Подсистема аккумулирования энергии для транспортных средств, содержащая по меньшей мере один суперконденсаторный модуль, система аккумулирования энергии с такой подсистемой и рельсовое транспортное средство с такой системой

Авторы патента:


Подсистема аккумулирования энергии для транспортных средств, содержащая по меньшей мере один суперконденсаторный модуль, система аккумулирования энергии с такой подсистемой и рельсовое транспортное средство с такой системой
Подсистема аккумулирования энергии для транспортных средств, содержащая по меньшей мере один суперконденсаторный модуль, система аккумулирования энергии с такой подсистемой и рельсовое транспортное средство с такой системой
Подсистема аккумулирования энергии для транспортных средств, содержащая по меньшей мере один суперконденсаторный модуль, система аккумулирования энергии с такой подсистемой и рельсовое транспортное средство с такой системой
Подсистема аккумулирования энергии для транспортных средств, содержащая по меньшей мере один суперконденсаторный модуль, система аккумулирования энергии с такой подсистемой и рельсовое транспортное средство с такой системой
Подсистема аккумулирования энергии для транспортных средств, содержащая по меньшей мере один суперконденсаторный модуль, система аккумулирования энергии с такой подсистемой и рельсовое транспортное средство с такой системой
Подсистема аккумулирования энергии для транспортных средств, содержащая по меньшей мере один суперконденсаторный модуль, система аккумулирования энергии с такой подсистемой и рельсовое транспортное средство с такой системой

 


Владельцы патента RU 2613628:

АЛЬСТОМ ТРАНСПОРТ ТЕКНОЛОДЖИС (FR)

Группа изобретений относится к электрической тяговой системе транспортного средства с питанием от собственных источников энергоснабжения. Подсистема аккумулирования энергии содержит металлический корпус, систему аккумулирования электроэнергии и электрические защитные устройства. Система аккумулирования энергии механически закреплена внутри металлического корпуса и включает суперконденсаторные модули с несколькими суперконденсаторами. Суперконденсаторы соединены электрически последовательно один с другим и расположены внутри металлической оболочки. Электрическое защитное устройство выполнено с возможностью размыкания электрической цепи так, чтобы с электрическим заземлением соединялся металлический корпус или суперконденсаторный модуль. Система аккумулирования энергии содержит подсистему аккумулирования энергии. Рельсовое транспортное средство содержит систему аккумулирования. Технический результат заключается в повышении защиты суперконденсаторных модулей при дефекте внутренней изоляции. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к подсистеме аккумулирования энергии для транспортных средств, содержащей металлический корпус, систему аккумулирования электроэнергии, механически закрепленную в металлическом корпусе и содержащую по меньшей мере один суперконденсаторный модуль, так что этот или каждый такой модуль содержит металлическую оболочку и несколько суперконденсаторов, соединенных один с другими электрически последовательно и расположенных внутри этой металлической оболочки.

Такая подсистема аккумулирования энергии рассчитана главным образом на то, чтобы осуществлять рекуперацию и аккумулирование энергии торможения транспортных средств и, в частности, рельсовых транспортных средств, движущихся в железнодорожной сети. Подсистема может быть установлена постоянно в каком-либо фиксированном пункте сети или на борту одного из рельсовых транспортных средств, а энергию в обоих случаях аккумулируют в суперконденсаторах единственного или каждого модуля в подсистеме.

Общим местом является то, что такая подсистема аккумулирования энергии содержит электрическую схему из соединенных последовательно суперконденсаторных модулей с целью получения значительного резерва энергии для рельсового транспортного средства. Когда подсистема аккумулирования энергии находится на борту транспортного средства, точка с самым низким электрическим потенциалом в схеме модулей соединена с механическим заземлением транспортного средства. По этой причине имеет место значительное электрическое напряжение между электрическим заземлением транспортного средства и внутренними элементами модулей, расположенными дальше всего от механического заземления. Это электрическое напряжение имеет большую величину, например, равную грубо 400 В. На практике, когда оболочка модулей выполнена из металла и каждый из модулей механически прикреплен к механическому заземлению, напряжение между этой металлической оболочкой, находящейся под электрическим потенциалом заземления, и внутренними ячейками модуля велико. Однако это высокое напряжение не приводит к появлению каких-либо сильных токов в модулях, способных повредить эти модули, поскольку между металлической оболочкой каждого модуля и внутренними элементами этого модуля помещен изоляционный слой.

