SU1742908A1

SU1742908A1 - Способ определени внутреннего сопротивлени аккумул торной батареи

Info

Publication number: SU1742908A1
Application number: SU904871375A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Владимирович Пугачев
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1992-06-23

Abstract

Использование: контроль параметров аккумул торной батареи. Сущность изобретени : определ ют ЭДС (Е) батареи. Пропускают через батарею переменный импульсный ток со скважностью, равной двум, сформированный путем наложени на посто нный разр дный ток (JM) унипол рных импульсов зар дного тока пр моугольной формы. Действующее значение переменного тока устанавливают равным J Кфх xJH, где Кф - коэффициент формы переменного тока батареи. Частота тока 10 кГц. Сопротивление батареи вычисл ют по формуле: г0 ( -( L)2, где L - индук- батареи при f 10 кГц. 3 ил. тивность

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности, к контролю параметров аккумул торных батарей (АБ).

Известен способ определени внутреннего сопротивлени АБ путем измерени ЭДС и напр жени при фиксированной величине действующего значени переменного тока, протекающего через батарею, и вычислени сопротивлени по полученным данным. Способ предусматривает разделение АБ на две равные части и их встречное включение при измерении параметров.

Известен также способ определени внутреннего сопротивлени АБ путем ее включени в одно из плеч моста переменного тока, предварительно уравновешенного, последующего уравновешивани моста и вычислени внутреннего сопротивлени батареи по формуле равновеси моста. Этот способ предусматривает использование источника переменного тока синусоидальной формы и требует больших затрат времени.

Определение внутреннего сопротивлени АБ осуществл етс , как правило, с целью определени величины ее емкости. Известно, что внутреннее сопротивление батареи зависит от величины разр дного тока , его формы, частоты разр дного тока, температуры и других параметров. При определении внутреннего сопротивлени АБ обычно фиксируют параметры условий, при которых производитс измерение косвенных параметров. При этом основным требованием вл етс обеспечение высокой точности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ определени внутреннего сопротивлени АБ. предусматривающий измерение ЭДС и напр жени АБ на переменном импульсном токе пр моугольной формы со скважностью равной двум, фиксацию действующего значени этого тока и вычислени сопротивлени по полученным данным. При этом формирование тока заданной формы осуществл етс путем разр да АБ на балластное сопротивление посто нным током, затем подачи на нее зар дного тока в виде унипол рных пр моугольных импульсов, скважность которых равна двум, и изменением этого тока до уровн , соответствующего равенству нулю посто нной составл ющей результирующего тока. Данный способ за счет использовани переменного импульсного тока пр моугольной формы со скважностью , равной двум, обеспечивает подавление пол ризации в среднем за период в батарее и позвол ет на основе косвенных измерений ЭДС, тока и напр жени вычислить полное внутреннее сопротивление переменному току.

Известный способ предусматривает использование переменного импульсного тока пр моугольной формы со скважностью, равной двум.

Однако обеспечить пр моугольную форму импульсного тока крайне затруднительно , что св зано с наличием фарадеев- сжой емкости и индуктивности в полном сопротивлении батареи, например на никель-кадмиевой , на переменном токе, искажающем пр моугольную форму тока. Искажение формы пр моугольного переменного тока обуславливает отличие контролируемого по амперметру действующего значени переменного тока от среднего разр дного тока батареи, относительно которого производитс определение внутреннего сопротивлени . Пр моугольную форму переменного тока можно было бы обеспечить на резонансной частоте батареи. Однако резонансна частота батареи зависит от ее емкости. Поэтому дл определени резонансной частоты, соответствующей текущей емкости АБ, необходимо предварительное определение частотной характеристики, что вл етс весьма трудоемким процессом и требует больших затрат времени на замерение, а также на охлаждение батареи после сн ти характеристики. Ошибка, св занна с искажением пр моугольной формы переменного тока, вл етс весьма значительной. Ее значение возрастает по мере удалени частоты переменного тока от значени резонансной частоты. Таким образом, недостатком известного способа вл етс низка точность определени внутреннего сопротивлени АБ.

Цель изобретени - повышение точности определени внутреннего сопротивлени батареи путем учета искажени формы переменного импульсного тока батареи и ее

реактивного сопротивлени .

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе определени внутреннего сопротивлени АБ, например никель-кадмиевой, предусматривающем измерение ЭДС и напр жени при фиксированной величине переменного тока со скважностью, равной двум, который формируетс за счет наложени на посто нный разр дный ток батареи унипол рных пр моугольных импульсов зар дного тока, и вычислени сопротивлени по полученным данным, величина действующего значени переменного тока устанавливаетс равной J Кф1н, где н - расчетный ток нагрузки батареи; Кф - коэффициент

формы переменного импульсного тока батареи . Частота тока выбираетс равной 10 кГц, а вычисление сопротивлени производитс по формуле

25

ro (2jrfL)2

где L - индуктивность-батареи при частоте переменного тока 10 кГц,

Отличительные признаки предлагаемого способа определени внутреннего сопротивлени АБ обеспечивают соотзетствие устанавливаемого при измерении действующего значени импульсного переменного тока расчетному значению тока нагрузки

батареи, относительно которого производитс определение внутреннего сопротивлени . Введение фиксированной частоты переменного импульсного тока, соответствующей заведомо индуктивному характеру

внутреннего реактивного сопротивлени при вычислении внутреннего сопротивлени батареи, обеспечивает повышение точности определени внутреннего сопротивлени .

На фиг. 1 представлена одна из возможных схем дл осуществлени предлагаемого способа, на фиг. 2 - диаграммы токов в цеп х данной схемы, на фиг. 3 - частотна характеристика полного внутреннего сопротивлени никель-кадмиевой АБ.

Перед подачей тока на АБ 1 производитс измерение ее ЭДС (Е) с помощью вольтметра 2. Затем к никель-кадмиевой АБ 1 подключаетс сопротивление 3 и осуществл етс ее разр д расчетным током нагрузки 1н, значение которого отслеживаетс по амперметру 4 среднего значени . После этого включаетс источник 5, вырабатывающий унипол рные импульсы тока пр моугольной

формы с частотой 10 кГц и скважностью, равной двум, которые через сопротивление 6 подаютс на АБ 1. Действующее значение результирующего тока АБ 1 J контролируетс по амперметру 7. Таким образом, переменный импульсный ток частотой 10 кГц и скважностью, равной двум, формируетс путем наложени унипол рных импульсовто- ка пр моугольной формы источника 5 на разр дный ток АБ 1 (фиг. а). Регулировкой сопротивлений 3 и 6 добиваютс снижени среднего тока АБ 1 до нулевого значени (контролируетс по амперметру тока АБ 1 до нулевого значени ) и установки действующего значени результирующего переменного импульсного тока АБ 1 по амперметру 7, равного J Кф1н, где Кф - коэффициент формы переменного импульсного тока .

После установки указанных значений токов АБ 1 производ т измерение ее напр жени U по вольтметру 2. На частоте переменного импульсного тока f 10 кГц внутреннее сопротивление никель-кадмиевой АБ 1 имеет индуктивный характер (фиг. 3). При этом форма пр моугольных импульсов переменного тока искажаетс , что про- вл етс в зат гивании фронтов и по влении хвостов у импульсов тока (фиг. 26), так как значение индуктивности АБ 1 L не зависит от величины ее емкости, то на фиксированной частоте 10 кГц этот параметр дл любых уровней зар женности батареи конкретного типа есть величина посто нна . Кроме того, по этой же причине коэффициент формы импульсного тока АБ 1 Кф на частоте 10 кГц дл любых уровней зар женности батареи также остаетс неиз.- менным. В зависимости от уровн зар женности измен етс омическое сопротивление г0, а следовательно, и амплитуда переменного импульсного тока. Однако Кф J/Up, где tcp - среднее значение переменного импульсного тока за полпериода, т. е. изменение амплитуды импульсов тока на значение параметра Кф вли ни не оказывает. Поэтому индуктивность L АБ 1 и коэффициент формы переменного импульсного тока Кф на частоте 10 кГц дл конкретного типа батареи могут быть определены до начала измерений и вл ютс справочными данными . Определение внутреннего сопротивлени никель-кадмиевой АБ 1 г0 производитс по полученным данным в соответствии с формулой

Го(Кф)2-()2,- .

Выбор частоты переменного импульсного тока f, равной ТО кГц, обусловлен тем, что

большинство типов АБ на этой частоте имеет преобладающее активно-индуктивное сопротивление (емкостна составл юща практически равна нулю). Использование в расчетной формуле параметра Кф обусловлено необходимостью приведени измеренных параметров к однотипным значени м (в данном случае к средним значени м н и/Кф, что обеспечивает повышение точно0 сти определени внутреннего сопротивлени батареи относительно расчётного значени тока нагрузки.

Таким образом, благодар введению фиксированного действующего значени и

5 частоты переменного импульсного тока, смещающей характер внутреннего сопротивлени АБ в область с преобладающим активно-индуктивным значением, и учету индуктивной составл ющей сопротивлени

0 в расчетной формуле, а также учету коэффициента формы переменного импульсного тока, обеспечиваетс повышение точности определени внутреннего сопротивлени никель-кадмиевой АБ относительно расчет5 ного значени тока нагрузки.

Таким образом, предлагаемый способ отличаетс повышенной точностью. Данное преимущество обеспечиваетс благодар учету факторов, обуславливающих погреш0 ности, в частности, про вление реактивного характера сопротивлени АБ на некоторой частоте переменного тока и отличие по величине между действующим и средним значением тока, Лабораторные испытани

5 подтверждают повышение точности определени внутреннего сопротивлени батареи на 17,3% по сравнению с известным устройством при испытании никель-кадмиевой батареи 5 НК-13-1.

0

Claims

Формула изобретени Способ определени внутреннего сопротивлени аккумул торной батареи, предусматривающий измерение ЭДС и

5 напр жени при фиксированном значении переменного импульсного тока со скважностью , равной двум, который формируют путем наложени на посто нный разр дный ток батареи унипол рных пр моугольных

0 импульсов зар дного тока, и вычислени сопротивлени по полученным данным, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, действующее значение переменного тока устанавливают рав5 ным J Кф1н, где н - расчетный ток нагрузки батареи, Кф - коэффициент формы переменного импульсного тока батареи, частота тока выбираетс равной 10 кГц а сопротивление вычисл ют по формуле:

()2-(27rfL)2,

где L- индуктивность батареи при частоте f переменного тока 10 кГц.

2

а

LS

b+h

Д

Фиг. 2

и

Фие.1

го

хМ/ XL

ч.

О

Sp

ФигЗ

Ю кГц