Способ и устройство для зарядки энергоаккумулятора



Способ и устройство для зарядки энергоаккумулятора
Способ и устройство для зарядки энергоаккумулятора
Способ и устройство для зарядки энергоаккумулятора

 


Владельцы патента RU 2417502:

ФРОНИУС ИНТЕРНЭШНЛ ГМБХ (AT)

Изобретение относится к способу и устройству (1) для зарядки энергоаккумулятора (2) через устройство (3), вырабатывающее электроэнергию, с, по меньшей мере, одним управляющим устройством (6), горелкой (7), которая для снабжения топливом соединена с баком (11), зарядным устройством (4), соединенным с энергоаккумулятором (2), и термоэлементом (8), одна сторона которого соединена с устройством (3), вырабатывающим электроэнергию. Для создания подобного рода способа или подобного рода устройства (1), с помощью которых может сохраняться в силе в течение длительного промежутка времени емкость энергоаккумулятора (2) транспортного средства, предусмотрено, что вторая сторона термоэлемента (8) соединена с отводящим тепло элементом (9) транспортного средства (5), и предусмотрено устройство (19) для контроля температуры отводящего тепло элемента (9), соединенное с управляющим устройством (6), так что в зависимости от температуры отводящего тепло элемента (9) может регулироваться устройство (3), вырабатывающее электроэнергию для зарядки энергоаккумулятора (2). 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к способу для зарядки энергоаккумулятора через устройство, вырабатывающее электроэнергию, и зарядному устройству, причем горелка устройства, вырабатывающего электроэнергию, снабжается топливом из бака и при активировании горелки горелка нагревается благодаря сжиганию топлива, которое регулируется управляющим устройством, и термоэлементом, соединенным на одной стороне с устройством, вырабатывающем электроэнергию, благодаря разнице температур вырабатывается ток, которым заряжается энергоаккумулятор.

Изобретение также относится к устройству для зарядки энергоаккумулятора через устройство, вырабатывающее электроэнергию, с, по меньшей мере, одним управляющим устройством, горелкой, которая соединена с баком для снабжения топливом, соединенным с энергоаккумулятором зарядным устройством, и термоэлементом, одна сторона которого соединена с устройством, вырабатывающим электроэнергию.

Из уровня техники известны зарядные устройства для зарядки батарей, которые снабжаются энергией из общей электрической сети и частично благодаря солнцу. Таким образом зарядные устройства, которые в большинстве случаев имеют управляющее устройство, образованное микроконтроллером, могут давать ток при соответствующих способах зарядки энергоаккумулятору, например батарее. Благодаря этому, в частности, увеличивается срок службы батарей.

Солнечная энергия, в частности, применяется в качестве источника энергии в случае, когда отсутствует общая сеть снабжения энергии. Однако для этого требуется дневной свет и достаточная площадь коллекторов. В связи с этим зарядные устройства с подобного рода снабжением энергией имеют соответствующие габариты, которые большей частью делают конструкцию не переносной.

US 7,180,264 B2 решает проблему переносных зарядных устройств таким образом, что зарядный ток для батарей вырабатывается устройством, которое состоит из бака с топливом, горелки, термоэлемента и управляющего устройства. Благодаря своим физическим свойствам термоэлемент создает электрическое напряжение или вырабатывает электрическую энергию, когда термоэлемент подключается к потребителю, таким образом обеспечивается наличие электрического тока. Предпосылкой возникновения термоэлектрического напряжения является определенная разница температур между одной стороной и противоположной стороной термоэлемента. С этой целью одна сторона термоэлемента нагревается с помощью горелки, которая сжигает топливо из бака, в то время как другая сторона термоэлемента имеет температуру окружающей среды, так что обеспечена разность температур, необходимая для термоэлектрического напряжения. Таким методом могут, в частности, заряжаться ионно-литиевые и полимерно-литиевые батареи с максимальной емкостью 0,5 ампер-час (Ач).

Недостатком при этом является относительно низкий коэффициент полезного действия подобных термоэлементов. Это объясняется тем, что тепло, которое отдается горелкой термоэлементу, также направляется на противоположную сторону термоэлемента и там может отводиться в недостаточной мере. Благодаря тому что температура окружения быстро приводится в соответствии с температурой на противолежащей стороне термоэлемента, которая нагревается горелкой, в дальнейшем отсутствует необходимая разница температур для выработки электроэнергии, из-за чего время зарядки батареи ограничивается. Таким образом, энергоаккумуляторы или батареи с высокой емкостью, которым соответственно необходимо более длительное время зарядки, не могут эффективно заряжаться. Зарядка после непродолжительного времени должна прерываться, пока снова не будет получена необходимая разница температур. Вследствие этого не может батарея или энергоаккумулятор с высокой емкостью, например 30 Ач и выше, как это имеет место у энергоаккумуляторов транспортного средства, в частности в случае грузового автомобиля, заряжаться щадящим образом и эффективно.

Задача настоящего изобретения заключается в создании вышеуказанного способа и вышеуказанного устройства, с помощью которого может быть достигнут более высокий коэффициент полезного действия и в течение длительного промежутка времени действительно могут сохраняться емкость и функциональность энергоаккумулятора транспортного средства.