Однако в случае выхода этого изоляционного слоя в суперконденсаторном модуле из строя происходит короткое замыкание на землю, через которое течет очень сильный ток, с большой вероятностью приводящий к полному разрушению модуля и выделению опасного, даже токсичного, газа в окружающую среду рядом с модулем. Такое выделение газа происходит вследствие присутствия внутри суперконденсаторов электролита, который испаряется при протекании тока через оболочку модуля, например, в случае прокола этой оболочки.

Одной из целей настоящего изобретения является создание подсистемы аккумулирования энергии для транспортных средств, которая позволила бы в случае появления дефекта внутренней изоляции в одном из суперконденсаторных модулей ограничить ток короткого замыкания и последующее повышение температуры подсистемы и таким образом избежать выделения опасных газов в окружающую среду.

Для этой цели предметом настоящего изобретения является создание подсистемы аккумулирования энергии описанного выше типа для транспортных средств, отличающейся тем, что такая подсистема содержит также по меньшей мере одно электрическое защитное устройство.

Согласно другим вариантам система аккумулирования энергии для транспортных средств имеет один или несколько следующих признаков, взятых изолированно или во всех технически возможных сочетаниях:

система аккумулирования электроэнергии содержит по меньшей мере два суперконденсаторных модуля, соединенных последовательно;

суперконденсаторный модуль соединен с электрическим заземлением через электрическое защитное устройство;

металлический корпус соединен с электрическим заземлением через электрическое защитное устройство;

единственное или каждое электрическое защитное устройство содержит предохранитель;

подсистема аккумулирования энергии содержит также по меньшей мере один детектор размыкания электрической цепи;

единственный или каждый детектор размыкания электрической цепи содержит пороговый детектор напряжения, присоединенный электрически параллельно предохранителю;

единственный или каждый пороговый детектор напряжения содержит гальванически развязывающее переключающее устройство;

единственный или каждый предохранитель представляет собой предохранитель с ударным механизмом, а единственный или каждый детектор размыкания электрической цепи содержит переключатель, механически связанный с предохранителем с ударным механизмом.

Другим предметом настоящего изобретения является система аккумулирования энергии для транспортных средств, содержащая устройство изоляции высоковольтной сети и отличающаяся тем, что эта система содержит также описанную ранее подсистему аккумулирования энергии, связанную с указанным устройством изоляции высоковольтной сети.

Другим предметом настоящего изобретения является рельсовое транспортное средство, отличающееся тем, что оно содержит систему аккумулирования энергии, описанную ранее.

Настоящее изобретение будет более понятно после чтения последующего описания, приведенного исключительно в качестве примера, и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 представляет упрощенную схему системы аккумулирования энергии согласно первому варианту настоящего изобретения, содержащей три суперконденсаторных модуля;

фиг.2 представляет электрическую схему одного суперконденсаторного модуля в составе системы аккумулирования энергии, показанной на фиг.1;

фиг.3 представляет упрощенную схему системы аккумулирования энергии согласно второму варианту настоящего изобретения;

фиг.4 представляет упрощенную схему системы аккумулирования энергии согласно третьему варианту настоящего изобретения; и

фиг.5 представляет упрощенную схему системы аккумулирования энергии согласно четвертому варианту настоящего изобретения.

Как показано на фиг.1, система 10 аккумулирования энергии, установленная на транспортном средстве, соединена с преобразователем 12 энергии. Такой преобразователь 12 энергии может представлять собой, например, прерыватель напряжения, установленный на транспортном средстве и рассчитанный на соединение с подвесным контактным проводом. Этот прерыватель 12 напряжения предназначен главным образом для снижения напряжения тока, циркулирующего в подвесном контактном проводе, с целью получения непрерывного номинального подходящего для использования напряжения Uin, применяемого в качестве входного напряжения для системы 10 аккумулирования энергии. Величина этого напряжения Uin может, например, быть равна грубо 400 В.

Система 10 аккумулирования энергии содержит подсистему 14 аккумулирования энергии согласно настоящему изобретению и электрический соединитель 15, осуществляющий соединение прерывателя 12 напряжения с подсистемой 14. Она содержит также устройство 16 изоляции высоковольтной сети, например автоматический выключатель, соединенный с прерывателем 12 и связанный с подсистемой 14 через электрический соединитель 15.

Подсистема 14 аккумулирования энергии содержит входную клемму 20, рассчитанную на получение входного напряжения Uin, выходную клемму 22, соединенную с электрическим заземлением, металлический корпус 24, и систему 26 аккумулирования электроэнергии, механически закрепленную в металлическом корпусе 24. Подсистема 14 содержит также три электрических защитных устройства 28 и три детектора 30 размыкания электрической цепи, каждый из которых соединен с одной стороны с устройством 28, а с другой стороны с автоматическим выключателем 16. В рассматриваемом в качестве примера варианте каждое электрическое защитное устройство 28 представляет собой предохранитель, а каждый детектор 30 размыкания электрической цепи представляет собой пороговый детектор напряжения.

