[go: up one dir, main page]

SE516191C2 - Pilotcell för batteri - Google Patents

Pilotcell för batteri

Info

Publication number
SE516191C2
SE516191C2 SE9601837A SE9601837A SE516191C2 SE 516191 C2 SE516191 C2 SE 516191C2 SE 9601837 A SE9601837 A SE 9601837A SE 9601837 A SE9601837 A SE 9601837A SE 516191 C2 SE516191 C2 SE 516191C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
cell
battery
electrolyte
electrodes
electrolytic
Prior art date
Application number
SE9601837A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9601837L (sv
SE9601837D0 (sv
Inventor
Jes Thomsen
Original Assignee
Intra Dev As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intra Dev As filed Critical Intra Dev As
Priority to SE9601837A priority Critical patent/SE516191C2/sv
Publication of SE9601837D0 publication Critical patent/SE9601837D0/sv
Priority to EP97201391A priority patent/EP0807826A3/en
Publication of SE9601837L publication Critical patent/SE9601837L/sv
Publication of SE516191C2 publication Critical patent/SE516191C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/378Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator
    • G01R31/379Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator for lead-acid batteries
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

20 25 30 35 40 516 191 2 medger en enkel nivåkontroll av elektrolyten i en cell i ett elektrokemiskt batteri.
Dessa syften uppnås med uppfinningen, vars särdrag och kännetecken framgår av följande beskrivning och vars omfång definieras av de vidhängande kraven.
Sålunda anvisas en pilotcell med elektrodplattor, vilken är avsedd att införas i en cell i ett vanligt blyackumulatorbatteri. Pilotcellens plattor är belägna på ett litet avstånd från varandra, så att battericellens elektrolyt kan intränga mellan dessa och endast kom- mer i beröring med de inre motstående ytorna hos plattorna. Spänningen över plattorna mäts och samtidigt spänningen över elektrodplattoma hos en referenscell, som är inneslu- ten i samma hus som pilotcellens plattor men är totalt avskild från battericellens elektro- lyt. På grundval av mätningen och temperaturen beräknas batteriets kvarvarande ladd- ningskapacitet. Elektrolytens nivå i battericellen kontrolleras genom mätning av spänning- en över en sekundärcell med en enda egen elektrodplatta, som har sin undre kant placerad vid en lämplig nivå över de andra elektrodplattomas undre nivå, varvid den andra elekt- rodplattan i sekundärcellen är en av pilotcellens plattor. Som ett altemativ kan det elektr- iska motståndet mätas mellan plattorna hos denna sekundärcell. En kompakt enhet erhålls härigenom, som kan monteras i ett pâfyllnings- eller inspektionshål i en battericell och med vars hjälp en pålitlig uppskattning av laddningskapaciteten kan göras.
Sålunda anvisas allmänt en mätningsanordning för att irisättas i elektrolyten hos ett ackumulatorbatteri, som företrädesvis är av blybatterityp. Anordningen har ett par elekt- rodplattor, som har aktiva ytor, vilka är i kontakt med batteriets elektrolyt, och som bil- dar en pilotcell. Plattorna ingående i paret är i huvudsak av samma slag som batteriets elektroder. Anordningen innefattar också en referenscell med två elektroder av samma slag som elektrodema i batteriet och i beröring med en elektrolyt, varvid denna elektrolyt också är av sarnrna slag som batteriets, men är fullständigt avskild därifrån och sålunda innesluten i ett utrymme, vilket inte står i förbindelse med ackumulatorbatteriets elektro- lyt.
Vidare har en nivåmätningsanordning för införande i elektrolyten hos ett ackumula- torbatteri allmänt ett givarelement avsett att ange, huruvida batterielektrolytens nivå är högre eller lägre än en förutbestämd nivå. Givarelementet innefattar en elektrod av sam- ma slag som en av elektrodema hos batteriet. Denna elektrod är avsedd att införas i det utrymme, där batterielektrolyten ñnns. Den har en aktiv yta, som då är i beröring med elektrolyten, och denna aktiva yta hos elektroden har en undre kant, vilken är belägen vid den förutbestämda nivån. Elektroden bildar tillsammans med någon annan elektrod hos anordningen eller batteriet en cell, som endast har en bestämd spänning mellan sina elekt- roder, när det finns en elektrolyt, vilken förbinder elektrodema. Denna cell är då före- trädesvis ansluten till en styranordning, vilken periodiskt kontrollerar spänningen över den bildade cellen och avger en alarmsignal, när ingen spänning har detekterats under en tillräckligt lång vald tidsperiod, som innefattar flera kontroller av cellens spänning. I stäl- let för en spänningsmätning kan en enkel nivåövervakning utföras genom mätning av re- sistansen mellan sensorelementets elektrodplattor, t ex genom att anbringa en lämplig 20 25 30 35 516 191 växelspänning över plattoma.
