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invention
Fédération de Russie Patent RU2242066
PROCEDE déterminer la capacité résiduelle des batteries au plomb

PROCEDE déterminer la capacité résiduelle de batteries au plomb. SAVOIR-FAIRE. INTRODUCTION. BREVETS. TECHNOLOGIE.

Invention. PROCEDE déterminer la capacité résiduelle de batteries au plomb. Fédération de Russie Patent RU2242066

Nom du demandeur: Etat Établissement éducatif d'enseignement supérieur professionnel de l'Université technique d' Etat sud de la Russie (Novotcherkassk Polytechnic Institute) (RU)
Inventeur Nom: Gorbatchev VM (RU); Dorda AS (RU); Elantsev IA (RU); Rudow NV (RU)
Le nom du titulaire du brevet: État établissement d' enseignement de l' enseignement supérieur de l'Université technique d' Etat sud de la Russie (Novotcherkassk Polytechnic Institute) (RU)
Adresse pour la correspondance: 346428, région de Rostov, Novotcherkassk, GSP-1, Str .. Lumières, 132 SRSTU (NPI), l'OCI
Date de début du brevet: 29.04.2003

Procédé pour déterminer la capacité résiduelle de la batterie au plomb, à tout moment de sa plus grande valeur du courant de décharge de la décharge et le taux de chute de tension dans le processus de décharge de la batterie. La méthode est basée sur la détermination préliminaire, sur le même type de batterie, la dimension généralisée en fonction de la tension de la batterie par rapport au temps de décharge relative, à l'aide duquel, produit au cours de la décharge d'au moins trois mesures de tension sur la batterie à un courant constant, calculer le temps restant jusqu'à la fin de la décharge et la capacité restante de la batterie batterie à l'heure actuelle. Le procédé permet une meilleure précision.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à l' ingénierie électrique, notamment pour des sources de courant chimiques, et peut être utilisé pour contrôler les conditions techniques, telles que des batteries au plomb-acide.

méthode connue pour déterminer le degré de charge de la batterie (RU, brevet 2110119 C 1 H 01 M 10/48, G 01 R 31/36, 1998), qui consiste en ce que l'équilibre est mesurée une force électromotrice (EMF) de la batterie au niveau des deux électrodes est en outre introduit dans l'électrolyte. En outre, l'électrolyte est injecté et le capteur de température, mesurer la température de l'électrolyte, l'électrolyte est stocké le volume, la capacité nominale de la batterie, l'équilibre fem batterie complètement chargée, qui est calculée en fonction de l'état de charge, le résultat de l'ajustement du règlement de la température de l'électrolyte batterie.

Détermination de la charge de cette manière nécessite la création et l'utilisation de matériel supplémentaire: électrodes, capteurs de température, manomètres volume d'électrolyte. Dispositif Par conséquent, compliqué pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Connu et la méthode de détermination de la capacité résiduelle de la tête de la batterie (CA) (RU, brevet 2120158 C1, H 01 M 10/42, G 01 R 31/36), qui consiste dans le fait que pour le type pré correspondant batterie est effectué cycles: la pleine charge CA - une de l'écoulement principal du mode de décharge utilisé (1-, 2-, 5-, 10-, 20-, 50 heures) jusqu'à ce que les derniers cycles de la tension de décharge comme couvrant tous ces modes de base et la tension de décharge de décharge est réglée en fonction de chacun de ces modes, donnés à partir du récipient pendant la décharge effectuant la fonction d'intégration de temps courant et la mesure de la tension de décharge. Ces dépendances sont stockées.

Dans le fonctionnement de ce type de CA à sa décharge est effectuée en fonction d'intégration de courant de décharge du temps et en mesurant la tension de décharge et l'utilisation préformé dépendance de la tension de décharge au cours d'un courant de décharge de la capacité résiduelle de la capacité CA déterminé dans le mode de décharge.

Périodiquement, lorsque les règles de fonctionnement du cycle de traitement des dépenses SA, de déterminer la capacité de décharge au moment de courant lorsque le courant de décharge de décharge de 20 heures, et de calculer le coefficient de correction de la variation de la capacité CA donnée, égal au rapport obtenu dans la capacité de décharge du dernier cycle de traitement à la capacité de décharge respectives obtenues pour ce type de CA dans l'instant initial de l'opération et enregistré. Si d'autres CA d'exploitation obtenus par les valeurs de la capacité résiduelle de la méthode ci-dessus est multipliée par le facteur de correction.

Ledit procédé de détermination de l'autorité de la capacité résiduelle pris comme un prototype. Le principal inconvénient de la méthode adoptée pour le prototype est sa faible précision. En effet, la capacité totale du CA et de ses caractéristiques de décharge (dépendance de la tension de la capacité de décharge de la batterie à différents courants de décharge) de changement au fil du temps. Le temps d'intégration pour le courant dans la période de décharge et calculer une différence de capacité résiduelle entre la capacité totale et la décharge ne donne pas la vérification nécessaire car il modifie la capacité CA totale au fil du temps. En outre, vous pouvez prendre la capacité de décharge de la capacité totale si elles appartiennent à un seul et même courant de décharge immuable. Dans la pratique, en fonctionnement CA déchargé souvent arbitrairement variable dans le temps en cours.

Après le cycle de traitement suivant le procédé décrit, le facteur de correction déterminé et ajusté, de sorte que la valeur de la capacité résiduelle. Cependant, les cycles de traitement sont effectués environ six mois après l'opération CA. Pendant ce temps, la batterie peut diminuer sa capacité de 30%. Cycle de guérison partiellement compensé cette capacité de diminution. Mais juste avant l'erreur de cycle de traitement pour déterminer la capacité résiduelle de cette manière peut atteindre 30%.

L'invention vise à améliorer la précision de la détermination de la capacité résiduelle des batteries au plomb-acide à tout moment de la décharge en raison du fait que précédemment pour le type correspondant de cycles de batterie effectuée: une pleine charge - décharge à la tension de fin de décharge alternativement par chacun des principaux modes de décharge appliquée (1-, 2-, 5, 10, 20, 50 heures), au cours duquel effectué la mesure périodique de la tension de la batterie, la fixation des points de temps appropriés, dès le début de la décharge, à savoir réglée en fonction de la tension de décharge du temps à divers courants de décharge. Les dépendances obtenues sont converties en forme adimensionnelle et obtenir le même pour toute dépendance de décharge généralisée actuelle de la tension relative sur les batteries à partir du moment relatif, se rapproche de sa dépendance exponentielle à partir de laquelle la formule pour calculer la constante de temps relative du gain exponentiel des exposants et la valeur estimée du temps par rapport à la fin de la décharge . Les valeurs des coefficients dans ces formules sont stockés.

Dans le fonctionnement des batteries plomb-acide de ce type à un courant de décharge constant produit la mesure périodique de la tension de la batterie avec les mêmes intervalles de temps et d'enregistrer en temps opportun, la tension, la valeur du courant de décharge est déterminée finale de décharge, la tension de décharge initiale et le moment de la pleine charge, et selon n ° de série au moins trois mesures de tension sont calculées:

- Les valeurs relatives de la contrainte;

- Temps exponentiel constant;

- Gain des exposants;

- La valeur estimée du temps par rapport à la fin de la décharge;

- La capacité résiduelle à chaque point courant dans le temps.

Ainsi, selon le procédé proposé, la capacité SA résiduelle est calculée par le reçu sur la base de la dépendance exponentielle des équations adimensionnelles généralisées dont les coefficients ne dépendent pas du courant de décharge, ainsi que d'autres facteurs (y compris le «vieillissement» CA), mais seulement sur les tensions par rapport à la batterie. Tous les changements dans les caractéristiques du CA sont reflétés dans la courbe de décharge réelle. Avec la dépendance exponentielle, en tenant compte non seulement les valeurs de la contrainte, mais aussi la courbure de la courbe de décharge à ce point, il a fait une extrapolation, ce qui a entraîné le temps calculé jusqu'à la tension finale de décharge à laquelle la décharge est arrêtée. La précision de la capacité résiduelle peut être augmentée en augmentant l'intervalle entre la tension de la batterie consécutive.

La méthode pour déterminer la capacité résiduelle de la tête de la batterie sur la tension à ses bornes, décharge stable à courant constant, est que précédemment pour le type correspondant de cycles de batterie effectués: une pleine charge - décharge à la tension de fin de décharge alternativement par chacun des principaux modes de décharge appliqués (1- 2, 5, 10, 20, 50 heures). Lors de décharges effectuer une mesure périodique de la tension de batterie U pai, fixant les points de temps appropriés , dès le début de la décharge pi donné décharge de courant. Par conséquent, d'établir la dépendance de la tension de décharge du temps.

Pour chaque courant bit rj je fixe des valeurs:

U NPJ - tension de la batterie au début du processus de décharge,

U kpj - tension finale de décharge,

PPJ - tandis qu'une charge complète,

et établir la dépendance de ces quantités dans le courant de décharge.

Les valeurs U pai converti en forme adimensionnelle, qui est calculé des valeurs de tension par rapport selon la formule U Oi = (U pai -U kpj) / (U -U NPJkpj), et les valeurs relatives de la durée de mesure respective dès le début de la décharge oi = pi / PPJ, et calcule ensuite la valeur moyenne La tension U oi relative, correspondant aux mêmes valeurs oi à différents courants de décharge I pj. Les relations ainsi obtenues = F ( oi) est approchée par l'équation de la forme

= C oe (1-exp (- Env / T th)

où C th - Gain des exposants;

env = 1- oi - le temps relatif à partir de maintenant jusqu'à la fin de la décharge;

T oe - temps exponentiel relativement constant.

Pour se rapprocher de la relation linéaire T oe pré-définie du temps relatif oi: T oei = a + b OI, est ensuite calculée pour chaque valeur du point i-ième selon la formule C oei

Avec oei = [ - · Exp (( oi-3 - oi + 3) / T oei)] / [1-exp (( oi-3 - oi + 3) / T oei)]

et les valeurs du temps calculé par rapport à la fin de la décharge

pkpi = -ln (1- / C oei) · T oei,

qui est comparée aux valeurs réelles du temps jusqu'à la fin de la décharge fkri. Si les différences entre les pkri et fkri dépasse la valeur admissible, les valeurs choisies des coefficients a et b dans la formule T oei = a + b oi afin de réduire ces écarts. Après cela, mettre dans les valeurs obtenues pour la dépendance de la contrainte relative moyenne T oei et approximée (par exemple, par la méthode des moindres carrés) la dépendance du type d'équation

T oei = 2 · 2 + a 1 · + A 0.

Les valeurs résultantes des coefficients a 2, a 1, a 0 est enregistré.

Dans le fonctionnement des batteries plomb-acide de ce type à un courant de décharge I constant pj = const produire la mesure périodique de la tension de batterie U pai avec les mêmes intervalles de temps et d' enregistrer les moments opportuns i, la valeur de courant de décharge est déterminée kpj U, U NPJ, PPJ - tension finale de décharge, la tension initiale de décharge et le temps de la pleine charge, et selon successifs au moins trois mesures est calculée:

Les valeurs relatives de la tension selon la formule

U oi = (U pai -U kpj) / (U -U NPJkpj);

la constante de temps pour la formule exponentielle

T oei = 2 · U 2oi + U oi 1· + a 0;

Formule de gain exposant

C oei = [U oi-1-U oi + 1 · exp (( i-1 - i + 1) / PPJ/ T oei)] / [1-exp (( i-1 - i + 1) / PPJ/ T oei)];

Valeur estimée du temps par rapport à la fin de la décharge

rkri = -ln (1-C ei / U oi) · T oei;

capacité résiduelle à chaque heure

C ost= I pj · rkri · PPJ.

Ainsi, selon la méthode proposée pour le calcul de la capacité résiduelle CA ne soit pas nécessaire pour produire l'intégration du courant de décharge par rapport au temps, ou administrés par les résultats de l'ajustement des résultats de calcul du cycle de traitement. Le calcul est effectué par obtenu par des essais préliminaires en fonction de la dépendance exponentielle des équations adimensionnelles généralisées dont les coefficients sont indépendants du courant de décharge, et d'autres facteurs (y compris le «vieillissement» SA), et uniquement sur la tension par rapport à la batterie. Toute modification des propriétés du CA qui a eu lieu, par exemple, à cause du «vieillissement», reflète principalement sur la courbe de décharge. Avec la dépendance exponentielle, en tenant compte non seulement les valeurs de la contrainte, mais la courbure réelle de la courbe de décharge à ce point, il a fait une extrapolation, ce qui a entraîné le temps calculé jusqu'à atteindre la tension de décharge finale, à savoir, CA pour terminer la décharge. La précision de la capacité résiduelle peut être augmentée en augmentant l'intervalle entre la tension de la batterie consécutive.

REVENDICATIONS

Une méthode pour la détermination du plomb batterie capacité résiduelle de la tension à ses bornes, décharge stable à courant constant, qui consiste dans le fait que pour la batterie pré-type correspondant est effectué cycles: la pleine charge - décharge à la tension de fin de décharge alternativement par chacun des principaux modes de décharge appliqués (1- , 2, 5, 10, 20, 50 heures), qui aura lieu pendant la décharge tension de mesure périodique U pai sur la batterie, fixant les points de temps appropriés dès le début de la décharge pi courant donné, établissant ainsi la dépendance à l' égard du temps de la tension de décharge, caractérisé en ce que pour chaque courant de décharge I pj U NPJ valeur fixe - tension de la batterie au début du processus de décharge, U kpj - tension finale de décharge, PPJ - tandis qu'une charge complète, et d' établir la dépendance de ces quantités sur le courant de décharge I pj, est calculée pour chaque valeur de U pai son importance relative selon la formule

U oi = (U pai -U kpj) / (U -U NPJkpj)

et la mesure du temps relative correspondant à partir du début de la décharge OI = pi / PPJ, et calcule ensuite la valeur moyenne U oi tension relative, ce qui correspond aux mêmes valeurs oi à différents courants de décharge I Pj, relation ainsi obtenue = F ( oi) est approchée par l'équation de la forme

C st = (1-exp (- env/ T oe),

où C th - Gain des exposants;

env = 1- oi - le temps relatif à partir de maintenant jusqu'à la fin de la décharge;

T oe - temps exponentiel relativement constant

pour lequel pré-défini linéaire relation T oe du temps par rapport oi: T oei = a + b OI, est ensuite calculée pour chaque valeur de point i-ème

Avec oei = [ - · Exp (( oi-3 - oi + 3) / T oei)] / [1-exp (( oi-3 - oi + 3) / T oei)]

et les valeurs du temps calculé par rapport à la fin de la décharge

pkpi = -ln (1- / C oei) · T oei,

qui est comparée aux valeurs réelles du temps jusqu'à la fin de la décharge fkri et les valeurs choisies des coefficients a et b dans la formule T oei = a + b OI de sorte que les différences entre rkri et fkri pas dépasser les valeurs admissibles, et ensuite mettre les valeurs dépendantes obtenues à partir de la contrainte relative moyenne T oei , Cette dépendance est approchée par l'équation T oei = 2 · 2 + a 1 · + A 0 et stockés coefficients obtenus des valeurs d'un 2, un 1, un 0, et le fonctionnement des batteries au plomb-acide de ce type à un courant de décharge constant I pj = const produire la mesure périodique de la tension de la batterie U pai à intervalles réguliers et enregistrer les temps appropriés i, la valeur de courant de décharge est déterminé par U KRJ - tension finale de décharge, U NPJ - tension de décharge initiale et PPJ - tandis qu'une charge complète, et selon successive au moins trois mesures sont calculées les valeurs de tension par rapport selon la formule U oi = (U pai -U kpj) / (U -U NPJkpj), puis pour chaque I-ème du point courant dans le temps est calculé la constante de temps pour la formule exponentielle

T oei = 2 · U 2oi + U oi 1· + 0,

Formule de gain exposant

Avec oei = [ - · Exp (( i-1 - i + 1) / PPJ/ T oei)] / [1-exp (( i-1 - i + 1) / PPJ] / T oei)],

Valeur estimée du temps par rapport à la fin de la décharge

rkri = -ln (1-U oi / C ei) · T oei

et la capacité restante par la formule C osmi= I pj · rkri · PPJ.

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Date de publication 01.01.2007gg