Система 26 аккумулирования электроэнергии соединена с одной стороны с входной клеммой 20, а с другой стороны с выходной клеммой 22. Система содержит первый суперконденсаторный модуль 32А, второй суперконденсаторный модуль 32В и третий суперконденсаторный модуль 32С. Эти три суперконденсаторных модуля 32А, 32В, 32С соединены электрически последовательно один с другим.

Каждый суперконденсаторный модуль 32А, 32В, соответственно 32С, содержит входную клемму 33А, 33В, соответственно 33С, и выходную клемму 34А, 34В, соответственно 34С. Каждый суперконденсаторный модуль 32А, 32В, соответственно 32С, содержит также металлическую оболочку 36 и изоляционный слой 38, расположенный внутри этой металлической оболочки 36.

Как показано на фиг.2, первый суперконденсаторный модуль 32А содержит также двадцать суперконденсаторов 40, расположенных внутри металлической оболочки 36 и соединенных электрически последовательно один с другим между входной клеммой 33А и выходной клеммой 34А.

Второй и третий суперконденсаторные модули, 32В и 34С соответственно, имеют структуру, идентичную структуре первого модуля 32А, вследствие чего эта структура не будет более подробно описана ниже.

В качестве одного из вариантов каждый суперконденсаторный модуль 32А, 32В, 32С содержит N1 суперконденсаторов 40, соединенных электрически последовательно, причем N1 - целое число не меньше двух.

Входная клемма 33А первого модуля 32А соединена с входной клеммой 20. Выходная клемма 34А первого модуля 32А соединена с входной клеммой 33В второго модуля 32В. Выходная клемма 34В второго модуля 32В соединена с входной клеммой 33С третьего модуля 32С. Выходная клемма 34С третьего модуля 32С соединена с выходной клеммой 22.

Металлическая оболочка 36 каждого модуля 32А, 32В, 32С образует ящик, внутри которого расположены суперконденсаторы 40. Такая металлическая оболочка 36 каждого модуля 32А, 32В, 32С также электрически изолирована от входной клеммы и выходной клеммы соответствующего модуля, равно как от металлических оболочек 36 соседних модулей. Например, между двумя соседними металлическими оболочками 36 помещают слой электроизоляционного материала. Металлическая оболочка 36 каждого модуля 32А, 32В, 32С, таким образом, электрически изолирована от металлического корпуса 24.

Изоляционный слой 38 покрывает всю внутреннюю поверхность металлической оболочки 36. Этот изоляционный слой 38 предназначен, как понятно, для электрической изоляции суперконденсаторов 40 от металлической оболочки 36.

Каждый суперконденсатор 40 характеризуется величиной электрической емкости в пределах от 1000 Ф до 10000 Ф, например, равной 3000 Ф, и величиной пригодного к использованию напряжения, например, равной 2,7 В.

Каждый предохранитель 28 присоединен между с одной стороны металлической оболочкой 36 суперконденсаторного модуля 32А, 32В, 32С и с другой стороны электрическим заземлением.

Каждый предохранитель 28 характеризуется номинальной величиной, соответствующей максимально допустимой силе тока.

Каждый пороговый детектор 30 напряжения присоединен электрически параллельно предохранителю 28 и выполнен в форме платы электронной схемы, работающей от внешнего источника питания, не показанного на чертеже. Каждый такой пороговый детектор 30 напряжения содержит датчик 42 для измерения напряжения на клеммах предохранителя 28. Детектор содержит также гальванически развязывающее переключающее устройство 44, электрически соединенное с датчиком 42.

Датчик 42 предназначен для измерения напряжения на клеммах соответствующего предохранителя 28 и генерации электрического сигнала, например постоянного по величине тока, когда измеряемое этим датчиком напряжение имеет ненулевую величину.

Гальванически развязывающее переключающее устройство 44 содержит выключатель 45 и привод 46, механически соединенный с этим выключателем 45. В рассматриваемом в качестве примера варианте гальванически развязывающее переключающее устройство 44 представляет собой электромеханическое реле, а привод 46 представляет собой электромагнит.

Гальванически развязывающее переключающее устройство 44 предназначено для электрической изоляции электронных схем, входящих в состав измерительного датчика 42, от электронных схем управления, предназначенных для управления автоматическим выключателем 16.

