Портативное устройство для заряда аккумуляторных батарей со встроенным зарядно-разрядным десульфатирующим устройством с возможностью создания и загрузки дополнительных алгоритмов заряда

Авторы патента:

H01M10/44 - способы зарядки или разрядки (схемы зарядки H02J 7/00)

Портативное устройство для заряда аккумуляторных батарей со встроенным зарядно-разрядным десульфатирующим устройством с возможностью создания и загрузки дополнительных алгоритмов заряда «Зевс» относится к области электротехники, в частности, к устройствам заряда и разряда аккумуляторных батарей (АКБ) с различными алгоритмами заряда различных типов батарей, в том числе и алгоритмами заряда щелочных и кислотных АКБ, с возможностью создания и загрузки дополнительных алгоритмов заряда, имеет удобную конструкцию с защитной крышкой для установки и подключения АКБ. ПМ содержит в своем составе блок защиты от перепадов напряжения, блок питания, блок управления, блок защиты от перегрузок, блок защиты от неверного подключения АКБ, блок задания алгоритма заряда, блок индикации, блок измерения температуры преобразователя, блок измерения температуры выпрямителя, блок управления охладителями, блок удаленного измерения напряжения, блок энергонезависимой памяти, блок связи с ПК, блок согласования интерфейсов, интерфейс USB. ПМ поддерживает алгоритмы заряда до девяти ступеней. Заранее запрограммированы два одноступенчатых алгоритма: алгоритм заряда и алгоритм разряда. Поскольку ПМ не содержит дополнительного разрядного модуля, то разряд большими токами производиться не может, в основном операция разряда предназначена для проведения циклов десульфатации, в которых значение величины силы тока разряда не превышает 1/10 от значения величины силы тока заряда. Изделие позволяет загружать дополнительные алгоритмы обслуживания, включая алгоритмы десульфатации АКБ, с помощью подключаемого персонального компьютера и специализированного программного обеспечения.

Полезная модель (ПМ) относится к области электротехники, в частности, к устройствам заряда и разряда аккумуляторных батарей (АКБ) с различными алгоритмами заряда различных типов батарей, в том числе и алгоритмами заряда щелочных и кислотных АКБ, с возможностью создания и загрузки дополнительных алгоритмов заряда, имеет небольшие габариты, позволяющие обслуживать АКБ на месте ее эксплуатации.

Известно устройство «Станция автоматическая зарядно-разрядная» [Патент Российской Федерации 2327268, H02J 7/10, 2006], содержащее схему управления силовой частью, включающую блок фильтров, соединенный с выводами питающего напряжения, три блока усилителей, блок аккумуляторной батареи и схему управления по заданному алгоритму, включающую блок управления, соединенный с блоком задания алгоритма заряда, блоком задания режима заряда и блоком индикации, блок датчика напряжения, блок питания, соединенный с выводами питающего напряжения, отличающееся тем, что в схему управления силовой частью введены блок выпрямителя, соединенный с блоком фильтров, блок сетевого фильтра, соединенный с блоком сетевого выпрямителя, блок регулируемого источника зарядного тока, соединенный с блоком сетевого фильтра и с первым блоком усилителей, блок высокочастотного выпрямителя, соединенный с блоком регулируемого источника зарядного тока, блок фильтра, соединенный с блоком высокочастотного выпрямителя, блок ключа, соединенный со вторым блоком усилителей и с блоком фильтра, блок разряда конденсаторов, соединенный с точкой соединения блока фильтра и блока ключа, блок нагрузки, соединенный с блоком разряда конденсаторов, блок регулируемого источника разрядного тока, соединенный с блоком ключа, с третьим блоком усилителей и с точкой соединения блока ключа, блок разряда конденсаторов и блок фильтра, блок индуктора, соединенный с точкой соединения блока ключа и блока регулируемого источника разрядного тока, блок подключения аккумуляторных батарей, соединенный с блоком индуктора, блоком датчика напряжения и с блоком АКБ, а в схему управления по заданному алгоритму введены блок датчика тока, соединенный с блоком подключения аккумуляторных батарей, блок аналого-цифрового преобразования (АЦП), соединенный с блоком датчика тока, блоком датчика напряжения и блоком управления, блок широтно-импульсной модуляции (ШИМ), соединенный с блоком управления и с тремя блоками усилителей, блок звуковой сигнализации, соединенный с блоком управления и блок пульта управления, соединенный с блоком задания режима заряда.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками ПМ, являются блоки: блок защиты от перепадов напряжения (блок фильтров у аналога), блок вспомогательного питания (блок питания у аналога), блок управления (однокристальный микропроцессор с блоком управления, блоком ШИМ, блоком задания алгоритма заряда, блоком АЦП и блоком задания режима заряда у аналога), блок индикации, блок задания алгоритма заряда (блок пульта управления у аналога).

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются: отсутствие блока защит от перегрузок, отсутствие блока защиты от неверного подключения аккумуляторной батареи, блока связи с персональным компьютером (ПК), блока согласования интерфейсов, блока энергонезависимой памяти для загрузки алгоритмов заряда, к тому же блок подключения АКБ не имеет защиты от доступа человека к АКБ во время заряда.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство «Шкаф для заряда аккумуляторных батарей со встроенным зарядно-разрядным десульфатирующим устройством нового поколения «СВЕТОЧ-01-01» [Патент Российской Федерации 119539, H02J 7/00, 2006.01], содержащий зарядно-разрядный модуль, включающий блок питания, соединенный с блоком управления, блок задания алгоритма заряда, блок индикации, отличающийся тем, что содержит блок защиты от перепадов напряжения, блок защиты от перегрузок, блок защиты от неверного подключения АКБ, блок охлаждения разряда и место установки АКБ с защитной крышкой.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками ПМ, являются блоки: блок защиты от перепадов напряжения, блок питания, блок управления, блок индикации, блок задания алгоритма заряда, блок защиты от перегрузок, блок защиты от неверного подключения аккумуляторной батареи.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются: отсутствие блока измерения температуры преобразователя, блока измерения температуры выпрямителя, блока управления охладителями, блока удаленного измерения напряжения, блока энергонезависимой памяти, блока связи с ПК, блока согласования интерфейсов, интерфейса USB для подключения ПК.

Задача, на решение которой направлена ПМ, состояла в создании портативного устройства для заряда аккумуляторных батарей со встроенным зарядно-разрядным устройством, обеспечивающего различные программируемые алгоритмы заряда, имеющего возможность подключения ПК для загрузки во внутреннюю память устройства дополнительных алгоритмов обслуживания других типов АКБ, с небольшими габаритами, позволяющие обслуживать АКБ на месте ее эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что портативное устройство для заряда аккумуляторных батарей содержит блок защиты от перепадов напряжения, блок питания, блок управления, блок защиты от перегрузок, блок защиты от неверного подключения АКБ, блок задания алгоритма заряда, блок индикации, блок измерения температуры преобразователя, блок измерения температуры выпрямителя, блок управления охладителями, блок удаленного измерения напряжения, блок энергонезависимой памяти, блок связи с ПК, блок согласования интерфейсов, интерфейс USB.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом (фиг.), где:

1) блок индикации;

2) блок задания алгоритма заряда;

3) блок питания;

4) блок измерения температуры преобразователя;

5) блок защиты от перегрузок;

6) блок защиты от перепадов напряжения;

7) блок управления;

8) блок удаленного измерения напряжения;

9) блок защиты от неверного подключения АКБ;

10) блок измерения температуры выпрямителя;

11) блок управления охладителями;

12) блок энергонезависимой памяти;

13) блок связи с ПК;

14) блок согласования интерфейсов.

Работа устройства начинается с подачи питающего напряжения на блок защиты от перепадов напряжения (6). В этом блоке входное напряжение, поступающее на модуль, фильтруется и дальше подается на блок питания (3).

Блок питания (3) формирует гальванически изолированное от входных цепей питающее напряжение для блока управления (7). Выдача питающего напряжения на блок управления (7) осуществляется независимо от того, подключена ли АКБ и осуществляется или нет в данный момент ее заряд/разряд. Это позволяет еще до подачи команды на обслуживание АКБ выбрать ее тип и задать нужный алгоритм заряда.

Устройство является портативным и предназначено для подключения непосредственно на месте эксплуатации АКБ. Это означает, что качество подключения устройства к АКБ, а так же длина линий подключения может быть различной. Для обеспечения правильного измерения напряжения на клеммах АКБ при данных условиях на устройстве имеется специальный блок удаленного измерения напряжения (8). Этот блок обладает высоким сопротивлением по входу и подключается отдельными проводами непосредственно к клеммам АКБ, таким образом, исключается искажение измеренного напряжения за счет падения напряжения на контактах и силовых проводах.

После подключения АКБ на блоке индикации (1) отображается текущее напряжение батареи, получаемое с блока удаленного измерения напряжения (8). В случае неверного подключении контактов АКБ, блок защиты от неверного подключения АКБ (8) определяет это и передает информацию на блок управления (7), при этом запуск заряда или разряда АКБ будет заблокирован. Если АКБ подключена верно, то, с помощью блока задания алгоритма заряда (2), пользователь задает тип АКБ и способ ее зарядки. После выбора алгоритма заряда блок управления (7) начинает заряд батареи. В процессе заряда блок управления (7) постоянно контролирует зарядный или разрядный ток и регулирует силу зарядного или разрядного тока. В процессе заряда блок защиты от перегрузок (5) контролирует ток, потребляемый устройством, и, в случае его выхода за допустимый диапазон, блокирует заряд АКБ и информирует об ошибке блок управления (7).

Поскольку устройство является портативным, то для решения проблемы эффективного отвода большого количество тепла, выделяемого при преобразовании энергии, в устройство входит блок управления охладителями (11), обеспечивающий принудительное охлаждение изделия. Блок измерения температуры преобразователя (4) и блок измерения температуры выпрямителя (10) постоянно измеряют текущую температуру внутри изделия и передают ее блоку управления (7). Как только температура выходит за установленный диапазон, блок управления (7) передает команду блоку управления охладителями (11) на включение принудительного охлаждения.

ПМ поддерживает алгоритмы заряда до девяти ступеней. Заранее запрограммированы два одноступенчатых алгоритма: алгоритм заряда и алгоритм разряда. Так как изделие не содержит дополнительного разрядного модуля, то разряд большими токами производиться не может, в основном операция разряда предназначена для проведения циклов десульфатации, в которых значение величины силы тока разряда не превышает 1/10 от значения величины силы тока заряда.

ПМ позволят загружать дополнительные алгоритмы обслуживания, включая алгоритмы для десульфатации АКБ. Для этого к блоку согласования интерфейсов (14), через интерфейс USB подключается персональный компьютер. На ПК с помощью специализированного программного обеспечения создается новый алгоритм обслуживания и загружается в блок энергонезависимой памяти (12) через блок связи с ПК (13).

В настоящее время на предприятии ООО "НПП КРОН" изготовлены опытные образцы предлагаемого устройства. Испытания подтвердили их работоспособность и соответствие всем заявленным характеристикам.

Портативное устройство для заряда аккумуляторных батарей со встроенным зарядно-разрядным десульфатирующим устройством с возможностью создания и загрузки дополнительных алгоритмов заряда, содержащее зарядный модуль, включающий блок питания, соединённый с блоком управления, блок задания алгоритма заряда, блок индикации, блок защиты от перепадов напряжения, блок защиты от перегрузок, блок защиты от неверного подключения АКБ, отличающееся тем, что содержит блок управления охладителями, блок измерения температуры преобразователя, блок измерения температуры выпрямителя, блок удалённого измерения напряжения, блок согласования интерфейсов, блок связи с ПК, блок энергонезависимой памяти для загрузки дополнительных алгоритмов обслуживания аккумуляторных батарей.