RU2758004C1 - Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии - Google Patents

Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии Download PDF

Info

Publication number
RU2758004C1
RU2758004C1 RU2020129645A RU2020129645A RU2758004C1 RU 2758004 C1 RU2758004 C1 RU 2758004C1 RU 2020129645 A RU2020129645 A RU 2020129645A RU 2020129645 A RU2020129645 A RU 2020129645A RU 2758004 C1 RU2758004 C1 RU 2758004C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
low frequency
infra
monitoring
sinusoidal current
energy storage
Prior art date
Application number
RU2020129645A
Other languages
English (en)
Inventor
Константин Васильевич Капелько
Павел Владимирович Хрулёв
Original Assignee
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
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 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ filed Critical ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Priority to RU2020129645A priority Critical patent/RU2758004C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2758004C1 publication Critical patent/RU2758004C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к цифровой измерительной технике для измерения контролируемых параметров аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии различного назначения. Сущность: устройство контроля фактической емкости аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии и управления их зарядом содержит цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты с каналом инфранизкой частоты, зарядно-разрядное устройство, соединенное с аккумуляторной батареей. Цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты через аккумуляторную батарею подключен к входу устройства контроля и управления, выходы которого подключены к цифровому генератору синусоидального тока инфранизкой частоты и зарядно-разрядному устройству. В цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты введен канал сверхнизкой частоты. Выходы устройства контроля и управления через коммутаторы связаны с входами цифрового генератора синусоидального тока инфранизкой частоты и зарядно-разрядного устройства, выход канала сверхнизкой частоты цифрового генератора синусоидального тока инфранизкой частоты и выход зарядно-разрядного устройства через коммутаторы подключены к входам молекулярного накопителя энергии, выход которого через коммутатор подключен к входу устройства контроля и управления. Технический результат: обеспечение возможности диагностирования как аккумуляторной батареи, так и молекулярного накопителя энергии. 1 ил

