Никель-водородная аккумуляторная батарея

Изобретение относится к электротехнике и касается металлгазовых химических источников тока, в частности никель-водородных аккумуляторных батарей (НВАБ). Техническим результатом изобретения является повышение удельных массогабаритных характеристик, защищенность от воздействия внешних факторов космического пространства, адаптируемость к существующим конструкциям НВАБ. Согласно изобретению НВАБ состоит из корпуса, в котором расположены соединенные между собой силовыми шинами в электрическую цепь аккумуляторы и байпасные устройства, байпасные устройства состоят из цилиндров с размещенными в них бескорпусными зарядными и разрядными диодами, заполненных теплопроводящим материалом, при этом цилиндры установлены в корпусе батареи и закреплены на нем посредством фланцев. Байпасное устройство собрано на бескорпусных диодах, теплосьем с которых осуществляется со всех поверхностей, а защита от воздействия внешних факторов космического пространства осуществляется самим корпусом батареи, что дает адаптируемость к существующим НВАБ, кроме того, устройство не имеет собственного защитного корпуса, и в соответствии с этим НВАБ имеет более высокие удельные характеристики. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и касается металлгазовых химических источников тока, в частности никель-водородной аккумуляторной батареи (НВАБ). содержащей байпасные (обходные) устройства (БУ), предназначенные для парирования отказа никель-водородных аккумуляторов (НВА).

Любая никель-водородная аккумуляторная батарея представляет собой цепь из последовательно соединенных НВА. Отказ одного НВА влечет за собой отказ НВАБ в целом. Причиной отказа НВА может стать обрыв цепи, разгерметизация корпуса, деградация электрохимических групп (увеличение RВН). Также следствием последовательного соединения НВА является то, что полная емкость НВАБ определяется наименее заряженным НВА, вследствие некоторого разбаланса по величине емкости. Для повышения надежности и безотказности в состав НВАБ вводятся БУ.

Известна НВАБ (Батарея 40НВ-70 Технические условия ЖЦПИ.563533.012ТУ1 2002, лист 8), состоящая из последовательно соединенных НВА, каждый из которых содержит байпасное устройство в виде короткозамыкателя КЗОД-50 SESAT ЕИЖА.685122.011 одноразового действия (с развязывающими диодами), предназначенных для восстановления работоспособности НВАБ при отказе НВА в процессе штатной эксплуатации (восстановление осуществляется шунтированием отказавшего НВА накоротко).

Недостатком вышеуказанной НВАБ является необходимость управления срабатыванием короткозамыкателя.

Признаки, общие с предлагаемой НВАБ и аналога, следующие:

- НВАБ состоит из соединенных последовательно между собой в электрическую цепь аккумуляторов;

- НВАБ снабжена байпасными устройствами (короткозамыкателями).

Известна НВАБ (Модуль никель-водородной аккумуляторной батареи МНВАБ Технические условия ЖЦПИ.563534.006ТУ 2002, лист 27), состоящая из последовательно соединенных НВА, каждый из которых соединен силовыми шинами с байпасными диодами (далее БД), предназначенными для предотвращения выхода из строя НВАБ при выходе из строя или переполюсовке любого НВА. В конструкции применяемых БД используются корпусные диоды импортного производства (например, 1N6392).

Недостатками прототипа являются низкие удельные характеристики и необходимость защиты НВАБ от воздействия внешних факторов космического пространства.

Признаки прототипа, общие с предлагаемой НВАБ, следующие:

- НВАБ состоит из соединенных последовательно между собой в электрическую цепь аккумуляторов;

- НВАБ снабжена байпасными устройствами, соединенными с НВА силовыми шинами и предотвращающими ее выход из строя, при выходе из строя любого НВА (парируют отказ НВА).

Технический результат, достигаемый в предлагаемой НВАБ, заключается в повышении удельных массогабаритных характеристик, защищенности от воздействия внешних факторов космического пространства, адаптируемости к существующим конструкциям НВАБ.

Достигается это тем, что в НВАБ, состоящей из корпуса, в котором расположены соединенные между собой силовыми шинами в электрическую цепь аккумуляторы и байпасные устройства, байпасные устройства состоят из цилиндров с размещенными в них бескорпусными диодами, заполненных теплопроводящим материалом, при этом цилиндры установлены в корпусе батареи и закреплены на нем посредством фланцев.

