SU1607045A1

SU1607045A1 - Способ контрол @ -элементной аккумул торной батареи

Info

Publication number: SU1607045A1
Application number: SU884623106A
Authority: SU
Inventors: Валентин Витальевич Михальчук; Александр Борисович Токарев
Original assignee: Московский энергетический институт
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-11-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл эксплуатации аккумул торных батарей в составе автономных систем электроснабжени . Цель изобретени - улучшение использовани установленной емкости N-элементной аккумул торной батареи и повышение эксплуатационной надежности. Дл этого в аккумул торной батарее параллельно каждому аккумул тору введены подзар дные чейки с датчиками тока, датчик напр жени системы и датчик тока преобразовател , которые сравнивают контролируемые параметры с соответствующими напр жени ми уставок. Все датчики св заны с логическими узлами, осуществл ющими управление работой батареи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации аккумул торных батарей в составе автономных систем электроснабжени .

Целью изобретени вл етс улучшение использовани установленной емкости п-элементной аккумул торной батареи и повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства , реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - пример возможной реализации логического блока.

Аккумул торна батаре (фиг. 1) содер- жит п последовательно соединенных элементов (аккумул торов) 1, параллельно каждому из которых через датчики 2 тока с пороговым элементом 3 подключен выход подзар дкой чейки 4, вход которой через общий трансформатор 5 св зан с выходом общего компенсационного преобразовател 6. На выходе компенсационного преобразовател 6 установлен датчик 7 тока с

(Л

с

пороговым элементом 8. Питание компенсационного преобразовател 6 осуществл етс от своего автономного источника. Выход каждого из п пороговых элементов 3 датчиков 2 тока соединен с одним из входов логического блока 9 определени числа К неисправных из п элементов, выход которого через усилитель 10 в свою очередь соединен с входом ключа 11 отключени п-элементной аккумул торной батареи. Параллельно п-элементной аккумул торной батарее установлен датчик 12 напр жени п-элементной аккумул торной батареи с пороговым элементом 13, выход которого подключен на первый вход логического элемента И 14, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента 8 датчика 7 тока компенсационного преобразовател 6, а выход логического элемента И 14 соединен с входом усилител 10.

На фиг. 2 представлена одна из возможных функциональных схем логического блоО

о VI о ел

ка 9, составленна по данным рекомендаци м с применением цифровых микросхем. Логический блок 9 содержит входной сдвиговый регистр 15, входы которого соединены с выходами пороговых элементов 3, а выход - с входом двоичного счетчика 16. Работа регистра 15 и счетчика 16 синхронизирована тактовым генератором 17. Информаци (в виде комбинации нулей и единиц, где единица соответствует сработанному положению порогового элемента 3) о действительном числе К неисправных элементов поступает на п входов сдвигового регистра 15, превращающего параллельный код в последовательный . Информаци о числе К не- исправных элементов в виде двоичного кода с выхода счетчика 16 поступает на первые входы цифрового компаратора 18, на вторые входы которого поступает двоичный код о величине заданного числа К из посто- нного запоминающего устройства 19. При совпадении кодов на выходе цифрового компаратора 18 формируетс сигнал на срабатывание ключа 11.

Способ контрол п-элементной аккуму- л торной батареи заключаетс в следующем .

В процессе разр да аккумул торной батареи посто нно замер ют напр жение каждого из аккумул торов 1 и сравнивают его с напр жением уставки, задаваемым, например, обмоткой трансформатора 5. При уменьшении напр жени на аккумул торах ниже напр жени уставки возникает компенсирующий ток, который уменьшает ток разр да соответствующего аккумул тора . При достижении компенсирующим током определенной наперед заданной величины в К неисправных элементах, где К задаетс заранее, что соответствует практи- чески полному разр ду элементов, а следовательно , и всей аккумул торной батареи, подают сигнал на отключение аккумул торной батареи от разр да. Кроме того, посто нно контролируют напр жение акку- мул торной батареи дл ограничени минимального уровн напр жени питани нагрузки и ток компенсационного преобразовател 6 ограниченной мощности дл предупреждени его перегрузок. При выходе обеих величин за допустимые пределы подаётс сигнал на отключение нагрузки, например , с помощью блока 11.

Контроль п-элементной аккумул торной батареи при реализации операций спо- соба осуществл етс следующим образом.

Аккумул торна батаре содержит п по- следовательно соединенных аккумул торов , крайние выводы которых образуют выход дл подключени нагрузки. Дл осуществлени подзар да параллельно каждому аккумул тору подключены подзар дные чейки, которые в зависимости от степени зар жениости каждого элемента осуществл ют его подзар д. Параметром, характеризующим состо ние зар женности элемента, вл етс величина подзар дноготока, котора известна дл каждого элемента. Зна эту величину, т.е. зна напр жение уставки, и сравнива с ней величину подзар дного тока, можно определить состо ние каждого элемента. Задавшись числом К и подсчитав число элементов, подзар дный ток которых превышает напр жение уставки, можно определить состо ние аккумул торной батареи , что позвол ет более полно использовать емкость АБ.

Дополнительный эффект дает возможность характеризовать аварийную ситуацию по оценке величины общего компенсирующего тока и величины общего напр жени при совпадании сигналов об их отклонении от требуемого уровн . Каждый из указанных параметров по отдельности из-за наличи случайных факторов может приводить к ложным отключени м, и только их сочетание говорит о том, что аккумул торна батаре не обеспечивает требований надежности.

Устройство дл реализации способа работает следующим образом.

В нормальном режиме работы, когда все элементы 1 аккумул торной батареи наход тс в зар женном состо нии, нагрузка питаетс от выхода разр жающейс аккумул торной батареи. В это врем напр жение элементов 1 больше напр жени на вторичных обмотках трансформатора 5 и подзар дные чейки 4 не работают. В процессе разр да напр жение аккумул торов уменьшаетс и как только напр жение на одном из элементов 1 станет ниже напр жени на вторичных обмотках трансформатора 5, что соответствует 80-90% сн той с аккумул торов емкости, потечет ток, величина которого зависит от разницы напр жений аккумул тора и вторичных обмоток трансформатора 5. По достижении компенсирующим током определенного наперед заданного значени срабатывает датчик 2 тока с пороговым элементом 3, который подает сигнал на вход логического блока 9. В ходе дальнейшего разр да аккумул торной батареи процесс компенсации тока наиболее разр женных элементов будет протекать аналогично. При количестве разр жённых аккумул торов, равном наперед заданному числу К неисправных элементов, на вход логического блока 9 с датчиков 2 тока с пороговым эле- ентом 3 поступает соответственно К сигналов , а с выхода блока 9 на вход ключа 11 через усилитель 10 поступает сигнал на отключение аккумул торной батареи от нагрузки (от цепи разр да автономной энергосистемы).

В процессе эксплуатации аккумул торной батареи возможен значительный разбаланс емкостных характеристик (а значит, и напр жений) отдельных аккумул торов (меньше заданного числа К) или, наоборот, возможна ситуаци , когда емкости, а значит , и напр жени всех аккумул торов будут одинаковы и компенсирующий ток в процессе разр да потечет одновременно во всех подзар дных чейках, а его величина будет недостаточной дл срабатывани датчика 2 тока с пороговым элементом 3. В этих случа х по достижении током компенсационного преобразовател определенной величины срабатывает датчик 7 тока с пороговым элементом 8, сигнал с которого поступает на первый вход логического элемента И.14. При уменьшении напр жени аккумул торной батареи ниже минимально допустимого уровн срабатывает датчик 12 напр жени с пороговым элементом 13, который подает сигнал на второй вход логического элемента И 14. Сигнал на вход ключа 11 отключени аккумул торной батареи от нагрузки подаетс только после того, как оба контролируемых параметра - ток компенсационного преобразовател и напр жение аккумул торной батареи - выйдут за допустимые пределы, что свидетельствует о невозможности дальнейшей эксплуатации аккумул торной батареи и целесообразности проведени специальных мер по восстановлению ее энергетических характеристик.

Claims

1. Способ контрол п-элементной аккумул торной батареи, по которому измер ют

5 напр жение каждого из п элементов, сравнивают полученную величину с напр жением уставки, осуществл ют непрерывный подзар д компенсирующим током от компенсационного преобразовател , имеюще0 го п выходов, тех элементов, напр жение которых меньше напр жени уставки, о т- личающийс тем, что, с целью улучшени использовани установленной емкости п- элементной аккумул торной батареи, изме5 р ют величину компенсирующего тока каждого из п элементов, сравнивают с сигналом дополнительной уставки, определ ют число неисправных элементов, компенсирующий ток которых превышает

0 сигнал дополнительной уставки, сравнивают полученное число элементов с заданным числом неисправных элементов и при превышении указанного числа отключают п- элементную аккумул торную батарею от

5 цепи нагрузки.

2. Способ по п. 1, отличающий- с тем, что, с целью повышени эксплуатационной надежности, дополнительно

0 измер ют величину общего тока компенсационного преобразовател и величину общего напр жени п-элементной аккумул торной батареи, сравнивают каждое из них со своим значением уставки и при одно5 временном превышении указанными величинами своих значений уставок отключают п-элементную аккумул торную батарею от цепи нагрузки.

фиг. i

г

п