Патенты автора Подлипалин Владимир Александрович (RU)
СПОСОБ ЖИДКОСТНОЙ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ ПЛОСКИХ ЯЧЕЕК БАТАРЕЙНОГО МОДУЛЯ ТЯГОВОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ // 2756389
Изобретение относится к средствам аккумулирования электроэнергии для использования в транспортном машиностроении в составе энергопитающих комплексов транспортных средств, оснащенных тяговым электроприводом. В способе жидкостной термостабилизации плоских ячеек батарейного модуля тяговой аккумуляторной батареи, при котором тепло от аккумуляторных ячеек отводят с помощью металлических пластин и U-образных каналов с жидким теплоносителем, состыкованных с распределителем и коллектором батарейного модуля со стороны полюсных выводов, соединенных в параллель, акумуляторных ячеек и образующих накопители батарейного модуля, термостабилизирующие каналы выполнены на основе U-образных трубок, установленных в фигурные выштамповки спаренных металлических пластин, образующих теплообменники, которые вместе с накопителями собирают в пакетную конструкцию, на которую сверху в зависимости от числа накопителей в модуле устанавливают одну или две печатных платы сопряжения и которую стягивают при сборке батарейного модуля с помощью больших струбцин и механически фиксируют болтами к стенкам и уголкам батарейного модуля. Технический результат состоит в упрощении конструкции, возможности использования аккумуляторной батареи как при повышенных, так и пониженных температурах окружающей среды. 8 ил.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании транспортного средства с электрической тягой: электромобилей, электрокаров, экобусов, электробусов, троллейбусов с автономным ходом и др. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве батарейного модуля с жидкостной термостабилизацией накопителей, соединенных последовательно и размещенных в общем корпусе, съем тепла производится непосредственно со стенок накопителей путем смывания их специально подобранным морозостойким теплоносителем с нейтральной реакцией на материал корпуса накопителей. Для этого разработана соответствующая конструкция батарейного модуля на основе вставляемого в корпус батарейного модуля каркаса, обеспечивающего направленное смывание граней каждого накопителя с равномерным распределением тепловых потоков и надежной герметизацией каналов теплоносителя с помощью силиконовой прокладки с развитой системой микровыступов. Технический результат заявленного изобретения заключается в значительном повышении эффективности теплопередачи между жидким теплоносителем и ребристыми корпусами накопителей батареи. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.
БАТАРЕЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ // 2561826
Изобретение относится к области электротехники и может быть использована в батареях электрических накопителей энергии различного типа. Технический результат - повышение эффективности выполнения традиционных функций по мониторингу, балансировке и защите, обеспечение требуемых для надежной эксплуатации батареи температурных и помехоустойчивых условий ее работы. В батарее электрических накопителей энергии каждый батарейный модуль содержит блок последовательно соединенных накопителей, выравнивающее устройство и микропроцессорную систему контроля и управления для выполнения функции эффективного управления внутримодульным активным выравниванием напряжения на единичных накопителях с помощью электронного выравнивающего устройства, управления межмодульным выравниванием напряжения на отдельных модулях с помощью дополнительного источника постоянного тока, подключаемого к шинам постоянного напряжения дозарядки от введенного в батарею преобразователя напряжения AC-DC или к выходным клеммам батареи, регулирования температурного режима накопителей с помощью датчика температуры и блока климатики с исполнительными органами в виде заслонок, ТЭНов и вентиляторов и оптимизации заряда накопителей с помощью экспертного анализа на основе статистических данных, полученных при эксплуатации батареи. 1 ил.
Выравнивающее устройство для иерархической системы управления батареей электрических накопителей энергии с энергообменной изолированной магистралью постоянного тока и блоками управления накопителями относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики. Сущность изобретения состоит в том, что узел балансировки каждого накопителя состоит из двух отдельных специализированных DC/DC преобразователей: маломощного обратноходового, работающего в режиме ограничения мощности для передачи энергии из накопителя в энергообменную магистраль постоянного тока, и мощного прямоходового преобразователя напряжения с фиксированным жестким коэффициентом передачи напряжения (трансформации) для передачи энергии из магистрали в накопитель. Технический результат заявленного изобретения состоит в том, что благодаря использованию более мощного прямоходового преобразователя имеется возможность направлять большой поддерживающий ток в нуждающийся накопитель из энергообменной изолированной магистрали постоянного тока, энергия в которую подается от большого числа «донорских» накопителей с помощью менее мощных обратноходовых преобразователей, что позволяет за ограниченное время разряда компенсировать не только утечки, но и дефицит заряда в нескольких «наихудших» накопителях. 1 ил.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании аккумуляторных батарей из литий-ионных накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики.
Технический результат заявленного изобретения состоит в экономии затрат на аппаратуру температурной автоматики подогрева и совмещении процесса балансировки накопителей батареи с ее подогревом от выбранных накопителей, не допуская их переразрядки и нарушения балансировки.
Сущность изобретения состоит в том, что функция нагрева в зимних условиях и терморегуляция батареи возложена на встроенную в батарею иерархическую электронную систему управления путем подключения нагревательных элементов батарейных модулей к ее изолированной энергообменной магистрали постоянного тока через электронные ключи, встроенные и управляемые от блоков управления модулями, связанными с установленными на накопители батареи блоками управления накопителями с температурными датчиками и выравнивающими устройствами. 1 ил.
Способ установки и крепления на накопитель платы блока управления накопителем системы управления высоковольтной аккумуляторной батареей относится к области электротехники и может быть использован для нужд электротранспорта и энергетики. Технический результат изобретения состоит в повышении безопасности благодаря исключению ситуации размыкания высоковольтной батареи при монтаже и демонтаже блока управления накопителем, легкости и универсальности установки и крепления. Сущность изобретения состоит в том, что плата блока управления накопителем системы контроля батареи устанавливается не непосредственно на борны накопителя через соответствующие отверстия в плате, а крепится к борнам посредством двух контактных пластин с резьбовыми заклепками под винты крепления платы к контактным пластинам. 3 ил.
Балансир напряжений для батареи электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использован при создании батарей с Li-ионными аккумуляторами и ионисторами или химическими источниками тока для нужд транспорта и энергетики. В балансир для батареи из соединенных в последовательную электрическую цепь единичных накопителей, состоящий из выравнивающего устройства для двух смежных накопителей на базе дросселя и параллельно подключенных накопителям диодов и электронных ключей, управляемых через блок управления выравнивающего устройства, дополнительно введен подключенный последовательно с дросселем датчика тока и датчик температуры. Выравнивающее устройство выполнено в виде драйвера с встроенными MOSFET-транзисторами. Блок управления выравнивающим устройством двух смежных накопителей выполнен в виде микроконтроллера, связанного с микроконтроллером батареи по последовательному каналу связи с гальванической развязкой, например, CAN-типа. Технический результат заключается в устранении возможного насыщения накопительного дросселя выравнивающего устройства, защите батареи от перегрева элементов и обеспечения возможности использования как локальных, так и глобальных алгоритмов выравнивания напряжения на накопителях батареи. 1 ил.
Иерархическая трехуровневая система управления высоковольтной батареей электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использована при создании батарей электрических накопителей энергии различной природы в составе автономных систем электроснабжения, в том числе на транспорте, в устройствах бесперебойного питания, в системах оперативного постоянного тока и сетевых накопителях электроэнергии. Технический результат изобретения состоит в обеспечении возможности экстренного автоматического отключения батареи от зарядного устройства или нагрузки при предаварийных состояниях накопителей батареи, минуя микроконтроллеры системы.
Сущность изобретения состоит в том, что в систему, содержащую запитанные от батареи микроконтроллерные блоки управления накопителями, модулями накопителей и всей батареи, связанные между собой последовательными каналами связи с гальванической развязкой, введен дублирующий канал связи экстренного реагирования на основе последовательно соединенных устройств гальванической развязки с открытым коллектором, подключенный на уровне управления батареей непосредственно к батарейному коммутатору, а на уровне управления накопителями - к компараторам верхнего и нижнего уровней напряжений накопителей через логический элемент ИЛИ. 1 ил.
Иерархическая трехуровневая система управления высоковольтной батареей электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использована при создании высоковольтных батарей для нужд транспорта и энергетики. Технический результат изобретения состоит в автоматизации процесса присвоения идентификационных номеров (адресов) конструктивно привязанных к накопителям и батарейным модулям микроконтроллерных блоков управления системы. Сущность изобретения состоит в том, что в систему, запитанную от батареи и содержащую связанные по последовательному каналу связи через устройство гальванической развязки микроконтроллерные блоки управления накопителями, модулями и батареей, введен аппаратно-программный механизм автоматического присвоения идентификационных номеров блоков управления (адресов) на основе цепочек последовательно соединенных друг с другом в требуемом порядке идентификации блоков управления системы по входу и выходу разовых команд соответствующих микроконтроллеров через устройства гальванической развязки. 1 ил.
Иерархическая трехуровневая система управления высоковольтной батареей электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использована при создании высоковольтных батарей для нужд транспорта и энергетики. Технический результат изобретения состоит в обеспечении возможности экстренного оповещения микроконтроллеров блоков управления накопителями и модулями системы и перевода их в состояние ожидания, минуя каналы последовательной связи. Сущность изобретения состоит в том, что в систему, содержащую запитанные от батареи микроконтроллерные блоки управления накопителями, модулями накопителей и всей батареи, связанные между собой последовательными каналами связи с гальванической развязкой, введен дублирующий канал связи экстренного оповещения на основе последовательно соединенных электронных ключей и устройств гальванической развязки, подключенный на уровне управления батареей к выходу разовой команды микроконтроллера блока управления батареей, а на уровнях управления модулями и накопителями - к входу прерывания микроконтроллера соответствующих блоков управления модулями и накопителями. 1 ил.
Иерархическая трехуровневая система управления высоковольтной батареей электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использована при создании высоковольтных батарей для нужд транспорта и энергетики. Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности поэтапного поуровневого автоматического и ручного включения и выключения электропитания системы. Сущность изобретения состоит в том, что в микроконтроллерные блоки управления иерархической системы введен аппаратно-программный механизм поуровневого управления питанием на основе управляемых микроконтроллерами блоков электронных ключей, управляющих состоянием электронных ключей с гальванической развязкой, которые запускают в работу подключенные к клеммам батарейных модулей и накопителей преобразователи напряжения, запитывающие микроконтроллеры блоков, а также элементы ручного управления включением преобразователей напряжения микроконтроллерных блоков управления системы.1 ил.
Выравнивающее устройство для высоковольтной батареи электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики. Сущность изобретения состоит в том, что в выравнивающее устройство, реализующее двухканальный механизм активного выравнивания на основе обратно-ходового трансформатора, накопительного дросселя и сквозной накопительной магистрали батареи и содержащее управляемые от микроконтроллера через соответствующие драйверы электронные ключи, введены компараторы аварийных ситуаций перезаряда и переразряда накопителей, перезаряда накопительной магистрали и превышения тока дросселя, которые через соответствующие логические элементы подключены к входам отключения соответствующих драйверов и входам разовых команд микроконтроллера. Технический результат изобретения состоит в повышении надежности защиты батареи в аварийных ситуациях за счет дублирующего компараторного канала отключения драйверов устройства, действующего помимо микроконтроллера. 1 ил.
БОРТОВОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ БАТАРЕИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ // 2532251
Бортовое зарядное устройство для высоковольтной батареи электрических накопителей энергии относится к электротехнике и может быть использовано для подзаряда батарей электрических накопителей энергии различной природы на транспорте и в энергетике. В бортовом зарядном устройстве, запитанном через автоматический выключатель сети переменного тока и содержащем высокочастотный преобразователь напряжения, управляемый от микроконтроллерного блока управления и индикации по сигналам обратной связи с выхода устройства от датчика тока и измерителя напряжения, питание микроконтроллерного блока управления и индикации, а также датчиков устройства осуществляется от отдельного AC-DC преобразователя напряжения с гальванической развязкой, измеритель напряжения на выходе устройства выполнен в виде высокоточного микроконтроллерного датчика напряжения с гальванической развязкой, а в высокочастотный преобразователь напряжения до трансформатора введены датчик тока и датчик напряжения с гальванической развязкой, а также электромагнитный коммутатор, подключенные к микроконтроллерному блоку управления и индикации. Технический результат - повышение точности измерения выходных тока и напряжения, обеспечивающих соблюдение необходимого профиля заряда высоковольтной батареи, и в повышении надежности защиты устройства со стороны питающей сети переменного тока. 1 ил.
Иерархическая система управления батареей электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использована при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики. Сущность изобретения состоит в том, что каждый из последовательно соединенных электрических накопителей энергии имеет на нижнем уровне управления блок управления единичным накопителем, запитанный от накопителя и связанный на среднем уровне управления через внутримодульный гальванически развязанный последовательный канал связи с соответствующим блоком управления модулем электрических накопителей, запитанный от модуля и подключенный на верхнем уровне управления через межмодульный гальванически развязанный последовательный канал связи с запитанным от батареи блоком управления батареей. Блок управления накопителем состоит из устройства контроля и управления на основе микроконтроллера и устройства выравнивания на основе трансформаторной схемы, выполненного в виде устройства двунаправленной передачи энергии от отдельного накопителя батареи через датчик тока в сквозную для батареи накопительную магистраль постоянного тока и обратно, содержащую параллельно соединенные конденсаторы блоков управления накопителями, подключенные параллельно вторичным обмоткам накопительного трансформатора, выполненного по типу трансформатора обратно-ходового преобразования напряжения, повышающего в сторону накопительной магистрали батареи, с зашунтированными диодами электронными ключами в первичной и вторичной обмотках трансформатора, управляемыми от соответствующих драйверов с помощью микроконтроллера блока управления накопителем. Блок управления модулем накопителей подключен к блоку терморегуляции, а блок управления батареей, выполненный на основе микроконтроллера с повышенными производительностью и объемом памяти, - к датчику тока батареи, коммутатору с предохранителем и бортовому зарядному устройству, а также через гальванически развязанный канал последовательной связи к бортовому зарядному устройству и к внешним системам. Технический результат заявленного изобретения состоит в том, что предложена иерархическая трехуровневая система управления батареей электрических накопителей энергии, в которой нижний уровень управления полностью интегрирован с каждым накопителем и содержит трансформаторную схему выравнивания, позволяющую контролируемо передавать энергию с любого накопителя и обратно в сквозную для батареи накопительную магистраль постоянного тока и тем самым селективно перераспределять энергию между накопителями независимо от их месторасположения под управлением блоков управления всех трех уровней, при этом блок управления модулем накопителей среднего уровня управления дополнительно решает задачу терморегуляции батареи, а блок управления батареей верхнего уровня управления решает задачи накопления статистических данных и выполнения функций электронного архива событий, экспертного анализа для диагностирования элементов батареи, оценки остаточного ресурса и оптимизации заряда от бортового зарядного устройства в зависимости от состояния накопителей и внешних условий, а также обеспечения толерантности к типу электрических накопителей энергии. 1 ил.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики. Технический результат заключается в ускорении процессов выравнивания заряда в накопителях и повышении их кпд и сложности. Для этого в заявленном устройстве в блоки управления накопителями на нижнем уровне управления батареей помимо имеющегося трансформаторного канала активного селективного выравнивания введен второй дроссельный канал активного соседнего выравнивания, позволяющий осуществлять внутримодульное выравнивание заряда накопителей под управлением блоков нижнего и среднего уровня управления и одновременно проводить межмодульное выравнивание с помощью трансформаторного канала селективного выравнивания и накопительной магистрали под управлением блока управления батареей верхнего уровня управления. 1 ил.