В части способа задача изобретения решается благодаря тому, что для сохранения емкости энергоаккумулятора выключенного, не работающего транспортного средства, в частности грузового автомобиля, осуществляется зарядка энергоаккумулятора, причем температура отводящего тепло элемента, соединенного со второй стороной термоэлемента, к которому присоединяется устройство, вырабатывающее электроэнергию, контролируется и горелка регулируется в зависимости от измеренной температуры отводящего тепло элемента. Предпочтительным при этом является то, что саморазряд энергоаккумулятора или батареи выключенного транспортного средства компенсируется или осуществляется сохранение заряда батареи. Благодаря этому транспортное средство даже после длительной стоянки, например, нескольких недель может еще заводиться. Кроме того, постоянно сохраняется требуемый заряд батареи, чтобы иметь возможность снабжать достаточной электроэнергией, в частности, постоянных потребителей, как то аварийную установку, централизованную систему блокировки замков с радиоуправлением и т.д. С помощью отводящего тепло элемента при предпосылке постоянной температуры горелки, которая соединена с одним концом термоэлемента, может сохраняться разница температур термоэлемента, необходимая для создания напряжения, и в результате достигается постоянный заряд энергоаккумулятора. В качестве отводящего тепло элемента для транспортных средств, в частности грузовых автомобилей, пригоден блок цилиндров или детали рамы в особенности. В частности, в случае образования отводящего тепло элемента с помощью блока цилиндров транспортного средства при эксплуатации транспортного средства температура отводящего тепло элемента повышается и после выключения опускается, вследствие чего предпочтительным образом может быть определено, эксплуатировалось ли транспортное средство или находилось в гараже. После выключения двигателя транспортного средства благодаря соответствующему охлаждению блока цилиндров или отводящего тепло элемента достигается необходимая разность температуры термоэлемента для способа зарядки.

Предпочтительным образом горелка активизируется в том случае, когда замеренная температура отводящего тепло элемента опускается ниже определенного порогового значения.

Когда контролируется состояние энергоаккумулятора, в частности напряжение энергоаккумулятора, зарядка энергоаккумулятора может происходить в зависимости от его состояния заряженности.

Кроме этого в зависимости от состояния заряженности энергоаккумулятора может выбираться способ зарядки энергоаккумулятора. Благодаря этому может выбираться соответственно подходящий состоянию заряженности способ зарядки (сохранение заряда, быстрая зарядка) из определенно заданных и соответственно записанных в памяти способов. Благодаря этому может достигаться щадящая зарядка и поддержание емкости энергоаккумулятора.

Предпочтительно при не достижении заряда энергоаккумулятора соответственно при его напряжении ниже пороговой величины активизируется горелка и энергоаккумулятор заряжается. Благодаря этому может сокращаться продолжительность включения и увеличиваться срок службы компонентов, как, например, термоэлемента.

Предпочтительным образом при активировании горелки она снабжается и выполняет сгорание топлива из бака транспортного средства, оборудованного двигателем внутреннего сгорания, причем сжигается топливо. Таким образом, горелка снабжается тем же топливом, что и двигатель транспортного средства.

Преимуществом также является то, что температура горелки приводится в соответствии с термоэлементом, вследствие чего температура гибко может согласовываться с типом и свойствами термоэлемента. Точно также повышается срок службы термоэлемента и используется оптимальный коэффициент полезного действия термоэлемента.

Чтобы достигнуть постоянного нагрева термоэлемента и таким образом постоянной разницы температур на термоэлементе, горелкой во время горения преимущественно в основном поддерживается постоянная температура. Это может осуществляться соответствующими способами регулирования температуры при помощи температурных датчиков.

Предпочтительным образом контролируется температура горелки, так что в частности, для поддержания постоянной величины температуры горелки при ее отклонении могут предприниматься соответствующие шаги, например изменение подвода топлива.

Горелка выключается, когда превышается пороговое значение температуры горелки или термоэлемента на стороне, соединенной с горелкой, таким образом предотвращается максимальная температура термоэлемента, которая могла бы привести к разрушению термоэлемента.

Если горелка выключается, когда превышается пороговое значение заряда или напряжения энергоаккумулятора, то может достигаться эффективный заряд энергоаккумулятора. Также возможно, что горелка выключается, когда превышается пороговое значение напряжения термоэлемента, вследствие чего без дополнительных затрат, как при соответствующей электронной схеме, с помощью повышающейся температуры может быть определено, что мотор транспортного средства включен и энергоаккумулятор таким образом заряжается от обычного генератора транспортного средства.

Если между управляющим устройством и электронной схемой транспортного средства осуществляется обмен данными, то может быть создана связь между зарядным устройством и имеющимися электронными компонентами транспортного средства. Например, может запрашиваться уровень заполнения бака. Точно также электронная схема транспортного средства при необходимости может быть задействована в управляющем устройстве зарядного устройства.

Задача изобретения решается также посредством вышеуказанного зарядного устройства, в котором вторая сторона термоэлемента соединена с отводящим тепло элементом транспортного средства, и предусмотрено устройство контроля за температурой отводящего тепло элемента, соединенное с управляющим устройством, так что устройство, вырабатывающее электроэнергию, для зарядки энергоаккумулятора может регулироваться в зависимости от температуры отводящего тепло элемента. О вытекающих из этого преимуществах можно сделать выводы из приведенного выше описания.

Если предусмотрен, по меньшей мере, один датчик для регистрации температуры отводящего тепло элемента и соединен с устройством для контроля, то может контролироваться соответственно температура отводящего тепло элемента и в соответствии с этим предприниматься регулирование горелки.

При этом, по меньшей мере, один датчик интегрирован в корпусе устройства, который закреплен на отводящем тепло элементе. Таким образом, по меньшей мере, один датчик не должен закрепляться точно на отводящем тепло элементе, а может закрепляться вместе с корпусом устройства на отводящем тепло элементе. Благодаря этому также возможно последующее оборудование транспортного средства реальным устройством для зарядки.

Если предусмотрен, по меньшей мере, один датчик для регистрации температуры горелки и соединен с устройством для контроля, то термоэлемент может эксплуатироваться так, чтобы достичь оптимального коэффициента полезного действия.

Как уже упоминалось, отводящий тепло элемент предпочтительно образован блоком цилиндров или деталью рамы транспортного средства. Этот элемент транспортного средства действует как охлаждающее тело и обеспечивает в течение длительного промежутка времени постоянную температуру, соответственно постоянную разницу температур термоэлемента.

Предпочтительно предусмотрено и соединено с устройством для контроля устройство для регистрации состояния заряженности энергоаккумулятора, в частности для регистрации напряжения энергоаккумулятора. Таким образом, горелка может направленно активизироваться, когда необходима зарядка энергоаккумулятора.

Устройство для контроля предпочтительно интегрировано в управляющее устройство зарядным устройством.

Для создания связи между управляющим устройством зарядного устройства и электронной схемой транспортного средства управляющее устройство может быть соединено с электронным управлением транспортного средства, в частности, с помощью информационной шины.

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - функциональная структура предложенного в соответствии с изобретением устройства;

фиг.2 - блок-схема компонентов зарядного устройства;

фиг.3 - изменение во времени температуры двигателя транспортного средства после выключения;

фиг.4 - изменение во времени напряжения энергоаккумулятора транспортного средства после выключения двигателя и

фиг.5 - изменение во времени температуры на обеих сторонах термоэлемента.

Одинаковые детали при описании предпочтительного варианта выполнения изобретения отмечены одинаковыми ссылочными позициями.

В кратком обзоре фиг.1-5 дано пояснение функциональной структуры предложенного в соответствии с изобретением устройства 1, а также предложенного согласно изобретению способа зарядки энергоаккумулятора 2.

На фиг.1 показана функциональная структура устройства 1 для зарядки энергоаккумулятора 2, причем устройство 1 содержит устройство 3, вырабатывающее электроэнергию, и зарядное устройство 4. Устройство 3, вырабатывающее электроэнергию, и зарядное устройство 4 предпочтительно расположены в одном корпусе (не показан), который смонтирован на блоке 12 цилиндров транспортного средства 5. Благодаря этому энергоаккумулятор 2 выключенного, не находящегося в работе транспортного средства 5 может заряжаться для сохранения емкости энергоаккумулятора 2. Первоначальная емкость энергоаккумулятора может сохраняться в силе долго, так как саморазряду энергоаккумулятора может противодействовать также отбор накопленной энергии потребителями. Точно так же сохраняется в силе функциональность энергоаккумулятора 2 благодаря щадящей зарядке, так что, например, свойствам применяемой в качестве энергоаккумулятора стартерной батареи транспортного средства 5 не наносится ущерба.

Следует учесть, что устройство 3, вырабатывающее электроэнергию, и зарядное устройство 4 могут выполняться в виде отдельных конструктивных узлов. Таким образом, устройство 3, вырабатывающее электроэнергию, может выполняться существенно меньшим и достигается простая установка на двигателе, в частности на блоке 12 цилиндров транспортного средства 5, так как обычно в моторном отсеке транспортного средства 5 имеется относительно мало места.

Зарядное устройство, напротив, устанавливается там, где достаточно места. Существенно именно то, что устройство 3, вырабатывающее электроэнергию, устанавливается на части транспортного средства 5, хорошо проводящей тепло, в то же время для зарядного устройства 4 нет необходимости в части, проводящей тепло.

Детально на фиг.2 показано устройство 3, вырабатывающее электроэнергию, состоящее из управляющего устройства 6, горелки 7, термоэлемента 8, отводящего тепло элемента 9 и подвода 10 для топлива из бака 11 транспортного средства 5. Предпочтительно управляющее устройство 6 образовано микропроцессором. Отводящий тепло элемент 9 образуется двигателем или блоком цилиндров 12 транспортного средства 5, причем может применяться деталь рамы или нечто подобное транспортного средства 5. Подвод 10 топлива в моторном отсеке транспортного средства 5 присоединяется к подводу 13 топлива для двигателя или блока 12 цилиндров, при необходимости через топливный фильтр и насос (не показан). Устройство 3, вырабатывающее электроэнергию, может подавать требуемый ток, в котором нуждается зарядное устройство 4 для зарядки энергоаккумулятора, по двум проводам 14, 15. Таким образом, теперь зарядное устройство 4 может заряжать энергоаккумулятор 2, которое через два зарядных провода 16, 17 соединено с энергоаккумулятором 2. Для простого монтажа на устройстве 1 предпочтительно предусмотрено соответствующее подключение, к которому могут быть подключены подвод 10 подачи топлива, а также провода для зарядки 16, 17. Далее, по меньшей мере, зарядное устройство 4 и горелка 7 могут быть соединены через информационную шину с управляющим устройством 6.

В основном мощность или ток для зарядки энергоаккумулятора 2 создаются термоэлементом, когда между обеими сторонами термоэлемента имеется необходимая разница 27 температур. В общем обе стороны термоэлемента 8 обозначаются как «горячая сторона» и соответственно «холодная сторона». Следовательно, «горячая сторона» термоэлемента находится у горелки 7 и «холодная сторона» термоэлемента у блока 12 цилиндров. Так как термоэлементы 8 имеют только небольшой коэффициент полезного действия примерно от пяти до пятнадцати процентов, отвод тепла от «холодной стороны» имеет особое значение. Если тепло, производимое на «горячей стороне» термоэлемента 8 горелкой 7, составляет (например, 50 ватт), то за вычетом коэффициента полезного действия (например, пять процентов) на «холодной стороне» термоэлемента 8 должно таким образом отводиться 47,5 ватт. Это тепло согласно изобретению воспринимается блоком 12 цилиндров, который принимает отводимое тепло «холодной стороны» и таким образом действует в качестве охлаждающего тела. Таким образом, на термоэлементе 8 обеспечивается постоянная разница температур, так как благодаря блоку 12 цилиндров в основном поддерживается температура окружающей среды, соответственно температура воздуха. Чтобы иметь возможность поддерживать эту постоянную разницу 27 температур, необходимо также поддерживать постоянной температуру горелки 7. При этом, в частности, важно, что нужно соответственно регулировать воздушно-топливную смесь, как это, например, требуется для испарительной горелки 7. Согласно изобретению это осуществляется с помощью управляющего устройства 6 во время работы горелки 7, причем она соответственно через информационную шину соединена с управляющим устройством 6.

Момент времени, когда осуществляется пуск в работу горелки или производится ее активизация, однако зависит в первую очередь от температуры двигателя или блока 12 цилиндров. Она должна предпочтительно лежать ниже порогового значения 18, например максимально 50°C, так что получается требуемая разница температур 27 для термоэлемента 8 и он может работать с оптимальным коэффициентом полезного действия. Вследствие этого к управляющему устройству 6 присоединено устройство 19 для контроля, которое оценивает и контролирует температуру блока 12 цилиндров. Температура измеряется предпочтительно датчиком 20, который направляет соответствующее значение для обработки блоку 19 для контроля. Для этого датчик 20 предпочтительно расположен на блоке 12 цилиндров или в непосредственной близости от места присоединения «холодной стороны» термоэлемента 8 к блоку 12 цилиндров. При этом устройство 1 или его корпус предпочтительно имеет такую конструкцию, что датчик 20 при установке устройства 1 на блоке 12 цилиндров автоматически вступает с ним в контакт и соответственно может измерять температуру отводящего тепло элемента 9, следовательно, блока 12 цилиндров. Таким образом, блок 19 для контроля может посылать соответствующий сигнал по информационной шине 30 управляющему устройству 6, если температура блока 12 цилиндров опустится ниже порогового значения 18. Это, в частности, будет в случае, когда блок 12 цилиндров транспортного средства остыл после выключения. К примеру, транспортное средство выключается в момент времени 21 и температура блока цилиндров 12 к моменту времени 22 достигла порогового значения 18, как представлено на фиг.3. Начиная с момента 22, зажигается горелка 7 и энергоаккумулятор 2 заряжается током, поставляемым устройством 3, вырабатывающим электроэнергию, зарядному устройству 4. Так как предпочтительно применяется «интеллектуальное зарядное устройство» 4, то могут применяться все способы зарядки, которые пригодны к типу и состоянию энергоаккумулятора 2.

Состояние заряженности энергоаккумулятора может оцениваться или контролироваться, например, посредством измерения электрических показателей энергоаккумулятора 2, например напряжения, внутреннего сопротивления, потребления тока и т.д. Это может осуществляться непосредственно зарядным устройством 4 или устройством 19 для контроля, которые соответственно направляют соответствующие значения через информационную шину 30 управляющему устройству 6. Например, эту функцию выполняет устройство 19 для контроля, которое имеет устройство 23 для измерения напряжения. Оно соответственно соединено с энергоаккумулятором 2, так что может осуществляться измерение или устройством 19 может контролироваться напряжение. Как показано на фиг.4, напряжение энергоаккумулятора 2 снижается с его максимального значения 28 в зависимости от его состояния, возраста и т.д., лишь только транспортное средство 5 выключается к моменту времени 21 и энергоаккумулятор больше не заряжается от генератора/осветительного генератора транспортного средства 5. Причиной этого снижения напряжения является, с одной стороны, саморазряд энергоаккумулятора 2, с другой стороны, потребители, например противоугонная система, дистанционная централизованная система блокировки замков и т.д., а также предложенное в соответствии с изобретением устройство 1. Таким образом, управляющее устройство 6 постоянно распознает состояние заряженности энергоаккумулятора 2, вследствие чего при активировании горелки 7 или устройства 1, в частности, управляющим устройством 6 или зарядным устройством 4 может выбираться подходящий способ зарядки. В простейшем случае для соответствующих способов зарядки закладываются пороговые значения (не изображено), так что при снижении ниже первого порогового значения осуществляется подзаряд, при опускании ниже следующего порогового значения осуществляется так называемый IU способ зарядки, и т.д.

Если к моменту времени 22 при снижении ниже порогового значения 18 температуры двигателя зажигается горелка 7, топливо сжигается в горелке 7 и она соответственно нагревается, например, примерно до 200°C. Эта температура достигается, например, к моменту времени 24, после чего разница 27 температур между «горячей стороной» и «холодной стороной» устанавливается на уровне 150°C и термоэлемент 8 эксплуатируется с оптимальным коэффициентом полезного действия. Таким образом, начиная с момента времени 24 термоэлемент 8 подает напряжение, которое поступает в распоряжение зарядного устройства 4. Таким образом, может активироваться зарядное устройство 4, вследствие чего от термоэлемента 8 идет ток к зарядному устройству 4, который зарядным устройством 4 приспосабливается, соответственно, для зарядки энергоаккумулятора 2. Таким образом, во время зарядки поддерживается оптимальная разница температур 27, которая зависит от применяемого типа термоэлемента 8, предпочтительным образом далее измеряется температура блока 12 цилиндров, а также температура горелки 7. При этом могут учитываться, например, изменения температуры блока 12 цилиндров, обусловленные солнечным излучением и т.п. Подобные изменения температуры изображены между моментами времени 24 и 26 на фиг.5. Это можно объяснить тем, «холодная сторона» термоэлемента 8 соответствует температуре блока 12 цилиндров. Измерение температуры горелки 7 осуществляется предпочтительно датчиком 25, который измеренное значение посылает устройству 19 для контроля или установлен снаружи на горелке 7 или на соединении с «горячей стороной» термоэлемента 8. Устройство 19 для контроля соответственно оценивает измеренные данные и передает их управляющему устройству 6, таким образом регулируется горение горелки 7 и таким образом может поддерживаться желаемая разница температур на термоэлементе 8. Однако подобного рода регулирование осуществляется только внутри определенных пределов, так как «горячая сторона» термоэлемента 8 не должна превышать определенного максимального значения 29. Точно также область, в которой достигается оптимальный коэффициент полезного действия термоэлемента 8, очень узкая. В связи с этим имеет особое значение то, что отводящий тепло элемент 9, т.е. блок цилиндров 12, может в течение длительного промежутка времени воспринимать много тепла, так что температура на «холодной стороне» по возможности остается постоянной и температура горелки 7, т.е. «горячей стороны» термоэлемента 8, не должна дополнительно регулироваться.

Благодаря подобному режиму работы зарядное устройство 4 при потребности постоянно снабжается током от устройства 3, вырабатывающим электроэнергию, или от термоэлемента 8, так что может заряжаться энергоаккумулятор 2. Напряжение энергоаккумулятора 2 начинает снова повышаться начиная с момента времени 24. Если превышаются заложенные пороговые значения для различных способов зарядки, может соответственно подбираться способ зарядки, благодаря чему обеспечивается щадящая зарядка энергоаккумулятора 2 транспортного средства 5. Если напряжение энергоаккумулятора 2 достигло желаемого максимального значения 28, что очевидно в момент времени 26, горелка 7 преимущественно снова выключается. Благодаря этому опускается температура «горячей стороны» термоэлемента 8 в основном до температуры «холодной стороны», что показано на фиг.5 согласно моменту времени 26. Таким образом экономится топливо и уменьшается выброс вредных веществ, возникающих при сгорании топлива в горелке 7. Однако также возможно, что горелка 7 остается активной и осуществляется подзаряд энергоаккумулятора. В этом случае горелка 7 потом, например, после нескольких часов могла бы выключиться. Далее горелка 7 преимущественно выключается, когда устройством 19 распознается, что температура блока 12 цилиндров повышается выше порогового значения 18 или напряжение энергоаккумулятора 2 скачкообразно повышается до максимального значения 28, например до 13,4 В при 12 В энергоаккумулятора 2 (не показано). Это является признаком того, что был запущен двигатель транспортного средства 5 и в соответствии с этим больше не требуется функционировать предложенному согласно изобретению устройству 1. Точно также горелка 7 выключается, когда температура самой горелки 7, которая соответствует температуре «горячей стороны» термоэлемента 8, повышается выше соответствующего порогового значения. Таким образом предотвращается то, что максимальная температура термоэлемента 8 не будет превышена, что могло бы иметь следствием разрушение термоэлемента 8.

Если теперь напряжение энергоаккумулятора 2 должно снова опуститься ниже порогового значения, снова активизируется горелка 7, и энергоаккумулятор 2 заряжается, как было описано выше.

Далее при активировании устройства 1 или впоследствии при зарядке энергоаккумулятора 2 в качестве опции может также учитываться пороговое значение для напряжения (не изображено) энергоаккумулятора 2. Итак, горелка 7 зажигается только тогда, когда температура опустилась ниже порогового значения и напряжение энергоаккумулятора 2 опустилось ниже порогового значения. Контроль за этим пороговым значением берет на себя, например, устройство 19 для контроля. Если теперь после определенного времени, которое зависит от состояния энергоаккумулятора 2, напряжение будет ниже порогового значения, устройство 1 активируется и энергоаккумулятор 2 заряжается подходящим способом зарядки. Если достигнуто пороговое значение 28, устройство 1 снова выключается. Благодаря подобного рода активированию устройства 1 достигается, например, продолжительность включения от 30 минут до 2 часов в день в зависимости от состояния и размера энергоаккумулятора 2. Таким образом, уменьшается продолжительность включения устройства 1, так что горелкой не сжигается излишнее топливо. Точно также благодаря этому увеличивается срок службы термоэлемента 8 и других компонентов.

При необходимости может также последовательно или параллельно включаться несколько термоэлементов 8, чтобы иметь возможность получать более высокий ток или более высокое напряжение. Это применяется в специальных случаях, так как для этого нужно повысить температуру «горячей стороны», чтобы достичь эффективного коэффициента полезного действия.

Как было показано в части описанного устройства 1 и его функционирования, предложенное согласно изобретению устройство 1 может полностью автоматически заряжать энергоаккумулятор 2 транспортного средства 5 или сохранять в силе емкость, например, вплоть до 300 Ач энергоаккумулятора, не обязательно прибегая при этом к соединению с электронной схемой транспортного средства 5. Это можно, в частности, объяснить тем, что температура двигателя или блока 12 цилиндров непосредственно контролируется устройством 1. Благодаря этому с помощью устройства 1 можно активизировать соответствующие компоненты и заряжать энергоаккумулятор 2. Благодаря этому предпочтительным образом получается, что устройством 1 может просто дополнительно оборудоваться транспортное средство 5. Для этого только нужно устройство 1, состоящее из устройства 3, вырабатывающего электроэнергию, и зарядного устройства 4, закрепить на блоке 12 цилиндров, а также предусмотренные подключения устройства 1 соединить с подводом 13 и энергоаккумулятором. Следует подключить только три магистрали (провода 16, 17) цепи заряда и подвод (10) топлива, чтобы энергоаккумулятор 2 мог заряжаться. Сложное и требующее затрат присоединение к электронной схеме транспортного средства 5 при этом не требуется.

Однако возможен также вариант устройства, в котором может быть предусмотрено соединение с электронной схемой транспортного средства 5. Соответственно между схемой транспортного средства 5 и управляющим устройством 6 может осуществляться обмен данными. Он может, в частности, применяться для того, чтобы запрашивать о состоянии заполнения бака некоторых потребителей, например противоугонной системы и т.д., запущен ли двигатель, и многое другое. Также электронная схема транспортного средства 5 при необходимости может управлять и регулировать предложенное согласно изобретению устройство 1.

В общем, следует учесть, что предложенное согласно изобретению устройство 1 для зарядки энергоаккумулятора 2 транспортного средства независимо от требующегося топлива. Оно должно лишь соответствовать условиям топлива для типа горелки 7. Так, например, при бензине, этаноле или подобном топливе применяется испарительная горелка, а при топливе, таком как пропанол, керосин и тому подобное, применяется пористая горелка. Следует, однако, заметить, что тип горелки для способа функционирования предложенного согласно изобретению устройства 1 не имеет решающего значения. В такой же степени может предложенное согласно изобретению устройство 1 применяться в различных транспортных средствах 5, или, преимущественным образом, также устанавливаться дополнительно, так как габарит устройства 1 не превышает двойной размер обычной пачки сигарет. В связи с этим предусмотрена возможность расположения устройства 1 непосредственно на блоке 12 цилиндров любого транспортного средства 5. Под понятие транспортное средство 5 среди прочего попадают транспортные средства для дорожного сообщения (автомобили, грузовые автомобили, мотоциклы и т.д.), рельсовые транспортные средства, воздушные средства сообщения, суда, космические аппараты, подвесные канатные дороги, подъемники и т.д. Предложенное согласно изобретению устройство 1 может, в частности, применяться там, где приводимый в движение топливом двигатель транспортного средства 5 комбинируется с энергоаккумулятором, который в большинстве случаев применяется для запуска и периодического снабжения током бортовой сети.

1. Способ зарядки энергоаккумулятора (2) через устройство (3), вырабатывающее электроэнергию, и зарядное устройство (4), причем горелку (7) устройства (3), вырабатывающего электроэнергию, снабжают топливом из бака (11) и при активированной горелке (7) горелку нагревают посредством сжигания топлива, которое регулируют управляющим устройством (6), и термоэлементом (8), соединенным на одной стороне с устройством (3), вырабатывающим электроэнергию, при этом за счет разницы температур вырабатывается ток, которым заряжают энергоаккумулятор, отличающийся тем, что для сохранения емкости энергоаккумулятора (2) выключенного, не работающего транспортного средства (5) заряжают энергоаккумулятор, причем температуру отводящего тепло элемента (9), соединенного со второй стороной термоэлемента (8), на котором смонтировано устройство (3), вырабатывающее электроэнергию, контролируют и горелку (7) регулируют в зависимости от замеренной температуры отводящего тепло элемента (9).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что горелку (7) активируют, когда замеренная температура отводящего тепло элемента (9) опускается ниже порогового значения (18).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют состояние заряженности энергоаккумулятора (3), в частности напряжение энергоаккумулятора (2).

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в зависимости от состояния заряженности энергоаккумулятора (2) выбирают соответствующий способ зарядки энергоаккумулятора (2).

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что при снижении заряда энергоаккумулятора (2) или его напряжения ниже порогового значения активируют горелку (7) для зарядки энергоаккумулятора (2).

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что при активировании горелки (7) ее снабжают топливом из бака (11) транспортного средства (5), оборудованного двигателем внутреннего сгорания и зажигают, при этом сжигается топливо.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что во время горения горелки (7) поддерживают, в основном, постоянную температуру.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что температуру горелки (7) приводят в соответствие с термоэлементом (8).

9. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что контролируют температуру горелки (7).

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что горелку деактивируют, когда пороговое значение температуры горелки (7) или термоэлемента (8) превышается на стороне, соединенной с горелкой (7).

11. Способ по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что горелку (7) деактивируют, когда превышается пороговое значение заряда или напряжения энергоаккумулятора (2).

12. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что между управляющим устройством (6) и электронной схемой транспортного средства (5) осуществляют обмен данными.

13. Устройство (1) для зарядки энергоаккумулятора (2) через устройство (3), вырабатывающее электроэнергию, с, по меньшей мере, одним управляющим устройством (6), горелкой (7), которая соединена с баком (11) для снабжения топливом, зарядным устройством (4), соединенным с энергоаккумулятором (2), и термоэлементом (8), одна сторона которого соединена с устройством (3), вырабатывающим электроэнергию, отличающееся тем, что вторая сторона термоэлемента (8) соединена с отводящим тепло элементом (9) транспортного средства (5), и установлено устройство (19) для контроля за температурой отводящего тепло элемента (9), соединенное с управляющим устройством (6), причем в зависимости от температуры отводящего тепло элемента (9) регулируется устройство (3), вырабатывающее электроэнергию, для зарядки энергоаккумулятора (2).

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, один датчик (20) для регистрации температуры отводящего тепло элемента (9), соединенный с устройством (19) для контроля.

15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один датчик (20) интегрирован в корпусе устройства (1), который закреплен на отводящем тепло элементе (9).

16. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, один датчик (25) для регистрации температуры горелки (7), соединенный с устройством (19) для контроля.

17. Устройство по любому из пп.13-14, отличающееся тем, что отводящий тепло элемент (9) образован блоком (12) цилиндров или частью рамы транспортного средства (5).

18. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что оно содержит соединенное с устройством (19) для контроля устройство (23) для регистрации состояния заряженности энергоаккумулятора (2), в частности для регистрации напряжения энергоаккумулятора (2).

19. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что устройство (19) для контроля интегрировано в управляющее устройство (6).

20. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что управляющее устройство (6) соединено с электронной схемой транспортного средства, в частности через информационную шину (30).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей и направлено на усовершенствование генераторной установки, используемой в качестве источника электрической энергии.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности, к автомобильной технике. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к автомобильной технике. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания подвижных объектов, требующих два уровня напряжения при одном источнике питания.

Изобретение относится к автотракторному электрооборудованию и может быть использовано для регулирования напряжения генератора. .

Изобретение относится к классу регуляторов напряжения, используемых совместно с генераторами переменного тока, снабженных диодными выпрямителями, преимущественно в бортовой сети автомобиля.

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей, в частности к устройствам регулирования напряжения в генераторных установках транспортных средств. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации и регулирования напряжения электрических генераторов, преимущественно для генераторных установок автономных систем энергоснабжения.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к источникам электропитания, и может быть использовано как дополнительный источник электропитания для зарядки аккумуляторов персональных компьютеров.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройствах управления зарядкой для транспортного средства и транспортном средстве, выполненном с возможностью зарядки устройства накопления энергии от внешнего источника энергии

Изобретение относится к области электрооборудования автомобилей и направлено на усовершенствование зарядного устройства аккумуляторов автомобилей, обеспечивающего подзарядку аккумуляторных батарей во время движения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в синхронных машинах

Использование: в области электротехники. Технический результат - увеличение срока службы стартерных батарей. Описываются усовершенствованные способ и устройство для определения результирующей продолжительности зарядки, используемой для зарядки, по меньшей мере, одной стартерной батареи в двухбатарейной системе. Начальная продолжительность зарядки определяется на основе температуры, по меньшей мере, одной стартерной батареи и показателя характеристики стартера при активации. Дополнительно результирующая продолжительность зарядки, используемая для зарядки, по меньшей мере, одной стартерной батареи, определяется во время зарядки, по меньшей мере, одной стартерной батареи на основе начальной продолжительности зарядки и соотношения между номинальным зарядным напряжением и фактическим зарядным напряжением, используемым для зарядки, по меньшей мере, одной стартерной батареи. Определение результирующей продолжительности зарядки осуществляется во время зарядки, по меньшей мере, одной стартерной батареи. С помощью настоящего изобретения используемая результирующая продолжительность зарядки может быть определена очень точно путем адаптации к фактическим параметрам, оказывающим влияние на качество и эффективность зарядки стартерных батарей. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для зарядки устройства накопления энергии, установленного в транспортном средстве. Техническим результатом является повышение надежности связи накопителя энергии с источником энергии, внешним по отношению к транспортному средству. В системе зарядки транспортное средство (10) снабжено зарядным портом (110), зарядным устройством (130), устройством (140) вывода движущей энергии, PLC-процессором (150) и зарядным ECU (160). Зарядный порт (110) сконфигурирован так, что зарядный кабель (30) может быть подключен к нему. PLC-процессор (150) используется для связи по линии электропередачи с PLC-процессором (220) дома (20) с помощью зарядного порта (110) и зарядного кабеля (30) в качестве канала связи. Зарядный ECU (160) переключает реле в CCID (40) в выключенное состояние, когда связь по линии электропередачи завершилась по окончании внешней зарядки, и сохраняет включенное состояние реле в CCID (40), когда связь по линии электропередачи все еще продолжается по окончании внешней зарядки. 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к устройствам электропитания транспортных средств. Технический результат - увеличение мощности транспортного средства и предотвращения временного замедления, что тем самым не только улучшает характеристики управления транспортным средством, но и значительно увеличивает к.п.д. и рабочие характеристики по топливу, а также продолжительность эксплуатации различных электрических частей. Предложены устройство и способ компенсации мощности электрической нагрузки в транспортном средстве при использовании конденсатора высокой емкости. Конденсатор высокой емкости быстро разряжает ток для компенсации мощности, когда напряжение на выходе генератора и аккумулятора временно упало при движении транспортного средства, а конденсатор заряжен посредством импульса постоянной мощности для предотвращения нестабильности напряжения аккумулятора вследствие перегрузки генератора, происходящей при заряженном конденсаторе. Зарядка конденсатора временно прекращается и он разряжает ток для компенсации мощности электрической нагрузки, если напряжение на клеммах аккумулятора уменьшилось вследствие электрической нагрузки при заряженном конденсаторе, что приводит к компенсации в режиме реального времени нестабильности энергопитания, например уменьшения напряжения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы,7 ил.

Изобретение относится к области электрооборудования автомобилей и направлено на усовершенствование зарядного устройства аккумуляторов автомобилей, обеспечивающего подзарядку аккумуляторных батарей во время движения. Подзарядка аккумуляторной батареи происходит преимущественно во время торможения автомобиля. Для этого в регуляторе напряжения имеется инерционный датчик ускорения - акселерометр, который управляет величиной тока в обмотке возбуждения электрического генератора. Причем ток в обмотке возбуждения возрастает, и зарядный ток аккумуляторной батареи увеличивается, с ростом тормозящего усилия. Технический результат заключается в снижении расхода топлива, затрачиваемого на выработку электроэнергии для систем зажигания, освещения, климат контроля, и многих других, и увеличении срока службы деталей тормозной системы, при значительном упрощении зарядного устройства, и его монтажа. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системе и способу замены и заряда аккумуляторных батарей (АКБ) в условиях отсутствия стационарной системы электроснабжения. Техническим результатом является возможность дифференцирования режимов замены, выдачи и приема аккумуляторных батарей средств связи и автоматизации для выполнения работ в труднодоступных районах. Результат обеспечивается за счет системы, размещенной в корпусе базовой машины и содержащей блок присоединения, блок привода, ленты крепления, токопроводы, микрокомпьютер, автоматы переключения лент, блок хранения неисправных АКБ, ленту замены. Предложенная система позволяет производить размещение, идентификацию и выбор режима ее работы в зависимости от размещенного в блоке присоединения объекта диагностирования, что, в свою очередь, обеспечивает необходимый уровень и время заряда АКБ. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении эффективности. Устройство бесконтактной подачи электричества бесконтактным образом выполняет заряд аккумуляторной батареи (28) транспортного средства, снабжено катушкой (12) для передачи электричества, расположенной на поверхности дороги, и катушкой (22) для приема электричества, расположенной в транспортном средстве. Катушка (13) для обнаружения постороннего объекта предусмотрена на верхней поверхности катушки (12) для передачи электричества, и на основе индуцированного напряжения, возникающего в катушке (13) для обнаружения постороннего объекта во время пробной подачи напряжения, обнаруживаются посторонние объекты между катушкой (12) для передачи электричества и катушкой (22) для приема электричества. 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к зарядке электромобилей. Устройство для производства электроэнергии и зарядки для продолжительного движения электрического автомобиля содержит генераторы, зарядное устройство и аккумуляторную батарею. Генераторы являются генераторами дискового типа и установлены на ободьях колес. Каждый генератор имеет дисковый кожух, в котором имеется центральный вал, снабженный двумя дисками для постоянных магнитов. Окружности двух противоположных внутренних боковых поверхностей двух дисков для постоянных магнитов имеют одинаковые размеры и на них расположены постоянные магниты, которые закреплены в дисках для постоянных магнитов. Между указанными дисками расположен диск для обмотки. Аккумуляторная батарея является такой же, как источник питания, установленный на автомобиле. Генераторы соединены с аккумуляторной батареей через зарядное устройство и преобразователь цепи. Собственная аккумуляторная батарея соединена с клеммами питания электрического автомобиля через преобразователь цепи. Увеличивается продолжительность движения электромобиля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх