Jak se měřily aku články dříve

První zadání na měření kapacity aku článků jsme dostali ještě jako ÚVAR ŽPO od generálního ředitelství v roce 1985. Zařízení tehdy mělo nahradit ruční měření kapacity aku článků a mělo roztřídit články do kategorií 100 - 80%, 80 - 60% a na nevyhovující pod 60%. Články NiCd na rozdíl od jiných baterií musí být též pravidelně vybíjeny a proto zařízení muselo zajistit i jejich formování.

Pro řízení procesu jsme použili tehdy nově vyvíjený 8 bitový mikropočítač SAPI1 s procesorem Intel 8080. Pro regulaci proudu bychom sice už tehdy mohli použít tyristorový měnič ČKD, ale nakonec jsme dali přednost mnohem levnějšímu a na údržbu jednoduššímu rotačnímu soustrojí.

První prototypové zařízení pracovalo od roku 1987 v ŽOS Nymburk. Se zařízením byly získávány první provozní zkušenosti nejen s jeho spolehlivostí, ale i s vhodným způsobem připojení článků z hlediska omezení úbytků měřeného napětí a dlouhodobé odolnosti svorek v korozivním alkalickém prostředí.

V té době už byla v provozu řada měřících zařízení bez procesorového řízení, kde pro automatizaci byly použity elektromechanické prvky. Tato zařízení pocházela ze 60. a 70. let minulého století.

V ŽOS Plzeň byla řada vybíjecích zařízení a též se tam zkoušelo místo přesné regulace vybíjecího proudu měřit prošlý náboj (součin proudu a času). Ruční nastavování proudu na principu stlačování grafitových desek nebylo stálé a proud se musel pravidelně kontrolovat.
Podle názoru elektrochemiků tak lze získat dostatečně přesný výsledek, ale drážní předpis toto zjednodušení nepřipouští.

V ŽOS Krnov bylo zařízení, které regulovalo vybíjecí proud pomocí regulačního odporu s motorovým pohonem. Na každý článek bylo připojeno podpěťové relé ovládající stykač. Každý článek měl svoji žárovku v registračním přístroji, kde se posunoval ozalitový papír. Po vyvolání ve čpavkové vývojce stačilo udělat čáru na 60 a 80% a články byly roztříděné.

Naše první zařízení bylo sice již mnohem dokonalejší, ale mělo ještě řadu nedostatků. Převodník pro regulaci proudu měl rozlišení jen 8 bitů a jeho přesnost byla cca 1%. Napětí článků se místo galvanického oddělení převádělo na společný potenciál proudovými převodníky, které do měření zanášely chybu. Jak se časem v agresivním prostředí zvětšovaly svodové proudy desek i tranzistorů, chyba se z původních 20 mV zvětšovala i na více než 50 mV a každý vstup měřil jinak.

Největší chybu ale způsobovalo měření času. Regulace proudu buzením dynama byla pomalá a odpojení článku včetně snížení proudu na nulu a naregulování na původní hodnotu trvalo cca 7 vteřin. Při 96 článcích to byla u posledního chyba přes 11 minut (3,7% z 5 hodin vybíjecí doby).

Zařízení sice svůj účel splnilo, ale pozdějším požadavkům na vyšší přesnost měření již nevyhovělo.

Nová koncepce zařízení

Po roce 1992 jsme už jako firma PIK vyráběli zařízení s tyristorovým regulátorem Simoreg a s počítačem PC. Z počátku jsme používali řídící systém Amit, později jsme ho nahradili svým jednoúčelovým. Jednotlivé moduly jsou postupně zdokonalovány, ale ve většině případů jsou nové moduly zaměnitelné s těmi staršími. Tak je zajištěn nejen servis těchto starších zařízení, ale i možnost jejich postupné modernizace.

Připojení článků

Mimo vývoje vlastního zařízení jsme se věnovali i způsobu připojování článků. Z počátku bylo snahou uživatelů ušetřit si práci a připojovat články pomocí velkých "nabíječkových" krokosvorek. Po setření vrstvy niklu se však zvětšoval přechodový odpor a zvětšovaly se napěťové úbytky. Rozdělení svorky na napěťovou a proudovou část bylo též nespolehlivé. Tyto svorky jsou úspěšně používány pouze u malých zařízení s proudem do 10 A. Zkoušely se i různé kontaktní hlavy, ale ničil je elektrolyt rozprašovaný při nabíjení z článků.

Nejlépe se osvědčily příložky utahované pod matici. Při použití pneumatických utahováků je pracnost připojení nízká a připojení článků je spolehlivé.

Vývojem prošly i koncovky kabelů. Původně jsme používali pájecí oka a PVC bužírku. Bužírka nezajistila těsnost a od oka do kabelu vzlínal hydroxid. Životnost šňůr byla 3 - 5 let. V současné době používáme speciální lisovací oka s možností dodatečného zapájení překrytá smrštivou bužírkou. Některé šňůry tohoto typu jsou v provozu už 10 let a zatím nejeví známky většího opotřebení. To se u šňůr pozná při maximálním proudu podle nárůstu teploty v místě ztenčení vodičů.