Pilotcellen hos en mätningsanordning har också företrädesvis sina elektrodplattor placerade, så att deras aktiva ytor vilka är i beröring med batteriets elektrolyt ligger mitt- emot varandra på ett litet avstånd från varandra, varvid avståndet är betydligt mindre än bredden hos de aktiva ytoma eller hos elektroderna. Elektrodplattornas aktiva ytor kan vara anordnade inuti en kanal, som sträcker sig genom en huvuddel eller ett hus hos mät- ningsanordningen. Elektrodplattorna är företrädesvis elektriskt förbundna med en styran- ordning. Denna är då anordnad att anbringa spänning över plattoma för att kasta om strömmen mellan elektroderna under en tidsperiod före mätning av spänningen mellan plattorna, när inte någon spänning är anbringad över plattoma.
KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas mer detaljerat såsom en ej begränsande som ex- empel given utföringsforrn och i samband med de bifogade ritningarna, i vilka: - Fig. 1 är en perspektivvy av en pilotcell, - Fig. 2 är en sidovy av pilotcellen, där ett skyddsgaller har avlägsnats, - Fig. 3 är en tvärsektion av pilotcellen i fig. 2 tagen längs linjen III-III, - Fig. 4 och 5 är sektioner i längdriktningen av pilotcellen enligt fig. 2 och 3, varvid sektionerna är tagna längs linjema IV-IV respektive V-V i fig. 3, - Fig. 6 är ett kopplingsschema för pilotcellen och för en elektrisk styrkrets för denna, - Fig. 7 är ett flödesschema över steg, vilka utförs av styrkretsen vid styrning av pilotcel- len, - Fig. 8 är en perspektivvy av ett startbatteri med däri monterad pilotcell, varvid en del av batterihöljet är uppskuren, - Fig. 9 är en detalj av fig. 8 i större skala.
DETALJERAD BESKRIVNING I fig. 1 är en pilotcell 1 avbildad, som är avsedd att insättas i en elektrolytisk cell, särskilt i en elektrolytcell i ett elektrokemiskt batteri, som företrädesvis är av blybatteri- typ. Pilotcellen har en allmänt cylindrisk form innefattande en huvuddel 3 av lämpligt, syrarnotståndskraftigt plastmaterial. Vid den nedre delen av huvuddelen 3 är ett cylind- riskt galler 5 fastsatt, som medger att battericellens elektrolytiska vätska kan komma in och komma i kontakt med pilotcellens 1 inre. På den övre delen av pilotcellen 1, som utgörs av en cylindrisk del av huvuddelen 3, kan ett ringforrnigt tätningselement 7 vara fastsatt för att täta och eventuellt också hålla fast pilotcellen 1 i korrekt läge, när denna införs genom ett lämpligt genomgående hål i ett lock till battericellen, se fig. 8 och 9.
Från pilotcellens 1 övre yta sträcker sig en elektrisk kabel, vilken innehåller ett antal elektriska ledare ll, som är elektriskt isolerade från varandra.
I fig. 2 visas pilotcellen sedd från sidan, varvid skyddsgallret 3 är borttaget från huvuddelen 3. Huvuddelen 3 har såsom redan har närrmts ett övre cylindriskt parti 13.
Detta parti innefattar ett ringforrnigt spår 15 för tätningsringen 7, se sektionerna i fig. 4 40 och 5, där spåret 15 år beläget i närheten av den undre kanten av det övre cylindriska 15 20 25 30 35 40 516 191 4 partiet 13. Detta parti 13 slutar vid sin undre kant i ett steg och bildar en ansats 17, som är avsedd att uppstödja skyddsgallret 5. Ansatsen 17 slutar också i ett steg vid sin undre kant, där huvuddelen 3 fortsätter som ett ganska långt cylindrískt centralt parti 21 innefat- tande olika öppningar för elektrodytor, som skall beskrivas nedan. Vid den nedre änden av det cylindriska partiet 21 finns ytterligare ett steg, som bildar ett bottenparti 23, vars övre cylindriska del också tjänar som stöd för gallret 5. Ett ringforrnigt utrymme bildas mellan gallret 5 och ytan hos det smalare, cylindriska centrala partiet av huvuddelen 3.
