РАЗРЯДНО-ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДПУСКОВОЙ ПОДГОТОВКИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Полезная модель относится к области эксплуатации автомобильной техники, в частности, к устройствам подготовки аккумуляторной батареи (далее АКБ) к пуску двигателя внутреннего сгорания в условиях низкой температуры окружающего воздуха и отсутствия сети электропитания.
Известно портативное пусковое устройства типа CARCU E-POWER. Оно имеет компактные размеры, позволяет производить пуск стартера автомобиля и не требуют наличия сети 220 вольт.
Основными недостатками данного устройства являются его дороговизна и необходимость наличия электросети для его предварительной зарядки.
Известно также устройство патент Российской федерации №2537968 «Цепь нагрева аккумуляторной батареи» (см. Фиг. 1), выбранное в качестве прототипа, содержащее блок переключения, модуль управления переключением, демпфирующий элемент R1, схему накопления энергии и блок передачи и совмещения энергии, причем схема накопления энергии соединена с аккумуляторной батареей и содержит элемент L1 накопления тока и элемент C1 накопления заряда; демпфирующий элемент R1, блок переключения, элемент L1 накопления тока и элемент C1 накопления заряда соединены последовательно.
Общими признаками прототипа с признаками заявляемой полезной модели являются наличие в схеме: блока переключения, модуля управления переключением, демпфирующего элемента (нагрузочного резистора) и блока накопления энергии.
При работе устройства демпфирующий элемент R1 выполняет функцию нагрузки при разряде АКБ. А так как в процессе зарядки/разрядки АКБ ток в электрическом контуре прототипа всегда проходит через демпфирующий элемент R1, независимо от того, протекает ли ток в прямом направлении или обратном направлении, это создает существенную сложность при передаче энергии в обратном направлении, т.е. от схемы накопления обратно в АКБ. В известном устройстве-прототипе для этого существует специализированный автоматизированный блок передачи и совмещения энергии, который выполняет функцию аналогового анализатора и генератора передаваемой электрической энергии. Или для этой цели служит дополнительная аккумуляторная батарея Е, что для портативного мобильного устройства является значительным усложнением и удорожанием.
Техническим результатом при использовании совокупности существенных признаков предлагаемой полезной модели является упрощение устройства за счет того, что не требуется использование специализированного автоматизированного блока передачи и совмещения энергии, который выполняет функцию анализатора и генератора передаваемой электрической энергии при протекании тока в обратном направлении от блока накопления энергии в АКБ, или использование в качестве элемента накопления энергии дополнительной АКБ.
Как следствие достижения технического результата, общественно-полезным эффектом является снижение стоимости устройства и повышение эффективности предпусковой подготовки АКБ за счет использования энергии ее разряда в тренировочных целях по схеме разряд-заряд с восполнением части энергии, которая была затрачена на предпусковую подготовку.
Технический результат достигается тем, что в отличии от прототипа, цепь нагрузочного резистора подключена параллельно цепи блока накопительных конденсаторов, преобразователь напряжения с токоограничивающим резистором подключен последовательно с диодом непосредственно в цепь перед блоком накопительных конденсаторов, токоограничивающие резисторы подключены последовательно с блоком накопительных конденсаторов и замыкают цепь накопительных
Техническая сущность предлагаемой конструкции и работа устройства поясняется рисунком Фиг. 2.
1
1
3
5
1
3
2
1
1
3
Устройство состоит из переключателя режима работы, нагрузочного резистора R, преобразователя напряжения, диода VD, блока накопительных конденсаторов C1…Cn, таймера, токоограничивающих резисторов R…R, определяющих ток разряда накопительных конденсаторов, светодиодов HL…HL, индицирующих текущий режим работы устройства. Причем цепь нагрузочного резистора подключена параллельно цепи блока накопительных конденсаторов, преобразователь напряжения с токоограничивающим резистором R подключен последовательно непосредственно в цепь перед диодом VD и блоком накопительных конденсаторов, а токоограничивающие резисторы замыкают цепь накопительных конденсаторов на АКБ через переключатель режима работы устройства. При этом переключатель режима работы управляется таймером с индицирующими текущий режим работы устройства светодиодами HL…HL.
