Способ автоматического контроля аккумуляторной батареи, состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов и устройство для осуществления автоматического контроля


 


Владельцы патента RU 2557014:

Закрытое акционерное общество "Орбита" (RU)

`Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля аккумуляторных батарей, включая высоковольтные батареи, установленные на космических аппаратах, при высоких требованиях к надежности, точности и массе. Технический результат - повышение надежности и точности контроля. Способ заключается в подаче сигналов с микроконтроллера (МК) на адресные входы коммутатора, поочередном подключении коммутатора к двум смежным выводам АЭ с контролем их напряжений, в котором после подключения коммутатора дополнительно формируется плавающая общая шина с напряжением смежного вывода контролируемых АЭ и измерительные шины, разности напряжений АЭ на шинах последовательно смещают в положительном, затем в отрицательном направлении относительно плавающей шины с использованием генератора тока, управляемого напряжением. В процессе контроля АБ проводится сквозная тарировка измерительного тракта и его стабилизация путем установки источника опорного напряжения (ИОН) в термостат, а при контроле АБ напряжения четных АЭ инвертируют. Устройство для осуществления способа содержит коммутатор, ИОН, МК, дешифратор с блоком гальванической развязки, дополнительные общую и измерительные шины, подключенные к двум устройствам смещения уровня сигнала, на основе ИОН и управляемого напряжением источника тока с применением высоковольтного транзистора. При этом в устройство введены ключи сквозной калибровки тракта, а ИОН установлен в термостат. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля аккумуляторных батарей, включая высоковольтные батареи, установленные на космических аппаратах, при высоких требованиях к надежности, точности и массе.

Известны способ контроля аккумуляторной батареи (АБ), состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов (АЭ), и устройство для осуществления контроля АБ, заключающийся в выделении выводов одного их АЭ с помощью мультиплексора, запоминании напряжения одного из АЭ на конденсаторе и последующем измерении разности напряжений на двух смежных выводах АЭ. Устройство для реализации данного способа содержит коммутатор на мультиплексоре тактовый генератор, счетчик, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, схему сравнения. К недостатку способа и устройства следует отнести невозможность его использования для высоковольтных АБ, поскольку лучшие зарубежные мультиплексоры могут работать в диапазоне напряжений до 70 В, в то время, как современные АБ, в том числе используемые на космических аппаратах (КА) имеют напряжение 100.. 150 В при содержании до 70-100 аккумуляторных элементов (А.С. СССР №1443058).

Известны способ поэлементного контроля аккумуляторной батареи (АБ), состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов (АЭ), и устройство для осуществления контроля АБ, заключающийся в преобразовании напряжений АЭ в ток резистивно- диодными цепями, выделении с помощью коммутатора на двух мультиплексорах токов двух выводов АЭ с последующим измерением разности токов и преобразования их в напряжение АЭ. Устройство для реализации данного способа содержит коммутатор на двух мультиплексорах, диодные ограничители, резисторы, соединяющие все выводы АЭ с общим проводом, и блок сравнения дифференциальными усилителями. К недостаткам способа устройства следует отнести упомянутую выше невозможность их использования для контроля высоковольтных АБ из-за применения мультиплексоров, а также деградацию АБ при применении данного способа контроля, снижение срока эксплуатации и постепенное выведение АБ из строя из-за неравномерности вынужденного разряда отдельных элементов АБ резисторами, подключенными к отдельным аккумуляторам. Указанное явление особо важно для АБ, установленных на космических аппаратах при ресурсе последних 15-20 лет (А.С. СССР №1363327).

Известны также способ контроля напряжения n гальванически связанных аккумуляторов, состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов (АЭ), и устройство для осуществления контроля АБ. Способ заключается в запоминании напряжений отдельных АЭ на конденсаторах, коммутируемых резистивно-диодными цепями с последующей передачей запомненных напряжений на низковольтный коммутатор (мультиплексор), каждый вход которого защищен от перенапряжений стабилитронами и последующим измерением напряжений. Устройство для реализации способа содержит n - канальный диодно-резистивный коммутатор аналоговых сигналов, АЦП, ячейки памяти на конденсаторах, а также стабилитроны и резисторы, постоянно подключенные между выводами АЭ и общим проводом (минусу АБ) (А.С. СССР №1246184).

Указанный аналог может работать с высоковольтными АБ, но к его недостаткам, как и ранее, следует отнести неравномерный разряд аккумулятора с его последующей деградацией, а также низкую надежность устройства, очень низкую точность оценки параметров аккумулятора, присущую запоминающим устройствам на основе конденсаторов при низкой частоте переключения, обусловленной применением высоковольтных коммутаторов с гальванической развязкой, например электромеханическим или оптореле, а также значительные габариты и массу устройства.

В качестве прототипа принят способ контроля аккумуляторов, реализованный в работе устройства автоматического контроля аккумуляторной батареи (АБ), состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов (АЭ), заключающийся в подаче сигналов с управляющего устройства через дешифратор и блок гальванической развязки на адресные входы коммутатора, поочередном подключении коммутатора к выводам АЭ, поочередном измерении напряжений каждого АЭ и сравнении их с требуемыми напряжениями, реализованным в устройстве для автоматического контроля n гальванически связанных аккумуляторных элементов по АС, состоящем из коммутатора, источника опорного напряжения, схемы сравнения, распределителя, блока гальванической развязки и источника питания, при этом первые выводы ключей коммутатора предназначены для подключения к (n+1) выводам n аккумуляторных элементов, адресные входы коммутатора связаны с выходами блока гальванической развязки, входы которого через распределитель подключены к цифровым выходам схемы сравнения, общий провод устройства предназначен для подключения к минусовому выводу АБ (А.С. СССР №1432635).

К недостаткам способа-прототипа следует отнести то, что для обеспечения возможности его применения для контроля высоковольтных АБ необходимым является существенное увеличение количества дополнительных источников питания, мультиплексоров и дифференциальных усилителей (ориентировочно в 10 раз), что приводит к ухудшению показателей по надежности, точности и массогабаритным характеристикам.

Недостатком устройства-прототипа является его недостаточная надежность, обусловленная большим количеством автономных источников питания и дифференциальных усилителей, большую массу и габариты устройства, а также низкую точность устройства, вызванную зависимостью параметров измеряемой группы аккумуляторов от параметров остальных групп. В первом приближении погрешность устройства превышает погрешность измерения каждой отдельной группы в число, равное корню из количества групп (при 72 элементах АК в АБ и 8 элементах в группе ухудшение погрешности в три раза).

Задачей предлагаемого технического решения является существенное повышение надежности и точности контроля способа и устройства, реализующего способ, а также снижение его массы, а соответственно удешевление устройства.

Поставленная задача решается тем, что в способе автоматического контроля аккумуляторной батареи (АБ), состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов (АЭ), заключающемся в подаче сигналов с управляющего устройства через дешифратор и блок гальванической развязки на адресные входы коммутатора, поочередном подключении коммутатора к выводам АЭ, поочередном измерении напряжений каждого АЭ и сравнении их с требуемыми напряжениями (АЭ), после подключения коммутатора к контролируемому АЭ формируют дополнительную плавающую общую шину с гальванически развязанным источником питания, уровень напряжения которой совпадает с напряжением общего для двух контролируемых АЭ выводов, и две измерительные шины, на которые выводят вторые выводы контролируемых АЭ, преобразуют разности напряжений между измерительными шинами и плавающей шиной в напряжения контролируемых АЭ (UАЭ), полученные напряжения (UАЭ) смещают в положительном направлении относительно плавающей шины посредством каскада на основе инструментального усилителя и источника опорных напряжений, затем смещают напряжение на выводах контролируемых АЭ в отрицательном направлении до уровня общего провода посредством генератора тока, управляемого напряжением, выполненного на основе инструментального усилителя, источника опорных напряжений и транзистора, после чего и проводят указанный контроль АБ, измеряя напряжения АЭ, приведенные к общему проводу, при помощи аналого-цифрового преобразователя (АЦП) управляющего устройства, при этом напряжения четных АЭ инвертируют.

Предусмотрено, что в дополнительных тактах опроса проводят измерения двух эталонных напряжений, с последующим поочередным измерением напряжений на выводах АЭ, рассчитывают коэффициенты передаточной функции измерительного тракта и рассчитывают фактические напряжения на АЭ по формуле:

UАЭ=(K1+K2)×Uизм, где

U - напряжение на выводах АЭ;

Uизм - значение измеренного на АЦП;

К1 - уровень начального смещения сигнала;

К2 - коэффициент пропорциональности выходного и входного сигнала, после чего сравнивают полученные данные с допустимыми значениями АЭ и делают выводы о годности АЭ и АБ в целом.

Предусмотрено также, что характеристики источника опорных напряжений стабилизируют путем установки его в термостате.

Для решения поставленной задачи устройство автоматического контроля содержит коммутатор, источник опорного напряжения, схему сравнения, распределитель, блок гальванической развязки и источник питания, первые выводы ключей коммутатора предназначены для подключения к (n+1) выводам n аккумуляторов, адресные входы коммутатора связаны с выходами блока гальванической развязки, входы которого через распределитель подключены к цифровым выходам схемы сравнения, а общий провод устройства контроля предназначен для подключения к минусовому выводу АБ, при этом схема сравнения выполняет функцию управляющего устройства и выполнена на основе микроконтроллера (МК), распределитель выполняет функцию дешифратора, а устройство автоматического контроля дополнительно содержит первую и вторую измерительные шины, «плавающую» шину дополнительного общего провода и два устройства смещения уровня сигнала, включающие каждое источник опорного напряжения, связанный с общим проводом соответствующего устройства смещения уровня сигнала, при этом обе измерительные и «плавающая» шина дополнительного общего провода подключены ко вторым выводам ключей коммутатора, первые выводы которых предназначены для поочередного подключения к выводам двух смежных АЭ, шина «плавающего» общего дополнительного провода связана с общими проводами первого и второго устройств смещения уровня сигнала и источника питания, входы устройств смещения уровня сигнала подключены к соответствующим измерительным шинам, а их выходы к аналого-цифровому преобразователю АЦП управляющего устройства и через соответствующие измерительные резисторы к общему проводу устройства контроля автоматического контроля.

Предусмотрено, что каждое устройство смещения уровня сигнала включает последовательно включенные каскады положительного и отрицательного смещения сигнала, каскад положительного смещения выполнен на основе первого инструментального усилителя (ИУ1), первый вход которого является входом устройства смещения сигнала, а ко второму входу подключен один из выходов источника опорных напряжений, выход ИУ1 подключен ко входу каскада отрицательного смещения, выполненного в виде источника тока, управляемого напряжением, на основе последовательно соединенных токозадающего резистора, второго инструментального усилителя (ИУ2) и высоковольтного транзистора, при этом второй вывод токозадающего резистора подключен к соединенным вместе отрицательному входу ИУ2 и эмиттеру (истоку) транзистора, второй вход ИУ2 подключен ко второму выходу источника опорных напряжений, выход ИУ2 подключен к базе (затвору) транзистора, коллектор (сток) которого является выходом устройства смещения уровня сигнала.

Предусмотрено, что в каждое устройство смещения уровня сигнала введены ключи калибровки, первые выводы которых соединены с соответствующей измерительной шиной, а вторые - с третьим выводом источника опорных напряжений и «плавающей» шиной дополнительного общего провода, при этом управляющие входы ключей калибровки соединены через блок гальванической развязки и дешифратор с управляющим устройством.

Предусмотрено также, что каждое устройство смещения уровня сигнала снабжено термостатом, в который установлен источник опорных напряжений.

Устройство для осуществления автоматического контроля аккумуляторной батареи, состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов, реализующее заявляемый способ, представлено на чертеже.

Устройство содержит:

1 - коммутатор;

2 - источник опорного напряжения;

3 - схема сравнения (управляющее устройство МК);

4 - распределитель (дешифратор);

5 - блок гальванической развязки;

6 - источник питания;

7 - общий провод устройства;

8 - первая измерительная шина;

9 - вторая измерительная шина;

10 - плавающий общий дополнительный провод;

11 - первое устройство смещения уровня сигнала;

12 - второе устройство смещения уровня сигнала;

13 - измерительный резистор;

14 - измерительный резистор;

15 - первый инструментальный усилитель ИУ1;

16 - токозадающий резистор;

17 - второй инструментальный усилитель ИУ2;

18 - высоковольтный транзистор;

19 - ключи калибровки;

20 - термостат.

Заявляемый способ автоматического контроля аккумуляторной батареи (АБ), состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов (АЭ), посредством заявляемого устройства автоматического контроля реализуется следующим образом.

Функционирование устройства автоматического контроля начинается с момента подачи напряжения на микроконтроллер 3 (МК3) и инициализации последнего, запуска программного обеспечения, согласно которому МК3 через дешифратор 4 и блок гальванической развязки 5 поочередно подает команды коммутатору 1 или ключам калибровки 19 команды на подключение отдельных групп ключей к измерительным шинам 8, 9 и плавающему общему проводу 10.

Контроль АБ производится циклами, каждый из которых содержит (3+n/2+1) тактов или микроопераций.

В первые два такта к измерительным шинам 8, 9 подключаются источник эталонного опорного напряжения 2, затем и плавающий общий дополнительный провод 10 устройства автоматического контроля, что позволяет МК3 непосредственно в рабочих условиях выполнить сквозную тарировку измерительного тракта и в 3-м такте рассчитать коэффициенты тарировки (К1 и К2), где К1 - уровень начального смещения сигнала, а К2 - коэффициент пропорциональности выходного и входного сигнала, по известным входным и выходным данным тракта по формулам:

К1=Uэт*Uизм2/(Uизм2-Uизм1); К2=Uэт/(Uизм1-Uизм2),

где Uэт - величина эталонного напряжения;

Uизм1, Uизм2 - значения первого и второго напряжений, измеренных АЦП МК3.

В последующие (n/2) такта МК3 поочередно подключает к измерительным шинам 8, 9 выводы двух смежных АЭ и рассчитывает напряжения последних как UАЭ=(K1+K2)×Uизм.

В последний такт работы (n/2+4) МК3 сравнивает полученные значения АЭ с требуемыми значениями, определяет состояние АЭ и АБ в целом и выдает выводы управляющей системе верхнего уровня о работоспособности АБ и режимах ее работы (заряд, разряд, циклирование АБ, подзаряд i-го АЭ, аварийный режим).

При каждом такте работы МК3 каждое устройство смещения уровня сигнала 11, 12 сначала каскадом положительного смещения сигнала 15 смещает уровни сигнала в положительном направлении. Это необходимо для исключения насыщения высоковольтного транзистора 18 и перехода его в инверсное - нерабочее состояние при измерении напряжений АЭ, близких к минусовому выводу АБ, когда напряжение на коллектора высоковольтного транзистора 18 без указанного смещения могло бы оказаться положительнее напряжения на его эмиттере, что привело бы к выходу последнего из строя. Кроме того, на четных АЭ измеряются отрицательные уровни АЭ относительно плавающего общего дополнительного провода 10, а МК3 измеряет только положительные напряжения.

После смещения уровней сигналов в положительном направлении происходит смещение уровней напряжений каскадом отрицательного смещения сигнала элементами 16, 17, 18 в отрицательном направлении, с последующим измерением напряжений АЦП.

Следует отметить, что основную долю в общую погрешность измерений приносят погрешности измерения напряжений смещения, обусловленные изменениями температуры операционных (инструментальных) усилителей и источников опорных напряжений, а также временная нестабильность резистивных делителей за время эксплуатации (до 20 лет). При этом, динамическое изменение температуры в космическом аппарате может достигать 2-3 градусов в минуту при полупериоде вращения вокруг Земли за время порядка 45 минут и изменением температуры от (-40) до +70°.

Примененная при реализации способа сквозная тарировка тракта измерений в каждом цикле работы МК3, т.е. каждые 1-2 сек, позволяет практически полностью исключить из рассмотрения погрешности, обусловленные изменением напряжения смещения усилителей 15, 17 и резисторов 13, 14, 16 от внешних факторов, а установка источников опорных (эталонных) напряжений 2 в термостат 20 позволило исключить ошибки, обусловленные термозависимостью источников опорных напряжений из общей ошибки.

Таким образом, введение в устройство автоматического контроля для осуществления заявляемого способа гальванически развязанных от общего провода измерительных 8, 9 и плавающей общей дополнительной шины, а также двунаправленных (двухкаскадных) устройств смещения уровня сигнала позволило не только существенно упростить устройство контроля АБ, но повысить его надежность, а введение сквозной тарировки измерительного тракта и установка ИОН 2 в термостат 20 существенно снизить погрешность контроля.

Испытания макетного образца, изготовленного на предприятии ЗАО «Орбита», показали, что масса и габариты устройство по заявляемому техническому решению снижены примерно в три раза, при этом повышена точность контроля, производимого устройством.

1. Способ автоматического контроля аккумуляторной батареи (АБ), состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов (АЭ), заключающийся в подаче сигналов с управляющего устройства через дешифратор и блок гальванической развязки на адресные входы коммутатора, поочередном подключении коммутатора к выводам АЭ, поочередном измерении напряжений каждого АЭ и сравнении их с требуемыми напряжениями (АЭ), отличающийся тем, что после подключения коммутатора к контролируемому АЭ формируют дополнительную плавающую общую шину с гальванически развязанным источником питания, уровень напряжения которой совпадает с напряжением общего для двух контролируемых АЭ выводов, и две измерительные шины, на которые выводят вторые выводы контролируемых АЭ, преобразуют разности напряжений между измерительными шинами и плавающей шиной в напряжения контролируемых АЭ (UАЭ), полученные напряжения (UАЭ) смещают в положительном направлении относительно плавающей шины посредством каскада на основе инструментального усилителя и источника опорных напряжений, затем смещают напряжение на выводах контролируемых АЭ в отрицательном направлении до уровня общего провода посредством генератора тока, управляемого напряжением, выполненного на основе инструментального усилителя, источника опорных напряжений и транзистора, после чего и проводят указанный контроль АБ, измеряя напряжения АЭ, приведенные к общему проводу, при помощи аналого-цифрового преобразователя (АЦП) управляющего устройства, при этом напряжения четных АЭ инвертируют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в дополнительных тактах опроса проводят измерения двух эталонных напряжений, с последующим поочередным измерением напряжений на выводах АЭ, рассчитывают коэффициенты передаточной функции измерительного тракта и рассчитывают фактические напряжения на АЭ по формуле:
UАЭ=(К12)×Uизм,
где UАЭ - напряжение на выводах АЭ;
Uизм - значение измеренного на АЦП;
К1 - уровень начального смещения сигнала;
К2 - коэффициент пропорциональности выходного и входного сигнала, после чего сравнивают полученные данные с допустимыми значениями АЭ и делают выводы о годности АЭ и АБ в целом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что характеристики источника опорных напряжений стабилизируют путем установки его в термостате.

4. Устройство автоматического контроля для осуществления способа автоматического контроля аккумуляторной батареи (АБ), состоящей из n гальванически связанных аккумуляторных элементов (АЭ), содержащее коммутатор, источник опорного напряжения, схему сравнения, распределитель, блок гальванической развязки и источник питания, при этом первые выводы ключей коммутатора предназначены для подключения к (n+1) выводам n аккумуляторов, адресные входы коммутатора связаны с выходами блока гальванической развязки, входы которого через распределитель подключены к цифровым выходам схемы сравнения, а общий провод устройства контроля предназначен для подключения к минусовому выводу АБ, отличающееся тем, что схема сравнения выполняет функцию управляющего устройства и выполнена на основе микроконтроллера (МК), распределитель выполняет функцию дешифратора, а устройство автоматического контроля дополнительно содержит первую и вторую измерительные шины, «плавающую» шину дополнительного общего провода и два устройства смещения уровня сигнала, включающие каждое источник опорного напряжения, связанный с общим проводом соответствующего устройства смещения уровня сигнала, при этом обе измерительные и «плавающая» шина дополнительного общего провода подключены ко вторым выводам ключей коммутатора, первые выводы которых предназначены для поочередного подключения к выводам двух смежных АЭ, шина «плавающего» общего дополнительного провода связана с общими проводами первого и второго устройств смещения уровня сигнала и источника питания, входы устройств смещения уровня сигнала подключены к соответствующим измерительным шинам, а их выходы - к аналого-цифровому преобразователю АЦП управляющего устройства и через соответствующие измерительные резисторы к общему проводу устройства контроля автоматического контроля.

5. Устройство автоматического контроля по п.4, отличающееся тем, что каждое устройство смещения уровня сигнала включает последовательно включенные каскады положительного и отрицательного смещения сигнала, каскад положительного смещения выполнен на основе первого инструментального усилителя (ИУ1), первый вход которого является входом устройства смещения сигнала, а ко второму входу подключен один из выходов источника опорных напряжений, выход ИУ1 подключен ко входу каскада отрицательного смещения, выполненного в виде источника тока, управляемого напряжением, на основе последовательно соединенных токозадающего резистора, второго инструментального усилителя (ИУ2) и высоковольтного транзистора, при этом второй вывод токозадающего резистора подключен к соединенным вместе отрицательному входу ИУ2 и эмиттеру (истоку) транзистора, второй вход ИУ2 подключен ко второму выходу источника опорных напряжений, выход ИУ2 подключен к базе (затвору) транзистора, коллектор (сток) которого является выходом устройства смещения уровня сигнала.

6. Устройство автоматического контроля по п.4, отличающееся тем, в каждое устройство смещения уровня сигнала введены ключи калибровки, первые выводы которых соединены с соответствующей измерительной шиной, а вторые - с третьим выводом источника опорных напряжений и «плавающей» шиной дополнительного общего провода, при этом управляющие входы ключей калибровки соединены через блок гальванической развязки и дешифратор с управляющим устройством.

7. Устройство автоматического контроля по п.4, отличающееся тем, что каждое устройство смещения уровня сигнала снабжено термостатом, в который установлен источник опорных напряжений.



 

Похожие патенты:

Активный материал положительного электрода для электрического устройства содержит первый активный материал и второй активный материал. Первый активный материал состоит из оксида переходного металла, представленного формулой (1): Li1,5[NiaCobMnc[Li]d]O3 …(1), где в формуле (1) a, b, c и d удовлетворяют соотношениям: 0<d<0,5; a+b+c+d=1,5; и 1,0<a+b+c<1,5.

Заявленное изобретение относится к устройству и способу изготовления аккумуляторной батареи, а именно к устройству, укладывающему электроды стопкой, и способу укладывания электродов стопкой.

Изобретение относится к композитному твердому электролиту на основе фаз, кристаллизующихся в системе Bi2O3-BaO-Fe2O3. При этом он содержит, мол.%: Bi2O3 - 67-79, BaO - 17-22, Fe2O3 - 2-16.

Изобретение относится к способам получения электрической энергии и может быть использовано для создания морской электростанции по преобразованию потенциальной энергии ионов морской воды в энергию электрического тока, а также по созданию преобразователей энергии ионов плазмы в электрическую энергию.

Предлагаемый свинцово-кислотный аккумулятор относится к области электротехники, в частности к обратимым электрохимическим элементам (аккумуляторам). Технический результат - увеличение удельной электрической емкости.

Изобретение относится к литий-несущему фосфату железа в форме микрометрических смешанных агрегатов нанометрических частиц, к электроду и элементу, образованным из них, к способу их производства, который характеризуется стадией наноразмола, на которой посредством микроковки образуются микрометрические смешанные агрегаты нанометрических частиц.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при разработке и последующей эксплуатации аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) различных типов в автономных системах электроснабжения космических аппаратов (КА), в частности искусственных спутников земли (ИСЗ).

Изобретение относится к аккумуляторной батарее, включающей в себя положительный электрод, который может поглощать и выделять литий, и жидкий электролит. При этом положительный электрод содержит активный материал положительного электрода, который работает при потенциале 4,5 В или выше по отношению к литию; и при этом жидкий электролит содержит фторированный простой эфир, представленный следующей формулой (1), и циклический сульфонат, представленный следующей формулой (2): (1).

Изобретение относится к регулированию температуры батареи гибридного транспортного средства. Способ регулирования температуры тяговой батареи гибридного транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем включает обеспечение первого контура регулирования температуры для двигателя внутреннего сгорания; обеспечение второго контура регулирования температуры для тяговой батареи; осуществление нагрева тяговой батареи нагревателем, установленным во втором контуре регулирования температуры последовательно с насосом, радиатором и тяговой батареей.

Устройство контроля плотности электролита аккумуляторной батареи относится к электротехнической промышленности, а именно к области измерения и контроля технологических параметров.

Изобретение относится к фтор-проводящему твердому электролиту R1-yMyF3-y с тисонитовой структурой, содержащему фториды редкоземельного и щелочно-земельного металлов. Электролит характеризуется тем, что он имеет монокристаллическую форму и содержит трифторид RF3(R=La, Се, Pr, Nd) и дифторид MF2(М=Са, Sr, Ва), которые взяты при следующем соотношении: RF3 95-97 мол. % и MF2 3-5 мол. %, что обеспечивает достижение величины фтор-ионной проводимости до σ~5×10-4 Ом-1см-1 при 20°С. Также изобретение относится к способу получения электролита. Предлагаемый электролит не обладает пористостью, не имеет сниженной проводимости, присущей мелкокристаллическим порошкам, и имеет оптимизированный состав. 2 н.п. ф-лы, 6 пр., 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.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к перезаряжаемому электрохимическому элементу аккумуляторной батареи, имеющему корпус, положительный электрод, отрицательный электрод и электролит, содержащий двуокись серы и электропроводящую соль активного металла элемента. Общее количество кислородсодержащих соединений в элементе, способных вступать в реакцию с двуокисью серы и восстанавливать двуокись серы, составляет не более 10 ммолей на ампер-час теоретической зарядной емкости элемента. Повышение циклических характеристик перезаряжаемого элемента является техническим результатом изобретения. 21 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.
Изобретение относится к способам получения основного материала литий-ионных проводников. Предложен способ получения литий-ионного проводящего материала состава Li7La3Hf2O12, включающий постадийную термообработку с промежуточной перешихтовкой, отличающийся тем, что раствор сульфата гафния обрабатывают раствором гидроокиси аммония, взятом в отношении 1:1, полученный продукт фильтруют и сушат, после чего растворяют в азотной кислоте с концентрацией 3 моль/л и к полученному раствору добавляют растворы нитрата лантана и нитрата лития в стехиометрическом соотношении, приготовленные с избытком (0,04-0,15 моль) азотной кислоты, раствор выдерживают при нагревании и перемешивании до уменьшения объема в два раза, затем добавляют кристаллогидрат лимонной кислоты в количестве 3 моль к 1 моль Hf(IV) и снова выдерживают при температуре 140-150°C до формирования сухого остатка, полученный сухой остаток сушат и осуществляют термообработку в четыре стадии: I стадия - при температуре 350-380°C в течение 2-3 часов; II стадия - при температуре 560-590°C в течение 3-4 часов; III и IV стадии - при температуре 680-710°C и 780-810°C в течение 4-5 часов, соответственно, с перешихтовкой после III стадии. Технический результат: предложенный способ получения литий-ионного проводящего материала состава Li7La3Hf2O12 реализуется при температуре до 810°С и позволяет получить чистый продукт, незагрязненный примесями. 2 пр.

