Бортовое зарядное устройство


 


Владельцы патента RU 2575669:

Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (RU)

Изобретение относится к схемам зарядки батарей электрических транспортных средств. Бортовое зарядное устройство содержит силовой преобразователь напряжения, два последовательно соединенных конденсатора, первичный выпрямитель с входным фильтром и высокочастотный трансформатор. Первичный выпрямитель плюсовой выходной клеммой подключен к первому выводу дросселя, а входными клеммами - к сетевому шнуру. Преобразователь состоит из трех фазных коммутаторов, причем второй выход преобразователя подключен ко второй клемме электромашины через нормально замкнутый контакт контактора и к первому выводу первичной обмотки высокочастотного трансформатора через нормально разомкнутый контакт контактора. Второй вывод первичной обмотки трансформатора подключен к общей точке конденсаторов. Вывод дросселя через нормально разомкнутый контакт подключен к третьему выходу преобразователя, который через нормально замкнутый контакт подключен к третьей клемме электромашины. Технический результат изобретения заключается в повышении тока заряда тяговой аккумуляторной батареи. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрооборудованию транспортных средств, оснащенных комбинированными энергоустановками, в том числе электромобилей, и, в частности, может быть использовано при разработке бортовых высокочастотных зарядных устройств, предназначенных для ускоренного заряда высоковольтных аккумуляторных батарей с гальванической развязкой выходного напряжения.

Из описания к патенту на изобретение РФ №2101830, МПК6 H02J 7/10, Н02М 7/12, публ. 10.01.1998 г. известно бортовое зарядное устройство, в котором для зарядки высоковольтной аккумуляторной батареи транспортного средства используется высокочастотный полумостовой транзисторный преобразователь с гальванической развязкой выходного напряжения.

Недостатком этого устройства является отсутствие регулятора, обеспечивающего режим заряда с коэффициентом мощности, близким к единице, а также невозможность его использования для ускоренного заряда тяговой аккумуляторной батареи транспортного средства из-за ограниченности выходной мощности.

Из описания к патенту на изобретение РФ №2191709, МПК7 B60L 15/08, H02J 7/10, публ. 27.10.2002, также известен комплектный тяговый электропривод постоянного тока, обеспечивающий режим заряда с коэффициентом мощности, близким к единице.

Недостатком этого устройства является наличие двух дополнительно введенных высокочастотных транзисторов и диодов, а также невозможность его использования для ускоренного заряда тяговой аккумуляторной батареи транспортного средства из-за ограниченности выходной мощности.

Наиболее близким техническим решением является комплектный тяговый электропривод постоянного тока, известный из описания к патенту на изобретение РФ №2127200, МПК6 B60L 15/08, H02J 7/10, публ. 10.03.1999 г., принятый за прототип, в котором для заряда тяговой аккумуляторной батареи используется высокочастотный полумостовой транзисторный преобразователь с гальванической развязкой выходного напряжения, образованный ключевыми элементами силового преобразователя и двумя последовательно соединенными фильтрующими конденсаторами силового преобразователя.

Недостатком упомянутого устройства является отсутствие возможности ускоренного заряда тяговой аккумуляторной батареи из-за низких допустимых токов нагрузки регулятора тока возбуждения, используемого при заряде с целью обеспечения коэффициента мощности, близкого к единице.

Целью изобретения является ускорение заряда средства аккумулирования электроэнергии, например тяговой аккумуляторной батареи, предназначенной для питания линии электроснабжения переменного тока электрической тяговой системы транспортного средства, и расширение ее функциональных свойств.

Техническим результатом является повышение тока заряда тяговой аккумуляторной батареи.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем силовой преобразователь напряжения, подключенный плюсовой и минусовой входными клеммами соответственно через первый и второй силовые контакты контактора к аккумуляторной батарее, а своим первым выходом к первой клемме электромашины; два последовательно соединенных конденсатора, первый из которых подключен к плюсовой входной клемме, а второй - к минусовой входной клемме силового преобразователя напряжения; первичный выпрямитель с входным фильтром, подключенный минусовой выходной клеммой к минусовой входной клемме силового преобразователя напряжения, плюсовой выходной клеммой к первому выводу дросселя, а входными клеммами к сетевому шнуру; высокочастотный трансформатор, вторичная обмотка которого через вторичный выпрямитель с выходным фильтром подключена к аккумуляторной батарее; первый нормально разомкнутый силовой контакт контактора, первый и второй силовые контакты контактора выполнены нормально замкнутыми, а силовой преобразователь напряжения состоит из первого, второго и третьего фазных коммутаторов, каждый из которых содержит два последовательно соединенных полностью управляемых ключевых элемента, зашунтированных во встречном направлении возвратными диодами и подключенных согласно к аккумуляторной батарее, причем второй выход силового преобразователя напряжения подключен ко второй клемме электромашины через третий нормально замкнутый контакт контактора и к первой клемме первого силового нормально разомкнутого контакта контактора, вторая клемма которого подключена к первому выводу первичной обмотки высокочастотного трансформатора, а второй вывод этой обмотки подключен к общей точке первого и второго конденсаторов, при этом второй вывод дросселя через второй силовой нормально разомкнутый контакт подключен к третьему выходу силового преобразователя напряжения, который через четвертый силовой нормально замкнутый контакт контактора подключен к третьей клемме электромашины.

На чертеже показана схема устройства.

Бортовое зарядное устройство содержит силовой преобразователь напряжения 1, подключенный плюсовой и минусовой входными клеммами соответственно через первый 2 и второй 3 силовые контакты контактора 4 к аккумуляторной батарее 5, а своим первым выходом к первой клемме электромашины 6; два последовательно соединенных конденсатора, первый 7 из которых подключен к плюсовой входной клемме, а второй 8 - к минусовой входной клемме силового преобразователя напряжения 1; первичный выпрямитель 9 с входным фильтром, подключенный минусовой выходной клеммой к минусовой входной клемме силового преобразователя напряжения 1, плюсовой выходной клеммой к первому выводу дросселя 10, а входными клеммами к сетевому шнуру 11; высокочастотный трансформатор 12, вторичная обмотка которого через вторичный выпрямитель 13 с выходным фильтром подключена к аккумуляторной батарее 5; первый 14 нормально разомкнутый силовой контакт контактора 4, при этом первый 2 и второй 3 силовые контакты контактора 4 выполнены нормально замкнутыми, а силовой преобразователь напряжения 1 состоит из первого 15, второго 16 и третьего 17 фазных коммутаторов, каждый из которых содержит два последовательно соединенных полностью управляемых ключевых элемента 18, 19, зашунтированных во встречном направлении возвратными диодами 20, 21 и подключенных согласно к аккумуляторной батарее 5, причем второй выход силового преобразователя напряжения 1 подключен ко второй клемме электромашины 6 через третий 22 нормально замкнутый контакт контактора 4 и к первой клемме первого силового нормально разомкнутого контакта 14 контактора 4, вторая клемма которого подключена к первому выводу первичной обмотки высокочастотного трансформатора 12, а второй вывод этой обмотки подключен к общей точке первого 7 и второго 8 конденсаторов, при этом второй вывод дросселя 10 через второй силовой нормально разомкнутый контакт 23 подключен к третьему выходу силового преобразователя 1 напряжения, который через четвертый силовой нормально замкнутый контакт 24 контактора 4 подключен к третьей клемме электромашины 6.

Устройство работает следующим образом.

В режиме движения регулирование тока в статорной обмотке электромашины 6, а следовательно, и момента ей развиваемого осуществляется за счет соответствующего включения-выключения ключевых элементов 18, 19 силового преобразователя напряжения 1. На практике роль ключевых элементов 18, 19 выполняют современные полевые высокочастотные силовые транзисторы. Так как во время движения сетевой шнур 11 не подключен, то обмотка контактора 4 обесточена и силовой преобразователь напряжения 1 оказывается подключенным к аккумуляторной батарее 5 и электромашине 6.

Во время стоянки, когда необходимо произвести заряд аккумуляторной батареи 5, включают сетевой шнур 11 в розетку, в результате чего на вход первичного выпрямителя 9 поступает сетевое напряжение, запитывая обмотку контактора 4 и отключая тем самым силовой преобразователь 1 напряжения от аккумуляторной батареи 5 и электромашины 6, при этом первый вывод первичной обмотки высокочастотного трансформатора 12 через первый силовой нормально разомкнутый контакт 14 контактора 4 подключается к выходу второго фазного коммутатора 16, а второй вывод дросселя 10 через второй силовой нормально разомкнутый контакт 23 контактора 4 подключается к выходу третьего фазного коммутатора 17. Выпрямленное сетевое напряжение через первичный выпрямитель 9, дроссель 10 и третий фазный коммутатор 17 поступает на входные клеммы силового преобразователя напряжения 1, который вместе с конденсаторами 7, 8, первичной обмоткой высокочастотного трансформатора 12 и вторым фазным коммутатором 16 образуют полумостовой преобразователь для заряда аккумуляторной батареи 5. При соответствующем управлении транзистор 21 и диод 20 третьего фазного коммутатора 17, вместе с дросселем 10, образуют так называемый активный фильтр, обеспечивающий потребление электрической энергии из сети с коэффициентом мощности, близким к единице.

Таким образом, использование силового преобразователя для заряда аккумуляторной батареи позволяет существенно увеличить токи заряда, что для современных литий-ионных батарей обеспечивает сокращение времени заряда до полутора - двух часов, тем самым значительно улучшая эксплуатационные характеристики транспортного средства при практически неизменной величине стоимостных затрат на комплект электрооборудования.

Бортовое зарядное устройство, содержащее силовой преобразователь напряжения, подключенный плюсовой и минусовой входными клеммами соответственно через первый и второй силовые контакты контактора к аккумуляторной батарее, а своим первым выходом к первой клемме электромашины; два последовательно соединенных конденсатора, первый из которых подключен к плюсовой входной клемме, а второй к минусовой входной клемме силового преобразователя напряжения; первичный выпрямитель с входным фильтром, подключенный минусовой выходной клеммой к минусовой входной клемме силового преобразователя напряжения, плюсовой выходной клеммой к первому выводу дросселя, а входными клеммами к сетевому шнуру; высокочастотный трансформатор, вторичная обмотка которого через вторичный выпрямитель с выходным фильтром подключена к аккумуляторной батарее; первый нормально разомкнутый силовой контакт контактора, отличающееся тем, что первый и второй силовые контакты контактора выполнены нормально замкнутыми, а силовой преобразователь напряжения состоит из первого, второго и третьего фазных коммутаторов, каждый из которых содержит два последовательно соединенных полностью управляемых ключевых элемента, зашунтированных во встречном направлении возвратными диодами и подключенных согласно к аккумуляторной батарее, причем второй выход силового преобразователя напряжения подключен ко второй клемме электромашины через третий нормально замкнутый контакт контактора и к первой клемме первого силового нормально разомкнутого контакта контактора, вторая клемма которого подключена к первому выводу первичной обмотки высокочастотного трансформатора, а второй вывод этой обмотки подключен к общей точке первого и второго конденсаторов, при этом второй вывод дросселя через второй силовой нормально разомкнутый контакт подключен к третьему выходу силового преобразователя напряжения, который через четвертый силовой нормально замкнутый контакт контактора подключен к третьей клемме электромашины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к блоку аккумуляторной батареи для присоединения к электрическому инструменту. Техническим результатом является предоставление пользователю функции определения и отображения отклонения от нормы аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к зарядке транспортного средства. Система зарядки транспортного средства содержит зарядное устройство; устройство ввода для указания планируемого времени для окончания зарядки и контроллер управления зарядным устройством.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке высокочастотных источников питания с гальванической развязкой выходного напряжения для транспортных средств с комбинированными энергоустановками.

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи размещено в трех конструктивных блоках.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности заряда.

Бортовое зарядное устройство для высоковольтной батареи электрических накопителей энергии относится к электротехнике и может быть использовано для подзаряда батарей электрических накопителей энергии различной природы на транспорте и в энергетике.