Рассмотрим принцип работы заявляемого устройства. К холодной аккумуляторной батарее с помощью проводов, соблюдая полярность, подключают разрядно-зарядное устройство (РЗУ). Устройство заряжается от аккумуляторной батареи, причем величина напряжения, полученная от аккумуляторной батареи, благодаря преобразователю напряжения, на накопительных конденсаторах будет больше, чем на аккумуляторе. Тем самым в дальнейшем будет возможно протекание тока от накопительных конденсаторов к аккумуляторной батарее.
2
1
Преобразователь напряжения представляет из себя преобразователь низкого входного напряжения в повышенное выходное. Преобразователь работоспособен при входном напряжении от 9 до 18 вольт, при этом, во всем диапазоне входных напряжений на выходе преобразователя будут стабилизированные 20 вольт. Напряжение с выхода преобразователя через токоограничивающий резистор R и диод VD и поступает на блок конденсаторов, заряжая их.
Таймер формирует временные интервалы работы устройства и управляет контактами реле «Вкл.» и «Заряд-Разряд».
Работает устройство следующим образом. Устройство с помощью проводов, соблюдая полярность, подсоединяют к клеммам аккумулятора, подают команду «Пуск», таймер формирует временной интервал «Разряд», во время которого через замыкающиеся контакты реле «Вкл» устройство подключается к аккумуляторной батарее, одновременно отсюда же на устройство подается напряжение питания.
1
Аккумулятор начнет «разогреваться», разряжаясь через резистор R, блок конденсаторов посредством преобразователя напряжения начнет заряжаться. По окончании режима разряда аккумуляторной батареи устройство автоматически переключится в режим заряда. Контакты реле «Заряд-Разряд» переключатся в нижнее положение, ток с блока конденсаторов потечет от конденсаторов в аккумулятор по цепи: блок конденсаторов - токоограничивающие резисторы R3…R5 - галетный переключатель «Ток заряда» - нижний контакт реле «Заряд-Разряд» - замкнутые контакты реле «Вкл» - аккумуляторная батарея. Имеется возможность дискретно задавать величину тока заряда аккумуляторной батареи с помощью галетного переключателя «Ток заряда» и токоограничивающих резисторов R3…R5. По окончании режима заряда устройство автоматически переключится опять в режим разряда. Количество циклов заряд-разряд определяется таймером.
В зависимости от технического состояния АКБ и степени промерзания ее электролита и электродов-пластин достаточно провести 2-3 цикла подготовки.
1
1
У предлагаемого разрядно-зарядного устройства отличительным признаком является то, что вследствие включения нагрузочного резистора R1 параллельно блоку накопительных конденсаторов C…Cn, протекание тока через нагрузку, которое необходимо для нагревания элементов АКБ, происходит независимо от степени заряженности блока накопительных конденсаторов. Другими словами, после завершения зарядки конденсаторов C…Cn ток в цепи нагрузочного резистора R1 продолжает течь, активизируя электро-химические процессы в АКБ. Таким образом, отпадает необходимость использования специализированного автоматизированного блока передачи и совмещения энергии, который должен осуществлять аналоговый контроль, преобразование и передачу электрической энергии, что упрощает и соответственно снижает стоимость устройства.
В результате подготовки АКБ к пуску при низкой температуре:
1. За счет протекания электрохимических реакций и возникновения электрического тока между электродами повышается температура электролита и электродов батареи, что положительно влияет на активность и эффективность отдачи энергии АКБ.
2. Дополнительный положительный эффект создает реверсивное протекание тока, которое создает тренировочный цикл разряд-заряд АКБ, что позволяет:
3. Адекватно в щадящем режиме подготовить батарею к активным пиковым нагрузкам во время прокрутки стартером основного двигателя, что предохраняет пластины батареи от преждевременного разрушения и увеличивает срок службы АКБ;
4. Часть энергии, которая была затрачена на подготовку АКБ к пуску, восполнить по завершении ее подготовительного цикла, что увеличивает степень заряженности батареи и ее стартовую мощность.
Данное устройство компактно, не требует наличия сети 220 вольт, так как питается от аккумулятора самого автомобиля, работает в автоматическом режиме, имеет низкую стоимость.
Таким образом, использование полезной модели позволит подготовить аккумулятор и облегчит запуск автомобиля в холодное время года.