DE202006011062U1 - Factor stabilizing and evaluation equipment for battery includes electric interface and microcontroller that are connected to analysis system - Google Patents

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Abstract

The equipment has an input connected to a battery. An electric interface circuit (1) and a microcontroller (2) are connected to an analysis system (4). A thermometer (3) is connected to the analysis system through the microcontroller. The microcontroller obtains factors such as temperature, voltage, length of time that affect the lifespan of the battery.

Description

  • – Das Gebrauchsmuster veranschaulicht eine Anlage, die eine spezielle Diagnostik der Batterien ermöglicht. Sie kann bei Anlagen, Apparaten, Geräten, usw. angewandt werden, bei denen die gesicherte Elektrizitätsversorgung sehr wichtig ist, und wo dies durch eine, zur Stromspeicherung geeignete chemische Elektrizitätsquelle, also eine Batterie garantiert wird, z.B. in den Bereichen der Telekommunikation, Informatik, Energetik, dem Steuer- und Regelungssystem, und bei medizinischen Geräten- The Utility model illustrates a plant that has a special Diagnostics of the batteries allows. It can be applied to equipment, apparatus, appliances, etc. where the secure supply of electricity is very important, and where this is done by a suitable chemical source of electricity storage, so a battery is guaranteed, e.g. in telecommunications, Computer science, power engineering, the control and regulation system, and at medical devices
  • – Die Lebensdauer einer Batterie ist aufgrund der elektrochemischen Prozesse beschränkt und wird von mehreren Faktoren gemeinsam bestimmt. Das Prognostisieren der Lebensdauer der Batterien erhöht die Betriebssicherheit, da man vor Ablauf des endgültigen Zeitintervalls ein Signal bekommt, und so der Batterie im günstigsten Zeitpunkt ausgetauscht werden kann.- The Battery life is due to electrochemical processes limited and is determined jointly by several factors. Forecasting the life of the batteries increases operational safety, since one before the expiration of the final Time interval gets a signal, and so the battery in the cheapest Time can be exchanged.
  • – Beim Mustergerät handelt es sich um ein kleines, billiges Gerät, das zum Zeitpunkt der Inbetriebsetzung der Batterie installiert werden kann, und das alle Einflüsse der Batterie erfasst. Aus den Daten kann man dann auf den Zustand der Batterie folgern.- At the sample device it is a small, cheap device, at the time of commissioning the battery can be installed, and all the influences of the Battery detected. From the data one can then look at the condition of the battery conclude.
  • – Ein ähnliches Gerät zur Erfassung bzw. Auswertung der Faktoren, die die Lebensdauer der Batterien beeinflussen, hat man bei den betriebsmäßig verwendeten Batterien bisher noch nicht angewandt. Bei speziellen Messungen wurden bereits früher Batterien mit Datensammler verbunden, aber dessen Aufbau, Messziele und technische Herstellung unterschied sich von meinem Gerät. Bisher hat man aus der Kapazität, dem Innenwiderstand oder aus anderen Parametern auf den Zustand der Batterie geschlossen. Es war auch verbreitet, die Batterien von Zeit zu Zeit zu entladen und aus dem Zusammenhang zw. Entladungsstrom und Zeitangaben eine Schlussfolgerung zu ziehen. Dieses Verfahren hat jedoch einen hohen Bedarf an Arbeit, Einrichtungen und Energie.- A similar Device for Recording or evaluation of the factors that affect the life of the Batteries influence, one has at the operationally used Batteries not yet used. For special measurements have been earlier Batteries associated with data collector, but its construction, measurement objectives and technical manufacture differed from my device. So far did you get out of capacity, the internal resistance or other parameters on the state the battery is closed. It was also common, the batteries from time to time to discharge and out of context between discharge current and time to draw a conclusion. This method However, there is a high demand for work, facilities and energy.
  • – Im Unterschied zu den eben erwähnten Methoden misst und erfasst das Mustergerät die Einflüsse der Batterie. Das sind: der Gleich- oder Wechselspannungspegel, die Temperatur, die Zeitdauer. Daraus und aus den Daten, die die Hersteller der Batterie angeben, zieht das Gerät eine Schlussfolgerung.- In the Difference to the ones just mentioned Methods measures and records the sample device the influences of the battery. These are: the DC or AC voltage level, the temperature, the time duration. From this and from the data given by the manufacturers of the battery, pulls the device a conclusion.
  • – Ausführlicher: Der Batterie wird ein intelligenter Datensammler angeschlossen, der die Faktoren, die die Lebensdauer der Batterie beeinflussen können erfasst. Von den gespeicherten Daten können dann später die bedeutendsten Parameter abgelesen und analysiert werden. Das Gerät ist klein, hat hohe Messgröße, funktioniert anhaltend und zuverlässig, und hat einen niedrigen Energieverbrauch. Um die Daten später analysieren zu können, werden sie in einem speziellen System gespeichert. In diesem Speicherverfahren werden die Daten, die bei bestimmten Temperaturen, Spannungspegel und Zeitpunkten gemessen wurden, einander zugeordnet. So werden die Daten in einer Matrix erfasst. Die Daten können von dieser Matrix mit einem speziellen Software, PC oder einem anderen Mikrokontroller ablesen. Das Zielsoftware ordnet allen Batterietypen einen Algorithmus zu, den die Batterienhersteller angegeben haben, und führt die Auswertung aus.- In more detail: The battery is connected to an intelligent data collector, which captures the factors that can affect the battery life. From the stored data can then later the most important parameters are read and analyzed. The Device is small, has high measurement, works persistent and reliable, and has a low energy consumption. To analyze the data later can, they are stored in a special system. In this storage method will be the data at certain temperatures, voltage levels and times were measured, assigned to each other. So the data is in one Matrix detected. The data can from this matrix with a special software, PC or another Read microcontroller. The target software orders all battery types an algorithm that the battery manufacturers have indicated and leads the evaluation off.
  • – In der Dokumentation gibt der Hersteller einen Vorschlag für die geeigneten Bedingungen der Nutzung zur Erreichung der besten Leistung – in diesem Fall sind dies die größere Kapazität und die längere Lebensdauer. Auf dem Datenblatt werden die Parameter durch Beschreibung, Formeln oder per Diagramm angeführt. Die Datenblätter beschreiben auch die Folgen der Abweichung von der optimalen Situation. Das Gerät und sein Auswertungssystem gehen gerade aus dieser Tatsache heraus.- In The documentation gives the manufacturer a suggestion for the appropriate Conditions of use to achieve the best performance - in this Case these are the larger capacity and the longer Lifespan. On the datasheet, the parameters are described by description, Formulas or indicated by diagram. The data sheets also describe the consequences of deviation from the optimal situation. The device and its evaluation system is just going out of this fact.
  • – Es ist allgemein bekannt, dass die Lebensdauer bei Batterien vorwiegend von der Temperatur und von der dazu geordneten Schwebeladespannung abhängt. Bei Temperaturen über 20°C wird die die Lebensdauer bei jeder Temperaturerhöhung von 10°C halbiert. (Bernulli-Gleichung). Wohlbekannt ist auch die Tatsache, dass in Batterien, die lange nicht aufgeladen wurden, irreversible Prozesse von sich gehen. Die Schwebeladespannung hängt von der Temperatur ab. Die Batterie wird auch dann geschädigt, wenn die Ladespannung höher ist, als was für die entsprechende Temperatur vorgesehen ist. Die Batterie wird weiter ebenfalls irreversibel geschädigt, wenn er bei einer zu tiefen Entladungsspannung betrieben wird und ihre Zykluszahl nicht richtig ist. Die Wechselspannung, die der Batterieauflader fehlerhaft hervorruft, kann ebenfalls Schäden hervorrufen. Der Rechnungsalgorithmus kann bei verschiedenen Batterietypen unterschiedlich sein.- It It is well known that battery life is predominantly depends on the temperature and the arranged Schwebeladespannung. at Temperatures above 20 ° C is which halves the life of every 10 ° C increase in temperature. (Bernoulli's equation). Well known is also the fact that in batteries that are not long charged, irreversible processes go away. The floating charging voltage depends on the temperature off. The battery will be damaged even if the charging voltage higher is, as what the corresponding temperature is provided. The battery will continue also irreversibly damaged, if it is operated at too low a discharge voltage and their Cycle number is not correct. The AC voltage that the battery charger can cause damage, too. The billing algorithm may be different for different battery types.
  • – Ein konkretes Beispiel zur Realisierung (1.) Das Mustergerät wurde auf die Seite festgelegt und sich mit zwei Polen (+ und –) der Batteriezellen angeschlossen. Falls die Spannung zwischen 4–70 V ist, kann die Spannung zum Stromkreis von der geprüften Batterie gewonnen werden. Sonst braucht der Stromkreis eine Außenspeisung. Der Stromkreis kann so gestaltet werden, dass seine, Stromaufnahme ohne Signal 4V und 1 mA ist.- A concrete example of realization ( 1 .) The sample device was fixed on the side and connected to two poles (+ and -) of the battery cells. If the voltage is between 4-70 V, the voltage to the circuit can be obtained from the battery being tested. Otherwise, the circuit needs an external supply. The circuit can be designed so that its current consumption without signal is 4V and 1 mA.
  • – Im Stromkreis befindet sich: ein Interface-Stromkreis (1), ein Schutzstromkreis gegen die umgekehrte Polarität, ein intelligenter Mikrokontroller mit Datenspeicher und eingebauter Uhr (2), elektronischer Thermometer (3). Zum Ablesen der Daten kann man sich ständig oder zeitweilig das Auswertungssystem anschließen (z.B. PLC, Laptop, usw.) (4). Das Auswertungssoftware kann die Auswertung in Text-, Tabellen- oder Diagrammform erstellen.- The circuit contains: an interface circuit ( 1 ), a reverse polarity protection circuit, an intelligent microcontroller with data memory and built-in clock ( 2 ), electronic thermometer ( 3 ). To read the data you can constantly or temporarily connect the evaluation system (eg PLC, laptop, etc.) ( 4 ). The evaluation software can use the Create evaluation in text, table or diagram form.
  • – Der Stromkreis kann bereits auch aus einem Dutzend Bestandteilen zusammengestellt werden. Das Muster kann direkt auf der Batterie, auf seiner Abzapfung oder in der Nähe der Batterie angebracht werden. Das Gerät kann auch kleiner als 10 cm3 sein. Der Mikrokontroller kann die Daten während der gesamten Lebensdauer der Batterie erfassen. Das bedeutet, er erfasst die Zeitdauer, die Temperatur, die Spannung und dessen Zusammengehörigkeit. Bei gut gewählter Speichertechnologie – mehr als einmal pro Stunde gemessen – bleibt das Gerät während der ganzen Lebensdauer der Batterie betriebsfähig. Die Daten können dann aus dem Mikrokontroller mit einem Computerprogramm abgelesen und ausgewertet werden. Durch die Auswertung kann man die noch zu erwartende Lebensdauer der Batterie feststellen, die Batterie zum optimalen Zeitpunkt austauschen, und Garantieprobleme korrekt festlegen.- The circuit can already be composed of a dozen components. The pattern can be mounted directly on the battery, on its tap or near the battery. The device can also be smaller than 10 cm 3 . The microcontroller can capture the data throughout the life of the battery. This means that it records the length of time, the temperature, the voltage and its connection. With well-chosen memory technology - measured more than once per hour - the device will remain operational throughout the life of the battery. The data can then be read from the microcontroller with a computer program and evaluated. By evaluating the expected life of the battery can be determined, replace the battery at the optimum time, and set warranty problems correctly.
  • – Die Neuigkeit des Gerätes besteht darin, dass es mit geringem Kostenaufwand und in kleiner Größe hergestellt werden kann. Es kann sowohl neben der Batterie als auch in der Batterie integriert hergestellt werden. Mit dem Gerät kann man die subjektiven Faktoren des Batteriezustandes reduzieren. Dadurch kann man die lange und kostspielige Untersuchung der Batterie ersetzen. Die Anlage kann auch die Störungen der Batterie anzeigen. In das Muster kann auch ein Display für Störungen und Betriebsstand gesetzt werden. Diesem Display können Daten zugeordnet werden z.B. Zeitdauer, Überladespannung, Temperatur in Zellen, usw. Die Daten können auch weitergeleitet werden z.B. zur Beladeanlage, Betriebsüberwachung, Betriebskraft, usw.- The News of the device is that it is manufactured at low cost and in small size can be. It can be next to both the battery and the battery be made integrated. With the device you can get the subjective Reduce battery condition factors. This can be the replace long and expensive battery inspection. The attachment may also be the interference show the battery. In the pattern can also be a display for faults and Operating status are set. Data can be assigned to this display e.g. Duration, overvoltage, Temperature in cells, etc. The data can also be forwarded e.g. to the loading system, operational monitoring, Operating power, etc.

11
Interface-StromkreisInterface Circuit
22
Mikrokontrollermicrocontroller
33
Thermometerthermometer
44
Auswertungssystemevaluation system

Claims (6)

Ein Gerät – für Erfassung bzw. Auswertung der Faktoren, die die Lebensdauer der Batterien beeinflussen, – dessen Eingang mit einer Batterie verbunden ist dadurch gekennzeichnet, dass einen Interface-Stromkreis (1), einen Mikrokontroller (2) und einen Thermometer hat, die mit einem Auswertungssystem (4) verbunden sind.A device - for detection or evaluation of the factors affecting the life of the batteries, - whose input is connected to a battery is characterized in that an interface circuit ( 1 ), a microcontroller ( 2 ) and a thermometer equipped with an evaluation system ( 4 ) are connected. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Interface-Stromkreis (1), der Mikrokontroller (2), die Thermometer (3) und das Auswertungssystem in der 1 neben der Batterie oder in der Nähe angesetzt werden können.According to claim 1, characterized in that the interface circuit ( 1 ), the microcontroller ( 2 ), the thermometers ( 3 ) and the evaluation system in Fig. 1 next to the battery or in the vicinity can be set. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass statt des Mikrokontrollers (2) auch PLC oder Computer verwendet werden kann.Characterized in that instead of the microcontroller ( 2 ) also PLC or computer can be used. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Faktoren, die die Lebensdauer beeinflussen (zB. Temperatur, Spannung, Zeitdauer, usw.), im Mikrokontroller (2) einander zugeordnet erfasst werden. Characterized in that the factors which influence the service life (eg temperature, voltage, time duration, etc.) in the microcontroller ( 2 ) are associated with each other. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Faktoren, die die Lebensdauer beeinflussen, im Mikrokontroller oder auch in einem Auswertungssystem ausgewertet werden kann.According to claim 1, characterized in that the Factors that affect the life in the microcontroller or can also be evaluated in an evaluation system. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der intelligente Mikrokontroller (2) auch Klarmeldung und Strörungssignale geben kann. Das Störungssignal kann auch weitergeleitet werden.According to claim 1, characterized in that the intelligent microcontroller ( 2 ) can also give clear message and Strörungssignale. The fault signal can also be forwarded.
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