Байпасное устройство собрано на бескорпусных диодах, теплосьем с которых осуществляется со всех поверхностей, а защита от воздействия внешних факторов космического пространства осуществляется самим корпусом батареи, что дает адаптируемость к существующим НВАБ; кроме того, байпасное устройство не имеет собственного защитного корпуса и в соответствии с этим НВАБ имеет более высокие удельные характеристики.

Отличительные признаки, обуславливающие соответствие предлагаемой НВАБ критерию новизна, следующие:

- байпасные устройства состоят из цилиндров с размещенными в них бескорпусными диодами;

- цилиндры заполнены теплопроводящим материалом;

- цилиндры установлены в корпусе НВАБ и закреплены на нем посредством фланцев.

Для обоснования соответствия предлагаемой НВАБ критерию «изобретательский уровень» был проведен анализ известных решений по литературным источникам. Отличительных признаков заявляемого решения в литературных источниках не обнаружено, поэтому, по мнению авторов, предлагаемая конструкция НВАБ соответствует критерию «изобретательский уровень».

Конструкция предлагаемой НВАБ изображена на фиг.1 и 2.

Предлагаемая НВАБ (фиг.1) состоит из следующих частей: корпуса 1, последовательно соединенных НВА 2, байпасного устройства 3 и силовых шин 4.

Байпасное устройство 3 (фиг.2) состоит из цилиндра 5, заполненного теплопроводящим материалом (на фиг.2 не показано) и в котором размещены бескорпусные диоды 6 (разрядные) и 7 (зарядные). Цилиндр 5 установлен в корпусе 1 и закреплен на нем посредством фланца 8.

Пример конкретного выполнения.

НВАБ 30 НВ-40 состоит из следующих частей: корпуса 1, последовательно соединенных 30 НВА 2, 30 байпасных устройств 3 и силовых шин 4.

Корпус 1 предназначен для объединения в нем всех составных частей в единое целое, обеспечения теплопередачи от бескорпусных диодов 6, 7 в процессе заряда/разряда НВАБ.

Последовательно соединенные НВА 2 предназначены для аккумулирования электрической энергии.

БУ 3 предназначены для парирования отказа НВА 2.

Силовые шины 4 предназначены для электрического соединения НВА 2 и БУ 3.

Конструктивно БУ 3 выполнено из алюминиевого сплава в виде цилиндра 5 с размерами, определяемыми величиной межаккумуляторного пространства. На боковой поверхности цилиндра 5, заполненного теплопередающим материалом, имеется площадка для установки бескорпусных диодов 6 и 7. Для крепления байпасного устройства 3 в корпусе 1 НВАБ на торце цилиндра 5 выполнен фланец 8, повторяющий форму корпуса 1 НВАБ в месте крепления.

Никель-водородная аккумуляторная батарея, состоящая из корпуса, в котором расположены электрически последовательно соединенные между собой силовыми шинами аккумуляторы и байпасные устройства, содержащие зарядные и разрядные диоды, отличающаяся тем, что байпасные устройства выполнены в виде цилиндров с размещенными в них бескорпусными разрядными и зарядными диодами, и заполнены теплопроводящим материалом, при этом цилиндры установлены в корпусе батареи и закреплены на нем посредством фланцев.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и касается металл-газовых химических источников тока, в частности никель-водородных аккумуляторов (НВА). .

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей преимущественно в автономных системах электропитания геостационарных ИСЗ.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей в автономных системах электропитания.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации металл-водородных аккумуляторных батарей преимущественно в автономных системах электропитания.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при разработке герметичных никель-водородных аккумуляторов (НВА) с длительным циклическим ресурсом.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу изготовления малогабаритных химических источников тока - никель-водородных аккумуляторов. .

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано при производстве аккумуляторных батарей на основе металлогазовых аккумуляторов. .

Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно к источникам питания, которыми могут быть снабжены различные транспортные средства: электромобили, электрокары и т.д.

Изобретение относится к электротехнике и касается металлогазовых химических источников токов, в частности никель-водородных аккумуляторов. .

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей преимущественно в автономных системах электропитания геостационарных искусственных спутников Земли (ИСЗ)

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (НВАБ) преимущественно в автономных системах электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ)

Изобретение относится к биполярным батареям

Настоящее изобретение относится к прекурсору отсека отрицательного электрода для перезаряжаемых металло-воздушных батарей, содержащему жесткий корпус (1), по меньшей мере, одну мембрану (2) твердого электролита, защитное покрытие (5), полностью покрывающее внутреннюю поверхность мембраны (2) твердого электролита, металлический токосборник (3), прижатый к внутренней поверхности защитного покрытия (5), и предпочтительно также блок (4) из упругого материала, прижатый к токосборнику и, по существу, заполняющий все внутренне пространство, образуемое стенками жесткого корпуса и твердого электролита (2), а также гибкий электронный проводник (6), герметично проходящий через одну из стенок жесткого корпуса. Настоящее изобретение также относится к отсеку отрицательного электрода с жестким корпусом, получаемым из указанного прекурсора, и к батарее, содержащей указанный отсек отрицательного электрода. Заявленный «прекурсор» соответствует пустому отсеку отрицательного электрода, который заполняется в результате электрохимической реакции, и обладает достаточной механической прочностью. Наличие указанного отсека позволяет повысить кпд батареи. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

Заявленное изобретение относится к перезаряжаемому устройству для аккумулирования электроэнергии. При этом в одном из вариантов осуществления используется электролит с анионной проводимостью и перенос ионов между двумя электродами, где один из электродов предпочтительно является металлическим электродом, который содержит смесь металла и оксида металла, так что во время функционирования оксидные ионы совершают возвратно-поступательное движение между двумя электродами в режимах зарядки и разрядки, в то время как металлический электрод служит в качестве резервуара компонентов, относящихся к аниону. Техническим результатом является уменьшение отслаивания металлического электрода. 3 з. и 17 н.п. ф-лы, 22 ил.
Изобретение относится к области энергетики, в частности к способу аккумулирования энергии путем производства кислорода и водорода, необходимых для работы топливных элементов, в периоды спада потребности электроэнергии в энергосистеме на территории предприятия - потребителя электроэнергии. При осуществлении комплекса технологических приемов воздействия на вещества, помещенные в специально сконструированные аппараты, удается извлекать водород из водородсодержащих соединений химическим путем без затрат электроэнергии, а при выработке кислорода в процессе электролиза кислородосодержащего соединения в виде электролизной массы удается снизить затраты электроэнергии на питание электролизера путем уменьшения сопротивления электрической цепи, проходящей через электролизную массу, за счет выполнения анода электролизера в виде короба с ячейками, заполненными веществом, способным абсорбировать кислород из электролизной массы, что является техническим результатом заявленного изобретения.

Изобретение относится к способу зарядки воздушно-цинкового элемента, характеризующемуся тем, что потенциал отрицательного электрода во время зарядки меньше или равен критическому потенциалу процесса заряда. Изобретение также относится к способу хранения и выделения электрической энергии, включающему указанную стадию зарядки, и к воздушно-цинковому элементу, подходящему для осуществления указанного способа зарядки и фазы разрядки. Повышение степени защиты воздушного электрода от разрушения в предложенном способе обеспечивается использованием второго положительного электрода в фазе зарядки, который участвует в реакции выделения кислорода, а поддерживание потенциала отрицательного электрода во время заряда меньшим или равным значению критического потенциала заряда ограничивает образования на нем осадка цинка в виде пены или дендритов. Повышение срока службы воздушно-цинкового элемента является техническим результатом изобретения. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к способу аккумулирования и высвобождения электроэнергии, в котором применяется металло-воздушный элемент (1), указанный способ включает: (а) фазу разрядки, во время которой первый положительный воздушный электрод (5) соединяют с положительным выводом (3) элемента, а второй положительный электрод (6), на котором выделяется кислород, отсоединяют от положительного вывода (3) элемента; (b) фазу подзарядки, во время которой положительный электрод (6), на котором выделяется кислород, соединяют с положительным выводом (3) элемента, а первый положительный воздушный электрод (5) отсоединяют от положительного вывода (3) элемента, при этом измеряют потенциал отрицательного электрода (4) относительно первого положительного воздушного электрода (5) и во время фазы подзарядки абсолютную величину потенциала отрицательного электрода (4) регулируют, чтобы она не превышала заданную величину. Кроме того, изобретение также относится к металло-воздушному элементу (1), специально разработанному для осуществления указанного способа. Регулирование потенциала отрицательного электрода во время зарядки позволяет ограничить формирование цинковых отложений в виде пены или дендритов и избежать возникновения внутреннего короткого замыкания, что является техническим результатом изобретения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх