Спосіб зарядки акумулятора

Спосіб зарядки акумулятора, що включає підключення зарядної напруги, величина якої залежить від зарядного струму, який відрізняється тим, що процес зарядки включає декілька рівних за терміном проміжків часу, протягом кожного проміжку часу контролюють струм заряду, а на початку кожного проміжку часу змінюють напругу заряду, якщо Ц - зарядна напруга проміжку часу, що розглядають; - еМПІрИЧНИЙ КОефІЦІЄНТ (к 3 =1,13-1,16); k иНОм" ном інальна напруга акумулятора; то зарядну напругу не змінюють протягом кількох проміжків часу до тих пір, доки не буде виконано наступну умову: за наявності якої зарядну напругу збільшують до значення, що забезпечує зростання зарядного струму згідно з рівнянням: 1 ПОЧІ= І ПОЧ(М) а за умови •k(i-1) s 'поч(і—1) ~ к 1 А І ДЄ I . - зарядний струм наприкінці попереднього К(І—і) проміжку часу; 1 , . . , , - зарядний струм на початку попередньо'поч(і-і) го проміжку часу; І - номер проміжку часу, що розглядають; k j - емпіричний коефіцієнт (кн = 0,4 - 0,7); де k к 2 - емпіричний коефіцієнт ( к 2 = 0 , 0 1 - 0 , 0 3 ) ; Сном " н о м ' н а л ь н а ємність акумулятора, ампергодин; при цьому зарядну напругу збільшують таким чином, щоб зарядний струм на початку проміжку часу, що розглядають, дискретно збільшився до величини згідно з рівнянням: т" наступну зарядку проводять при значенні зарядної напруги на кожному проміжку часу, що дорівнює величині зарядної напруги, яку було досягнуто на останньому проміжку часу, та контролюють наявність умов: Ц>к 4 и Н ом. [І.O4(i-2Pno4(i-3)j і ДЄ - емпіричний коефіцієнт (кд =1,2-1,4), 4 >0 поч(і-1)-'поч(і-2) ['поч і ~'поч(і-1)]> ['поч (і-2) ~'поч(і-3) ДЄ І /• о\ ! 1 (О о со / ^\ - зарядний струм на початку • н ку тюч(і-2),тіоч(і-3) відповідно 2-го і 3-го проміжку часу; при яких встановлюють зарядну напругу, що має значення: ТЮЧІ 2 І П0Ч(І-Т) + А І ' ДЄ , - зарядний струм на початку встановленого ТІОЧІ проміжку часу; а якщо виконуються умови; тючі {І1)5^ і продовжують заряд до наявності умов: 'почі-'поч(і-З) або Де к с -емпіричний коефіцієнт (кс = 0 , 0 2 - 0 , 0 5 ) ; ДЄ при яких зарядку акумулятора закінчують. ffi 6067 Корисна модель належить до електротехніки, зокрема обслуговування хімічних джерел електричного струму, і може бути використаним в усіх галузях промисловості, де експлуатуються акумулятори. Відомо про наявність способів зарядки акумуляторів. Зокрема відомо про спосіб зарядки акумулятора [заявка Франції №2670953, МКВ Н01М10/44, опубл.26.06.92р.], згідно з яким при зарядці акумупятора безперервно заміряють зарядний струм І, напругу U на виводах акумулятора і час зарядки t і розраховують загальний заряд, який повинен пройти в акумуляторі згідно із заміряною величиною загального склону схилу кривої залежності U(t). Зарядку зупиняють, коли заряд, що пройшов в акумулятор, досягає розрахованої величини. Головним недоліком цього способу є те, що цей спосіб не розрахований на можливі зміни стану акумулятора, які на практиці мають місце піспя 30-40 відсотків від напрацьовування ресурсу служби акумулятора і не може забезпечувати завершення зарядки при досягненні максимально можливої ємності акумупятора. Найбільш близьким до розв'язання поставленої задачі {прототипом корисної моделі, що пропонується) є спосіб зарядки акумулятора [патент Німеччини №4018223, МКВ НОІМїЮ/44, опубл.22.08.91р.], згідно з яким зарядку акумулятора проводять у два етапи. На першому етапі підтримують постійне значення зарядного струму до досягнення деякої попередньо заданої величини напруги U, а на другому етапі зарядки напруга на акумуляторі встановлюється залежно від зарядного струму І, величина якого дорівнює функції: l = F(U 0 +AU), в якому - незалежна від струму напруга; AU - напруга, яка змінюється відповідно виразу: AU = f I Rj, де f - коефіцієнт, який дорівнює 0,5-1,0; зокрема 0,8; Rj - внутрішній опір акумулятора. Спільною ознакою зі способом, який заявляється, є те, що напруга на акумуляторі встановлюється залежно від зарядного струму. Недоліки прототипу полягають у тому, що процес зарядки може бути недостатньо об'єктивно контрольованим, бо, як відомо, величина внутрішнього опору акумулятора Rj може довільно та важко передбачувано змінюватись залежно від багатьох факторів. Крім того, при застосуванні способу-прототипу може бути висока інтенсивність зносу акумулятора від дії електрокорози. При наявності таких недоліків спосіб-прототип не знайшов широкого використання на практиці. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу зарядки акумулятора, в якому шляхом встановлення величини зарядної напруги залежно від змін величин зарядного струму при багатоступеневому змінюванні стабілізовано! ве личини зарядної напруги залежно від змін величин зарядного струму в певні проміжки часу стає можливим, з урахуванням змін стану акумулятора, при найменшому електрокорозійному зносі акумулятора проводити зарядку при достатньо об'єктивному контролі виключно на основі замірів величини зарядної напруги та величини зарядного струму і досягати при цьому підвищення ємності, яка віддається, та збільшувати запас ресурсу служби акумулятора, а також забезпечити можливість проводити зарядку акумулятора в автоматичному режимі за допомогою сучасних комп'ютерних пристроїв, у яких в якості алгоритму можна використовувати спосіб зарядки акумупятора, що заявляється. Поставлена задача вирішується тим, що в способі зарядки акумулятора шляхом підключення зарядної напруги, величина якої залежить від зарядного струму, який відрізняється тим, що процес заряду містить в собі декілька рівних за терміном проміжків часу, протягом кожного проміжку часу контролюється зарядний струм, а на початку кожного проміжку часу змінюють напругу заряду, якщо Н 6067 а за умови: М Ц ю м > ^ і > ^З^ном • де к4 - емпіричний коефіцієнт (Іk4 U H 0 M , ['поч(і-2)- і поч(і-3)]>0. де Іпоч(і-2) • 'поч(ї-З) - зарядний струм на початку кожного проміжку часу; 'поч(і-і) ^ 'поч(і-2). 'почі ~'поч(і-1) > 'поч(і-2)~'поч(і-3) при яких встановлюють зарядну напругу значенням Uj > k4 U H 0 M і продовжують заряд до наявності умов: 'почі -'поч(і-З) або І п о ч j £ k5 • С н о м , де к5 -емпіричний коефіцієнт (К4 =0,02-0,05); при яких заряд акумулятора закінчують. Суттєвість корисної моделі полягає в тому, що завдяки використанню багатоступеневого змінювання стабілізованих величин зарядної напруги залежно від змін величин зарядного струму при початкових величинах зарядного струму на рівні ДІ = (0,01-0,03) Сном і при підвищенні величини зарядної напруги до досягнення ІпочІ=тюч(і-1)+ДІ та при тимчасовому непідвищені величини зарядної напруги, що згідно зі способом, що заявляється, проводять при 'почі - 'поч(і—1)• стає можливим забезпечити необхідні та достатні умови для повної проробки активної маси з урахуванням можливих змін її стану, обмеження зростання величини зарядного струму при Uj > (1,13-1,16), и ном > 0 6 'поч(і-і) ^ тюч(і-2)» ['поч і - 'поч(і-1)3 > [ тюч(і-2) - 'поч(і-З)] і завершення зарядки при величині зарядної напруги, при якій за умов або Іпоч і ^ (0,02-0,05) С н о м , закінчують зарядку, дозволяє провести зарядку при мінімально можливому перевищенні величини зарядної напруги над величиною електрорушійної сили акумулятора та запобігти перезарядці, що надає можливість зменшити електрокорозійний знос та зменшити інтенсивність прояву інших негативних явищ, які можуть спостерігатися при завершенні зарядки, за рахунок чого, за даними Центру наукових досліджень фірми "Varta-block", забезпечується можливість підвищення ємності, яка віддається, та збільшення запасу ресурсу служби акумулятора (Доповідь директора Центру наукових досліджень фірми "Varta-block" доктора Дітріха Берндта на тему „Конструкторський рівень та технічні межі застосування герметичних батарей", інформаційні дні в Ірландії, 15 березня 1993 р. (с.с. 15-17,21-26,41-43). Залежності, які використані при викладі суті способу, що заявляється, величини зарядної напруги і величини зарядного струму та умови їх зміни одержані емпіричним шляхом. При використанні способу, що заявляється, залежно від типу та марки акумулятора вибирають значення величин емпіричних коефіцієнтів к-| , к 2 , к з , к 4 , ks і обчислюють початкову величину першого ступеня зарядки, яка дорівнює 'почі = д ' к 2 ^ н о м • та встановлюють величину зарядної напруги, яка забезпечує потрібну величину зарядного струму. Величину зарядного струму l n 0 4 j запам'ятовують та по завершенні кожного проміжку часу наступної зарядки на встановленій величині зарядної напруги контролюють і запам'ятовують величину зарядного СТруМу Ік(і_-|) , ІПОЧ(І-1) • !ПОЧ(І-2) - 'пОЧ(І-З) • ЯКЩО на останньому контролі ['поч(і-2)-'поч(і-3)]>0. 'поч(і-і) ^ !поч(і-2). ['поч і ~ 'поч(і-і)] > [ 'поч(і-2) ~ 'поч(і-З)] і підтримання на початку кожних декількох рівних за терміном проміжків часу наступної зарядки найбільшої величини зарядного струму, яка дорівнює Іпоч і на останньому контролі, дозволяє запобігти інтенсивному підвищенню температури та підвищенню інтенсивності газовиділення на електродах акумулятора. Обмеження підвищення величини зарядної напруги при Ц>(1,2+1,4)-и н о м та [іпоч(і-2)-'поч(і-3)]>0. то величину зарядної напруги підвищують до досягнення величини зарядного струму Іпоч(і-2)=Ік(і-1) + АІ. тобто діють згідно з: 'поч ЯКЩО Ц^з та ином Ппочі-Іпоч(і-1)]^° величину зарядної напруги протягом деякого часу не змінюють, а по завершенні цього проміжку часу контролюють величину зарядного струму Ік(і-1). згідно з якою величину зарядної напруги підвищують до досягнення наступної початкової величини зарядного струму 6067 + АІ 'почі='к(і-1) Так керують процесом зарядки до досягнення умов: при величині зарядної напруги Ц = 1,35 В, що відповідає умові: Цк4ином Ппоч(і-2)-'поч(і-3)] > 0 'поч(і-і) ^ 'поч{і-2) Ппочі ~'поч(і-1)] - Ппоч(і-2) ~'поч(і-3)] при яких встановлюють величину зарядної напруги: При величині зарядної напруги Uj = к4 • U H 0 M по завершенні кожного проміжку часу зарядки контролюють величину зарядного струму та закінчують зарядку при досягненні умов: А, а за кілька хвилин до цього останнього контролю І П О Ч | спостерігали величину зарядного струму 'поч(і-і) = 0.41 А, що відповідало умовам: та. l n 0 4 j 0, 'поч(і-і) ї •поч(і-г) 'почі -'поч(і-З) ['почі -'поч(і-і)] > Ппоч{і-2) -'поч(і-З)] або І П О Ч | 1,25UHOM [Іпоч(і-2)-Іпоч(і-3)]>0, 'поч(і-і) * іпоч(і-2). ['поч і - 'поч(і-1)1 > Е 'поч(і-2) - 'поч(і-З)] якими були величини зарядної напруги: Ц =1,51 В, а величини зарядного струму: 'почі =1,65 А; •поч(і-1) =1.55 А; 'поч(і-2)=1,52 А; 6067 'поч(і-3)=1.48 А; За наявності цих умов, згідно із способом, встановлювали величину зарядної напруги Ц = к 4 U H O M =1,25 1,2 = 1,50 В, І по завершенні кожного проміжку часу зарядки заміряли і запам'ятовували величини зарядного струму та контролювали наявність умов: 'почі ^'поч(і-З) або І П о ч і й 0 , 0 4 , С н о м , якими були l n 0 4 j =1,45 А; І П оч(і-3) =1.42 А; тобто 1,45>1,42, на підставі чого, згідно з використаним способом, зарядку закінчували. Ефективність способу полягає в тому, що при його використанні надається можливість забезпечувати проведення зарядки акумулятора без обов'язкового попереднього розряду при будь-якому ступені розрядженості, чого не можуть забезпечити інші відомі способи, і за рахунок цього може Комп'ютерна верстка В Мацело 10 може бути досягнута значна економія часу та енергоресурсів. У порівнянні з іншими способами зарядки, при рівних загальних умовах, при одноразовому використанні спосіб, що заявляється, забезпечує можливість збільшення ємності акумулятора в 1,1-1,15 рази і підвищення залишкового запасу ресурсу в 1,2-1,4 рази, а при використанні постійно - з самого початку служби і до повного напрацьовування ресурсу надається можливість збільшити строк служби акумулятора в 2,5-3 рази. Оскільки із будь-якого ступеня розрядженості з використанням способу, що заявляється, забезпечується повне та безпечне завершення зарядки, а для керування процесом зарядки достатньо лише даних величин зарядної напруги та величин зарядного струму, то цей спосіб зарядки акумулятора може використовуватись в якості алгоритму для сучасних комп'ютерних пристроїв, що дозволяє проводити зарядку в автоматичному режимі. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м Київ-42, 01601