Способы и автоматизированные средства ускоренного заряда герметичных щелочных аккумуляторов

• Автор: Сметанкин, Георгий Павлович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 162 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Способы и устройства ускоренного заряда щелочных аккумуляторных батарей.

1.2 Зарядные и контролирующие устройства для эксплуатации химических источников тока.

1.3 Цель и задачи исследования.

2 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СТЕНДА ДЛЯ СБОРА ОБРАБОТКИ И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ ЗАРЯДАРАЗРЯДА ЩЕЛОЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ И АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

2.1 Разработка аппаратной части на базе I АТ

2.2 Особенности сбора и обработки информации зарядразрядных процессов химических источников тока.

2.3 Программное обеспечение сбора информации и

обработки результатов экспериментов.
3 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ УСКОРЕННЫЙ ЗАРЯД ЩЕЛОЧНЫХ НК АККУМУЛЯТОРОВ И
АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ.
3.1 Методика исследований.
3.2 Влияние ускоренных режимов заряда постоянным и асимметричным током на поведение аккумуляторов и аккумуляторных батарей.
3.3 Выбор оптимального способа и токового режима ускоренного заряда аккумуляторов асимметричным
током.
3.4 Критерии опенки состояния аккумуляторов при ускоренном заряде асимметричным током в реальном масштабе времени и способы автоматизированного ускоренного заряда.
3.5 Ускоренный заряд аккумуляторов с неопределенной степенью заряженности
4 ТЕХНИКОЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Г ЕРМЕТИЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ И АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ ПРИ УСКОРЕННОМ ЗАРЯДЕ.
4.1 Заводские испытания герметичных пальчиковых аккумуляторов НКПЛГЦ0,5
4.2 Влияние ускоренного режима заряда асимметричным
током на долговечность аккумуляторов.
4.2.1 Методика и объем испытаний
4.2.2 Зарядразрядные характеристики батарей для аппарату ры средств связи при ускоренном
заряде асимметричным током
4.2.3 Оценка параметрической надежности аккумуляторных батарей разных типов по данным наработки на долговечность в режиме циклирования при заряде способом автоматического ускоренного заряда асимметричным током 7
4.2.3.1 Вычисление вероятности нахождения в работоспособном состоянии.
4.2.3.2 Вычисление плотности распределения наработки до параметрического отказа. 8
4.2.3.3 Результаты обработки
экспериментального материала.
5 ВАРИАНТЫ ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ АККУМУЛЯТОРОВ И БАТАРЕЙ РАЗНЫХ
ГИПОНОМИНАЛОВ
5.1 Устройство ускоренного заряда с фазовым регулированием и силовым трансформатором.
5.2 Устройство ускоренного заряда с конденсаторами в
качестве токоограничивающих элементов 1 Ю
5.3 Устройство ускоренного заряда с ШИМпреобразователями на высокой частоте. К
5.3.1 Устройство ускоренного заряда на
понижающих ШИМпреобразователях
5.3.2 Устройство ускоренного заряда на ШИМпреобразователях с рекуперацией разрядною импульса.
5.3.3 Многоканальные устройства ускоренного
заряда БЗ1 и БЗ2.
5.3.4 Система управления на основе БУЗУ8.
5.4 Микропроцессорное управление как основа для создания современных зарядных устройств
6 ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ УСКОРЕННОГО ЗАРЯДА
ВЫВОДЫ ИЗ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Все это делает весьма актуальными вопросы изучения закономерностей поведения никелькадмиевых аккумуляторов при ускоренном заряде асимметричным токами и на их основе позволит решить задачу сокращения временных и энергетических затрат при производстве и эксплуатации аккумуляторных батарей, а также промышленного внедрения ускоренного заряда без ухудшения эксплуатационных характеристик. Цель диссертационной работы состояла в создании способа и автоматизированного устройства, позволяющего управлять процессом ускоренного заряда герметичных щелочных ПК аккумуляторных батарей в реальном масштабе времени, и обеспечивающих их заряд без ухудшения техникоэксплуатационных характеристик номинальной емкости, ресурса эксплуатации при сокращении времени в раз. Научная новизна. Установлена возможность проведения ускоренного заряда асимметричным током герметичных никеликадмиевых аккумуляторных батарей с неопределенной степень о заряженности до полной емкости без предварительного доразряд I, предусмотренного в регламентах эксплуатации таких источников токл. Разработаны оригинальные способы автоматизированною ускоренного заряда герметичных и негерметичных никелькадмиевых аккумуляторных батарей асимметричным током. Техническая новизна. Разработаны устройства с авторски л приоритетом, предназначенные для автоматизированного ускоренною заряда асимметричным током аккумуляторов и батарей, различных типономиналов, реализующие один или несколько критериев окончания заряда. Устройства, реализующие разработанный способ заряда и ею окончание по уровню напряжения на аккумуляторной батарее, и устройства, реализующие разработанный способ с автоматически и определением типа заряжаемой батареи и выбором соответствующего данному типу алгоритма заряда режима заряда и критериев окончания заряда, без предварительного доразряда. Предложена схема рекуперации разрядного импульса, когда в качестве разрядного используется повышающий ШИМпреобразователь, передающий энергию разрядного импульса в зарядную цепь и использование ее для создания тока заряда. Практическая ценность работы. Разработан аппаратнопрограммны й измерительный комплекс на базе персональной ЭВМ I и платы АЦП 4, позволяющий в процессе зарядаразряда аккумуляторной батареи в автоматическом режиме фиксировать информацию на жестко й диске, а также проводить запись процессов длительностью более часов с дискретностью от мкс до нескольких минут. Во время записи длительных процессов комплекс позволяет в заданные моменты времени фиксировать кадры с более высоким разрешением. Патент Российской Федерации Р. А до 6А, автоматическим отключением при достижении на аккумуляторной батарее напряжения заранее заданного уровня. В устройствах предусмотрена возможность выбора уровня зарядного тока и возможность переключения уровня отключения для двух типов аккумуляторных батарей. НКПЛГЦ0,5 на заводе Автономных источников тока АИТ в Саратове. На основании анализа полученных результатов и опыта создания устройств ускоренного заряда были предложены технические решение, разработаны принципиальные схемы, печатные платы и компоновка блоков зарядных устройств БЗ1 и БЗ2 для одновременного заряда пяти и четырх аккумуляторных батарей соответственно. Блок зарядный позволяет автоматически определять тип заряжаемой батареи и выбираз ь алгоритм заряда для данного типа батареи, а также производи ь автоматическое отключение режима заряда мосле выявления одного или определенной последовательности критериев окончания заряд и соответствующей выбранному алгоритму заряда. В рамках создания зарядных устройств УУЗ1, УУЗ2 по заказу МО РФ, в соответствии с хд , на заводе Электроаппарат в г. Ростове выпущена опытнопромышленная партия блоков зарядных БЗ1 и Бо2, которые успешно прошли квалификационные испытания. Акты результатов испытаний приведены в приложении к диссертационной работе. Ф.И. КУКОЗА по созданию теории процессов, происходящих в НК аккумуляторах, и разработке основ технологии их производства и эксплуатации. ВЭлНИИ при активном участии к. I. Л. Н. Сорина. В.Г. А.С. Бурдюгова. Благодарю гл. АИТ Н. Е. Семенова за проведение заводских испытаний режима заряда и устройства ускоренного заряда га Саратовском заводе автономных источников тока.