SU809446A1 - Система зар да и разр да группыпОСлЕдОВАТЕльНО ВКлючЕННыХ АККу-Мул ТОРНыХ бАТАРЕй - Google Patents

Description

(54) СИСТЕМА ЗАРЯДА И РАЗРЯДА ГРУППЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ АКЮ МУЛЯТОРНЕБС БАТАРЕЙ

1

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  группового последовательного зар да и разр да аккумул торных батарей с защитой от перезар да и переразр да в процессе испытаний и при подготовке к работе.

При испытани х и подготовке к работе большого числа однотипных батарей целесообразно использовать групповые зар дные и разр дные устройства . Это объ сн етс  тем, что при групповом последовательном зар де и разр де требуетс:  меньшее число зар дно-разр дных устройств и измерительных приборов (амперметров ), снижаютс  трудозатраты на проведение циклов зар д-разр д, обеспечиваетс  идентичность режима Зар д и Разр д. Последнее обсто тельство особенно важно при сравнительных испытани х батарей и при подготовке комплектов идентичных батарей . Однако создание устройств, осо-бенно автоматических, дл  группового последовательного зар да и разр да встречает р д серьезных технических трудностей.

Основна  сложность создани  этих устройств заключаетс  в том, что,

например, при групповом последовательном разр де каждую из батарей во избежание перезар да необходимо выключить из разр дной цепи при достижении на батарее определенного минимального допустимого напр жени  и, таким образом, общее напр жение труппы последовательно включенных батарей измен етс  от величины, равной

0 nUp.n,a, Де IJp.max максимальное начальное разр дное напр жение одной разр жаемой батареи; п - число разр жаемых батарей до величины Up.fnin (минимальное допустимое разр дное

5 напр жение батареи).

Это обсто тельство вызывает необходимость создани  специального разр дного устройства, обеспечивающего регулирование и стабилизацию раэр д0 ного тока при широком изменении напр жени  на группе последовательно включенных батарей от пУртахДО высоких требовани х к качеству переходного процесса (длитель5 ность и глубина перерегулировани  и выбросов), возникаюгдего в результате поочередного выключени  батарей из цепи разр да при достижении на них минимального допустимого

0 напр жени .

Высокие требовани  к качеству пееходных процессов обусловлены тем, то перерыв разр дного тока, вызванный выключением разр дившейс  батаеи из цепи разр да, и последующее понижение общего напр жени  группы азр жаемых батарей на величину Up.win могут вызвать колебательный процесс в регул торе зар дного устройства , что, в свою очередь, может привести к ложному срабатыванию дат-чиков токовой защиты и датчиков минимального напр жени  других батарей. Существенные технические трудности представл ет также процесс поочередного выключени  аккумул торных батарей из цепи разр да при высоком общем напр жении до сотен вольт) на группе разр жаемых батарей., так как при выключении и включении контактов реле или рубильников в цепи посто нного тока возникает дуга и.искра, что ведет к обгоранию или приварке контактов, т.е. к выходу их из стро . Следует отметить, что выпускаемые серийно реле и контакты имеют контакты , коммутационные возможности которых по посто нному току ограничены напр жением 20-40 В, а допустимое дл  некоторых типов реле увеличение напр жени  на контактах ведет к непропорциональному снижению величины коммутируемого тока.

Вышеперечисленные трудности создани  групповых разр дных устройств в той же степени относ тс  и к групповым зар дным устройствам с индивидуальным выключением батарей из зар дной цепи по напр жению, темПературе , времени и другим признакам полного зар да батареи.

Известно большое количество устройств дл  зар да и разр да батарей, в которых вышеперечисленные трудности решаютс  различными способами fll , И и 3.

Однако технические решени  данной проблемы в известных устройствах  вл ютс  или сложными и ненадежными, или частичнсэ решают проблему.

Примером простого и эффективного решени  данной проблемы  вл етс  устройство, состо щее из нескольких батарей, соединенных последовательно . Параллельно батаре м подключены стабилитроны, напр жение стабилиза- ции которых равно напр жению на зажимах батареи, и диоды, напр жение подъема характеристики которых ниже напр жени  стабилизации стабилитронов . Диоды и стабилитроны включены так, что их катоды подсоединены к положительным заЯсимам батарей, а аноды - к отрицательным зажимам. Данное устройство обеспечивает защиту батареи от перезар да по максимальному допустимому напр жению с плавным переходом (без разрыва) зар дного тока в обходную цепочку через стабилитрон, т.е. батаре  исключаетс  из цепи зар да, например при зар де по времени, стабилитрон, включенный параллельно батарее, обеспечивает непрерываемость зар дного тока и эквивалентное замещение батареи в цепи зар да. В отношении разр да такое устройство обеспечивает 1только функции безобрывности разр дного тока в случае выключени  батареи из цепи разр да, так как разр дный ток течет через шунтирующий диод . Однако скачок напр жени , равный величине напр жени  выключаемой батареи в цепи разр да, неизбежно f возникает З .

Недостатки указанного устройства состо т в том, что оно не обеспечивает функцию замещени  выключенной батареи эквивалентом при разр де и не обеспечивает защиту батареи, так 0 как при разр де величина.напр жени  на батарее может снизитьс ,в лучшем случае до величины 0,1-0,4 В, определ емой пр мым падением напр жени  на диоде, шунтирующем батарею. 5 Таким образом, данное устройство осуществл ет защиту батареи только от глубокой переполюсовки.

Цель изобретени  - создание простого и надежного устройства дл  групQ пового последовательного зар да и разр да батарей, обеспечивающего защиту батарей от перезар да и пере-, разр да, безобрывность зар дного и разр дного тока при выводе батарей J из зар да и разр да, замещение батарей , выведенных из зар да и разр да, эквивалентом.

Указанна  цель достигаетс  тем, что предлагаемое устройство имеет зар дно-разр дный преобразователь, 0 подключаемый к соединенным последовательно аккумул торным батаре м, первый стабилитрон дл  каадой аккумул торной батареи, подключаемый последовательно аккумул торной батарее анодом к ее минусу, и второй

стабилитрон,, подключаемый параллельно аккумул торной батарее катодом к ее плюсу и анодом к катоду первого стабилитрона.

50 На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 графическа  иллюстраци  его работы.

Устройство состоит из зар дноразр дного преобразовател  1, ti-ro cf количества аккумул торных батарей 2, включенных в последовательной цепи, причем последовательно каждой из батарей 2 подключен стабилитрон 3 таким образом, что-его анод подключен к минусу батареи, а другой стабилитрон 4 включен параллельно батарее таким образом, что его катод подключен к плюсу батареи, а анод к катоду первого стабилитрона.

Claims (3)

1. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим режим разр да. При разр де суммарное падение напр жени на батарее 2 и -стабилитроне 3 равно ..гo6p напр жение батарей, .otp напр жение стабилизации стабилитрона 3 в обратном включении при заданном разр дном токе. Напр жение стабилизации стаби литрона 3 при обратном включении Uj,--Q,p выбираетс , исход  из услови  .Ъ Обр ° 6. С1.4 Пр.Н. где Ug „ - минимальное допустимо напр жение на батарее С1 4 ПРИ начальное напр жение стабилитрона 4 при пр мом включении, при ко тором стабилитрон начинает проводить ток При соблюдении данного услови  в процессе разр да, когда напр жение на батарее снижаетс  до величины минимального допустимого напр жени  Bmin разр дный ток начинает перераспредел тьс  через стабилитрон 4 Величина изменени  напр жени  на ба тарее, при которой происходит проце перераспределени  тока из батареи через стабилитрон 4, определ етс  выражением СТ.З ОЬр- Jc.ipБP/ СТ,4 пр, ди и ст. Пр.И 5 где и„ „ „, - напр жение стабилизаО , э. Оор ции стабилитрона 3 в обратном включении пр заданном токе разр ща - начальное напр жение СТ.ЭОБрН стабилизации стабилит рона 3 при обратном в ключении , когда стаби литрон начинает проводить ток,U-- . - напр жение стабилиза ции стабилитрона 4 в пр мом включении при заданном токе разр да . начальное напр жение т пр. Н стабилизации стабилит рона 4 при пр мом включении, когда стабилитрон начинает про водить ток. Схема устройства, построенна  на серийно выпускаемых стабилитронах , обеспечивает величину ди, равную О,3-0,6 В. Таким образом, -предлагаемое устройство при разр де обеспечивает защиту батарей от переразр да, бесконтактное перераспределение тока и цепи разр да батареи в обходную цепь, т.е. безразрывность разр дной цепи, и, наконец, замещение батареи по окончании разр да эквивалентом. Последние два свойства сохран ютс  в случае, если батаре  будет выключ на из цепи разр да фактически, например , с помощью рубильника. При зар де общее падение напр же-, ни  на батарее 2 и стабилитроне 3 равно из UB + и,. , где Ug напр жение батареи, и -j j „р - напр жение стабилизации стабилитрона 3 в пр мом включении при заданном зар д-ном токе. Напр жение стабилизации стабилитрона 4 при обратном включении Up (J5P выбираетс  при этом рав с1.зобр . где U - максимально допустимое зар дное напр жение . При этом условии, когда напр жение на батарее Ug достигает величины , , зар дшай ток начинает перераспредел тьс  через стабилитрон 4. Учитыва , однако, что критерием окончани  зар да дл  большинства батарей служит не напр жение, которое не  вл етс  стабильным и згивисит от р да факторов, например температуры, срока службы и т.д., основной ролью стабилитрона 4  вл етс  замещение. батареи 2 при ее выключении из цепи зар да по времени, датчику давлени , датчику температуры, или датчику напр жени  с температурной компенсацией , а также обеспечение безотрывности тока в цепи зар да при выключении батареи из этой цепи. Следует отметить, что включение стабилитрона 3 в цепь зар да практически не вли ет на/ энергетические показатели зар дного преобразовател , так как падение напр жени  на стабилитроне в пр мом направлении равно 0,7-0,9 В а напр жение батареи, как правило, более 10 В. Формула изобретени  Система зар да и разр да группы последовательно включенных аккумул торных батарей, состо ща  из зар дно-разр дного преобразовател  и стабилитронов по числу аккумул торных батарей, включенных параллельно каждой батарее катодом к ее полюсу, отличающа с  тем, что, с целью расширени  функционсшьных возможностей путем безразрывной комутации тока, защиты и замещени  баарей эквивалентом как при зар де, ак и при разр де, последовательно азкдой батарее включен дополнительый стабилитрон анодом к минусу акумул торной батареи, а катодом - к ноду параллельно включенного стаилитрона . Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 555502, кл. Н 02 J 7/00, 1975.
2. 2.Авторское cвидeтeJ ьcтвo СССР 491174, кл. Н 02 J 7/00, 1974.
3. 3.Патент СССР 221578, л. Н 02 Н 7/18, 1968.

   UoSp UoSp.H.

   и

   Л tf ДА