Description

Изобретение относится к цифровой измерительной технике для измерения контролируемых параметров аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии различного назначения на базе современных микропроцессорных систем.
Известна автоматизированная система контроля параметров и диагностики текущего состояния аккумуляторных батарей (АКБ) по датчикам напряжения, давления, течи электролита, счетчикам ампер-часов [1]. Однако система является сложной, требует упрощения: замены сильфонных датчиков давления, датчики течи электролита констатируют факт разгерметизации герметичного аккумулятора, используются упрощенные (простые) микропроцессоры. Известные адаптивные компьютерные системы управления и контроля модулей блоков питания не учитывают фактическую емкость АКБ и молекулярных накопителей энергии (МНЭ), а, следовательно, их ресурс [1].
Наиболее близким по технической сущности является устройство [2] контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей для измерения напряжения, тока, температуры, давления, сопротивления и фактической емкости АКБ, включающее цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты, компенсирующее устройство, регистрирующее устройство, устройство связи, устройство индикации, зарядно-разрядное устройство и микропроцессор. В известном устройстве по измерению контролируемых параметров аккумуляторных батарей различного назначения отсутствует молекулярный накопитель энергии и контроль его емкости.
Таким образом, рассмотренные устройства [1, 2] предусматривают оценку аккумуляторных батарей по полной совокупности контролируемых параметров, включая фактическую емкость АКБ [2] в любой измеряемый момент времени с достаточной точностью и достоверностью диагностики, контроля и предупреждения аварийного состояния, например повышение давления для герметичных элементов, температуры, переполюсовки при недопустимом снижении напряжения, перезарядки при увеличении тока и времени зарядки и не обеспечивают управление техническим состоянием МНЭ при их эксплуатации.
В основу изобретения поставлена задача - обеспечение возможности диагностирования как аккумуляторной батареи, так и молекулярного накопителя энергии за счет расширения арсенала технических средств.
Однако накопители энергии имеют достаточно высокую фарадную емкость и для ее измерения требуется сверхнизкие частоты (0,1⋅10-3-0,1⋅10-4 Гц). Время измерения емкости МНЭ достаточно большое по сравнению с АКБ. Поэтому рекомендуется делать эти проверки в период регламента технического обслуживания (РТО).
Поставленная задача решается тем, что устройство контроля фактической емкости аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии и управления их зарядом содержит цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты с каналом инфранизкой частоты, зарядно-разрядное устройство, соединенное с аккумуляторной батареей; цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты через аккумуляторную батарею подключен к входу устройства контроля и управления, выходы которого подключены к цифровому генератору синусоидального тока инфранизкой частоты и зарядно-разрядному устройству; в цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты введен канал сверхнизкой частоты; выходы устройства контроля и управления через коммутаторы связаны со входами цифрового генератора синусоидального тока инфранизкой частоты и зарядно-разрядного устройства, выход канала сверхнизкой частоты цифрового генератора синусоидального тока инфранизкой частоты и выход зарядно-разрядного устройства через коммутаторы подключены ко входам молекулярного накопителя энергии, выход которого через коммутатор подключен ко входу устройства контроля и управления, причем если контроль фактической емкости АКБ проводится оперативно в период дежурства, то контроль емкости МНЭ проводится в период РТО, для чего цепи проверки МНЭ отключены во время дежурства и подключаются в период регламента через коммутирующие элементы.
На графическом материале (фиг. 1) представлена блок-схема устройства контроля фактической емкости аккумуляторных батарей 1 и молекулярных накопителей энергии 2 и управления их зарядом, устройство контроля и управления 3, цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой и сверхнизкой частот 4, зарядно-разрядное устройство 5, коммутирующие элементы 6.
Канал низкой частоты генератора 4 подключен к АКБ 1 и к устройству 3, а канал сверхнизкой частоты - к МНЭ 2 через коммутирующие элементы 6.
Устройство 3 подключено к цифровому генератору синусоидального тока инфранизкой частоты 4 и зарядно-разрядному устройству 5 и обеспечивает управление работой всех частей устройства контроля фактической емкости аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии и управления их зарядом, а также осуществляет связь с оператором и внешними устройствами (регистрирующим устройством, устройством связи, устройством индикации и с зарядно-разрядным устройством 5).
Зарядно-разрядное устройство 5 предназначено для заряда и подзаряда как аккумуляторных батарей, так и МНЭ при снижении их фактической емкости ниже предельно допустимого значения, а также разряда при перезаряде АКБ и МНЭ выше допустимого значения.
Перед началом функционирования устройства контроля фактической емкости аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии и управления их зарядом выполняется его настройка, при которой в память устройства вводится количество, диапазон и предельные значения контролируемых параметров аккумуляторной батареи 1 и МНЭ 2.
Сигнал с цифрового генератора синусоидального тока 4 канала низкой частоты через батарею 1 в период оперативного контроля подается на устройство 3, а в период РТО - по каналу сверхнизкой частоты через МНЭ 2 и коммутирующие элементы 6.
Для полной автономности устройства контроля фактической емкости аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии и управления их зарядом необходимо организовать его работу циклически или по вызову оперативно в период дежурства по контролю для АКБ и в период РТО - для МНЭ. При полной автономности устройства контроля фактической емкости аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии и управления их зарядом последнее может быть запрограммировано, отлажено и встроено в АКБ и МНЭ непосредственно на заводе-изготовителе.
Таким образом, техническая реализация устройства контроля фактической емкости аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии и управления их зарядом с использованием микропроцессора может быть преобразована в устройство встроенного контроля фактической емкости АКБ в дежурном режиме, а в режиме РТО - емкости молекулярного накопителя энергии.
Источники информации.
1. Берг В.Р., Бродников С.Н., Гуров А.А., Буланов Р.Н. Методы, модели и технологии модернизации систем автономного электроснабжения ракетных комплексов / Монография под ред. Гурова А.А. - М.: Изд. Центр АО «ГОКБ»Прожектор», 2015. - С. 210.
2. RU, 2682596, 2019

Claims (1)

