Способ заряда электрохимического источника тока



Способ заряда электрохимического источника тока
Способ заряда электрохимического источника тока

Владельцы патента RU 2488205:

Масляков Павел Матвеевич (RU)
Даниелян Макич Иванович (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам заряда электрохимических источников тока (ЭХИТ). Техническим результатом изобретения является повышение электрических характеристик ЭХИТ. Согласно изобретению способ заряда электрохимического источника тока (ЭХИТ) путем подачи зарядных импульсов, при котором на ЭХИТ подают напряжение от зарядного устройства, контролируют изменение величин первой производной тока по времени dI/dt и зарядного тока от нулевого значения до максимального значения Imax, при котором первая производная тока по времени dI/dt равна нулю, максимальное значение тока поддерживают в течение времени до изменения знака производной, затем величину зарядного тока уменьшают до значения, равного 0÷(0,05÷0,1)Imax за время, значение которого составляет ≤(0,0015÷0,3)τ, где τ - время увеличения зарядного тока от нуля до максимального значения. Способ может включать операции, при которых контролируют значение первой производной dU/dt и время, в течение которого значение dU/dt является константой, зарядный ток поддерживают равным нулю в течение времени, значение которого не менее времени, за которое первая производная зарядного напряжения U на ЭХИТ dU/dt принимает значение, равное нулю, или меняет знак. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам заряда электрохимических источников тока (ЭХИТ).

Известен способ заряда ЭХИТ путем пропускания через него последовательности прямоугольных импульсов с частотой 10-2000 Гц с постоянной величиной напряжения при постепенном уменьшении амплитуды тока до 20% от исходной величины (патент РФ №2218646 С2, кл. H02J 7/10, 2003).

Указанный способ заряда не обеспечивает оптимальных режимов заряда и повышения электрических характеристик.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ заряда ЭХИТ путем подачи зарядных импульсов тока (патент РФ №2218636 С1, кл. H02J 7/00, 2003).

Указанный способ заряда также не обеспечивает оптимальных режимов заряда и повышения электрических характеристик.

Техническим результатом изобретения является повышение электрических характеристик за счет обеспечения оптимальных режимов заряда.

Указанный технический результат достигается тем, что заряд ЭХИТ производят путем подачи зарядных импульсов тока, при этом на ЭХИТ подают напряжение от зарядного устройства, контролируют изменение величин первой производной тока по времени dI/dt и зарядного тока от нулевого значения до максимального значения Imax, при котором первая производная тока по времени dI/dt равна нулю, максимальное значение тока поддерживают в течение времени до изменения знака производной, затем величину зарядного тока уменьшают до значения, равного 0÷-(0,05÷0,1)Imax за время, значение которого составляет ≤(0,0015÷0,3)τ, где τ - время увеличения зарядного тока от нуля до максимального значения.

Нижний предел времени 0,0015τ определяется максимально допустимым напряжением, подаваемым от зарядного устройства на ЭХИТ, верхний предел времени 0,3τ определяется минимально допустимым напряжением, подаваемым от зарядного устройства на ЭХИТ.

Целесообразно, чтобы контролировали значение первой производной dU/dt и время, в течение которого значение dU/dt является константой, зарядный ток поддерживали равным нулю в течение времени, значение которого не менее времени, за которое первая производная зарядного напряжения U на ЭХИТ dU/dt принимает значение равное нулю, или меняет знак.

Заявленный способ заряда обеспечивает эффективный режим заряда ЭХИТ при минимальном внутреннем сопротивлении за счет отсутствия активационной поляризации.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность признаков изобретения не известна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного способа условию «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Таким образом, можно сделать вывод, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами и примером реализации способа.

На фиг.1 представлена установка для практической реализации заявленного способа заряда аккумулятора.

На фиг.2 представлена установка для разряда аккумулятора, заряженного заявляемым способом.

Пример практической реализации

Для реализации заявленного способа была собрана зарядная фиг.1 и разрядная фиг.2 установки. Зарядная установка включает в себя зарядное устройство 1, в качестве которого был выбран источник питания Mastech HY3030E (максимальное выходное напряжение 30 В, максимальный выходной ток 30 А), устройство 2, задающее и контролирующее параметры, при котором осуществляется заявленный способ зарядки и заряжаемый ЭХИТ 3, в качестве которого взята свинцово-кислотная аккумуляторная батарея Haze HZB 12-33, напряжением 12 В, емкостью 33 Ач. Разрядка ЭХИТ 3 осуществлялась на электронную нагрузку 4 Актаком АТН 8301 (мощность нагрузки 0-350 Вт, ток нагрузки 0-30 А). Напряжения и токи контролировались с помощью цифрового мультиметра Fluke 187 и цифрового осциллографа Tektronics TDS 1012В.

