СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
METHOD FOR BATTERY DIAGNOSIS

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для определения технического состояния аккумуляторной батареи непосредственно на объекте, например автомобиле. Цель изобретения - повышение достоверности контроля технического состояния аккумуляторной батареи, снижение трудоемкости при проведении работ по диагностированию. Сущность изобретения заключается в том, что определяют уровень электролита в каждом аккумуляторе, измеряют ЭДС аккумуляторной батареи, измеряют значение тока полного торможения стартера и напряжение потребляемое стартером, при этом размещают транспортное средство на прямой горизонтальной поверхности, затормаживают стояночным и рабочим тормозом, подкладывают под колеса противооткатные упоры, включают прямую передачу в коробке передач, включают выключатель приборов и стартера в положение пуска двигателя, по полученным результатам строят вольтамперную характеристику аккумуляторной батареи и определяют ток короткого замыкания аккумуляторной батареи, определяют внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, по полученным результатам делают заключение о техническом состоянии диагностируемой аккумуляторной батареи.
Известна система диагностирования свинцовых аккумуляторных батарей (патент РФ на изобретение №2265921, H01M 10/48 опубл. 10.12.2005.). В известном изобретении для измерения каждого из параметров используется свой датчик. Измеряют плотность и уровень электролита в каждой секции аккумуляторной батареи, используя для этого датчики плотности и уровня, устанавливаемые в каждую секцию, измеряют распределение температуры электролита в каждой секции, используя для этого несколько датчиков температуры, например четыре датчика, устанавливаемые в каждую секцию, измеряют напряжение и силу тока для каждой секции и для аккумуляторной батареи в целом при заряде и разряде аккумуляторной батареи. Все результаты измерений обрабатываются в микропроцессорах и, используя известные закономерности, проводят полную диагностику аккумуляторной батареи.
Недостатком данного изобретения является высокая трудоемкость выполняемых работ, связанная с необходимостью обязательного использования очень большого количества датчиков, размещении и снятии их с диагностируемой аккумуляторной батареи, обработке результатов измерений с использованием специальных микропроцессоров, разработки и использования специализированных программ обработки результатов измерений.
Известен способ диагностирования аккумуляторных батарей с жидким электролитом (патент РФ на изобретение №2539851, G01R 31/36 опубл. 27.01.2015.). Сущность данного изобретения является разработка способа диагностирования аккумуляторной батареи, с помощью которого, используя один контролируемый параметр, можно определить наличие неисправностей в аккумуляторной батареи и предотвратить использование неисправной аккумуляторной батареи. Еще одной задачей изобретения является разработка способа диагностирования аккумуляторной батареи, использование которого не требует каких-либо доработок конструкции аккумуляторной батареи.
В известном способе диагностирование аккумуляторной батареи осуществляется в хорошо проветриваемом помещении с температурой окружающей среды (+15)-(+25)°C. Перед проведением диагностирования очищают тестируемую аккумуляторную батарею от пыли, грязи и влаги. Для регистрации распределения температуры по внешней поверхности корпуса использован тепловизор, с помощью которого можно измерять температуру с точностью до 0,1°C, что достаточно для диагностирования. Проводят внешний осмотр аккумуляторной батареи. Определяют наличие трещин, сколов и течи секций. Предварительно производят измерение температурного поля поверхности корпуса на полностью отключенной от всех источников и потребителей аккумуляторной батареи. Фиксируют полученные исходные данные температуры поверхности. Непосредственно диагностирование можно проводить на двух режимах.
На первом режиме диагностирования тестирование осуществляют в режиме разряда аккумуляторной батареи, подключая к ней нагрузочную вилку или другие потребители электрического тока, определенного сопротивления, контролируя ток разряда и напряжение батареи в целом. На клеммах аккумуляторной батареи напряжение должно быть не ниже 12 В. После выхода на установившийся режим производят регистрацию температурного поля поверхности корпуса, в том числе регистрируют температуру в выбранных характерных точках, например измерение температуры по высоте корпуса аккумуляторной батареи, измерение температуры в нижней зоне корпуса аккумуляторной батареи, в зоне соединения борна с выводной клеммой и т.п. Фиксируют полученные данные распределения температуры на поверхности корпуса аккумуляторной батареи для последующего анализа.
