RU2127010C1 - Device for measuring lead-acid cell parameters - Google Patents

Device for measuring lead-acid cell parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2127010C1
RU2127010C1 RU95121423A RU95121423A RU2127010C1 RU 2127010 C1 RU2127010 C1 RU 2127010C1 RU 95121423 A RU95121423 A RU 95121423A RU 95121423 A RU95121423 A RU 95121423A RU 2127010 C1 RU2127010 C1 RU 2127010C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyte
battery
density
measurement
memory
Prior art date
Application number
RU95121423A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95121423A (en
Inventor
М.Д. Маслаков
Original Assignee
Маслаков Михаил Дмитриевич
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 Маслаков Михаил Дмитриевич filed Critical Маслаков Михаил Дмитриевич
Priority to RU95121423A priority Critical patent/RU2127010C1/en
Publication of RU95121423A publication Critical patent/RU95121423A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2127010C1 publication Critical patent/RU2127010C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/378—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator
    • G01R31/379—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator for lead-acid batteries

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device used for measuring lead-acid cell voltage, electrolyte specific gravity, level, and temperature, residual capacity, and diagnostic parameter for evaluating electrolyte diffusion resistance and setting maintenance time (recharging or treatment cycle time) has measurement result processing unit with random-access memory, program memory, and electrically erasable energy-independent memory, electrolyte level gage, digital voltmeter with analog-to-digital converter, interface unit, electric isolation unit, and power unit. Computer functions to calculate residual capacity of cell from formula given in description of invention. EFFECT: reduced size and improved measurement accuracy of device. 3 dwg, 1 tbl

Description

Известно устройство для определения параметров аккумулятора, называемое нагрузочной вилкой [1], содержащее вольтметр, набор резисторов разного номинала, кнопку для включения нагрузочного резистора в цепь, контактные ножки и рукоятку. A device for determining the parameters of the battery, called the load plug [1], containing a voltmeter, a set of resistors of different ratings, a button to turn on the load resistor in the circuit, contact legs and handle.

Основными недостатками данного устройства являются малая точность в определении степени заряженности аккумулятора, а также отсутствие возможности определять диагностический параметр, который характеризует сопротивление диффузии электролита и по которому можно устанавливать срок проведения профилактических мероприятий с аккумулятором, например перезаряда или лечебного цикла. Своевременное проведение таких мероприятий позволяет увеличить срок службы аккумулятора. The main disadvantages of this device are the low accuracy in determining the degree of charge of the battery, as well as the inability to determine a diagnostic parameter that characterizes the diffusion resistance of the electrolyte and by which it is possible to set the time for preventive measures with the battery, for example, overcharging or treatment cycle. The timely conduct of such events can increase the battery life.

Известна также "Система диагностирования свинцовой аккумуляторной батареи" [2], принятая за прототип, которая позволяет определять параметры свинцовых аккумуляторов батареи, в том числе и степень их разряженности, если предварительно были определены начальные значения электрической емкости аккумулятора, а в процессе разряда постоянно подсчитывалась отдаваемая каждым аккумулятором электрическая емкость. Also known is the “Lead Battery Diagnostic System” [2], adopted as a prototype, which makes it possible to determine the parameters of lead battery batteries, including the degree of their discharge, if the initial values of the battery’s electric capacity were previously determined, and the discharge each battery has an electric capacity.

Основными недостатками данной системы являются сложность конструкции, значительные масса и габариты, невозможность определять степень заряженности аккумулятора, если последний не был постоянно подключен к системе и, следовательно, контролировался ею, система не предусматривает определение диагностического параметра аккумулятора, по которому можно устанавливать срок проведения профилактических мероприятий с аккумулятором (перезаряд, лечебный цикл и др.), а также осуществлять отбор аккумуляторов с близкими диагностическими параметрами для компоновки батареи, что увеличивает срок службы аккумуляторов и аккумуляторных батарей. The main disadvantages of this system are the design complexity, significant weight and dimensions, the inability to determine the degree of charge of the battery, if the latter was not constantly connected to the system and, therefore, monitored by it, the system does not provide for determining the diagnostic parameter of the battery, by which it is possible to establish the period for carrying out preventive measures with a battery (recharge, treatment cycle, etc.), and also select batteries with close diagnostic parameters for battery layout, which extends the life of batteries and rechargeable batteries.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков. The aim of the invention is to remedy these shortcomings.

Цель достигается тем, что в отличие от прототипа, вместо постоянно установленных в каждом элементе аккумуляторной батареи четырех датчиков температуры использован известный датчик уровня жидкости (электролита), устанавливаемый при измерении внутрь аккумулятора над блоком пластин и состоящий из вертикально расположенного протяженного терморезистора, длина которого равна диапазону изменения уровня электролита в аккумуляторе, вдоль которого перемещается свободная поверхность электролита при изменении его уровня, и двух других терморезисторов, один из которых прикреплен к нижнему, а другой к верхнему концу протяженного терморезистора, вместо двух аналого-цифровых преобразователей применен цифровой вольтметр, имеющий аналого-цифровой преобразователь, интерфейсный блок, модуль гальванической развязки и блок питания, при этом электрические линии связи от разнополярных зажимов аккумулятора и клемм терморезисторов датчика уровня электролита выполнены с возможностью подключения при измерении через пульт дистанционного управления к входу цифрового вольтметра, выход которого соединен с информационным входом блока обработки результатов измерения, а адресные входы блока обработки результатов измерения подключены к соответствующим клеммам переключателя, установленного на пульте дистанционного управления, в блоке обработки результатов измерения дополнительно предусмотрена энергонезависимая память с электрическим стиранием для сохранения необходимой информации при переключении устройства с одного аккумулятора на другой, а блок обработки результатов измерения выполнен вычисляющим остаточную емкость и диагностический параметр по предложенным авторами формулам, что позволяет устанавливать срок проведения перезаряда или лечебного цикла для аккумулятора, а также осуществлять отбор аккумуляторов для компоновки батареи. The goal is achieved in that, in contrast to the prototype, instead of the four temperature sensors constantly installed in each element of the battery, a known liquid level (electrolyte) sensor is used, which is installed when measuring inside the battery above the plate block and consists of a vertically located extended thermistor whose length is equal to the range changes in the level of electrolyte in the battery, along which the free surface of the electrolyte moves when its level changes, and two other thermometers a resistor, one of which is attached to the lower and the other to the upper end of an extended thermistor, instead of two analog-to-digital converters, a digital voltmeter is used, which has an analog-to-digital converter, an interface unit, a galvanic isolation module and a power supply unit, while the electric communication lines are from multipolar the battery terminals and the thermistor terminals of the electrolyte level sensor are made with the possibility of connecting when measuring through the remote control to the input of a digital voltmeter, the output which is connected to the information input of the measurement results processing unit, and the address inputs of the measurement results processing unit are connected to the corresponding terminals of the switch installed on the remote control, the non-volatile memory with electric erasing is additionally provided in the processing unit of the measurement results to save the necessary information when switching the device from one battery on the other, and the processing unit of the measurement results is calculated calculating the residual capacity bone and diagnostic parameter according to the formulas proposed by the authors, which allows you to set the duration of the recharge or treatment cycle for the battery, as well as select the batteries for the battery layout.

На фиг. 1 проведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема пульта дистанционного управления; на фиг. 3 - структурная схема пульта электронно-вычислительной машины (ЭВМ). In FIG. 1 is a block diagram of a device; in FIG. 2 is a structural diagram of a remote control; in FIG. 3 is a structural diagram of a remote control electronic computer (computer).

Устройство для определения параметров свинцового аккумулятора содержит известный датчик уровня жидкости (электролита) 1, позволяющий также определять температуру электролита и температуру воздуха над электролитом [3], пульт дистанционного управления (ДУ) 2, цифровой вольтметр 3, электронный блок обработки результатов измерения (ЭВМ) 4 и пульт ЭВМ 5. На пульте ДУ 2 установлены переключатель измеряемых параметров 7, эталонный резистор R4, используемый для определения величины тока, проходящего через терморезисторные датчики уровня электролита R1- R3, ограничивающие резисторы R5 и R6, обеспечивающие взрывопожаробезопасность устройства, кнопка начала замера 8, на пульте ЭВМ 5 установлены семизарядное цифровое десятичное табло 9, кнопка дачи команды на запоминание индицированной величины 10, декадные переключатели 11 для набора номера аккумулятора, параметры которого определяют, кнопка начала расчета параметра 12, переключатель 13, устанавливающий момент определения параметров (после заряда или после разряда аккумулятора), наборное поле параметра 14, кнопка сброса набранного параметра 15, кнопка ввода набранного параметра в память 16, переключатель параметров на индикацию и набор 17, переключатель ввода информации, полученной расчетом или набором в энергонезависимую память с электрическим стиранием (ЭСЗУ) 18, питание устройства осуществляется от сети переменного тока, цифровой вольтметр имеет аналого-цифровой преобразователь (АЦП), модуль гальванической развязки, интерфейсный блок и свой блок питания, свой блок питания имеет и ЭВМ.A device for determining the parameters of a lead battery contains a known liquid level sensor (electrolyte) 1, which also allows you to determine the temperature of the electrolyte and the air temperature above the electrolyte [3], a remote control (DU) 2, a digital voltmeter 3, an electronic unit for processing measurement results (computer) 4 and 5. At the remote computers 2 are mounted remote control switch 7 of the measured parameters, the reference resistor R 4, is used to determine the amount of current passing through the thermistor sensors electrolytes level and R 1 - R 3, limiting resistors R 5 and R 6, providing fire and explosion safety device button starts measuring 8 on the remote computers 5 installed semizaryadnoe digital decimal board 9, commands cottages button for memorizing indicate values 10, decadal switches 11 for dialing the battery whose parameters are determined, the button for starting the calculation of parameter 12, the switch 13, which sets the moment the parameters are determined (after charging or after the battery is discharged), the parameter field 14, the reset button for the dialed 15, the button for entering the dialed parameter into memory 16, the parameter switch for display and dialing 17, the switch for entering information obtained by calculation or typing into non-volatile memory with electric erasure (ESE) 18, the device is powered by AC, the digital voltmeter has an analog -digital converter (ADC), galvanic isolation module, interface unit and its own power supply, has its own power supply and computer.

Устройство для определения параметров свинцового аккумулятора работает следующим образом. A device for determining the parameters of a lead battery operates as follows.

После подачи питания на устройство от сети вводят в ЭВМ 4 исходную информацию (режим I), для чего на пульте ЭВМ 5 переключателями 11 набирают номер аккумулятора, параметры которого будут определяться, переключатель 18 устанавливают в положение "Инф.", подключают пульт ДУ к аккумулятору, номер которого набран на пульте ЭВМ 5, на пульте ДУ 2 переключатель 7 поочередно устанавливают в положение а, б, в, г, каждый раз после установки переключателя 7 в соответствующее положение нажимают кнопку 8, при этом соответствующее падение напряжения через резисторы R5 и R6 поступает на вход АЦП цифрового вольтметра 3, преобразуется в цифровой код и подается на первый, информационный, вход ЭВМ, одновременно на второй, адресный вход ЭВМ через переключатель 7 поступает код измеряемого параметра, после каждого нажатия кнопки 8 измеренные величины последовательно фиксируются в оперативной памяти (ОЗУ).After supplying power to the device from the network, initial information (mode I) is entered into the computer 4, for which purpose, on the computer remote control 5, the dial 11 selects the battery number, the parameters of which will be determined, switch 18 is set to "Inf.", The remote control is connected to the battery , the number of which is dialed on the computer remote control 5, on the remote control 2, switch 7 is alternately set to a, b, c, d, each time after setting switch 7 to the corresponding position, press button 8, and the corresponding voltage drop through the resistor R 5 and R 6 are fed to the input of the ADC of the digital voltmeter 3, converted into a digital code and fed to the first, informational input of the computer, at the same time to the second, address input of the computer through the switch 7 the measured parameter code is received, after each button 8 is pressed the measured values sequentially fixed in RAM (RAM).

Для расчета определяемого параметра (режим II): на пульте ЭВМ устанавливают переключатель 13 в соответствующее положение, на пульте ЭВМ 5 нажимают кнопку 12, на пульте ЭВМ 5 устанавливают переключатель 17 в соответствующее положение ( U, t, h, C, d, ДП) и наблюдают величину параметра на табло 9, при этом напряжение аккумулятора измеряется с помощью цифрового вольтметра 3, температура электролита определяется с помощью терморезистора R3, уровень электролита определяется с помощью терморезисторов R1, R2, R3 [3] по формуле

Figure 00000002

где Rh - полное сопротивление протяженного терморезистора R2;
r0 - погонное (на единицу длины) сопротивление протяженного терморезистора R2 при температуре t0;
h - полная длина протяженного терморезистора R2;
H - длина погруженной в электролит части протяженного терморезистора, по которой определяется уровень электролита;
α - температурный коэффициент сопротивления для протяженного терморезистора R2;
t0 - температура, при которой взято (получено) значение r0;
t1 - температура воздушной среды над электролитом, измеряемая терморезистором R1;
t2 - температура электролита, измеряемая терморезистором R3;
плотность электролита определяется по формуле по установившейся ЭДС аккумулятора и температуре электролита [4] приведением измеренной установившейся ЭДС аккумулятора при температуре электролита t2 к температуре 25oC, используя известный температурный коэффициент ЭДС [5], равный 0,00136 В/oC, и табулированную зависимость установившейся ЭДС аккумулятора от плотности электролита при 25oC [4] , степень заряженности свинцового аккумулятора (остаточная емкость) определяется по формуле
Cост= 100-0,228994-1,23952Δd+0,0024526(Δd)2, (1)
где Cост - остаточная емкость аккумулятора в процентах от начальной емкости полностью заряженного аккумулятора;
Figure 00000003
приращение плотности электролита на момент измерения по отношению к начальной плотности электролита полностью заряженного аккумулятора, вычисленное при 20oC, %;
Figure 00000004
начальная плотность электролита полностью заряженного аккумулятора при 20oC, кг/л;
Figure 00000005
плотность электролита на момент измерения при 20oC, кг/л.To calculate the determined parameter (mode II): on the computer remote control, set the switch 13 to the appropriate position, on the remote control of the computer 5 press the button 12, on the remote control of the computer 5 set the switch 17 to the corresponding position (U, t, h, C, d, DP) and observe the value of the parameter on the scoreboard 9, while the battery voltage is measured using a digital voltmeter 3, the electrolyte temperature is determined using a thermistor R 3 , the electrolyte level is determined using thermistors R 1 , R 2 , R 3 [3] according to the formula
Figure 00000002

where R h is the total resistance of an extended thermistor R 2 ;
r 0 - linear (per unit length) resistance of an extended thermistor R 2 at a temperature t 0 ;
h is the total length of the extended thermistor R 2 ;
H is the length of the part of the extended thermistor immersed in the electrolyte, by which the electrolyte level is determined;
α is the temperature coefficient of resistance for an extended thermistor R 2 ;
t 0 is the temperature at which the value of r 0 is taken (received);
t 1 - air temperature above the electrolyte, measured by a thermistor R 1 ;
t 2 is the temperature of the electrolyte, measured by a thermistor R 3 ;
the electrolyte density is determined by the formula according to the steady-state EMF of the battery and the temperature of the electrolyte [4] by reducing the measured steady-state EMF of the battery at an electrolyte temperature t 2 to a temperature of 25 o C, using the known temperature coefficient of EMF [5], equal to 0.00136 V / o C, and the tabulated dependence of the steady-state EMF of the battery on the density of the electrolyte at 25 o C [4], the degree of charge of the lead battery (residual capacity) is determined by the formula
C ost = 100-0.228994-1.23952Δd + 0.0024526 (Δd) 2 , (1)
where C ost - the residual capacity of the battery as a percentage of the initial capacity of a fully charged battery;
Figure 00000003
increment of electrolyte density at the time of measurement with respect to the initial electrolyte density of a fully charged battery, calculated at 20 o C,%;
Figure 00000004
initial electrolyte density of a fully charged battery at 20 o C, kg / l;
Figure 00000005
electrolyte density at the time of measurement at 20 o C, kg / l.

Формула (1) получена на ЭВМ с помощью аппроксимационной подпрограммы с использованием данных таблицы, где приведены результаты расчета используемой электрической емкости аккумулятора, для которого известны начальная масса электролита в полностью заряженном состоянии Mн, начальная плотность электролита

Figure 00000006
в полностью заряженном состоянии при 20oC, начальная электрическая емкость в полностью заряженном состоянии Cн.Formula (1) was obtained on a computer using an approximation routine using the data in the table, which shows the calculation results of the used electric capacity of the battery, for which the initial mass of the electrolyte in a fully charged state M n , the initial density of the electrolyte are known
Figure 00000006
in a fully charged state at 20 o C, the initial electric capacity in a fully charged state C n

В таблице приняты следующие обозначения:
Mк - масса электролита после отдачи аккумулятором электрической емкости Cp;
M1 - масса израсходованной серной кислоты при отдаче аккумулятором электрической емкости Cp, вычисляемой по формуле M1 = 0,00366 Cp [6];
M2 - масса образовавшейся воды при отдаче аккумулятором электрической емкости Cp, вычисляемая по формуле M2 = 0,000672 Cp [6];
M3 - масса оставшейся серной кислоты в аккумуляторе после отдачи электрической емкости Cp;
Pк - массовый процент электролита - отношение массы серной кислоты к массе раствора, %;

Figure 00000007
плотность электролита при отдаче аккумулятором электрической емкости Cp, определяемая по зависимости
Figure 00000008
[7].The following notation is accepted in the table:
M to - the mass of the electrolyte after the battery returns electrical capacity C p ;
M 1 is the mass of spent sulfuric acid when the battery returns the electric capacity C p calculated by the formula M 1 = 0.00366 C p [6];
M 2 is the mass of water formed when the battery returns the electric capacity C p calculated by the formula M 2 = 0,000672 C p [6];
M 3 - the mass of the remaining sulfuric acid in the battery after the return of the electric capacitance C p ;
P to - mass percent electrolyte - the ratio of the mass of sulfuric acid to the mass of the solution,%;
Figure 00000007
the electrolyte density when the battery returns electric capacity C p , determined by the dependence
Figure 00000008
[7].

Формула (1) обеспечивает среднеквадратичное отклонение от данных таблицы 0,166849% и может быть использована и для других типов свинцовых аккумуляторов, так как она отражает общую для них закономерность, согласно которой при отдаче свинцовых аккумуляторов 1 А•ч электрической емкости расходуется 0,00366 кг серной кислоты и образуется 0,000672 кг воды [6]. Formula (1) provides a standard deviation from the data in the table of 0.166849% and can be used for other types of lead batteries, as it reflects a common pattern for them, according to which 0.00366 is consumed when lead batteries are supplied with 1 Ah of electrical capacity kg of sulfuric acid and 0.000672 kg of water is formed [6].

Начальную массу электролита первоначально определяют в результате проведения контрольного цикла "заряд - 24 ч стоянки аккумулятора без тока - разряд - 3 ч стоянки аккумулятора без тока" по формуле

Figure 00000009

где M1 - масса израсходованной кислоты при разряде, кг;
M2 - масса образовавшейся воды при разряде, кг;
Pн - массовый процент электролита после заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч, определяемый по зависимости
Figure 00000010
[7], при этом
Figure 00000011
определяют известным способом [4] и приводят к 20oC;
Pки - массовый коэффициент электролита после заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч, определяемый по зависимости
Figure 00000012
[7] по усредненной плотности электролита
Figure 00000013

где
Figure 00000014
плотность электролита после заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3 ч, измеренная по известному способу [4] и приведенная к 20oC, кг/л;
Figure 00000015
плотность электролита после заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3 ч, измеренная денсиметром и приведенная к 20oC, кг/л.The initial mass of the electrolyte is initially determined as a result of the control cycle "charge - 24 hours of battery without current - discharge - 3 hours of battery without current" according to the formula
Figure 00000009

where M 1 is the mass of spent acid during discharge, kg;
M 2 - mass of water formed during the discharge, kg;
P n - mass percentage of electrolyte after charging and parking the battery without current for 24 hours, determined by the dependence
Figure 00000010
[7], while
Figure 00000011
determined in a known manner [4] and lead to 20 o C;
P Ki - mass coefficient of electrolyte after charging and parking the battery without current for 24 hours, determined by the dependence
Figure 00000012
[7] averaged electrolyte density
Figure 00000013

Where
Figure 00000014
the density of the electrolyte after charging and parking the battery without current for 3 hours, measured by the known method [4] and reduced to 20 o C, kg / l;
Figure 00000015
the density of the electrolyte after charging and parking the battery without current for 3 hours, measured with a densimeter and reduced to 20 o C, kg / l.

Измерив после заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч в контрольном цикле уровень электролита h и определив объем электролита при 20oC по формуле

Figure 00000016

а также площадь свободной поверхности электролита путем отбора из аккумулятора определенного объема электролита ΔV и измерением приращения уровня электролита Δh, после чего отобранный электролит опять заливают в аккумулятор, а площадь свободной поверхности электролита S вычисляют по формуле
Figure 00000017

В дальнейшем начальную массу электролита после заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч
Figure 00000018
вычисляют по формуле
Figure 00000019

где
Figure 00000020
объем электролита после заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч в контрольном цикле, л;
Figure 00000021
приращение уровня электролита, дм;
Figure 00000022
уровень электролита после выполнения последнего заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч, дм;
h - то же после заряда контрольного цикла и стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч, дм;
S - свободная поверхность электролита в аккумуляторе, дм2;
Figure 00000023
плотность электролита после выполнения последнего заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 24 ч, измеренная известным способом [4] и приведенная к 20oC, кг/л.After charging and standing the battery without current for 24 hours in the control cycle, we measured the electrolyte level h and determined the electrolyte volume at 20 o C by the formula
Figure 00000016

as well as the free surface area of the electrolyte by taking a certain volume of electrolyte ΔV from the battery and measuring the increment of the electrolyte level Δh, after which the selected electrolyte is again poured into the battery, and the free surface area of the electrolyte S is calculated by the formula
Figure 00000017

Subsequently, the initial mass of electrolyte after charging and parking the battery without current for 24 hours
Figure 00000018
calculated by the formula
Figure 00000019

Where
Figure 00000020
the volume of electrolyte after charging and parking the battery without current for 24 hours in the control cycle, l;
Figure 00000021
increment of electrolyte level, dm;
Figure 00000022
electrolyte level after performing the last charge and parking the battery without current for 24 hours, dm;
h - the same after charging the control cycle and parking the battery without current for 24 hours, dm;
S is the free surface of the electrolyte in the battery, DM 2 ;
Figure 00000023
the density of the electrolyte after performing the last charge and parking the battery without current for 24 hours, measured in a known manner [4] and reduced to 20 o C, kg / l.

Диагностический параметр Dп вычисляют по формуле

Figure 00000024

где
Figure 00000025
плотность электролита после выполнения последнего заряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3 ч, измеренная известным способом [4] и приведенная к 20oC, кг/л;
Figure 00000026
плотность электролита, измеренная при тех же условиях , и приведенная к 20oC, кг/л.The diagnostic parameter D p is calculated by the formula
Figure 00000024

Where
Figure 00000025
the density of the electrolyte after performing the last charge and parking the battery without current for 3 hours, measured in a known manner [4] and reduced to 20 o C, kg / l;
Figure 00000026
the density of the electrolyte, measured under the same conditions, and reduced to 20 o C, kg / l

Увеличение диагностического параметра до значения Dп≥0,01 кг/л указывает на значительное увеличение сопротивления диффузии электролита, для уменьшения которого необходимо проводить профилактические мероприятия (перезаряд или лечебный цикл).An increase in the diagnostic parameter to a value of D p ≥0.01 kg / l indicates a significant increase in the diffusion resistance of the electrolyte, to reduce which it is necessary to carry out preventive measures (recharge or treatment cycle).

Определение степени заряженности свинцового аккумулятора по зависимости (1), а также определение диагностического параметра в прототипе не предусмотрены, поэтому способность предложенного устройства определять степень заряженности любого свинцового аккумулятора по зависимости (1), а также определять установленный нами диагностический параметр являются существенными отличиями предложенного устройства. The determination of the degree of charge of the lead battery according to the dependence (1), as well as the determination of the diagnostic parameter in the prototype are not provided, therefore, the ability of the proposed device to determine the degree of charge of any lead battery according to the dependence (1), as well as to determine the diagnostic parameter we have established, are significant differences of the proposed device.

Для ввода в ЭСЗУ расчетных контрольных значений (режим III,а) на пульте ЭВМ 5 устанавливают переключатель 18 в положение "расчет"; на пульте ЭВМ 5 нажимают кнопку 10, после чего расчетные данные засылаются в энергонезависимую память для их сохранения при выключении ЭВМ. To enter the calculated control values (mode III, a) into the ESZU, switch 18 is set to the "calculation" position on the computer panel 5; on the computer remote control 5 press the button 10, after which the calculated data is sent to non-volatile memory to save them when you turn off the computer.

Для ввода в ЭСЗУ набранных на наборном поле данных (режим III,б) на пульте ЭВМ 5 устанавливают переключатели 17 и 18 в положение "Набор", на наборном поле 14 пульта ЭВМ 5 набирают параметр, контролируя правильность набора на табло 9, на пульте ЭВМ 5 нажимают кнопку 10, после чего набранный параметр засылается в энергонезависимую память для сохранения при выключении ЭВМ. To enter data collected on the typesetting field (mode III, b) into the ESCU on the computer remote control 5, set the switches 17 and 18 to the "Set" position, on the dialing field 14 of the computer 5 the parameter is typed, checking the correctness of dialing on the scoreboard 9, on the computer remote control 5 press button 10, after which the typed parameter is sent to non-volatile memory to be saved when the computer is turned off.

Устройство для определения параметров свинцового аккумулятора может быть выполнено на следующих элементах:
цифровой вольтметр В7 - 46,
ЭВМ, например, на основе "Электроника 1840" со следующими видами запоминающих устройств: память программ (ПЗУ) ≈ 16 Кбайт, оперативная память (ОЗУ) ≈ 2 Кбайта, энергонезависимая память с электрическим стиранием (ЭСЗУ) ≈ 2 Кбайта.A device for determining the parameters of a lead battery can be performed on the following elements:
digital voltmeter B7 - 46,
A computer, for example, based on Electronics 1840 with the following types of storage devices: program memory (ROM) ≈ 16 Kbytes, random access memory (RAM) ≈ 2 Kbytes, non-volatile memory with electrical erasure (ESD) ≈ 2 Kbytes.

эталонный резистор R4=50 Ом, типа С5-29,
ограничивающие резисторы R5=R6≈100 кОм.reference resistor R 4 = 50 Ohms, type C5-29,
limiting resistors R 5 = R 6 ≈100 kOhm.

терморезисторы R1=R2=R3≈50 Ом [3].thermistors R 1 = R 2 = R 3 ≈50 Ohm [3].

Устройство для определения параметров свинцового аккумулятора в отличие от прототипа позволяет существенно уменьшить массу и габариты устройства и выполнять его переносным, вычислять диагностический параметр, используемый для своевременного определения необходимости проведения профилактических мероприятий (перезаряда, лечебного цикла), а также для компоновки аккумуляторных батарей элементами с близкими диагностическими параметрами, что увеличивает срок службы аккумуляторов и аккумуляторных батарей, определять степень разряженности свинцового аккумулятора при подключении его к устройству только на время измерения, не требуя для этого его постоянного подключения и контроля. A device for determining the parameters of a lead battery, unlike the prototype, can significantly reduce the mass and dimensions of the device and make it portable, calculate the diagnostic parameter used to timely determine the need for preventive measures (recharging, treatment cycle), as well as for arranging batteries with elements close diagnostic parameters, which increases the service life of batteries and rechargeable batteries, determine the degree of discharged the lead battery when connecting it to the device only for the duration of the measurement, without requiring its constant connection and monitoring.

Литература
1. Притулюк В. А. Химические источники тока в авиации. М.: Воениздат, 1978, с. 40.Literature
1. Pritulyuk V. A. Chemical current sources in aviation. M .: Military Publishing, 1978, p. 40.

2. А.С. СССР N 1783479: "Система диагностирования свинцовой аккумуляторной батареи" (Ю.П. Найденко, Ю.В. Скачков, Ю.В. Малахов, М.Д. Маслаков, А. П. Рыбкин, А.П. Батин, С.П. Юдилевич) - Опубл. 23.12.92. Бюл. N 47. 2. A.S. USSR N 1783479: "System for diagnosing a lead storage battery" (Yu.P. Naidenko, Yu.V. Skachkov, Yu.V. Malakhov, M. D. Maslakov, A. P. Rybkin, A. P. Batin, S. P. Yudilevich) - Publ. 12/23/92. Bull. N 47.

3. А.С. СССР N 1672228: "Устройство для измерения уровня жидкости " (Ю. П. Найденко, М.Д. Маслаков, Ю.В. Скачков) - Опубл. 23.08.91. Бюл. N 31. 3. A.S. USSR N 1672228: "Device for measuring the liquid level" (Yu. P. Naidenko, MD Maslakov, Yu.V. Skachkov) - Publ. 08/23/91. Bull. N 31.

4. А. С. N 1777190. Способ определения плотности электролита свинцового аккумулятора (Ю.П. Найденко, М.Д. Маслаков, Ю.В. Скачков) - Опубл. 23.11.92. Бюл. N 43. 4. A. S. N 1777190. The method of determining the density of the electrolyte of a lead battery (Yu.P. Naidenko, MD Maslakov, Yu.V. Skachkov) - Publ. 11/23/92. Bull. N 43.

5. Досоян М.А., Агуф И.А. Современная теория свинцового аккумулятора. Л. : Энергия, 1975. 5. Dosoyan M.A., Aguf I.A. The modern theory of a lead battery. L.: Energy, 1975.

6. Устинов П. И. Стационарные аккумуляторные установки. М.: Энергия, 1970, с.272-273. 6. Ustinov P. I. Stationary battery systems. M .: Energy, 1970, p.272-273.

7. Справочник химика, том 3. М.-Л., 1964, с.522. 7. Handbook of a chemist, volume 3. M.-L., 1964, p. 522.

Claims (1)

Устройство для определения параметров свинцового аккумулятора, содержащее блок обработки результатов измерения с оперативной памятью и памятью программ (ЭВМ), отличающееся тем, что оно снабжено датчиком уровня жидкости, устанавливаемым внутрь аккумулятора над блоком пластин и состоящим из вертикально расположенного протяженного терморезистора, длина которого равна диапазону изменения уровня электролита в аккумуляторе, вдоль которого перемещается свободная поверхность электролита при изменении его уровня, и двух других терморезисторов, один из которых прикреплен к нижнему, а другой к верхнему концам протяженного терморезистора, цифровым вольтметром, имеющим аналого-цифровой преобразователь, интерфейсный блок, модуль гальванической развязки и блок питания, при этом электрические линии связи от разнополярных зажимов аккумулятора и клемм терморезисторов датчика уровня электролита выполнены с возможностью последовательного подключения через пульт дистанционного управления к входу цифрового вольтметра, выход которого соединен с информационным входом блока обработки результатов измерения, а адресные входы блока обработки результатов измерения подключены к соответствующим клеммам переключателя, установленного на пульте дистанционного управления, в блоке обработки результатов измерения, кроме памяти программ в оперативной памяти, дополнительно предусмотрена энергонезависимая память с электрическим стиранием, при этом ЭВМ выполнена вычисляющей остаточную емкость аккумулятора по формуле
Cост = 100-0,228994-1,23952Δd+0,0024526(Δd)2,
где Сост - остаточная емкость аккумулятора в процентах от начальной емкости полностью заряженного аккумулятора;
Figure 00000027
приращение плотности электролита на момент измерения по отношению к начальной плотности электролита заряженного аккумулятора, вычисленное при 20oС, %;
Figure 00000028
начальная плотность электролита полностью заряженного аккумулятора при 20oС, кг/л;
Figure 00000029
плотность электролита на момент измерения при 20oС, кг/л,
а диагностический параметр Dп вычисляют по формуле
Figure 00000030

где
Figure 00000031
плотность электролита после выполненного последнего разряда и стоянки аккумулятора без тока в течение 3 ч, измеренная по установившейся ЭДС и температуре электролита и приведенная к 20oС, кг/л;
Figure 00000032
плотность электролита, измеренная при тех же условиях денсиметром и приведенная к 20oС, кг/л.A device for determining the parameters of a lead battery containing a processing unit for the measurement results with random access memory and computer memory (PC), characterized in that it is equipped with a liquid level sensor mounted inside the battery above the plate block and consisting of a vertically located extended thermistor, the length of which is equal to the range changes in the electrolyte level in the battery, along which the free surface of the electrolyte moves when its level changes, and two other thermoresist orov, one of which is attached to the lower, and the other to the upper ends of an extended thermistor, with a digital voltmeter having an analog-to-digital converter, an interface unit, a galvanic isolation module and a power supply unit, while the electric communication lines are from different-polarity battery terminals and terminals of the thermistors of the level sensor the electrolyte is made with the possibility of series connection through a remote control to the input of a digital voltmeter, the output of which is connected to the information input of the image block measurement results, and the address inputs of the measurement processing unit are connected to the corresponding terminals of the switch installed on the remote control, in the processing unit of the measurement results, in addition to the program memory in RAM, a non-volatile memory with electrical erasure is additionally provided, while the computer calculates the residual battery capacity according to the formula
C ost = 100-0.228994-1.23952Δd + 0.0024526 (Δd) 2 ,
where C ost is the residual capacity of the battery as a percentage of the initial capacity of a fully charged battery;
Figure 00000027
increment of electrolyte density at the time of measurement with respect to the initial electrolyte density of a charged battery, calculated at 20 o C,%;
Figure 00000028
the initial density of the electrolyte of a fully charged battery at 20 o C, kg / l;
Figure 00000029
the density of the electrolyte at the time of measurement at 20 o C, kg / l,
and the diagnostic parameter D p is calculated by the formula
Figure 00000030

Where
Figure 00000031
the electrolyte density after the last discharge and the battery was left without current for 3 hours, measured by the steady-state emf and the electrolyte temperature and reduced to 20 o C, kg / l;
Figure 00000032
the density of the electrolyte, measured under the same conditions with a densimeter and reduced to 20 o C, kg / l.
RU95121423A 1995-12-18 1995-12-18 Device for measuring lead-acid cell parameters RU2127010C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95121423A RU2127010C1 (en) 1995-12-18 1995-12-18 Device for measuring lead-acid cell parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95121423A RU2127010C1 (en) 1995-12-18 1995-12-18 Device for measuring lead-acid cell parameters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95121423A RU95121423A (en) 1998-10-27
RU2127010C1 true RU2127010C1 (en) 1999-02-27

Family

ID=20174856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95121423A RU2127010C1 (en) 1995-12-18 1995-12-18 Device for measuring lead-acid cell parameters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2127010C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474832C2 (en) * 2011-01-28 2013-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Мехатроника" Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)" Automated system of control and diagnostics of ship-based accumulator batteries
RU2538096C2 (en) * 2012-11-09 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Measuring instrument of residual energy of accumulator
RU2570567C1 (en) * 2011-11-07 2015-12-10 Алееес Эко Арк Ко. Лтд. Accumulator failure detection system and method of accumulator failure detecting for battery unit
RU197634U1 (en) * 2017-10-30 2020-05-18 Общество с ограниченной ответственностью "Бэттери Сервис Групп" DISCHARGE-DIAGNOSTIC BATTERY DEVICE
CN113253134A (en) * 2017-12-08 2021-08-13 南京德朔实业有限公司 Portable electric energy system and measuring method thereof
RU2795423C2 (en) * 2021-10-04 2023-05-03 Общество с ограниченной ответственностью "ФОРВАРД РИСЕРЧ ЭНД ДЕВЕЛОПМЕНТ" (ООО "ФОРВАРД РИСЕРЧ ЭНД ДЕВЕЛОПМЕНТ") Built-in device for remote battery control

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474832C2 (en) * 2011-01-28 2013-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Мехатроника" Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)" Automated system of control and diagnostics of ship-based accumulator batteries
RU2570567C1 (en) * 2011-11-07 2015-12-10 Алееес Эко Арк Ко. Лтд. Accumulator failure detection system and method of accumulator failure detecting for battery unit
RU2538096C2 (en) * 2012-11-09 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Measuring instrument of residual energy of accumulator
RU197634U1 (en) * 2017-10-30 2020-05-18 Общество с ограниченной ответственностью "Бэттери Сервис Групп" DISCHARGE-DIAGNOSTIC BATTERY DEVICE
CN113253134A (en) * 2017-12-08 2021-08-13 南京德朔实业有限公司 Portable electric energy system and measuring method thereof
RU2795423C2 (en) * 2021-10-04 2023-05-03 Общество с ограниченной ответственностью "ФОРВАРД РИСЕРЧ ЭНД ДЕВЕЛОПМЕНТ" (ООО "ФОРВАРД РИСЕРЧ ЭНД ДЕВЕЛОПМЕНТ") Built-in device for remote battery control
RU2808956C1 (en) * 2023-06-19 2023-12-05 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Рязанское гвардейское высшее воздушно-десантное ордена Суворова дважды Краснознаменное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова" Министераства обороны Российской Федерации Device for determining density of lead-acid battery electrolyte solution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6507196B2 (en) Battery having discharge state indication
Kutluay et al. A new online state-of-charge estimation and monitoring system for sealed lead-acid batteries in telecommunication power supplies
US7003410B2 (en) Electronic battery tester with relative test output
KR100987606B1 (en) Apparatus and method for correcting measurements of remaining capacity of battery pack
JP4913109B2 (en) Self-diagnosis system for energy storage devices
EP0964258B1 (en) Apparatus for determining battery pack temperature and identity
JPH0668912A (en) Battery and battery accounting method
EP1123515A1 (en) Battery pack having a state of charge indicator
WO2020149288A1 (en) Soh/soc detecting device for power storage element, and power storage element managing unit
US5304433A (en) Capacity indicator for lead-acid batteries
US4573126A (en) Process and device for measuring the state of charge of an electrochemical generator while operating
RU2127010C1 (en) Device for measuring lead-acid cell parameters
JP3249788B2 (en) Battery pack power supply
EP0986762B1 (en) Method of monitoring battery health
JP2008022596A (en) Control method of accumulator and control device
JPS61109264A (en) Storage cell monitoring device
JP3392693B2 (en) Rechargeable battery capacity detection method
KR20180067140A (en) Method and apparatus for detecting short of a battery cell
JP2000133322A (en) Charge/discharge system for secondary battery
RU2265921C2 (en) System for diagnosing lead storage batteries
EP0063032B1 (en) Measurement device for indicating the state-of-charge of electrolytic storage type cells
RU95121423A (en) DEVICE FOR DETERMINING THE PARAMETERS OF A LEAD BATTERY
JP2004171945A (en) Remaining capacity detecting method for fuel cell, and remaining capacity detector for fuel cell
CN216248253U (en) Unmanned aerial vehicle lithium cell detection device
JP4705207B2 (en) Storage battery status monitoring method