Изобретение относится к многослойной проводящей пленке, токоотводу, содержащему такую пленку, батарее, содержащей токоотвод и биполярной батарее. Многослойная проводящая пленка включает в себя слой 1, включающий в себя проводящий материал, содержащий полимерный материал 1 с алициклической структурой в основной цепи и проводящие частицы 1, и слой 2, включающий в себя материал, обладающий устойчивостью к потенциалу положительного электрода. Материал, обладающий устойчивостью к потенциалу положительного электрода, является проводящим материалом, содержащим полимерный материал 2 с устойчивостью к потенциалу положительного электрода и проводящие частицы 2. Полимерный материал 2 выбран из группы: ароматический полиимид, полиамид-имид, полиамид, полиэтилен, полипропилен, силикон, полифениленовый простой эфир, нейлон, полибутилентерефталат, полифениленсульфид, полиэфирэфиркетон и сложный полиэфир. Технический результат - получение многослойной проводящей пленки, обладающей стабильностью в среде равновесного потенциала на отрицательном электроде и стабильностью в среде равновесного потенциала на положительном электроде, имеющей низкое электрическое сопротивление на единицу площади в направлении толщины и имеющей превосходные свойства барьера для растворителя электролитического раствора. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литий-полимерного или литий-ионного аккумулятора. Литий-полимерный аккумулятор (ЛПА) представляет собой призматический или цилиндрический аккумулятор, состоящий из нескольких идентичных параллельно соединенных отрицательных и положительных электродов, где в качестве связующего электродов и электролита используется один и тот же гель-полимерный электролит на основе бутадиеннитрильного каучука с солью лития. Технический результат: повышение емкости и мощности литий-ионного аккумулятора и снижение себестоимости. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к активному материалу для положительного электрода натриевого аккумулятора, имеющего кристаллическую структуру, принадлежащую к пространственной группе Pn21a, представленному приведенной ниже общей формулой (1): где М представляет, по меньшей мере, один из элементов, выбранный из группы, состоящей из: марганца, железа, кобальта и никеля; А представляет, по меньшей мере, один из элементов, выбранный из группы, состоящей из: кремния, фосфора или серы; x удовлетворяет условию 4≥х≥2; y удовлетворяет условию 4≥y≥1, и оба индекса z и w больше или равны 1. Также изобретение относится к способу получения материала. Предложенный материал имеет высокое рабочее напряжение и может быть заряжаем и разряжаем при высоком напряжении. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 табл., 12 пр., 16 ил.

Предложен токоотвод (3) для биполярных литий-ионных аккумуляторных батарей, по настоящему изобретению, включает в себя: первый электропроводящий слой (3A), который получен добавлением электропроводящего заполнителя к основе, которая содержит содержащую имидную группу смолу; и второй электропроводящий слой (3B), который выполняет функцию изоляции (блокирования) ионов лития. Второй электропроводящий слой (3B) включает в себя: изоляционный слой (3a) на основе смолы, который получен добавлением электропроводящего заполнителя к основе, которая содержит смолу, не содержащую имидной группы; и слой (3b) на основе металла. Этот токоотвод (3) для биполярных литий-ионных аккумуляторных батарей применяют таким образом, что первый электропроводящий слой (3A) находится на стороне слоя активного материала положительного электрода по отношению ко второму электропроводящему слою (3B). Уменьшение поглощения (абсорбции) ионов лития внутри токоотвода и повышение стойкости к повторному заряду и разряду является техническим результатом изобретения. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Заявлен перезаряжаемый литиевый элемент аккумуляторной батареи, имеющий корпус, положительный электрод, отрицательный электрод и электролит, содержащий электропроводящую соль, в котором основой электролита является SO2, и положительный электрод содержит химически активное вещество, имеющее состав LixM'yM"z(XO4)aFb, в котором М' означает, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы элементов, включающей Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu и Zn, М" означает, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, включающей металлы групп IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB и VIIIB, Х выбран из группы элементов, включающей Р, Si и S, х имеет величину больше 0, у имеет величину больше 0, z имеет величину больше или равную 0, а имеет величину больше 0 и b имеет величину больше или равную 0. Снижение потери емкости аккумуляторной батареи является техническим результатом изобретения. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Система контроля работы электромобиля содержит обогревательный контур (11), нагрузочный конденсатор (С12) и первый элемент (L11) удерживания тока. Обогревательный контур (11) соединен с бортовым аккумулятором (5) для образования замкнутой цепи обогрева бортового аккумулятора (5). Первый элемент (L11) удерживания тока соединен с нагрузочным конденсатором (С12) и обогревательным контуром (11) для снижения мешающего воздействия между обогревательным контуром (11) и нагрузочным конденсатором (С12). Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности работы обогревательного контура (11) при движении электромобиля. 21 з.п. ф-лы, 22 ил.
Наверх