  1. Устройство контроля фактической емкости аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии и управления их зарядом, содержащее цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты с каналом инфранизкой частоты, зарядно-разрядное устройство, соединенное с аккумуляторной батареей, при этом цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты через аккумуляторную батарею подключен к входу устройства контроля и управления, выходы которого подключены к цифровому генератору синусоидального тока инфранизкой частоты и зарядно-разрядному устройству, отличающееся тем, что в цифровой генератор синусоидального тока инфранизкой частоты введен канал сверхнизкой частоты, причем выходы устройства контроля и управления через коммутаторы связаны с входами цифрового генератора синусоидального тока инфранизкой частоты и зарядно-разрядного устройства, выход канала сверхнизкой частоты цифрового генератора синусоидального тока инфранизкой частоты и выход зарядно-разрядного устройства через коммутаторы подключены к входам молекулярного накопителя энергии, выход которого через коммутатор подключен к входу устройства контроля и управления.
RU2020129645A 2020-09-08 2020-09-08 Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии RU2758004C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129645A RU2758004C1 (ru) 2020-09-08 2020-09-08 Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129645A RU2758004C1 (ru) 2020-09-08 2020-09-08 Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758004C1 true RU2758004C1 (ru) 2021-10-25

Family

ID=78289710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020129645A RU2758004C1 (ru) 2020-09-08 2020-09-08 Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758004C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814448C1 (ru) * 2023-07-06 2024-02-28 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Устройство диагностики энергоресурса комбинированной автономной системы электропитания беспилотного летательного аппарата

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3984762A (en) * 1975-03-07 1976-10-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for determining battery state of charge by measuring A.C. electrical phase angle change
RU2279162C1 (ru) * 2005-01-13 2006-06-27 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Устройство определения энергоресурса аккумуляторных батарей
RU2279738C2 (ru) * 2004-08-04 2006-07-10 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Устройство определения энергоресурса аккумуляторных батарей
RU174763U1 (ru) * 2017-03-09 2017-10-31 Александр Александрович Постников Устройство для определения фактической емкости аккумуляторных батарей
RU2682596C1 (ru) * 2017-12-26 2019-03-19 Павел Владимирович Хрулёв Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3984762A (en) * 1975-03-07 1976-10-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for determining battery state of charge by measuring A.C. electrical phase angle change
RU2279738C2 (ru) * 2004-08-04 2006-07-10 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Устройство определения энергоресурса аккумуляторных батарей
RU2279162C1 (ru) * 2005-01-13 2006-06-27 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Устройство определения энергоресурса аккумуляторных батарей
RU174763U1 (ru) * 2017-03-09 2017-10-31 Александр Александрович Постников Устройство для определения фактической емкости аккумуляторных батарей
RU2682596C1 (ru) * 2017-12-26 2019-03-19 Павел Владимирович Хрулёв Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814448C1 (ru) * 2023-07-06 2024-02-28 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Устройство диагностики энергоресурса комбинированной автономной системы электропитания беспилотного летательного аппарата

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4677363A (en) Method of and apparatus for monitoring the state of charge of a rechargeable battery
US5543245A (en) System and method for monitoring battery aging
US9252624B2 (en) Battery control device and battery system
US9669782B2 (en) Electric power supply device using electric vehicle
US11545839B2 (en) System for charging a series of connected batteries
KR20180122378A (ko) 전지 감시 장치 및 방법
US20140088896A1 (en) Device and method for detecting state of health of batteries
US11656282B2 (en) Energy storage device management apparatus and energy storage device management method
US4714868A (en) Charging and discharging control circuit for a storage battery
CN102460198A (zh) 电池控制装置和电池控制方法
US10444296B2 (en) Control device, control method, and recording medium
US20140239914A1 (en) Battery controller
JPH01503512A (ja) 電源装置
KR102180625B1 (ko) 2차 전지의 수명상태 검출방법
US20140184236A1 (en) Battery control apparatus and battery system
CN109661588A (zh) 管理装置以及蓄电系统
CN105871021A (zh) 用于电动自行车电池组快速充电的电池管理系统及方法
KR20060107473A (ko) 임피던스 측정 및 개별 자동 충·방전 기능을 가진 축전지관리장치
RU2758004C1 (ru) Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей и молекулярных накопителей энергии
GB2261735A (en) Battery monitoring and management system
RU2682596C1 (ru) Устройство контроля и управления техническим состоянием аккумуляторных батарей
CN106712213A (zh) 一种移动式充电宝电池管理系统
CN216563283U (zh) 一种蓄电池在线自维护系统
KR20130055825A (ko) 배터리 관리 시스템 테스트 장치
RU2131158C1 (ru) Устройство автоматического контроля технического состояния элементов аккумуляторной батареи