Det centrala smalare partiet 21 av huvuddelen 3 har avlånga öppningar eller fönster 25, som sträcker sig i pilotcellens 1 längsgående eller axiella riktning och är placerade inriktade med och ovanför varandra. Dessa fönster 25 har avsmalnande eller avfasade inlopp och utlopp, se i synnerhet tvärsektionen i fig. 3. Det inre partiet av fönstren 25 har parallella sidor, som är belägna på litet avstånd från varandra. Dessa sidoytor är elektrodplattornas 29 aktiva sidor, varvid elektroderna är av samma typ som en elektrod i den battericell, i vilken pilotcellen är avsedd att insättas, och allmänt är elektrodplattorna gjorda av blymaterial. Dessa plattor 27 och 29 är utformade som ganska tunna material- remsor med allmänt rektangulär form. De andra stora ytoma hos elektrodplattoma 27 och 29 och även dessas längsgående kanter är i kontakt med motsvarande ytor hos huvuddelen 3, varvid elektrodplattoma 27 och 29 sålunda är placerade i inre spår i kroppen 3. Elekt- rodplattorna 27 och 29 har sitt nedre område vid nivån för det steg, som bildar det nedre gallerstödet 23, varvid den undre kanten av elektrodplattoma sålunda är i kontakt med materialet hos huvuddelen 3. De enda ytor hos elektrodplattorna 27 och 29, som är blott- ställda för elektrolyten i den battericell, i vilken pilotcellen är avsedd att införas eller neddoppas, är partier hos deras motstående, inre stora ytor, vilka bildar den inre delen av fönstren 25.
Fönstren eller kanalerna 25 sträcker sig allmänt längs ett plan, som är parallellt med pilotcellens och huvuddelens 3 axel, varvid detta plan är beläget på något avstånd från denna axel, t ex vid ett avstånd av hälften eller en tredjedel av radien hos gallret 25 , som uppstöds av ytoma 17 och 23. Såsom ses i tvärsektionen i fig. 3, är elektrodplattoma 27 och 29 belägna fullständigt innanför materialet i huvuddelen 3 och endast partier av deras motstående, mot varandra vettande stora ytor är blottlagda för den omgivande battericel- lens elektrolyt. Den övre delen av elektroderna 27 och 29 sträcker sig upp till en övre urtagning 31 i huvuddelen 3, varvid denna urtagning 31 sträcker sig nedåt från huvudde- lens 3 övre yta och har allmänt cylindrisk form. Ett lock 32 är placerat ovanpå urtag- ningen 31 för att tillsluta detta utrymme. Elektroderna 27 och 29 sträcker sig här fram till en isolerande platta 33, vid vilken kabeln 9 kan vara mekaniskt fastgjord, varvid de elektriska ledama hos kabeln 9 är fastlödda vid elektrodplattoma 27 och 29. Locket 32 har ett lämpligt hål för att möjliggöra att kabeln 9 passerar därigenom.
Fullständigt innesluten i materialet i huvuddelen 3 ligger en referenscell 35. Denna har elektrodplattor 37 och 39 liknande elektrodplattoma 27 respektive 29, en elektrolyt av samma slag som i den battericell, i vilken pilotcellen 1 är avsedd att neddoppas, och har 10 15 20 25 30 35 40 516 191 5 känd och bestämd sammansättning och är placerad i ett utrymme, som bildas av de båda motstående, mot varandra vettande stora sidorna av elektrodema 37 och 39. Elektrod- plattorna är sålunda parallella med varandra och också med de andra elektrodplattoma 27 och 29. Elektrodema 37 och 39 i referenscellen är placerade mer centralt inuti huvudde- len 3 än de andra elektrodema, t ex så att pilotcellens och huvuddelens 3 axel sträcker sig inuti eller längs en av elektrodplattoma 37 och 39. Avståndet mellan elektrodema 37 och 39 i referenscellen 35 är också större än det inbördes avståndet mellan de andra elektro- dema 27 och 29. Elektrodema 37 och 39 och elektrolyten 41 är placerade inuti ett botten- hål, som har allmänt rektangulär form och sträcker sig från bottnen i den övre urtagning- en 31. Referenselektroderna 37 och 39 sträcker sig också upp till plattan 33 för att där vara förbundna med elektriska ledare i kabeln 9.
I huvuddelens 3 centrala smalare parti 21 finns en urtagning 43 upptagen, som är avlång och är belägen allmänt parallellt med pilotcellens 1 axel. Vid bottnen av denna urtagning 43 är en elektrodplatta 45 placerad, som är av samma typ som en av elektro- derna i den battericell, för vilken pilotcellen 1 är avsedd, och exempelvis kan för ett blybatteri denna elektrod vara en blyplåt eller en blyremsa. Denna remsformiga elektrod 45 fungerar som en elektrod för kontroll av elektrolytens nivå i den battericell, för vilken pilotcellen 1 år avsedd. Den sträcker sig också fram till stödplattan 33 och är fastlödd vid en ledare vid en ledare i kabeln 9. Den är placerad i ett rektangulärt hål eller spår, som sträcker sig inuti huvuddelen 3, varvid det enda område av denna elektrodplatta 45 är det parti av en av de stora ytor, som är placerad inuti den i sidled liggande urtagningen 43.
Denna urtagning 43 har sidor 47, som har en sådan lutning, att urtagningen avsmalnar med ett smalare ytparti eller mynningsparti än dess inre parti. Det vid sidan liggande fönstret 45 sträcker sig endast längs ett längsgående parti av den smalare centrala delen hos huvuddelen 3, så att den understa punkten hos urtagningen 43 är belägen vid en nivå, som är högre än det nedersta partiet av de blottlagda områdena hos testelektrodema 27 och 29 inuti det nedre av fönstren 25. Denna höga nivå kan väljas på lämpligt sätt, så att nivåelektroden 45 fungerar på avsett sätt, såsom skall beskrivas nedan.
I huvuddelen 3 finns ett hål 49 anordnat, som sträcker sig parallellt med pilotcellens 1 axel. Hålet 49 kan vara ett bottenhål eller ett genomgående hål och är avsett att uppta en lämplig temperaturgivare, ej visad, som också är avsedd att vara förbunden med några elektriska ledare i kabeln 9.
Nivåelektroden 45 är också placerad allmänt parallellt med testelektrodema 27 och 29 och referenselektroderna 37 och 39 och dessutom kan de stora ytorna hos testelektro- dema 27 och 29 och nivåelektroden 45 alla ha samma längsgående vinkelräta symmetri- plan, varvid detta plan är ett diameterplan hos pilotcellen 1. Referenscellen 41 är då belägen mellan testelektrodema 29 och nivåelektroden 45 men något förskjuten bort från det nämnda symmetriplanet.
I fig. 8 visas en perspektivvy av ett vanligt startbatteri 51 av blybatterityp med sex celler. Varje cell är försedd med en inspektions- och påfyllningsöppning, som är tillsluten 10 15 20 25 30 35 40 516 191 6 av en gängad propp 53, varvid en av propparna 53 är ersatt av en pilotcell 1. Såsom åskådliggörs i delvyn i fig. 9, är pilotcellen 1 placerad tätt ovanför cellplattoma 55 i cellen.
I fig. 6 visas ett blockschema, som åskådliggör funktionen hos pilotcellen och dess delar, när dessa är förbundna med en övervakningskrets 57, som innefattar en central styrkrets 59, exempelvis en vanlig enchipsmikrodator. De olika elektroderna hos pilot- cellens komponenter är förbundna med styrkretsen 59 via lämpliga brytare och/eller signalformande anordningar. Styranordningen 59 utför i huvudsak en styrföljd enligt det i fig. 7 visade flödesschemat, vid periodiskt återkommande tidpunkter, såsom skall beskri- vas nedan.
Den centrala styrkretsen 59 innefattar flera moduler, som hanterar pilotcellens an- ordningar. Sålunda styr en första modul 61 laddningen av själva pilotcellen, dvs den cell, vilken bildas av elektrodema 27, 29 och elektrolyten hos den övervakade battericellen.
Denna modul innefattar en pulsalstrande krets 63, som alstrar en puls med förutbestämd längd, varvid denna puls förstärks i en förstärkare 65. Den förstärkta pulsen med en längd av flera sekunder avges till elektrodema 27, 29 via en effektbrytare 67, som styrs av modulen 61 till lämpligt läge.
En andra modul 63 i den centrala styranordningen 59 hanterar de mätningar, som görs på själva pilotcellen med elektrodema 27, 29. Denna modul styr också effektbryta- ren 67 för att få denna att inta läge för mätning och då blir elektrodema 27, 29 förbundna via effektbrytaren, så att spänningen däröver anbringas på ingångsanslutningama till en förstärkare 71. Den förstärkta signalen omvandlas till digital form i en A/D-omvandlare 7 och bearbetas sedan i modulen 69.
En modul 75 hanterar mätningen av elektrolytens nivå och är sålunda förbunden med nivåmätningselektroden 45 och med en av elektrodema hos själva pilotcellen, t ex med elektroden 29. Anslutningen görs via en förstärkare 77 och en A/D-omvandlare 79, som avger en digital signal till modulen 75 för utvärdering och för eventuellt utlösning av något larrn.
Moduler 81 och 83 analoga med modulema 61 respektive 69 hanterar laddning av och mätning på referenscellen 35 och för detta styr de en effektbrytare 85 liknande bryta- ren 67. Effektbrytaren är sålunda förbunden med referenscellens elektroder 37 och 39.
Modulen 81 för laddning av referenscellen är förbunden med effektbrytaren 85 via en pulsalstrande krets 87 och en effektförstärkare 89. Modulen 83 för utförande av mätning- arna på referenscellen 35 är förbunden med effektbrytaren 85, så att spärming över refe- renselektrodema 85 förstärks i en förstärkare 91 och omvandlas till digitala pulser i en A/D-omvandlare 99. Slutligen fmns en modul 95 för mätning av elektrolytens temperatur.
Denna är sålunda avsedd att fórbindas med den temperaturgivare, som skall upptas i hålet 49, och mottar signalen från givaren via en förstärkare 97 och en A/D-omvandlare 99.
De av styranordningen 59 utförda processtegen visas i flödesschemat i fig. 7. Förfa- randet startar i ett startblock 71 och sedan bestäms, för att en pålitlig mätning skall kunna 10 15 20 25 30 35 40 516 191 7 göras, huruvida batteriet är och har varit i "vilotillstånd", dvs att ingen ström har flutit genom batteriet, t ex under en tillräcklig tidsperiod. Sålunda bestäms först i ett block 703, huruvida det vid föreliggande tillfälle finns någon aktivitet i batteriet, dvs om detta urladdas eller laddas. Detta kan göras genom att avkänna att det inte finns någon ström genom något lämpligt motstånd anslutet i serie med battericellema, såsom t ex beskrivs i de anförda internationella patentansökningarna PCT/SE95/OO767 och PCT/IB95/00835, som införlivas häri som referenser. Om batteriet inte är inaktivt, görs i ett block 705 en begäran om en inaktivitetsperiod, dvs att inte någon ström skall flyta genom batteriet.
Detta kan bara göras, när exempelvis batteriet 103 är inkopplat tillsammans med ett stymät, vilket styr dess urladdning och laddning, såsom i ett intelligent batteriövervak- ningssystem för fordon, såsom beskrivs i PCT/IB95/00835. Efter denna begäran i blocket 705 utförs åter blocket 703.
Om det avgörs i blocket 703, att batteriet inte är aktivt, efterfrågas i ett block 707, huruvida batteriet har varit i ett vilotillstånd eller ett inaktivt tillstånd under en tillräcklig tidsperiod. Längden hos denna tidsperiod är inställd beroende på temperaturen och batte- riets ålder. Typiskt kan tidsperiodema vara 2 - 3 tirnmar vid en temperatur av -20°C och 5 - 15 minuter vid +20°C. Om tidsperioden inte är tillräckligt lång, utförs åter blocket 703. När i motsatt fall en sådan inaktivitetsperiod har uppnåtts, skall nivån hos batteriets elektrolyt eller syra kontrolleras. Villkoret, att syranivån är tillräcklig, är betydelsefullt av två skäl. För det första kommer en syranivå, som inte täcker cellanordningen i batteri- et, att minska batteriets nominella kapacitet och kommer i värsta fall att skada batteriet.
När för det andra syranivån är under den undre kanten hos elektrodplattorna 27, 29 hos själva pilotcellen, kommer den beräkning av kapaciteten, som skall göras, att vara opålit- lig och sålunda kan försöket att ladda pilotcellen i värsta fall orsaka skada på pilotcellen.