Область использования: при разработке высококачественных зарядных устройств и источников питания с гальванической развязкой выходного напряжения. Сущность изобретения: за счет введения в устройство третьего реле 21, сетевого активного фильтра 22 и двух групп вторичных обмоток у трансформаторно-выпрямительного каскада 7 в устройстве обеспечивается технический результат - расширение функциональных свойств благодаря возможности использования его как для заряда тяговой аккумуляторной батареи, так и для питания двенадцативольтового электрооборудования электромобиля (фары, стеклоочиститель и т.п.) и подзарядки автомобильной (12 В) аккумуляторной батареи, а также повышение энергетических показателей за счет потребления электрической энергии из сети с коэффициентом мощности, близким к единице.

Иерархическая система управления батареей электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использована при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики.

Изобретение относится к области систем электропитания и касается емкостных накопителей электрической энергии. Устройство содержит двухполярный источник питания постоянного напряжения, входные зажимы катушек индуктивности объединены в общую точку на общем проводе источника питания, диоды запираемых ключей мостового преобразователя соединены в одной линии катодами, а в другой линии анодами и подключены к накопительным конденсаторам с возможностью отключения от коллекторов и эмиттеров запираемых ключей посредством выключателей между указанными линиями подключения цепей коллекторов и эмиттеров транзисторных запираемых ключей, и подключения, соответственно, к положительному и отрицательному зажимам источника питания.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электромобиль содержит тяговый электродвигатель, тиристорные вентили, потенциометрический пульт управления, карданный вал, мост с дифференциальным механизмом, полуоси, колеса, рулевое управление и тормоза, аккумуляторы с зарядными устройствами, ветровыми электростанциями с турбогенераторами, автономным инвертором напряжения (АИН) и автономным выпрямителем напряжения (АВН).

Изобретение относится к электрическим тяговым системам электропоездов. Электропоезд содержит головной и прицепные вагоны с тяговыми асинхронными электродвигателями, питаемыми от контактной сети, и аккумуляторы.

Изобретение относится к приему и передаче электрической мощности на транспортное средство. Устройство приема электрической мощности для транспортного средства содержит модуль приема электрической мощности, принимающий электрическую мощность из устройства передачи электрической мощности бесконтактным способом; узел связи, который передает информацию относительно позиции или размеров модуля приема электрической мощности в устройство передачи электрической мощности.

Изобретение относится к зарядке электромобиля. Станция обмена энергией для аккумулятора электротранспортного средства содержит выход мощности для транспортного средства, порт обмена данными для определения способности транспортного средства заряжаться переменным и/или постоянным током и множество источников питания.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Система содержит модуль записи предыстории и модуль определения анормальности.

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.

Изобретение относится к электрическим транспортным средствам. Транспортное средство содержит устройство приема и передачи электрической мощности бесконтактным образом; главный и вспомогательный аккумулятор.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании транспортного средства с электрической тягой: электромобилей, электрокаров, экобусов, электробусов, троллейбусов с автономным ходом и др.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Источник автономного электропитания содержит связанные между собой аккумуляторную батарею, генератор переменного тока с выпрямляющим устройством, тяговый электродвигатель с блоком управления и транзистор с источником питания.

Изобретение относится к бесконтактной подаче электрической мощности к транспортному средству. Система бесконтактной подачи электричества посредством магнитной связи между катушкой в транспортном средстве и катушкой в устройстве подачи электричества содержит средство беспроводной связи между транспортным средством и устройством подачи электричества на первой частоте; средство беспроводной связи между транспортным средством и устройством подачи электричества на второй частоте, которая отличается от первой частоты.

Группа изобретений относится к схемам зарядки батарей транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Устройство управления зарядным портом содержит зарядный порт, запорный механизм и блок управления запертым состоянием. Зарядный пот входит в зацепление с зарядным соединителем. Запорный механизм ограничивает расцепление между зарядным соединителем и зарядным портом. Блок управления запертым состоянием управляет запорным механизмом. При этом блок управления имеет первый режим запертого состояния только тогда, когда выведен запрос зарядки со стороны транспортного средства, и третий режим постоянно незапертого состояния. Во втором варианте устройства блок управления имеет первый режим запертого состояния только тогда, когда в зарядный порт подана энергия. Технический результат изобретений заключается в повышении эффективности зарядки на станциях зарядки общего пользования. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх