SU853715A1 - Способ определени работоспособностиНиКЕль-КАдМиЕВОй АККуМул ТОРНОйбАТАРЕи - Google Patents

Description

1

Изо.бретение касаетс  определени  работоспособности никель-кадмиевой аккумул торной батареи в процессе эксплуатации, используемой в автономных системах электроснабжени  на транспорте и летательных аппаратов в качестве буферного каскада или резервного источника.

Основным свойством аккумул торной батареи (АВ) в автономной системе электроснабжени  (СЭС;  вл етс  способность аккумулировать электроэнергию в периоды ее избытка и передавать потребител м во врем  ее недостатка при определенном напр жении . Поскольку работоспособность СЭС как целого зависит от .работоспособности АБ как части, в процессе эксплуатации существует необходимость в cHCTerfarHMecKOM определении работоспособности АБ.

Известен способ определени  работоспособности АБ через определение ее степени зар женности с помо1цью

счетчика ампер-часов, который обеспечивает измерение тока через АБ и его интегрирование. При этом предполагаетс , что на прот жении некоторого промежутка времени, называемого гарантированным ресурсом, характеристики АБ измен ютс  не существенно и тогда имеетс  возможность утверждать, что количество электричества , сообщенное АБ при зар де,

10 равно количеству электричества, полученному от нее при разр де, И что конечное напр жение при зар деИ разр де не будет превышать допустимой величины .

5

Однако в процессе дпительной эксплуатации никель-кадмиевой батареи ее электрические характеристики измен ютс  и счетчик ампер-часов не способен учитывать происход щие внут20 ри АБ изменени  и его показани  с течением станов тс  недостоверными.

Claims (2)

1. Дальнейшее совершенствование автономных СЭС св зано с увеличений 3эффективности их использовани , с повьшением удельных характеристик и с существенным увеличением ресурса . Одним из преп тствий на этом пути  вл етс  отсутствие пр мых способов измерени  параметров АБ, которые бы обеспечили объективное определение ее работоспособности и Х беспечш1И бы эксплуатацию не только в течение некоторого гарантированнрго ресурса, но в несколько раз боль шего срока без еньшени  надежности. Известен способ определени  состо ни  АБ по разр дным характеристикам , которые представл ютс  в виде аналитических выражений, коэффициенты которых могут быть определены свой ствами аккумул торов и найдены из ра р дных характеристик, сн тых опытным путем 2. Способ включает также процессы измерени  тока и напр жени . Однако известные аналитические вы ражени  разр дных характеристик характеризуют только процесс разр да, процесс зар да- они не описьгаают. Дл  получени  изначальной информации об АБ дл  уточнени  этих выражений понадобилась бы остановка работающей СЭС, проведение тестового зар да и разр да, а уж после этого стало бы возможным прогнозирование работоспос ности АБ при разр дах с точностью 10-15%. Целью изобретени   вл етс  увепич ние точности определени  работоспрсо .ности никель-ка/ 4иевой АБ в процессе эксплуатации без нарушени  электросн жени  потребителей. Это достигаетс  слетотащим образом во врем  зар да или разр да АБ производ т измерение тока через АВ и напр жение Л1а ее , после че го включают систему, обес ечившощун) стабилизавдао тока через АВ, и снова измер ют ток и напр;{жение батареи} через определённые промежутки вре мени производ т измерение ншф жени  на батарее до тех пор, пока оно не достигнет некоторой установивдайс  ве личины;о . по результатам :нзмерений производ т определение параметров динамической модели никель-псадаиевой батареи , котора -имеет вид U,|.(S) - напр жение на батарее в области комплексного переменного S; E(S) - номинальное напр жение батареи в области комплексного переменного S; К - коэффициент передачи у упругого апериодического звена, В/А; Т, - посто нна  времени дифференгщрующего звена, с; Тс - посто нна  времени апериодического звена, с; К 2 - коэф4 1Циент передачи интегрирующего звена тре-; тьего пор дка, В/А; I (S) - ток через АБ в области комплексного переменного S. Затем производ т оценку работоспособности батареи по семейству зар дно-разр дных характеристик, получаемых из динамической модели с помощью обратного преобразовани  Лапласа, по формулам ,-ЧФ( V-VVKli4lL-i). где и« - напр жение на АБ при зар де; 1 - ток зар да АБ, А; EQ - номинальное напр жение батар и дл  одного аккумул тора типа КНГК-90СА 1,29545 В; t - текущее врем , с; Un - напр жение на АБ при разр де , В} р - ток разр да АБ, А; е - основание натурального логарифма . На фиг. I представлен, вариант схемы дл  осуществлени  предложенного способа; на фиг. 2 - крива  зависимости (t) батареи. В СЭС (г. 1) аккумул торна  батаре  1 зар жаетс  от генератора 2 и разр жаетс  на потребители Э. Коммутатором 4 включаетс  система стабилизации тока через АБ, котора  состоит из измерительного элемёитй 5 и исполнительного 6. Напр жега1е на АБ измер етс  с помо1цью измерител  7, а ток через АБ - с помощью измерител  8. В определенный момент времени t (фиг. 2) производ т измерение напр жени  иа АБ, а также ток через АБ, 5 коммутатором А включают систему ста билизации тока через АБ: элементы 5 и 6, после чего снова измер ют на пр жение и ток. Далее через определенные промежутки времени производ  измерение напр жени  до тех пор, пока оно не достигнет некоторой установившейс  величины. По результатам .измерений стро т эпюру напр жени  (фиг. 2). Параметры динамической модели опр дел ютс  следующим образом K, B4il. U1A5 где и - напр жение на АБ до включени  системы стабилизации то ка; О- - напр жение на АБ в установи шемс  режиме после включени системы стабилизации тока; приращение тока после включени  системы стабилизации Посто нна  времени апериодическог звена определ етс  кз эпюры напр жен ( фиг. 2) как , посто нна  времени дифференцирующего звена определ етс  по формуле т т -«- -f U,-Ua где Ua напр жение на АБ сразу же после включени  системы ста билизации тока через АБ; t g-UKp -IP 1э где конечное разр дное напр жение АБ при токе стабилизации; конечное зар дное напр жени на АБ при токе стабилизаJ ции; tp I - разр дный и зар дный токи в режиме стабилизации. Адекватность динагатаеской модели оригиналу провер етс  на АБ из 22 аккумул торов типа КНГК-90СА. Расхож дение расчетных опытных характеристи при нормальной температуре окружающей среды не превслпает 1,5%. Семейство зар дно-разр дных харак . теристик, полученных с помощью предложенной методики, дает исчерпывающ информацию о работоспособности 56 никель-кадмиевой аккумул торной батареи и позвол ет прогнозирование ее проведени  при различных режимах эксплуатации. Формула изобретени  Способ определени  работоспособности никель-кадмиевой аккумул торной батареи, включаюпщй измерение тока и напр жени , о т л и ч а ю щ и и .с   тем, что, с целью увеличени  точности определени  без нарушени  процесса электроснабжени  потребителей, после измерени  напр жени  и тока через батарею , включают режим стабилизации тока, дискретно измер ют ток к напр жение до момента достижени  им установившегос  значени , по результатам измерени  определ ют параметры динамической модели и производ т оценку работоспособности по семейству зар дно- разр дных характеристик, получаемых из динамической модели по формулам Vbl P4 z-)« sVbE.; p-Ui-V K L-i (t-) fejгде U- - зар дное напр жение на батарее , В; 1- зар дный ток батареи. А; EQ - номинальное напр жение батареи , В; t - текущее врем , с; К. - коэффициент передачи упругого апериодического звена В/А; К- - коэффициент передачи интегрирующего звена третьего пор дка, В/А; е - основание натурального логарифма; Up - 1 азр дное напр жение на батарее , В; In - разр дный ток батареи, А. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 506808, кл. G О R 11/34, 1973.
2. 2.Романов В.В. и др. Химические источники тока. - М., Советское радио , 1968, с. 25 (прототип).

   I

   cvj

   i:

   is.fc$