UA21522U - Device for diagnosing the technical state of an accumulator battery and determining power balance - Google Patents
Device for diagnosing the technical state of an accumulator battery and determining power balance Download PDFInfo
- Publication number
- UA21522U UA21522U UAU200610820U UAU200610820U UA21522U UA 21522 U UA21522 U UA 21522U UA U200610820 U UAU200610820 U UA U200610820U UA U200610820 U UAU200610820 U UA U200610820U UA 21522 U UA21522 U UA 21522U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- input
- output
- battery
- microcontroller
- voltage
- Prior art date
Links
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 17
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 description 2
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель належить до автомобільного електрообладнання, зокрема до бортових систем контролю 2 електропостачання, які забезпечують інформацію про технічний стан акумуляторної батареї (АКБ) і поточне значення її ємності. Підвищення терміну експлуатації АКБ неможливе без своєчасної діагностики її технічного стану та оцінки збереження позитивного енергобалансу в системі електроживлення автомобіля.The useful model belongs to the automotive electrical equipment, in particular to the on-board control systems 2 of the power supply, which provide information about the technical condition of the battery (battery) and the current value of its capacity. Extending the service life of the battery is impossible without timely diagnosis of its technical condition and assessment of maintaining a positive energy balance in the car's power supply system.
За існуючими нормами, основними критеріями технічного стану АКБ є її фактична ємність і величина зниження напруги АКБ при протіканні поштовхових струмів. Проблема полягає в тому, що вимір ємності вимагає 70 великих витрат часу, що невиправдано в умовах експлуатації. Вимір величини зниження напруги на АКБ, що визначається її внутрішнім опором, вимагає менших витрат, але не забезпечено необхідним вимірювальним устаткуванням, що випускається серійно.According to existing standards, the main criteria for the technical condition of the battery are its actual capacity and the amount of reduction in battery voltage when inrush currents flow. The problem is that the measurement of the capacity requires 70 large amounts of time, which is unjustified in operational conditions. Measuring the voltage drop on the battery, which is determined by its internal resistance, requires lower costs, but is not provided with the necessary measuring equipment that is produced in series.
Відомий пристрій реєстрації накопиченого заряду Мороз К. Измеритель емкости стартерньїх аккумуляторньх батарей // Журнал "Радио". - 2005. - Мо11. - С.48-49| використовує прості схемотехнічні рішення і дозволяє з достатньою точністю оцінювати ефективність зарядки АКБ. Утім, до недоліків даного пристрою можна віднести відсутність візуалізації процесу зарядки і необхідність використання стабілізованого струму зарядки, що не узгоджується з методом зарядки АКБ, який використовується на автомобілі.A well-known device for recording the accumulated charge Moroz K. The capacity meter of starter accumulator batteries // Journal "Radio". - 2005. - Mo11. - P.48-49| uses simple circuit solutions and allows you to estimate the battery charging efficiency with sufficient accuracy. However, the disadvantages of this device include the lack of visualization of the charging process and the need to use a stabilized charging current, which is not consistent with the battery charging method used in cars.
Інший відомий пристрій (Коновалов В. Измеритель Каву АБ // Журнал "Радиомир". - 2004. - Мо8. - С.14-15)1 забезпечує вимір внутрішнього опору, за значенням якого виконується оцінювання рівня сульфатації АКБ і визначається можливість подальшої експлуатації. Недоліком даного пристрою є складність його використання в складі устаткування автомобіля, тому що пристрій є спеціалізованим і при його застосуванні акумуляторну батарею необхідно виводити з роботи.Another well-known device (Konovalov V. Izmeritel Kavu AB // Journal "Radiomir". - 2004. - Mo8. - P.14-15)1 provides a measurement of internal resistance, the value of which is used to evaluate the level of sulfation of the battery and determine the possibility of further operation. The disadvantage of this device is the difficulty of using it as part of the car's equipment, because the device is specialized and when using it, the battery must be removed from work.
Відомий також пристрій реєстрації накопиченого заряду (Евсеев А. Измеритель заряда // Журнал "Радио". - 2000. - Моб. - С.37-38), вибраний як прототип. Пристрій забезпечує вимір заряду в умовах нестабільного зарядного струму, що відповідає методу зарядки АКБ, який використовують на автомобілі. Крім того, пристрій в дозволяє об'єктивно визначити момент закінчення зарядки батареї. Однак пристрій не може забезпечити одночасного контролю режиму зарядки і розрядки, який має місце в системі живлення автомобіля.A device for recording the accumulated charge is also known (Evseev A. Izmeritel zarajada // Journal "Radio". - 2000. - Mob. - P.37-38), chosen as a prototype. The device provides charge measurement in conditions of unstable charging current, which corresponds to the battery charging method used in cars. In addition, the device allows you to objectively determine the moment when the battery charge ends. However, the device cannot provide simultaneous control of the charging and discharging mode, which takes place in the car's power system.
В основу корисної моделі поставлено задачу розробити такий пристрій для діагностики технічного стану акумуляторної батареї та оцінювання енергобалансу, який дозволяв би здійснювати процес діагностування без сч виведення АКБ й роботи електроустаткування автомобіля, при цьому забезпечував контроль параметрів, Га передбачених існуючими нормативними вимогами, і у такий спосіб дозволяв збільшити термін експлуатації АКБ.The basis of a useful model is the task of developing such a device for diagnosing the technical condition of the battery and assessing the energy balance, which would allow the diagnosis process to be carried out without disconnecting the battery and the operation of the car's electrical equipment, while ensuring the control of the parameters Ha provided by existing regulatory requirements, and in this way allowed to increase the service life of the battery.
Також передбачити можливість одночасного використання отриманої інформації для інших електронних систем, о наприклад, перспективної системи підтримки теплового режиму АКБ, робота якої теж впливає на підвищення «-- термінів служби АКБ. 3о Поставлену задачу розв'язують так: пристрій для діагностики технічного стану акумуляторної батареї та сч оцінювання енергобалансу, відповідно до корисної моделі, містить цифровий індикатор, блок сигналізації моменту закінчення зарядки, послідовно з'єднані датчик струму зарядки, перетворювач напруги на частоту "струму зарядки", подільник частоти, а також додатково містить програмний блок, виконаний на базі « мікроконтролера, який зв'язаний за допомогою порту введення-виведення з цифровим індикатором і блоком З сигналізації моменту закінчення зарядки, комутатор сигналів, перший вхід якого з'єднаний з виходом подільника с частоти, а керуючий вхід і вихід підключені на входи порту введення-виведення мікроконтролера, послідовноIt is also possible to provide the possibility of simultaneous use of the received information for other electronic systems, for example, a promising system for supporting the battery's thermal regime, the operation of which also affects the increase of the service life of the battery. 3. The problem is solved as follows: a device for diagnosing the technical condition of the battery and evaluating the energy balance, according to the useful model, contains a digital indicator, a unit for signaling the end of charging, a charging current sensor connected in series, a voltage-to-frequency "charging current" converter ", a frequency divider, and also additionally contains a program block made on the basis of a "microcontroller, which is connected by means of an input-output port with a digital indicator and a block for signaling the end of charging, a signal switch, the first input of which is connected to the output frequency divider, and the control input and output are connected to the inputs of the input-output port of the microcontroller, in series
Із» ввімкнені датчик струму стартера і перетворювач напруги на частоту "струму стартера", вихід якого зв'язаний з другим входом комутатора сигналів, перетворювач напруги на частоту "перепаду напруги АКБ", вхід якого підключений на акумуляторну батарею, а вихід зв'язаний з одним із входів порту введення-виведення мікроконтролера, формувач знака розрахунку, вхід якого підключений до виводу фази генератора, а вихід ді з'єднаний з одним із входів порту введення-виведення мікроконтролера, вузол сполучення, вхід якого - підключений до вимикача стартера, а вихід з'єднаний з одним із входів порту введення-виведення мікроконтролера. і-й Поставлена мета досягається також тим, що програмний блок для виведення проміжної інформації з ка 20 поточного значення ємності, а також внутрішнього опору акумуляторної батареї додатково містить діагностичне розняття, зв'язаний з портом введення-виведення мікроконтролера. із Сутність пристрою для діагностики технічного стану акумуляторної батареї та оцінювання енергобалансу показана на блок-схемі.From" the starter current sensor and the "starter current" voltage-to-frequency converter, the output of which is connected to the second input of the signal switch, the voltage-to-frequency "battery voltage drop" converter, the input of which is connected to the battery, and the output is connected to one of the inputs of the input-output port of the microcontroller, the generator of the calculation sign, the input of which is connected to the output of the generator phase, and the output of which is connected to one of the inputs of the input-output port of the microcontroller, the coupling node, the input of which is connected to the starter switch, and the output connected to one of the inputs of the microcontroller's I/O port. The i-th goal is also achieved by the fact that the software unit for outputting intermediate information from ka 20 of the current value of the capacity, as well as the internal resistance of the battery additionally contains a diagnostic connector connected to the input-output port of the microcontroller. The essence of the device for diagnosing the technical condition of the battery and evaluating the energy balance is shown in the block diagram.
Пристрій для діагностики технічного стану акумуляторної батареї та оцінювання енергобалансу містить 29 послідовно з'єднані датчик струму зарядки 1, перетворювач напруги на частоту 2 "струму зарядки", подільник с частоти 3, вихід якого зв'язаний з першим входом комутатора сигналів 4, послідовно ввімкнені датчик струму стартера 5 і перетворювач напруги на частоту б "струму стартера", вихід якого зв'язані з другим входом комутатора сигналів 4, керуючий вхід і вихід якого з'єднаний входами порту введення-виведення мікроконтролера 7, який зв'язаний за допомогою іншого порту введення-виведення з цифровим індикатором 8 і 60 блоком сигналізації моменту закінчення зарядки 9, перетворювач напруги на частоту 10 "перепаду напруги АКБ", вхід якого підключений на клеми акумуляторної батареї, а вихід до одного з входів порту введення-виведення мікроконтролера 7, формувач знака розрахунку 11, вхід якого з'єднаний з виводом фази генератора, а вихід підключений до одного з входів порту введення-виведення мікроконтролера 7, вузол сполучення 12, вхід якого підключений до вимикача стартера, а вихід з'єднаний з одним із входів порту введення-виведення бо мікроконтролера 7, а також для виведення інформації про технічний стан акумуляторної батареї та системи пуску передбачено діагностичне розняття 13, зв'язаний з портом введення-виведення мікроконтролера 7.The device for diagnosing the technical condition of the battery and evaluating the energy balance contains 29 serially connected charging current sensor 1, a voltage-to-frequency converter 2 "charging current", a frequency divider 3, the output of which is connected to the first input of the signal switch 4, connected in series the starter current sensor 5 and the voltage-to-frequency converter b "starter current", the output of which is connected to the second input of the signal switch 4, the control input and output of which are connected by the inputs of the input-output port of the microcontroller 7, which is connected by another of the input-output port with a digital indicator 8 and 60, a unit for signaling the end of charging 9, a voltage-to-frequency converter 10 of "battery voltage drop", the input of which is connected to the battery terminals, and the output to one of the inputs of the input-output port of the microcontroller 7, a shaper calculation sign 11, the input of which is connected to the output of the phase of the generator, and the output is connected to one of the inputs of the input-output port i of the microcontroller 7, the connection node 12, the input of which is connected to the starter switch, and the output is connected to one of the inputs of the input-output port of the microcontroller 7, as well as for the output of information about the technical condition of the battery and the starting system, a diagnostic disconnection 13 is provided, connected to microcontroller I/O port 7.
Пристрій працює в такий спосіб. У режимі стартерного пуску двигуна автомобіля виконується передвиїзне оцінювання технічного стану АКБ. При стартуванні вузол сполучення 12 вимикача стартера переводить мікроконтролер 7 у режим виміру величини зниження напруги на АКБ при протіканні стартерного струму, сигнал якого надходить з перетворювача напруги на частоту 10 "перепаду напруги АКБ". Спадання напруги на струмовому датчику 5, як такий може використовуватися штатний сполучний кабель "АКБ-стартер", у перетворювачі напруги на частоту 6 "струму стартера" формується в сигнал, пропорційний до пускового струму стартера. Результати вимірів автоматично зчитуються мікроконтролером 7 і обробляються програмним 70 способом. Розрахунок величини внутрішнього опору АКБ виконується за відомими електротехнічними співвідношеннями. Потім отримане значення внутрішнього опору, приведене до температури 25 ес, перераховується на значення залишкової ємності за відомою математичною моделлю свинцево-кислотної АКБ, що зв'язує ємність і внутрішній опір АКБ із достатньою для практичних цілей точністю формулою:The device works in the following way. A pre-departure assessment of the technical condition of the battery is carried out in the starter mode of the car engine. When starting, the connection node 12 of the starter switch switches the microcontroller 7 into the mode of measuring the amount of voltage drop on the battery when the starter current flows, the signal of which is received from the voltage converter at the frequency 10 of "battery voltage drop". The voltage drop on the current sensor 5, as such, the standard "battery-starter" connecting cable can be used, in the voltage-to-frequency converter 6, the "starter current" is formed into a signal proportional to the starting current of the starter. The measurement results are automatically read by the microcontroller 7 and processed by software 70. The internal resistance of the battery is calculated according to known electrotechnical ratios. Then the obtained value of the internal resistance, reduced to a temperature of 25 es, is recalculated to the value of the residual capacity according to the well-known mathematical model of the lead-acid battery, which relates the capacity and internal resistance of the battery with sufficient accuracy for practical purposes by the formula:
Сегудкат/Квн;Seghudkat/Kvn;
Гудкат 7 питомий внутрішній опір зарядженого АКБ, Ом'А"год;Gudkat 7 specific internal resistance of a charged battery, Ohm'A"h;
Квн - внутрішній опір АКБ.Kvn - internal resistance of the battery.
Отриманий результат фіксуються в енергонезалежній пам'яті й після завершення перехідних процесів виводиться на блок індикації. При цьому блок сполучення 12 змінює свій стан, а комутатор сигналів 4 переводить мікроконтролер 7 у режим контролю зарядно-розрядних процесів АКБ при русі автомобіля. Напруга з Вимірювального датчика струму зарядки 1, як такий можна використовувати шунт амперметра, надходить на вхід перетворювача напруги на частоту 2 "струму зарядки". Оскільки функція перетворення лінійна, частота на виході прямо пропорційна до струму зарядки-розрядки. Вихідна імпульсна напруга перетворювача напруги на частоту 2 "струму зарядки" надходить на вхід подільника частоти 3. Коефіцієнт перетворення і коефіцієнт розподілу вибрано такими, щоб один вихідний імпульс відповідав пройденому через шунт електричному заряду 1ТА"ч. У результаті обробки отриманих даних у мікроконтролері 7, з урахуванням попереднього розрахунку залишкової ємності, на індикаторний блок виводиться поточне значення ємності АКБ. Для обліку впливу розрядки АКБ, що в) має місце на стоянці автомобіля при вимкненому двигуні, на формувачі знака розрахунку 11 за наявності або відсутності сигналу з фази генератора формується логічний сигнал, що визначає необхідну операцію при обробці даних. При повторному електростартерному пуску описані процедури повторюються. ГаThe obtained result is fixed in the non-volatile memory and after the completion of transient processes is displayed on the display unit. At the same time, the connection unit 12 changes its state, and the signal switch 4 switches the microcontroller 7 into the mode of controlling the charging and discharging processes of the battery when the car is moving. The voltage from the measuring sensor of the charging current 1, as such a shunt of the ammeter can be used, is supplied to the input of the voltage converter to the frequency of 2 "charging current". Since the conversion function is linear, the output frequency is directly proportional to the charge-discharge current. The output pulse voltage of the voltage converter to the frequency 2 of the "charging current" enters the input of the frequency divider 3. The conversion factor and the distribution factor are selected so that one output pulse corresponds to the electric charge passed through the shunt 1TA"h. As a result of processing the received data in the microcontroller 7, taking into account the previous calculation of the remaining capacity, the current value of the battery capacity is displayed on the indicator unit. To account for the impact of battery discharge, which c) takes place when the car is parked with the engine turned off, a logic signal is formed on the generator of the calculation sign 11 in the presence or absence of a signal from the generator phase , which determines the necessary operation during data processing. When re-starting the electric starter, the described procedures are repeated.
Таким чином, запропонована корисна модель дозволяє: - проводити перевірку балансу енергопостачання й технічного стану АКБ на автомобілі без додаткових с витрат на демонтаж і виміри щільності електроліту, що особливо важливо при проведення випробувань; ю - за результатами оцінювання залишкової ємності приймати рішення про можливість подальшої експлуатаціїThus, the proposed useful model allows: - to check the energy supply balance and the technical condition of the battery on a car without additional costs for disassembly and electrolyte density measurements, which is especially important when conducting tests; у - based on the results of the assessment of the residual capacity, make a decision about the possibility of further exploitation
АКБ і необхідності її своєчасної заміни; - - виключити надмірність діагностичних параметрів при спільному використанні з іншими електронними су системами керування; - підвищити термін служби АКБ. завдяки можливості оперативного оцінювання виникнення процесу сульфатації. « с 70battery and the need for its timely replacement; - - eliminate the redundancy of diagnostic parameters when used together with other electronic su control systems; - increase the service life of the battery. thanks to the possibility of prompt evaluation of the occurrence of the sulfation process. p. 70
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200610820U UA21522U (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Device for diagnosing the technical state of an accumulator battery and determining power balance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200610820U UA21522U (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Device for diagnosing the technical state of an accumulator battery and determining power balance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA21522U true UA21522U (en) | 2007-03-15 |
Family
ID=37952551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200610820U UA21522U (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Device for diagnosing the technical state of an accumulator battery and determining power balance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA21522U (en) |
-
2006
- 2006-10-13 UA UAU200610820U patent/UA21522U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7003410B2 (en) | Electronic battery tester with relative test output | |
| US4968942A (en) | Method for monitoring aircraft battery status | |
| CN103675692B (en) | Cell health state inspection method and device | |
| US6469512B2 (en) | System and method for determining battery state-of-health | |
| US9274157B2 (en) | Battery tester for electric vehicle | |
| US7619417B2 (en) | Battery monitoring system | |
| US4937528A (en) | Method for monitoring automotive battery status | |
| US9229062B2 (en) | Electronic storage battery diagnostic system | |
| CN100478700C (en) | Method and device for monitoring deterioration of battery | |
| EP2963432A1 (en) | Device for assessing extent of degradation in secondary cell | |
| US20150303532A1 (en) | Battery System and Associated Method for Determining the Internal Resistance of Battery Cells or Battery Modules of Said Battery System | |
| KR20130051228A (en) | Apparatus and method for diagnosis of electric contactor | |
| JPH03503936A (en) | Charging status indication | |
| JPH08138759A (en) | Deterioration detection method and deterioration detection device for battery set | |
| CN104198795B (en) | Vehicle power system open-circuit voltage detection method, power system and vehicle | |
| WO2007075403A2 (en) | Battery monitoring system | |
| CN203166597U (en) | System used for assessing ADC operation and battery pack voltage | |
| WO2022024836A1 (en) | Management device, power supply system, electrically driven moving body, and management method | |
| CN109143101A (en) | A kind of automobile storage battery status monitoring warning system and method | |
| UA21522U (en) | Device for diagnosing the technical state of an accumulator battery and determining power balance | |
| KR101003181B1 (en) | Power monitoring system for electro-mechanical apparatus and method of monitoring power of the same | |
| Ganesan et al. | A heuristic algorithm for determining state of charge of a Lead Acid Battery for Small Engine Applications | |
| Puzakov | Model of the Internal Resistance of the Starter Battery | |
| JP2894045B2 (en) | Electric car | |
| TWI233992B (en) | Method for determining battery state-of-health |