accumulators with lower capacity within nickel-cadmium accumulator battery RU2461014C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119085/28A RU2461014C1 (en) 2011-05-12 2011-05-12 Potentiostatic method for identification of accumulators with lower capacity within nickel-cadmium accumulator battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119085/28A RU2461014C1 (en) 2011-05-12 2011-05-12 Potentiostatic method for identification of accumulators with lower capacity within nickel-cadmium accumulator battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2461014C1 true RU2461014C1 (en) 2012-09-10

Family

ID=46939044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011119085/28A RU2461014C1 (en) 2011-05-12 2011-05-12 Potentiostatic method for identification of accumulators with lower capacity within nickel-cadmium accumulator battery

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2461014C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086053C1 (en) * 1995-01-05 1997-07-27 Сибирская государственная горно-металлургическая академия Method for checking characteristics of storage battery
RU2131158C1 (en) * 1996-07-31 1999-05-27 Кубанский государственный технологический университет Device for automatic check-up of storage battery cells for condition
JP2003274566A (en) * 2002-03-18 2003-09-26 Nichicon Corp Method of detecting abnormality of electric double-layer capacitor, and charging and discharging circuit using it
UA82129C2 (en) * 2006-05-03 2008-03-11 Институт Транспортных Систем И Технологий Национальной Академии Наук Украины "Трансмаг" Electric method for control of technical condition of lead-acid accumulator batteries
US20100030498A1 (en) * 2006-12-14 2010-02-04 Tadao Kimura Secondary battery deterioration judging device and backup power supply
EP2224257A2 (en) * 2009-02-27 2010-09-01 Hitachi Ltd. Battery monitoring system
RU2009117037A (en) * 2009-05-04 2010-11-10 ООО Научно-производственное предприятие "ВНИКО" (RU) METHOD FOR DIAGNOSTIC OF NON-SEALING BATTERIES OF NICKEL-CADIUM BATTERIES

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086053C1 (en) * 1995-01-05 1997-07-27 Сибирская государственная горно-металлургическая академия Method for checking characteristics of storage battery
RU2131158C1 (en) * 1996-07-31 1999-05-27 Кубанский государственный технологический университет Device for automatic check-up of storage battery cells for condition
JP2003274566A (en) * 2002-03-18 2003-09-26 Nichicon Corp Method of detecting abnormality of electric double-layer capacitor, and charging and discharging circuit using it
UA82129C2 (en) * 2006-05-03 2008-03-11 Институт Транспортных Систем И Технологий Национальной Академии Наук Украины "Трансмаг" Electric method for control of technical condition of lead-acid accumulator batteries
US20100030498A1 (en) * 2006-12-14 2010-02-04 Tadao Kimura Secondary battery deterioration judging device and backup power supply
EP2224257A2 (en) * 2009-02-27 2010-09-01 Hitachi Ltd. Battery monitoring system
RU2009117037A (en) * 2009-05-04 2010-11-10 ООО Научно-производственное предприятие "ВНИКО" (RU) METHOD FOR DIAGNOSTIC OF NON-SEALING BATTERIES OF NICKEL-CADIUM BATTERIES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI752787B (en) Method and system for evaluating soundness of battery
US11280837B2 (en) Apparatus and method for detecting battery cell failure due to unknown discharge current
CN105277888B (en) Method and apparatus for estimating the state of battery
CN110133536B (en) System, method and apparatus for determining an indicator of leakage current within a battery entity
JP5349810B2 (en) Storage device abnormality detection device, method, and program
US20170115355A1 (en) Maximum capacity estimator for battery state of health and state of charge determinations
Fathoni et al. Comparison of State-of-Charge (SOC) estimation performance based on three popular methods: Coulomb counting, open circuit voltage, and Kalman filter
JP4818808B2 (en) Battery pack state measuring device, battery pack deterioration judgment method and battery pack deterioration judgment program
US8106632B2 (en) Method for managing a bank of rechargeable batteries using the coup de fouet effect on charging
Naha et al. On-board short-circuit detection of Li-ion batteries undergoing fixed charging profile as in smartphone applications
EP3059113A2 (en) Method for reusing vehicle rechargeable battery
JP2013080703A (en) Method and system of diagnosing internal state of storage battery by acoustic emission
CN103698713A (en) Method for assessing SOH (state of health) of lithium ion battery
JP2007309839A (en) Battery pack condition measuring device, degradation of battery pack discrimination method and program for the same
JP2007311255A (en) Battery pack status measuring device, battery pack deterioration determining method, and battery pack deterioration determining program
JP2012251919A (en) Inspection equipment of lithium ion secondary battery, inspection method and secondary battery module
CN109365325B (en) Manufacturing method and system of battery
KR20220102454A (en) Apparatus and method for diagnosing battery system
KR20160080802A (en) Apparatus and Method for estimating resistance of battery pack
Ablay Online condition monitoring of battery systems with a nonlinear estimator
CN108693478A (en) A kind of method for detecting leakage of lithium-ion-power cell
CN112379271B (en) Passivation-considered capacity detection method for carbon-coated lithium thionyl chloride battery
Azizighalehsari et al. Performance evaluation of retired lithium-ion batteries for echelon utilization
CN109669133A (en) A kind of dynamic lithium battery lifetime data backstage mining analysis method
Kulkarni et al. Li-ion battery digital twin based on online impedance estimation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170513

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191004