На втором режиме диагностирования тестирование осуществляют в режиме заряда аккумуляторной батареи. Режим заряда аккумуляторной батареи осуществляют, подключая к ней зарядное устройство или другой источник постоянного электрического тока. Проводят заряд аккумуляторной батареи, контролируя ток заряда и напряжение батареи в целом. При достижении на клеммах аккумуляторной батареи заданного напряжения не более 14,4 В производят регистрацию температурного поля поверхности корпуса в характерных точках аналогично первому режиму. Фиксируют полученные данные распределения температуры на поверхности аккумуляторной батареи для последующего анализа.
Обработка данных, полученных при диагностировании. Определяют разность температур показаний в характерных точках внешней поверхности корпуса аккумуляторной батареи, если эта разность превышает определенное заданное значение (экспертная оценка разности составляет не менее 0,5°C для данного типа аккумуляторной батареи). Характерные точки располагаются на полюсных выводах, а также в верхней, средней и нижней части секции аккумуляторной батареи. На основании полученных данных определяют, исправна ли проверяемая аккумуляторная батарея, и, если в конкретной зоне аккумуляторной батареи определяется повышенная температура, то определяют зону и тип неисправности аккумуляторной батареи.
Недостатком данного изобретения является недостаточная достоверность контроля технического состояния аккумуляторной батареи так как при диагностировании используется только один контролируемый параметр, регистрация температурного поля поверхности корпуса аккумуляторной батареи осуществляется тепловизором в характерных точках, в качестве которых выбраны зоны корпуса аккумуляторной батареи, при этом достигнуть точности соответствия четкого повтора точки, в котором выполняется определение температуры, крайне сложно, использование тепловизора требует его размещение от диагностируемой поверхности аккумуляторной батареи на строго определенном расстоянии, изменение которого даже на незначительную величину приведет к искажению получаемых результатов, высокая трудоемкость, так как для определения технического состояния аккумуляторной батареи требуется выполнять работы по ее разряду, либо заряду.
Настоящее изобретение направлено на повышение достоверности контроля технического состояния аккумуляторной батареи, снижение трудоемкости при проведении работ по диагностированию.
Решение поставленной задачи достигается тем, что определяют уровень электролита в каждом аккумуляторе, измеряют ЭДС аккумуляторной батареи, измеряют значение тока полного торможения стартера и напряжение потребляемое стартером, при этом размещают транспортное средство на прямой горизонтальной поверхности, затормаживают стояночным и рабочим тормозом, подкладывают под колеса противооткатные упоры, включают прямую передачу в коробке передач, включают выключатель приборов и стартера в положение пуска двигателя, по полученным результатам строят вольтамперную характеристику аккумуляторной батареи и определяют ток короткого замыкания аккумуляторной батареи, определяют внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, по полученным результатам делают заключение о техническом состоянии диагностируемой аккумуляторной батареи.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что измеряют ЭДС аккумуляторной батареи, измеряют значение тока полного торможения стартера и напряжение потребляемое стартером, при этом размещают транспортное средство на прямой горизонтальной поверхности, затормаживают стояночным и рабочим тормозом, подкладывают под колеса противооткатные упоры, включают прямую передачу в коробке передач, включают выключатель приборов и стартера в положение пуска двигателя, по полученным результатам строят вольтамперную характеристику аккумуляторной батареи и определяют ток короткого замыкания аккумуляторной батареи, определяют внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, по полученным результатам делают заключение о техническом состоянии диагностируемой аккумуляторной батареи.