Предварительно аккумуляторная батарея (АБ) была заряжена двадцатичасовым режимом заряда до напряжения 14,5 В без использования устройства 2. После чего на установке (фиг.2) АБ была разряжена током 1,65 А (ток соответствующий 5% емкости аккумулятора). Емкость, полученная при разряде, составила 32,8 Ач. После чего АБ была заряжена на установке (фиг.1) до напряжения 13,4 В. Время зарядки составило 13 часов, разрядная емкость составила 36 Ач. Для сравнения АБ заново была заряжена обычным способом, без устройства 2, током 1,65 А до 13,4 В. Далее АБ была разряжена и полученная емкость составила 23,76 Ач. Таким образом, видно, что при одном и том же конечном зарядном напряжении, применяя заявленный способ зарядки ЭХИТ, АБ удается зарядить до большей емкости, что свидетельствует о понижении внутреннего сопротивления АБ в части поляризационной, активационной составляющих.

1. Способ заряда электрохимического источника тока (ЭХИТ) путем подачи зарядных импульсов тока, отличающийся тем, что на ЭХИТ подают напряжение от зарядного устройства, контролируют изменение величин первой производной тока по времени dI/dt и зарядного тока от нулевого значения до максимального значения Imax, при котором первая производная тока по времени dI/dt равна нулю, максимальное значение тока поддерживают в течение времени до изменения знака производной, затем величину зарядного тока уменьшают до значения, равного 0÷(0,05÷0,1)Imax за время, значение которого составляет ≤(0,0015÷0,3)τ, где τ - время увеличения зарядного тока от нуля до максимального значения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют значение первой производной dU/dt и время, в течение которого значение dU/dt является константой, зарядный поддерживают равным нулю в течение времени, значение которого не менее времени за которое первая производная зарядного напряжения U на ЭХИТ dU/dt принимает значение, равное нулю, или меняет знак.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству заряда аккумуляторной батареи. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве источников питания с повышенными электрическими характеристиками, включающих высокочастотные преобразователи постоянного напряжения в постоянное.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для ускоренного заряда аккумуляторных батарей на основе заряд-разрядных выпрямительно-инверторных преобразователей.

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к системам автоматического управления зарядом конденсаторной батареи и предназначено для регулирования процесса заряда конденсаторной батареи до заданного напряжения и формирование прямоугольной формы зарядного тока и линейно-нарастающей формы зарядного напряжения.

Изобретение касается системы для зарядки конденсатора (100), включающей модуль зарядки конденсатора (110), изолированный модуль получения данных (120) и цифровой управляющий модуль (130). Изолированный модуль получения данных (120) предназначен для взятия отсчетов уровня выходного напряжения модуля зарядки конденсатора (110). Цифровой управляющий модуль (130) соединен с изолированным модулем получения данных (120) посредством двунаправленной линии и с модулем зарядки конденсатора (110) посредством интерфейса управляющего сигнала. Цифровой управляющий модуль (130) сконфигурирован для генерирования управляющей сигнальной информации и сигнальной информации синхронизации на основании отсчетов уровня выходного напряжения, получаемых через двунаправленную линию от изолированного модуля получения данных. Цифровой управляющий модуль (130) сконфигурирован для отправки управляющей сигнальной информации модулю зарядки конденсатора (110) посредством интерфейса управляющего сигнала и отправки сигнальной информации синхронизации изолированному модулю получения данных (120) посредством двунаправленной линии. Управляющая сигнальная информация, получаемая от цифрового управляющего модуля, управляет модулем зарядки конденсатора (110), а изолированный модуль получения данных (120) сконфигурирован для формирования отсчетов на основании сигнальной информации синхронизации. Технический результат - повышение стабильности выходного напряжения. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области техники связи, использующей электронные устройства с аккумуляторной батареей, и предназначено для замедления старения аккумуляторной батареи, вызываемого зарядным током и повторяющимися циклами зарядки-разрядки при практически максимальной зарядной емкости. Изобретение раскрывает в частности электронное устройство, включающее в себя аккумуляторную батарею, зарядную секцию, осуществляющую зарядку аккумуляторной батареи энергией, получаемой от внешнего источника питания, установленным зарядным током, измерительную секцию, измеряющую величину заряда, аккумулированную аккумуляторной батареей, секцию сбора временной информации, осуществляющую сбор временной информации, секцию хранения, хранящую информацию об истории зарядки, свидетельствующую о периоде времени, в течение которого пользователь осуществляет зарядку, и секцию контроля, которая включает в себя секцию оценки тарифицируемого времени, осуществляющую оценку тарифицируемого времени исходя из информации об истории зарядки и временной информации, и секцию установки зарядного тока, вычисляющую силу ограниченного зарядного тока, позволяющую зарядить аккумуляторную батарею до зарядной емкости за тарифицируемое время исходя из данных о величине заряда, полученных от измерительной секции, и устанавливающую ограниченный зарядный ток в зарядной секции. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи АБ, содержащее источник питания, ключ, стабилизатор напряжения, стабилизатор тока, устройство управления и клеммы для подключения АБ. Источник питания посредством ключа подсоединен к стабилизатору тока, выход устройства управления подключен к управляющему входу ключа, а выходные зажимы стабилизатора тока соединены с клеммами для подключения АБ. Выход стабилизатора напряжения подключен к первому входу стабилизатора тока. В устройство введены измерительный преобразователь зарядного тока, измерительный преобразователь выходного напряжения, задатчик напряжения и задатчик тока. Измерительный преобразователь зарядного тока включен в разрыв одного из проводов, соединяющих выходные зажимы стабилизатора тока с клеммами для подключения АБ. Измерительный преобразователь выходного напряжения подсоединен параллельно клеммам для подключения АБ, а его выход соединен с первым входом стабилизатора напряжения. Выход измерительного преобразователя зарядного тока соединен со вторым входом стабилизатора тока и первым входом устройства управления. Задатчик напряжения подключен ко второму входу стабилизатора напряжения, а задатчик тока подключен ко второму входу устройства управления. Такое выполнение устройства позволило выполнять полный цикл зарядки АБ через один силовой регулирующий элемент, а именно стабилизатор тока, и обеспечить технический результат - автоматическое отключение процесса зарядки АБ при снижении тока зарядки на втором этапе до заданного значения. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам зарядки аккумуляторных батарей. Технический результат - увеличение срока службы батарей. Предложены устройство и способы сверхбыстрой зарядки одной или нескольких аккумуляторных батарей, в т.ч., например, ионно-литиевых. Определяют зарядный ток путем оптимизации модели, основанной на функциях набора переменных внутреннего состояния аккумуляторной батареи, и набора параметров модели или непараметрических данных, характеризующих аккумуляторную батарею. Определяют переменные текущего внутреннего состояния, а на аккумуляторную батарею подают оптимизированный зарядный ток, который зависит от ряда ограничений, характерных для конкретной батареи. Рекурсивно обновляют переменные внутреннего состояния аккумуляторной батареи на основе ее характеристик в процессе зарядки, а также характеристик батарей одного класса, хранящихся в базе данных или полученных по сети. 3 н. и 35 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводных системах электрических транспортных средств. Техническим результатом является возможность осуществления в сочетании с электромотором выборочного управления скоростью и восстановления заряда аккумулятора в соответствии с выходными параметрами мотора. Аккумулятор переменной конфигурации содержит по меньшей мере один блок соединенных последовательно аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет положительный и отрицательный полюсы. Полюсы соединены посредством переключателей с соответствующими выходными соединениями. Включение набора переключателей с процессорным управлением изменяет конфигурацию по меньшей мере нескольких аккумуляторных элементов на конфигурацию, в которой напряжение подают на выходные соединения. Выходное напряжение аккумулятора может изменяться от 0 В до максимального напряжения, производимого последовательно соединенными аккумуляторными элементами. Альтернативная конфигурация переключателей разделяет группы последовательно соединенных аккумуляторных элементов на отдельные аккумуляторные блоки, которые позволяют создавать другие конфигурации аккумуляторных элементов. Управление рабочим циклом переключателей позволяет реализовать промежуточное управление выходным напряжением при уменьшенных переходных процессах при переключении. 2 н. и 33 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам. Устройство управления подачей энергии, установленное на транспортном средстве, содержит: генератор, приводимый в действие двигателем; первый и второй аккумуляторы, соединенные параллельно с генератором; SOC-датчик состояния заряда первого аккумулятора и контроллер заряда. Контроллер управляет зарядкой первого аккумулятора посредством генератора на основе рекуперативной предсказываемой величины, оцениваемой согласно информации о состоянии транспортного средства, когда SOC первого аккумулятора больше определенного порогового значения. Выполняется управление зарядом независимо от рекуперативной предсказываемой величины, когда SOC первого аккумулятора меньше определенного порогового значения. Контроллер получает избыточную величину заряда второго аккумулятора и, когда она больше недостающей величины заряда первого аккумулятора, управляет зарядом на основе рекуперативной предсказываемой величины, несмотря на то, что SOC первого аккумулятора меньше порогового значения. Снижается расход топлива и увеличивается срок службы аккумулятора. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование - в области электротехники. Технический результат - обеспечение стабильной величины энергии аккумуляторной батареи. Устройство (100) управления батареей включает в себя: измерительный модуль (110), который индивидуально измеряет величину разрядного тока разряжающейся аккумуляторной батареи из числа множества аккумуляторных батарей, которые независимо заряжаются и разряжаются; модуль (120) вычисления времени, который вычисляет время, требуемое для того, чтобы аккумуляторная батарея имела постоянную емкость батареи для каждой разряжающейся аккумуляторной батареи, на основе номинального значения разрядного тока для каждой аккумуляторной батареи, которое вычисляется на основе величины разрядного тока, и SOC аккумуляторной батареи; модуль (130) вычисления количества, который вычисляет ожидаемое количество аккумуляторных батарей, которые станут полностью заряженными за требуемое время, на основе номинального значения зарядного тока для каждой аккумуляторной батареи, которое вычисляется на основе величины зарядного тока заряжающейся аккумуляторной батареи, SOC аккумуляторной батареи и требуемого времени, и вычисляет суммарное значение ожидаемого количества и существующего количества аккумуляторных батарей, которые уже являются полностью заряженными; и модуль (140) управления, который определяет, повышать ли или нет номинальное значение зарядного тока на основе суммарного значения. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение надежности и безопасности эксплуатации зарядной станции. Согласно изобретению зарядная станция встроена в трансформаторную подстанцию с силовым трансформатором и соединена с блоком промышленного логического контроллера, который осуществляет этапы: а) в режиме реального времени считывает информацию об абсолютных значениях фазных токов в цепи на выходе силового трансформатора; б) на основе которой вычисляет суммарную мощность в цепи на выходе силового трансформатора; в) сравнивает вычисленную суммарную мощность с заранее заданным максимальным значением мощности, г) если при зарядке электромобиля мощность на выходе силового трансформатора превышает заранее заданное максимальное значение мощности, то вычисляет величину снижения мощности, потребляемой электромобилем, необходимую для выполнения условия не превышения заранее заданного максимального значения мощности; д) если при зарядке электромобиля мощность на выходе силового трансформатора не превышает заранее заданное максимальное значение мощности, то повторяет этапы а)-в); е) вычисляет необходимое снижение величины зарядного тока с учетом заранее определенного количества фаз подключения для зарядки электромобиля; ж) передает на зарядную станцию управляющий сигнал о снижении величины зарядного тока. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование – в области электротехники, транспорта. Технический результат – снижение потерь мощности при работе гибридного и/или электрического транспортного средства. Представлено устройство для зарядки и разрядки электрического устройства в транспортном средстве, содержащее переключатель, первый и второй источники питания, первый и второй контакторы. Первый источник питания выполнен с возможностью подачи низкого напряжения. Переключатель выполнен с возможностью активации/деактивации первого источника питания. Второй источник питания выполнен с возможностью подачи высокого напряжения для зарядки электрического устройства. Первый контактор функционально соединен с первым источником питания и со вторым источником питания, первый контактор выполнен с возможностью активации подачи высокого напряжения вторым источником питания для зарядки электрического устройства в ответ на активацию переключателем первого источника питания. Второй контактор функционально соединен с первым источником питания и со вторым источником питания, второй контактор переходит в разомкнутое состояние в ответ на активацию переключателем первого источника питания. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение компактности и надежности. Согласно изобретению автономный интеллектуальный источник питания содержит по меньшей мере одну батарею, цилиндрическую солнечную батарею из хотя бы двух солнечных элементов, к которой присоединены блоки заряда аккумулятора и конденсатора, к которым в свою очередь присоединены аккумулятор и буферный конденсатор соответственно, причем выходы батареи, цилиндрической солнечной батареи, аккумулятора и буферного конденсатора соединены со входами блока измерения, управления и связи и входами коммутатора, выход которого соединен со входом преобразователя/стабилизатора, выход которого соединен со одним из входов блока измерения, управления и связи, выходы которого соединены с управляющим входом коммутатора и управляющими входами блоков заряда аккумулятора и конденсатора. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-07-20 2013-07-22T11:31:47
Наверх