[go: up one dir, main page]

RU2483401C1 - Method for cycling of alkaline accumulator batteries and device for its realisation - Google Patents

Method for cycling of alkaline accumulator batteries and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2483401C1
RU2483401C1 RU2011148971/07A RU2011148971A RU2483401C1 RU 2483401 C1 RU2483401 C1 RU 2483401C1 RU 2011148971/07 A RU2011148971/07 A RU 2011148971/07A RU 2011148971 A RU2011148971 A RU 2011148971A RU 2483401 C1 RU2483401 C1 RU 2483401C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
discharge
charge
charging
input
Prior art date
Application number
RU2011148971/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Николаевич Кудрявцев
Андрей Васильевич Павлов
Виктор Иванович Пугачев
Феликс Исакович Эйгель
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ)
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 бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ)
Priority to RU2011148971/07A priority Critical patent/RU2483401C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2483401C1 publication Critical patent/RU2483401C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: electric energy is saved due to realisation of the proposed method - a special technology of simultaneous performance of charging-discharging modes with a single charging converter, additionally equipped with a system of calculation of boosting time t=C3-Cp/I3, comprising a division unit and a summator, one input of which is connected to a setter of charging capacitance, a subtracting input - to a counter of discharge capacitance, and an output - to one input of the unit of division of capacitance difference by the charge current value, to the second input of which a charging current setter is connected, and an output - to a timer for getting the time of charged battery boosting.
EFFECT: electric energy saving during cycling of alkaline accumulator batteries and reduction of equipment assortment for performance of charging-discharging cycles.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве, введении в эксплуатацию, проведении плановых ремонтных и восстановительных работ с аккумуляторными батареями.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the manufacture, commissioning, and scheduled repair and restoration work with batteries.

Известны способы проведения зарядно-разрядных циклов аккумуляторных батарей при введении их в эксплуатацию, плановых ремонтах и необходимости контроля фактической емкости, изменяющейся в процессе эксплуатации. Один из них заключается в том, что аккумуляторную батарею последовательно подключают к зарядному, затем к разрядному устройствам либо производят реверсирование батареи по отношению к выходу зарядно-разрядного преобразователя. Разряд при этом производится с рекуперацией энергии разряда в сеть переменного тока. При другом способе батарею разряжают через стабилизатор тока разряда на нагрузочный резистор (Л1, Л2).Known methods for conducting charge-discharge cycles of batteries when putting them into operation, scheduled repairs and the need to control the actual capacity that changes during operation. One of them is that the battery is connected in series to the charger, then to the discharge devices, or the battery is reversed with respect to the output of the charge-discharge converter. In this case, the discharge is performed with the recovery of the discharge energy into an alternating current network. In another method, the battery is discharged through a discharge current stabilizer to a load resistor (L1, L2).

Недостатком известных способов является низкое использование энергии разряда аккумуляторной батареи и появление в сети высших гармоник в случае разряда ее с рекуперацией в сеть переменного тока, либо полная потеря при разряде на нагрузочный резистор.A disadvantage of the known methods is the low use of the discharge energy of the battery and the appearance of higher harmonics in the network if it is discharged with recovery to the AC network, or a complete loss during discharge to the load resistor.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ циклирования аккумуляторных батарей посредством только зарядного преобразователя при одновременном заряде одной и разряде другой батареи, описанный в (Л3), который принят за прототип.Closest to this invention in technical essence is a method of cycling batteries using only a charging converter while simultaneously charging one and discharging another battery, described in (L3), which is adopted as a prototype.

К недостаткам данного способа следует отнести реализуемость в случае заряда и разряда только кислотных аккумуляторных батарей, причем однотипных по емкости, так как у них токи заряда и разряда одинаковы и равны десятичасовому режиму, т.е. 0,1 Сн.The disadvantages of this method include feasibility in the case of charging and discharging only acidic batteries, of the same type in capacity, since their charge and discharge currents are the same and equal to a ten-hour mode, i.e. 0.1 C n

Сущность изобретения заключается в том, что при подключении последовательно встречно заряжаемой и разряжаемой батарей к зарядному преобразователю устанавливают величину емкости Сз, которую необходимо сообщить заряжаемой батарее, и величины тока заряда Iз и разряда Iр, проводят режим до минимально допустимого напряжения разряжаемой батареи, вычисляют величину электрической емкости Ср, снятой с разряжаемой батареи, вычитают ее из величины емкости, которую необходимо сообщить заряжаемой батарее, разность Cз-Cp делят на ток заряда, чтобы получить время дальнейшего проведения режима t=Сзр/Iз, переводят преобразователь в режим паузы и при нулевом значении тока отключают разряжаемую батарею, а заряжаемую и задатчик тока заряда подключают к преобразователю и включают режим заряда. При этом батареи могут иметь разное рабочее напряжение. Единственное условие: напряжение разряжающейся батареи должно быть меньше или равно напряжению заряжаемой. Положительный эффект изобретения - экономия электрической энергии при заряде аккумуляторной батареи за счет 100-процентного использования энергии разряжаемой батареи.The essence of the invention lies in the fact that when connecting a series of counter-charged and discharged batteries to the charging converter, the value of the capacitance C s , which must be reported to the charged battery, and the values of the charge current I s and discharge I p are set, the mode is carried out to the minimum allowable voltage of the discharged battery, calculating a value of electrical capacitance C p discontinued dischargeable battery, it is subtracted from the capacitance value which is necessary to inform a rechargeable battery, the difference C s -C p divided by the charge current, Thu To receive the further mode of t = C s C p / I s, is converted in the converter and the pause at the zero current value of the battery charge mode is turned off, and the charged and the charging current setting unit connected to the transducer and include a charge mode. In this case, the batteries may have different operating voltage. The only condition: the voltage of the discharging battery must be less than or equal to the voltage of the recharged. A positive effect of the invention is the saving of electrical energy when charging the battery due to 100% use of the energy of the discharged battery.

Аккумуляторные батареи - вторичные источники электрической энергии для нормального функционирования требуют не только первичного заряда, но и проведения последовательных режимов заряда и разряда при формировке, введении в эксплуатацию и периодических ремонто-восстановительных работах. Заряд щелочных аккумуляторных батарей проводится нормальным током 0,25 Сн в течение 6 или 12 часов. За это время им сообщается 1,5 или 3,0 номинальной емкости Сн соответственно. Разряд проводится током 0,2 Сн.Batteries - secondary sources of electrical energy for normal operation require not only a primary charge, but also consecutive charge and discharge modes during the formation, commissioning and periodic repair and restoration work. Alkaline batteries are charged at a normal current of 0.25 C n for 6 or 12 hours. During this time, they are informed of 1.5 or 3.0 of the nominal capacity C n, respectively. The discharge is conducted with a current of 0.2 C n .

На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявленный способ.The drawing shows a diagram of a device that implements the claimed method.

Устройство содержит таймер 1, задатчик зарядной емкости 2, блок деления 3, сумматор 4, счетчик разрядной емкости с цифровым индикатором 5, устройство контроля конца разряда и управления 6, задатчик тока заряда 7, задатчик тока разряда 8, зарядный преобразователь-стабилизатор тока 9, к которому через датчик тока 10 подключены заряжаемая 11 и включенная встречно через размыкающий контакт 12 разряжаемая 13 аккумуляторные батареи, и замыкающий контакт 14, подключающий заряжаемую батарею к выходу зарядного преобразователя после отключения разряжаемой батареи.The device comprises a timer 1, a charge capacity adjuster 2, a division unit 3, an adder 4, a discharge capacity counter with a digital indicator 5, a discharge end control and control device 6, a charge current adjuster 7, a discharge current adjuster 8, a charge current stabilizer 9, to which a rechargeable 11 is connected through a current sensor 10 and discharged 13 batteries connected in turn through a disconnecting contact 12, and a closing contact 14 connecting a rechargeable battery to the output of the charging converter after disconnecting the discharged batteries.

Устройство работает следующим образом. К преобразователю 9 через датчик тока подключают заряжаемую батарею 11. Последовательно с ней через размыкающий контакт 12 встречно подключают разряжаемую батарею 13 и задатчиком тока разряда 8 устанавливают величину тока в последовательной цепи. Величину снятой с батареи емкости фиксируют счетчиком 5, на входы которого непрерывно поступает сигнал с датчика тока 10 и таймера 1. Разряд ведут до появления признаков конца разряда, контролируемого устройством 6. Устройство 6 отключает задатчик тока разряда 8 и счет разрядной емкости, величина которой остается на цифровом индикаторе, переводит преобразователь в режим «пауза» и размыкает контакт 12. Сигнал с выхода счетчика 5 поступает на вычитающий вход сумматора 4. На второй вход сумматора 4 от задатчика емкости 2 поступает установленная изначально величина емкости потребной для заряда батареи 11. Разность заданной емкости Сз и снятой с разряжаемой батареи Сз делится в блоке деления 3 на величину тока заряда Iз батареи 11 и устанавливается в таймере 1 время t=Cз-Cp/Iз до окончания заряда батареи 11. После установки времени окончания заряда таймер 1 включает контакт 14 и задатчик зарядного тока 7. Заряд батареи 11 происходит в течение времени, установленного таймером 1.The device operates as follows. A rechargeable battery 11 is connected to the converter 9 through a current sensor. In series with it, through the opening contact 12, a discharged battery 13 is counter-connected and the current value in the serial circuit is set by the discharge current regulator 8. The value of the capacitance removed from the battery is fixed by a counter 5, the inputs of which are continuously fed by a signal from the current sensor 10 and timer 1. The discharge is carried out until the end of the discharge is monitored by device 6. Device 6 disables the discharge current setter 8 and the discharge capacity count, the value of which remains on the digital indicator, puts the converter in the “pause” mode and opens contact 12. The signal from the output of the counter 5 is fed to the subtracting input of the adder 4. The second input of the adder 4 from the setpoint switch 2 receives the set of the initial value of the capacity required to charge the battery 11. The difference between the specified capacity C s and taken from the discharged battery C s is divided in the division unit 3 by the value of the charge current I s of the battery 11 and is set in timer 1 time t = C s -C p / I s until the end of battery charge 11. After setting the end time of the charge, timer 1 turns on terminal 14 and charge current adjuster 7. The battery 11 is charged for the time set by timer 1.

Вся энергия разряда батареи 13 используется для заряда батареи 11 со 100-процентным КПД. Так как время разряда батареи всегда меньше времени заряда, процесс безусловно осуществим с экономией электрической энергии. Проведение циклирования аккумуляторных батарей возможно с использованием только зарядного преобразователя. Специальный разрядный преобразователь не требуется.All the discharge energy of the battery 13 is used to charge the battery 11 with a 100 percent efficiency. Since the battery discharge time is always shorter than the charge time, the process is certainly feasible with saving electric energy. Cycling batteries is possible using only a charging converter. A dedicated bit converter is not required.

Источники информацииInformation sources

1. Зорохович А.Е., Бельский В.П., Эйгель Ф.И. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М. Энергия. 1975 г., 208 стр.1. Zorokhovich A.E., Belsky V.P., Eigel F.I. Devices for charging and discharging batteries. M. Energy. 1975, 208 pp.

2. Вайлов A.M., Эйгель Ф.И. Эксплуатация аккумуляторных батарей. Ростов на/Д. 2009 г., 168 стр.2. Vailov A.M., Eigel F.I. Battery operation. Rostov on / D. 2009, 168 p.

3. Вайлов A.M., Эйгель Ф.И. Контроль состояния аккумуляторов. М., Энергоатомиздат, 1992 г. (прототип стр.231-234), 288 стр.3. Vailov A.M., Eigel F.I. Battery monitoring M., Energoatomizdat, 1992 (prototype p. 213-234), 288 p.

Claims (2)

1. Способ циклирования щелочных аккумуляторных батарей, заключающийся в том, что к зарядному преобразователю, работающему в режиме стабилизации тока, подключают заряжаемую батарею, устанавливают величину емкости Сз, потребную для ее заряда, последовательно с ней через переключающий контакт встречно подключают разряжаемую батарею и проводят режим током, установленным задатчиком разрядного тока, до появления признаков конца разряда, фиксируют величину снятой емкости Ср, переводят преобразователь в режим «пауза», отключают разряжаемую батарею и задатчик разрядного тока, отличающийся тем, что на этапе окончания режима разряда вычитают из первоначально установленной емкости Сз для заряда заряжаемой батареи величину снятой емкости Ср, делят разность Сзр на величину тока заряда Iз и определяют время проведения режима заряда t=Сзр/Iз до сообщения заданной емкости, подключают заряжаемую батарею и задатчик зарядного тока к преобразователю и проводят режим до окончания определенного выше времени t величиной тока Iз, установленной задатчиком зарядного тока.1. The method of cycling alkaline batteries, which consists in the fact that a rechargeable battery is connected to a charging converter operating in the current stabilization mode, the capacitance value C s required for its charge is set, a discharged battery is connected in turn through a switching contact, and carried out current regimen set point adjuster discharge current until the signs of the end of the discharge, the removed fixed value capacitance C p, the converter is converted in the "pause" mode disable dischargeable battery discharge current and the dial, characterized in that in step closure subtracted from the original discharge mode set to a capacitance C of a rechargeable battery removed capacitance value C p, is divided difference C of C p value of the charge current I and the time of carrying out the regime charge t = C s -C p / I s until a message of a given capacity is connected, the rechargeable battery and the charge current controller are connected to the converter and the mode is carried out until the time t defined above t ends with the current value I s set by the charge current controller. 2. Устройство по п.1, состоящее из зарядного преобразователя-стабилизатора тока задатчика зарядной емкости, датчика тока, силового переключающего контакта, таймера, счетчика разрядной емкости с цифровым индикатором, задатчиков тока заряда и разряда, устройства контроля конца разряда и управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок деления и сумматор, один вход которого подключен к задатчику зарядной емкости, вычитающий вход - к счетчику разрядной емкости, а выход - к одному входу блока деления разности емкостей на величину тока заряда, ко второму входу которого подключен задатчик тока заряда, а выход - к таймеру для получения времени дозаряда заряжаемой батареи. 2. The device according to claim 1, consisting of a charging converter-stabilizer of the current of the charging capacity setter, a current sensor, a power switching contact, a timer, a discharge capacity counter with a digital indicator, charge and discharge current setting devices, a device for monitoring the end of a discharge and control, characterized in that the dividing unit and the adder are additionally introduced into it, one input of which is connected to the charge capacity master, the subtracting input is to the discharge capacity counter, and the output is to one input of the capacity difference dividing unit by Inu charge current to the second input of which is connected the charging current setting unit, and an output - to a timer for obtaining time then charged rechargeable battery.
RU2011148971/07A 2011-12-02 2011-12-02 Method for cycling of alkaline accumulator batteries and device for its realisation RU2483401C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148971/07A RU2483401C1 (en) 2011-12-02 2011-12-02 Method for cycling of alkaline accumulator batteries and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148971/07A RU2483401C1 (en) 2011-12-02 2011-12-02 Method for cycling of alkaline accumulator batteries and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2483401C1 true RU2483401C1 (en) 2013-05-27

Family

ID=48792045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011148971/07A RU2483401C1 (en) 2011-12-02 2011-12-02 Method for cycling of alkaline accumulator batteries and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2483401C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1396182A1 (en) * 1986-02-12 1988-05-15 Центральный Научно-Исследовательский И Опытно-Конструкторский Институт Робототехники И Технической Кибернетики При Ленинградском Политехническом Институте Им.М.И.Калинина Method of cell-wise recharging of chemical storage battery
SU1450041A1 (en) * 1987-01-08 1989-01-07 Украинский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела Method and apparatus for automatic charging and discharging of storage battery
RU2183887C2 (en) * 2000-03-22 2002-06-20 Бурак Владимир Ильич Method for charging storage battery and computer-aided system for implementing it
US20050275377A1 (en) * 2003-10-28 2005-12-15 Broadcom Corporation Methods and systems for battery charging control based on CMOS technology
EP2237348A1 (en) * 2009-03-27 2010-10-06 Hitachi, Ltd. Positive electrode material for lithium secondary battery, lithium secondary battery, and secondary battery module using lithium secondary battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1396182A1 (en) * 1986-02-12 1988-05-15 Центральный Научно-Исследовательский И Опытно-Конструкторский Институт Робототехники И Технической Кибернетики При Ленинградском Политехническом Институте Им.М.И.Калинина Method of cell-wise recharging of chemical storage battery
SU1450041A1 (en) * 1987-01-08 1989-01-07 Украинский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела Method and apparatus for automatic charging and discharging of storage battery
RU2183887C2 (en) * 2000-03-22 2002-06-20 Бурак Владимир Ильич Method for charging storage battery and computer-aided system for implementing it
US20050275377A1 (en) * 2003-10-28 2005-12-15 Broadcom Corporation Methods and systems for battery charging control based on CMOS technology
EP2237348A1 (en) * 2009-03-27 2010-10-06 Hitachi, Ltd. Positive electrode material for lithium secondary battery, lithium secondary battery, and secondary battery module using lithium secondary battery

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВАЙЛОВ А.М., ЭЙГЕЛЬ Ф.И. Контроль состояния аккумуляторов. - М.: Энергоатомиздат, 1992, с.231-234. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106374559B (en) Method for rapid charging of series-connected battery packs and related device
JP6085544B2 (en) Rapid charging equipment for electric vehicles, energy management method for charging equipment, and charging equipment system
KR101446389B1 (en) Electrical storage device and electrical storage system
US20120274145A1 (en) Circuit for Rendering Energy Storage Devices Parallelable
RU2010148553A (en) ELECTRIC POWER ACCUMULATION SYSTEM THAT MAXIMIZES THE USE OF RENEWABLE ENERGY
CN106816642B (en) Power-supply system, charge-discharge controller and charge/discharge control method
JP6102746B2 (en) Storage battery device and charge control method
JP6176383B1 (en) Lead storage battery device, uninterruptible power supply, power supply system, lead storage battery control device, lead storage battery control method
JP5835136B2 (en) In-vehicle charging controller
CN104541433A (en) Power storage device
CN107219467B (en) Transformer substation storage battery nuclear capacity device with sulfur removal and repair functions and method
RU2018133589A (en) POWER SUPPLY SYSTEM AND SYSTEM MANAGEMENT METHOD
CN103066671A (en) Uniform charging method and uniform charging device for lithium battery packs
CN103490114A (en) Storage battery charging regenerator
JPWO2020080543A1 (en) Power storage system
CN110620406A (en) Quick charging method and device for battery, equipment to be charged and charging system
JP5822779B2 (en) Power storage system and charge / discharge control method thereof
JP6965770B2 (en) Lead-acid battery control device, lead-acid battery device, uninterruptible power supply, power supply system, and charge control method
KR20210012556A (en) Control method for power supply
JP2021019400A (en) Power storage system
JP2013247045A (en) Battery system and apparatus mounted with battery system
CN211908469U (en) Emergency energy storage system
RU53818U1 (en) BATTERY OF ELECTRIC ENERGY STORES
RU2483401C1 (en) Method for cycling of alkaline accumulator batteries and device for its realisation
JP2011055592A (en) Secondary cell and method for charging and discharging the same

Legal Events

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

Effective date: 20141203