Измерение ЭДС аккумуляторной батареи, измерение значения тока полного торможения стартера и напряжения потребляемого стартером, при этом размещение транспортного средства на прямой горизонтальной поверхности, затормаживание стояночным и рабочим тормозом, подкладывание под колеса противооткатных упоров, включение прямой передачи в коробке передач, включение выключателя приборов и стартера в положение пуска двигателя, по полученным результатам построение вольтамперной характеристики аккумуляторной батареи и определение тока короткого замыкания аккумуляторной батареи, определение внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи, по полученным результатам выполнение заключения о техническом состоянии диагностируемой аккумуляторной батареи позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа диагностирования аккумуляторной батареи критерию "существенные отличия".
На фиг. представлена вольтамперная характеристика аккумуляторной батареи, полученная в процессе диагностирования предлагаемым способом.
б
пт
ст
кз
б
Сущность предлагаемого способа диагностирования аккумуляторной батареи состоит в следующем: определяют уровень электролита в каждом аккумуляторе, который должен составлять 10-15 мм над предохранительным щитом для автомобильной аккумуляторной батареи и 15-20 мм для танковой аккумуляторной батареи, измеряют ЭДС аккумуляторной батареи Е, которая должна быть в пределах 11,52-12,9 В для 12 вольтовой аккумуляторной батареи или 23,04-25,8 В для 24 вольтовой аккумуляторной батареи, измеряют значение тока полного торможения стартера и напряжение, потребляемое стартером, при этом транспортное средство размещают на прямой горизонтальной поверхности, затормаживают стояночным и рабочим тормозом, под колеса подкладывают противооткатные упоры, в коробке передач включают прямую передачу, включают выключатель приборов и стартера в положение пуска двигателя, при этом шестерня стартера входит в зацепление с зубьями венца маховика двигателя, который полностью заторможен через трансмиссию транспортного средства и пытается его провернуть. Так как двигатель полностью заторможен шестерня стартера не может провернуть маховик двигателя и в этом случае через стартер будет протекать ток полного торможения I, который регистрируют амперметром, вольтметр зафиксирует напряжение, потребляемое стартером U. По полученным результатам на графике, как показано на фиг., определяют точки 1 и 2, где точка 1 - значение ЭДС аккумуляторной батареи, точка 2 - пересечение значений тока полного торможения и напряжения, потребляемого стартером, строят вольтамперную характеристику аккумуляторной батареи и определяют ток короткого замыкания I аккумуляторной батареи, определяют внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи R, по полученным результатам делают заключение о техническом состоянии диагностируемой аккумуляторной батареи. Время диагностирования не превышает 3-5 секунд. Расчеты проводятся по формуле:
б
б
кз
R=Е/I
Таким образом, при диагностировании аккумуляторной батареи определяют уровень электролита в каждом аккумуляторе, измеряют ЭДС аккумуляторной батареи, измеряют значение тока полного торможения стартера и напряжение потребляемое стартером, при этом размещают транспортное средство на прямой горизонтальной поверхности, затормаживают стояночным и рабочим тормозом, подкладывают под колеса противооткатные упоры, включают прямую передачу в коробке передач, включают выключатель приборов и стартера в положение пуска двигателя, по полученным результатам строят вольтамперную характеристику аккумуляторной батареи и определяют ток короткого замыкания аккумуляторной батареи, определяют внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, по полученным результатам делают заключение о техническом состоянии диагностируемой аккумуляторной батареи, тем самым повышают достоверность контроля технического состояния аккумуляторной батареи, так как при диагностировании используется множество контролируемых параметров аккумуляторной батареи, снижают трудоемкость при проведении работ по диагностированию, так как при диагностировании не требуется использования большого количества датчиков, размещение и снятие их с диагностируемой аккумуляторной батареи, обработка результатов измерений с использованием специальных микропроцессоров, не требуется выполнение работ по разряду, либо заряду аккумуляторной батареи, время на диагностирование не превышает 3-5 секунд.