Sålunda mäts syranivån i ett block 709, varvid mätningen utförs genom att mäta den elektriska spänningen hos den battericell, som utgörs av nivågivarens elektrodplatta 45 och en av elektrodplattoma 27, 29 hos pilotcellen och genom att jämföra den mätta elekt- riska storheten med ett lämpligt tröskelvärde. Denna mätning måste utföras under en lämplig tidsperiod, exempelvis under en tidsperiod, som är längre än 10 sekunder, för att ge en pålitlig mätning. Vibrationer, lutning och centrifugallcrafter kan, också för en till- räcklig medelnivå hos syran, alltid orsaka, att syranivån kommer att vara låg på lokalise- rade platser inuti batteriet under korta tidsperioder, så att detta erfordrar, att mätningen utförs under en tidsperiod med tillräcklig längd. Det avgörs sedan i ett block 711, huruvi- da syranivån har varit korrekt under denna tidsperiod. Om det avgörs i blocket 711, att syranivån inte vara korrekt, görs en vaming i ett block 713, t ex genom att lysa upp någon indikator i en styrpanel hos det övervakande systemet, ej visat, för batteriet 103.
Sedan utförs blocket 703 åter.
Om det avgjordes i blocket 711, att syranivån var korrekt under den valda tidsperio- den, skall sedan de faktiska testcellsspänningarna bestämmas. Först undersöks det i ett block 711, huruvida det ñmis tid för att kasta om riktningen hos laddningsströmmen 10 20 516 191 8 genom pilot- och referenscellerna och om det erfordras, att denna omkastning utförs. Ett steg med omkastad riktning erfordras, eftersom allmänt laddning/urladdning av en batteri- cell naturligtvis resulterar i viss mekanisk förslitning/mekanisk eller kemisk sönderdelning av särskilt cellens positiva del. Detta är ännu mer betydelsefullt för cellplattoma hos särskilt pilotcellen, beroende på den lilla volymen och ytan hos dess cellplattor. Polarite- ten kan till exempel ändras vid varje laddningstillfälle, vilket resulterar i en förlängd livstid för cellen. Det är också möjligt att klara sig med färre ändringar av laddningsrikt- ningen. Såsom föredras här, omkastas sålunda här laddningsspänningen för själva pilot- cellen bestående av elektrodema 27 och 29 och den däremellan liggande batterielektroly- ten och referenscellen 35 i blocket 715. Sedan laddas i ett block 717 själva pilotcellen och referenscellen under en lämplig tidsperiod av t ex 10 sekunder, varvid denna tid beror på batteriets temperatur. Sedan stannar processen under en lämplig tidsperiod i ett block 718, varvid fördröjningen beräknas baserat på batteriets temperatur.
Efter detta mäts i ett block 719 själva pilotcellens spärming med öppen yttre krets och i ett block 721 mäts samma slag av spärming för referenscellen 35. Baserat på dessa mätningar och tidigare mätningar av samma storheter, vilka antas finnas lagrade i ett minne i styranordningen 59, räknas batteriets laddningstillstånd och särskilt batteriets kvarvarande kapacitet. En sådan beräkning kan baseras på de förfaranden, som beskrivs i U.S. patentet 5,l51,865. Slutligen lagras det beräknade resultatet i ett block 725 och förfarandet avslutas i ett block 727.
Med användning av dessa lagrade resultat och också den faktiska cellspämiíngen, som kan mätas direkt av styranordningen 111 som spänningen mellan anslutningarna 109 och 107 delad med sex, kan också tätheten hos elektrolytsyran beräknas.

Claims (8)

15 20 25 30 35 40 516 191 9 PATENTKRAV
1. Mätningsanordning för införande i en elektrolyt i ett ackumulatorbatteri, vilket ackumulatorbatteri har elektroder i beröring med dess elektrolyt, varvid mätningsanord- ningen innefattar ett första par av elektroder med aktiva ytor i beröring med ackumulator- batteriets elektrolyt, varvid elektroderna ingående i det första paret är av samma slag som ackumulatorbatteriets elektrod, varvid elektroderna ingår i det första paret och laddnings- batteriets elektrolyt bildar en elektrolytisk mätcell, vars spänning uppmåts, k ä n n e - t e c k n a d av en elektrolytisk referenscell, som innefattar ett andra par elektroder av också samma slag som ackumulatorbatteriets elektroder och i beröring med en elektrolyt av samma slag som ackumulatorbatteriets elektrolyt men avskild från denna, varvid spän- ningen hos den elektrolytiska referenscellen mäts och används för att korrigera den upp- mätta spänningen hos den elektrolytiska mätcellen och/eller för att bilda en referensspän- ning, med vilken spänningen hos den elektrolytiska mätcellen jämförs, för att avge spän- ningsvärden, med vilkas hjälp en bestämning av laddningsbatteriets laddningstillstånd görs.
2. Mätningsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av en styrkrets ansluten till elektrodema ingående i de första och andra paren och anordnad att ladda den elektro- lytiska mätcellen och den elektrolytiska referenscellen, innan en mätning av dessa cellers spänningar görs.
3. Mätningsanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att styrkretsen är anordnad att införa en fördröjning med förutbestämd längd, efter laddning av den elektro- lytiska mätcellen och den elektrolytiska referenscellen och innan en mätning av spänning- en över dessa celler görs.
4. Mätningsanordning enligt ett av krav 2 - 3, k ä n n e t e c k n a d av att styr- kretsen är anordnad att kasta om polariteten hos en spärming, vilken laddar den elektroly- tiska rnätcellen och den elektrolytiska referenscellen mellan varje mätning av spänningen hos dessa celler.
5. Mätningsanordning enligt ett av krav 2 - 4, k ä n n e t e c k n a d av att styran- ordningen är anordnad att kontrollera, före en mätning av spänningarna hos den elektro- lytiska mätcellen och den elektrolytiska referenscellen, huruvida ackumulatorbatteriet har varit i ett vilotillstånd eller ett inaktivt tillstånd under en förutbestämd tidslängd och att uppskjuta mätningen, tills en sådan förutbestämd tidslängd har uppnåtts.
6. Mätningsanordning enligt ett av krav l - 5, k ä n n e t e c k n a d av en nivå- elektrod av samma slag som en av ackumulatorbatteriets elektroder, varvid nivåelektroden har en aktiv yta avsedd att vara i beröring med ackumulatorbatteriets elektrolyt, när mät- ningsanordningen är införd däri, varvid den aktiva ytan hos nivåelektroden då har en undre kant belägen vid en förutbestämd nivå, varigenom genom att kontrollera, huruvida den elektrolytiska cell, som bildas av nivåelektroden och en annan elektrod hos mätnings- anordningen eller hos ackumulatorbatteriet, har någon avgiven spänning eller genom att kontrollera det elektriska motståndet mellan dessa elektroder, det kan anges, huruvida 516 191 10 batterielektrolytens nivå är högre eller lägre än den förutbestämda nivån.
7. Mätningsanordning enligt ett av krav 1 - 6, k ä n n e t e c k n a d av att elektro- derna ingående i det första paret bildas av plattor med aktiva ytor, vilka plattor är place- rade med endast sina aktiva ytor i beröring med ackumulatorbatteriets elektrolyt, varvid s de aktiva ytorna är så utformade och belägna, att de vetter mot varandra på ett litet av- stånd från varandra, varigenom en smal första slits eller kanal bildas mellan de aktiva ytorna.
8. Mätningsanordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av en huvuddel av ett elektriskt isolerande material, varvid huvuddelen har en allmän cylindrisk form och var- m vid en andra slits eller kanal passerar genom huvuddelen och elektrodplattoma ingående i det första paret är belägna, så att de har sina aktiva ytor för bildande av partier av väggar i slitsen eller kanalen, så att den första slitsen eller kanalen bildar en del av den andra slitsen eller kanalen.
SE9601837A 1996-05-14 1996-05-14 Pilotcell för batteri SE516191C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9601837A SE516191C2 (sv) 1996-05-14 1996-05-14 Pilotcell för batteri
EP97201391A EP0807826A3 (en) 1996-05-14 1997-05-14 Pilot cell for a battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9601837A SE516191C2 (sv) 1996-05-14 1996-05-14 Pilotcell för batteri

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9601837D0 SE9601837D0 (sv) 1996-05-14
SE9601837L SE9601837L (sv) 1997-12-02
SE516191C2 true SE516191C2 (sv) 2001-11-26

Family

ID=20402565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9601837A SE516191C2 (sv) 1996-05-14 1996-05-14 Pilotcell för batteri

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0807826A3 (sv)
SE (1) SE516191C2 (sv)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9054397B2 (en) * 2009-08-11 2015-06-09 Amphenol Thermometrics, Inc. Battery cell with integrated sensing platform
CN102593539B (zh) * 2012-02-13 2014-08-27 东莞新能源科技有限公司 一种监控锂离子电池正负极电位的方法
US10243243B2 (en) 2016-06-30 2019-03-26 Lenovo (Beijing) Co., Ltd. Battery and charging method
CN106099220B (zh) * 2016-06-30 2021-10-22 联想(北京)有限公司 一种电池及电子设备
CN107942250B (zh) * 2017-09-30 2019-12-13 武汉昊诚能源科技有限公司 一种快速测量时钟电池容量的方法
CN111082151A (zh) * 2019-12-25 2020-04-28 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种在锂离子软包电池内部原位生成锂参比电极的方法
CN112909368A (zh) * 2021-03-25 2021-06-04 湖南美尼科技有限公司 一种用于三电极测试的电芯及其测试方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1634176A (en) * 1924-11-03 1927-06-28 Cunliffe Wilfred Indicator
US3657639A (en) * 1970-06-22 1972-04-18 Eltra Corp Method and apparatus for measuring the state of charge of a battery using a reference battery
DE2944326C2 (de) * 1979-11-02 1982-06-03 Deta-Akkumulatorenwerk Gmbh, 3422 Bad Lauterberg Vorrichtung zur Elektrolytstandsanzeige bei einem Akkumulator
DE3220147C1 (de) * 1982-05-28 1983-10-20 Deta-Akkumulatorenwerk Gmbh, 3422 Bad Lauterberg Meßsonde und Verfahren zur Bestimmung des Ladezustands eines Akkumulators
IT1236177B (it) * 1989-12-19 1993-01-19 Sensori allo stato solido per la misura dello stato di carica delle batterie al piombo acido.
NO174446C (no) * 1991-03-12 1994-05-04 Skand Instr As Fremgangsmåte og anordning for overvåkning av elektrolytt-nivå i akkumulatorceller
US5304433A (en) * 1992-09-28 1994-04-19 Gnb Battery Technologies Inc. Capacity indicator for lead-acid batteries

Also Published As

Publication number Publication date
SE9601837L (sv) 1997-12-02
SE9601837D0 (sv) 1996-05-14
EP0807826A2 (en) 1997-11-19
EP0807826A3 (en) 1997-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6677758B2 (en) Multiplex voltage measurement apparatus
US4284951A (en) Battery electrolyte level sensor
EP3913726B1 (en) Soh/soc detecting device for power storage element, and power storage element managing unit
US11152652B2 (en) Fast and precise detection of an internal short circuit on a lithium-ion battery
EP0749016A1 (en) Method of determining remaining capacity of a storage cell
US4388584A (en) Battery monitoring and charger control system
CN107749444B (zh) 电池组模块和用于监测电池组模块的方法
US5304433A (en) Capacity indicator for lead-acid batteries
KR102782821B1 (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 팩, 에너지 저장 시스템 및 배터리 관리 방법
SE516191C2 (sv) Pilotcell för batteri
US5936382A (en) Battery electrolyte level monitor
KR20230036929A (ko) 배터리 진단 장치, 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 전기 차량 및 배터리 진단 방법
KR20230009230A (ko) 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 전기 차량 및 배터리 관리 방법
EP0997742B1 (en) State-of-charge-measurable batteries
EP0568339B1 (en) Battery comprising cells connected in series
US3060374A (en) Battery testers
KR20040090420A (ko) 잠수함의 전기 배터리를 모니터링하기 위한 장치 및 방법
JP3584760B2 (ja) 組電池における過放電セル検出装置
JPH1116608A (ja) 油漬均圧型電池及びその充放電装置
JP2000133322A (ja) 二次電池の充放電システム
JP3190854B2 (ja) 充電器
JPH08233919A (ja) 電池種類判別装置
SU815797A1 (ru) Устройство дл защиты аккумул торапРи РАзР дЕ
JP2001176544A (ja) ナトリウム・硫黄2次電池及びその放電深度、残存容量判定方法
JPS61294770A (ja) 比重センサ付密閉形鉛電池

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed