SU1291884A1 - Device for measuring degree of charging storage battery - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устрой-. ствам дл  измерени  электрической энергии, запасаемой или отдаваемой аккумул торной батареей в процессе ее эксплуатации, и может быть использовано в качестве автономного убт- ройства дл  измерени  степени зар да батарей, установленных, например, на электротранспортных машинах. Цель изобретени  - повьшение точности измерени  степени зар да аккумул торной батареи - достигаетс  за счет учета изменени  энергоемкости батареи при изменении температуры ее электролита. Дл  этого в устройство дополнительно введены первый и второй пересчетные блоки 6 и 7, датчик 9 температуры, аналого-цифровой преобразователь 10 и блок 11 пам ти. Устройство также содержит датчики тока 1 и напр жени  2, перемножитель 3, преобразователь 4 напр жени  в частоту, коммутатор 5,реверсивный счетчик 8, который показывает 1количество энергии, например в процентах , которое может выделить бата- ре  в процессе зар да.2 ил.The invention relates to a device. to measure the electric energy stored or discharged by the battery during its operation, and can be used as an autonomous device for measuring the degree of charge of batteries installed, for example, on electric vehicles. The purpose of the invention is to increase the accuracy of measuring the degree of charge of a battery, which is achieved by taking into account the change in the energy intensity of the battery when the temperature of its electrolyte changes. For this purpose, the first and second scaling units 6 and 7, a temperature sensor 9, an analog-to-digital converter 10 and a memory block 11 are additionally introduced into the device. The device also contains current sensors 1 and voltage 2, multiplier 3, voltage-to-frequency converter 4, switch 5, reversible counter 8, which shows 1 the amount of energy, for example, in percent, which the battery can release during charging. 2 or .

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  измерени  электрической энергии , запасаемой или отдаваемой ак- - кумул торной батареей в процессе ее эксплуатации, и может быть использо- вано в качестве автономного устройства дл  измерени  степени зар да батарей , устанавливаемых, например, на электротранспортных машинах.The invention relates to devices for measuring electrical energy stored or discharged by an accumulator battery during its operation, and can be used as a stand-alone device for measuring the degree of charge of batteries installed, for example, on electric vehicles.

Цель изобретени  - повьшение точ- ности измерени  степени зар да аккумул торной батареи за счет учета изменени  энергоемкости батареи при изменении температуры ее электролитаThe purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the degree of charge of a battery by taking into account the change in the energy of the battery when the temperature of its electrolyte changes.

На фиг.1 приведена структурна  . схема устройства дл  измерени  степени зар да аккумул торной батареи , на фиг.2 - график полученной зависимости изменени  энергоемкости (а следовательно , и КПД зар да) аккумул - торной батареи типа бЭМ-90 от изменени  температуры электролита.Figure 1 shows the structural. a diagram of a device for measuring the degree of charge of a battery; in Fig. 2, a graph of the obtained dependence of the energy intensity (and hence the charge efficiency) of a BEM-90 type battery on the change in electrolyte temperature.

Устройство содержит датчики тока 1 и напр жени  2, перемножитель 3 преобразователь 4 напр жени  в частоту , коммутатор 5, первый 6 и второй 7 пересчетные блоки, реверсивный счетчик 8, датчик 9 температуры, аналого-цифровой преобразователь 10, блок 11 пам ти, причем датчики тока 1 и напр жени  2 подключены к входам перемножител  3, выход которого соединен через преобразователь 4 напр жени  в частоту с входом коммутатора 5, первый и второй переключа емые выходы которого присоединены через первый 6 и второй 7 пересчетные блоки к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 8 соответственно . Выход датчика 9 темпера- туры соединен с входом аналого-цифрового преобразовател  10, выход которого соединен с адресным входом блока 11 пам ти, выход которого соединен с входом предварительной записи числа пересчетного блока 7.The device contains current sensors 1 and voltage 2, multiplier 3 voltage-to-frequency converter 4, switch 5, first 6 and second 7 counters, reversible counter 8, temperature sensor 9, analog-to-digital converter 10, memory block 11 the current sensors 1 and voltage 2 are connected to the inputs of multiplier 3, the output of which is connected via voltage converter 4 to the input of switch 5, the first and second switchable outputs of which are connected through the first 6 and second 7 counters to the summing and subtracting yuschemu inputs of down counter 8, respectively. The output of the temperature sensor 9 is connected to the input of the analog-digital converter 10, the output of which is connected to the address input of the memory block 11, the output of which is connected to the input of the preliminary recording of the number of the counting block 7.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При зар де аккумул торной батареи напр жени  U с выхода датчика 1 ток и Uj с выхода датчика 2 напр жени , имеющие положительную пол рность, поступают на входы перемножител  3. С выхода перемножител  3 напр же- ние Uj положительной пол рности и .пропорциональное электрической мощности , т.е.When the battery U is charged from the output of sensor 1, the current and Uj from the output of sensor 2, voltage with positive polarity, go to the inputs of multiplier 3. From the output of multiplier 3, the voltage Uj of positive polarity and proportional to electric power, i.e.

U5 1-и K-U,-U4,U5 1 and K-U, -U4,

5five

О ABOUT

5 five

0 5 0 5

00

где I - ток, протекающий.через датчик тока и батарею -, и - напр жение на зажимах батареи;where I is the current flowing through the current sensor and the battery, and is the voltage across the battery terminals;

К - коэффициент пропорциональности ,K - coefficient of proportionality,

поступает на вход преобразовател  4 напр жени  в частоту, на выходе которого частота следовани  импульсов f, пр мо пропорциональна величине входного напр жени  U, причем импульсы на выходе преобразовател  4 напр жени  в частоту, в этом случае, имеют положительную пол рность. Эти импульсы с частотой f. поступают на вход коммутатора 5. Последний устроен таким образом, что импульсы поло- жительной пол рности с его входа проход т на первый переключаемый выход, а отрицательный -. на второй переключаемый выход. С первого переключае- мого выхода коммутатора 5 импульсы поступают на счетный вход первого пересчетного блока 6, с выхода которого импульсы с частотой FI , .где К - коэффициент делени  первого пересчетного блока 6, шэступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 8, который в этом случае показывает степень зар да батареи, например в процентах от номинальной энергоемкости.is fed to the input of the voltage converter 4 to the frequency, at the output of which the pulse frequency f is directly proportional to the input voltage U, and the pulses at the output of the voltage converter 4 to frequency, in this case, have a positive polarity. These pulses are with frequency f. arrive at the input of the switch 5. The latter is arranged in such a way that the positive polarity pulses from its input pass to the first switchable output, and the negative -. to the second switchable output. From the first switchable output of switch 5, the pulses go to the counting input of the first counting unit 6, from the output of which the pulses with frequency FI, where K is the division factor of the first counting unit 6, go to the summing input of the reversible counter 8, which in this case shows the charge level of the battery, for example, as a percentage of the rated power consumption.

При разр де аккумул торной батаг реи -напр жение на выходе датчика 1 тока имеет отрицательную пол рность, поэтому выходное напр жение перемножител  3 и импульсы с частотой следовани  fp на выходе преобразовател  4 напр жени  в частоту Имеют также отрицательную пол рность . С выхода преобразовател  4 напр жени  в частоту импульсы отрицательной пол рности частотой „ поступают на вход коммутатора 5,а с его второго переключаемого выхода - на счетный вход пересчетного блока 7. Одновременно напр жение с выхода датчика 9 температуры поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  10. ОбразующийС5 на выходе аналого-цифрового преобразовател  10 цифровой код поступает на адресный вход блока 11 пам ти. Аппроксимиру  кривую зависимости энергоемкости батареи от температуры электролита (фиг.2) в  чейки блока 11 пам ти , адреса которых определ ютс  соответствующими величинами температур , записывают двоичные коды, постуWhen the battery is discharged, the voltage at the output of current sensor 1 has a negative polarity, therefore the output voltage of multiplier 3 and pulses with a frequency fp at the output of voltage converter 4 to frequency also have a negative polarity. From the output of the voltage converter 4 to the frequency, negative polarity pulses with frequency поступ are fed to the input of switch 5, and from its second switchable output to the counting input of the counting unit 7. At the same time, the voltage from the output of temperature sensor 9 goes to the input of analog-digital converter 10 Forming C5 at the output of the analog-digital converter 10, a digital code is fed to the address input of the memory block 11. Approximating the curve of the dependence of the energy of the battery on the temperature of the electrolyte (Fig. 2) in the cells of the memory unit 11, whose addresses are determined by the corresponding temperature values, write binary codes;

пающие затем на вход предварительной записи числа второго пересчет- ного блока 7. Эти коды измен ют коэффициент пересчета Кр второго пересч етного блока 7 (отношение коэф фициента Кр и К определ ет КПД зар да ) таким образом, что этот коэффициент будет зависеть от температуры электролита батареи в соответствии с зависимостью, приведенной на фиг.2, и частота следовани  импульсов на : выходе второго пересчетного блока 7 будет равна Fp fp/Kp. Импульсы с частотой следовани The numbers of the second recalculation unit 7 are then input to the preliminary recording. These codes change the recalculation coefficient Kp of the second recalculation block 7 (the ratio of the coefficient Kp and K determines the charging efficiency) so that this coefficient will depend on the electrolyte temperature battery in accordance with the dependence shown in figure 2, and the pulse frequency at: the output of the second conversion unit 7 will be equal to Fp fp / Kp. Impulses with frequency following

Claims (1)

второго пересчетного 7 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 8, который в этом случае показывает количество электрической энергии, например в процентах, которое может вьщелить батаре  в процессе разр да. Формула изобретени The second scoring 7 is fed to the subtracting input of the reversible counter 8, which in this case indicates the amount of electrical energy, for example, in percent, which the battery can make during the discharge. Invention Formula Устройство дл  измерени  степени аккумул торной батареи, соFP с выхода блокаDevice for measuring the degree of battery, coFP from the output of the unit 00 j j 5five 00 держащее датчики тока и напр жени , выход одного из которых соединен с одним из входов перемножител , выход которого соединен с первым входом преобразовател  напр жени  в частоту, коммутатор и реверсивный счетчик, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно содержит первый и второй пересчетные блоки, датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь и блок пам ти, причем выходы коммутатора через первый и второй пересчетные блоки подключены к сумми- рующе| 1у и вычитающему входам реверсивного счетчика, а вход - к выходу преобразовател  напр жени  в частоту , второй из датчиков тока и напр жени  подключен к второму входу перемножител  , а датчик температуры через аиалого -цифровой преобразователь и блок пам ти -к- второму входу второго пересчетного блока.holding current and voltage sensors, the output of one of which is connected to one of the multiplier inputs, the output of which is connected to the first input of a voltage to frequency converter, a switch and a reversible counter, characterized in that it contains the first and the second recalculation units, a temperature sensor, an analog-digital converter and a memory unit, the switch outputs being connected to the summing through the first and second recalculating units | 1u and subtracting inputs of the reversible counter, and the input to the output of the voltage to frequency converter, the second of the current and voltage sensors is connected to the second input of the multiplier, and the temperature sensor through the ayal-digital converter and the memory block to the second input of the second countable block. Фиг.11 Редактор И.ДербакEditor I. Derbak Составитель С.СафохинCompiled by S.Safokhin Техред ЛоСердюкова. Корректор М.Самборска Tehred Loderdyukova. Proofreader M.Samborsk Заказ 227/43Тираж 731 . ПодписноеOrder 227/43 Circulation 731. Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35,Раушска  наб., д,. 4/5VNIIPI USSR State Committee for Inventions and Discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., D. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 (Риг. 2(Reg. 2