Выключатель 45 может переключаться между разомкнутым положением и замкнутым положением. Этот выключатель 45 рассчитан на переключение из замкнутого положения в разомкнутое положение и обратно под механическим управлением электромагнита 46.

Электромагнит 46 предназначен для управления размыканием или замыканием выключателя 45. Когда в обмотке электромагнита 46 течет электрический ток, создается магнитное поле, вызывающее перемещение сердечника из мягкого железа внутри электромагнита 46 и тем самым механическое размыкание выключателя 45. Напротив, когда в обмотке электромагнита 46 нет электрического тока, сердечник из мягкого железа смещается в другое положение и механически замыкает выключатель 45.

В качестве одного из вариантов, гальванически развязывающее переключающее устройство 44 может представлять собой твердотельное реле. В этом случае привод 46 представляет собой оптрон, соединенный оптическим трактом с выключателем 45. Указанный выключатель 45 представляет собой в этом варианте полупроводниковый компонент, электрическое состояние которого должно переключаться из запертого блокирующего ток состояния в открытое пропускающее ток состояние и обратно.

Каждый суперконденсаторный модуль 32А, 32В, 32С ассоциирован со своим выключателем 45, так что эти три выключателя 45 соединены один с другим электрически последовательно между источником 48 постоянного по величине напряжения и автоматическим выключателем 16.

Указанный источник 48 постоянного напряжения имеет постоянный электрический потенциал V-, величина которого, по существу, равна 0 В.

Каждый пороговый детектор 30 напряжения предназначен для соединения с восстановительным интерфейсом, постоянно установленным на рельсовом транспортном средстве. Когда какой-либо датчик 42 генерирует электрический сигнал, указывающий на обнаружение напряжения, соответствующий пороговый детектор 30 напряжения передает этот электрический сигнал указанному интерфейсу. Теперь интерфейс может индивидуально представить пользователю информацию, указывающую, в каком суперконденсаторном модуле возникла неисправность электрической изоляции.

Автоматический выключатель 16 предназначен для автоматического прерывания известным способом тока, текущего в электрическом соединителе 15, например, в случае короткого замыкания между входной и выходной клеммами каждого суперконденсаторного модуля 32А, 32В, 32С.

Автоматический выключатель 16 содержит выключатель 50 и привод 52, механически соединенный с выключателем 50 для приведения последнего в действие известным способом.

Выключатель 50 может переключаться между положением, соответствующим размыканию цепи через электрический соединитель 15, и положением, соответствующим замыканию этой цепи. Этот выключатель 50 рассчитан на переключение между своим замкнутым положением и разомкнутым положением и обратно под механическим управлением привода 52.

Привод 52 электрически присоединен между выключателем 45, соответствующим первому суперконденсаторному модулю 32А, и источником 54 постоянного по величине напряжения.

Указанный источник 54 постоянного напряжения имеет постоянный электрический потенциал V+, величина которого равна, например, по существу 24 В. Электрические потенциалы V- и соответственно V+, представленные источниками 48 и соответственно 54 напряжения, отличаются один от другого, вследствие чего через привод 52 и выключатели 45 может протекать электрический ток.

Указанный привод 52 предназначен для управления размыканием или замыканием выключателя 50 в соответствии с принципами, аналогичными рассмотренным ранее применительно к электромагниту 46 и выключателю 45. Когда через обмотку привода 52 течет электрический ток, выключатель 50 замкнут. Если в обмотке привода 52 тока нет, выключатель 50 размыкается.

В качестве одного из вариантов система 26 аккумулирования электроэнергии содержит N2 суперконденсаторных модулей, соединенных один с другими электрически последовательно и/или параллельно, причем N2 - целое число не меньше двух.

Далее будет пояснена работа системы 10 аккумулирования энергии.

Для целей описания предполагается, что система 10 первоначально находится в работе, иными словами эта система получает энергию от прерывателя 12 напряжения, а выключатель 50 замкнут. Через предохранители 28 электрический ток не течет, а напряжение на клеммах каждого предохранителя 28 равно нулю. Поэтому выключатели 45 замкнуты, и в обмотку привода 52 автоматического выключателя 16 поступает постоянное напряжение Uc, вследствие чего выключатель 50 удерживается в замкнутом положении.

Напряжение Uc определено формулой Uc=V+-V-.

В случае выхода внутренней изоляции суперконденсаторных модулей 32А, 32В, 32С из строя, возможно, например, вследствие износа изоляционного слоя 38, возникает короткое замыкание между металлической оболочкой 36 и электрическим заземлением. Вследствие такого возникновения короткого замыкания на землю через предохранитель 28, соответствующий дефектному модулю, течет ток короткого замыкания. Этот ток короткого замыкания увеличивается до тех пор, пока его сила не достигнет номинальной силы тока для предохранителя 28. Когда эта номинальная величина силы тока будет превышена, произойдет размыкание цепи через предохранитель 28, что ведет к прерыванию тока короткого замыкания. Напряжение на клеммах предохранителя 28, измеряемое соответствующим датчиком 42, тогда становится ненулевым. Датчик 42 генерирует ток, текущий через обмотку электромагнита 46, вследствие чего соответствующий выключатель размыкается. Постоянное напряжение Uc сигнала более не поступает на привод 52, что приводит к размыканию выключателя 50. Система 10 больше не получает энергии от прерывателя 12 с понижением напряжения, что позволяет оператору вмешаться для проведения технического обслуживания или ремонта.

В рассматриваемом конкретном примере, в котором каждый пороговый детектор 30 напряжения соединен с восстановительным интерфейсом, установленным постоянно на рельсовом транспортном средстве, оператор, ответственный за вмешательство для обслуживания и/или ремонта, имеет информацию о том, какой именно суперконденсаторный модуль не исправен.

Следует понимать, что такая подсистема 14 аккумулирования энергии делает возможным в случае возникновения дефекта внутренней изоляции в одном из суперконденсаторных модулей подсистемы 14 ограничение тока короткого замыкания и, соответственно, повышения температуры в подсистеме. Такая подсистема 14 аккумулирования энергии делает, таким образом, возможным избежать выделения опасного газа в пространство в непосредственной близости от пассажиров рельсового транспортного средства.

Более того, подсистема 14 аккумулирования энергии согласно рассмотренному первому варианту проще для механического изготовления по сравнению со вторым вариантом, описываемым ниже со ссылками на фиг.3.

Вторая подсистема 55 аккумулирования энергии согласно настоящему изобретению представлена на фиг.3. На этом чертеже элементы, аналогичные элементам первого варианта, идентифицированы такими же позиционными обозначениями.

Согласно второму варианту подсистема 55 аккумулирования энергии содержит предохранитель 28 и пороговый детектор 30 напряжения, присоединенный параллельно предохранителю 28 и связанный с автоматическим выключателем 16.

Более того, предохранитель 28 присоединен между с одной стороны металлическим корпусом 24 и с другой стороны электрическим заземлением. Металлическая оболочка 36 каждого модуля 32А, 32В, 32С также электрически соединена с металлическим корпусом 24.

Подсистема 55 аккумулирования энергии согласно рассматриваемому второму варианту соответствует соединению всех модулей 32А, 32В, 32С с одним предохранителем 28 и с одним пороговым детектором 30 напряжения.

В качестве одного из вариантов специалист в рассматриваемой области должен понимать, что можно одинаковым способом построить N3 подгрупп модулей, так что каждая подгруппа соединена со своим предохранителем 28 и своим пороговым детектором 30 напряжения, N3 - целое число не меньше двух, но меньше общего числа модулей.

Удобное соединение порогового детектора 30 напряжения с восстановительным интерфейсом, постоянно установленным на рельсовом транспортном средстве, в рассматриваемом варианте не предусмотрено, вследствие чего нет и преимуществ, связанных с таким соединением.

Далее будет описана работа подсистемы 55 аккумулирования энергии.

В случае выхода внутренней изоляции суперконденсаторных модулей 32А, 32В, 32С из строя возникает короткое замыкание между металлической оболочкой 36 и металлическим корпусом 24. Вследствие такого возникновения короткого замыкания через предохранитель 28 течет ток короткого замыкания. В остальном работа подсистемы 55 аккумулирования энергии идентична работе подсистемы 14 аккумулирования энергии, вследствие чего работа подсистемы 55 более подробно описана не будет.

По сравнению с подсистемой 14 аккумулирования энергии согласно первому варианту подсистема аккумулирования энергии согласно рассматриваемому варианту занимает меньше места в системе 10 аккумулирования энергии, что делает возможным значительно уменьшить стоимость изготовления системы.

Другие преимущества второго варианта с точки зрения подсистемы аккумулирования энергии идентичны преимуществам первого варианта и потому не будут здесь описаны повторно.

Третья подсистема 56 аккумулирования энергии согласно настоящему изобретению представлена на фиг.4. На этом чертеже элементы, аналогичные элементам первого варианта, идентифицированы такими же позиционными обозначениями.

Согласно этому третьему варианту каждый предохранитель 28 представляет собой предохранитель с ударным механизмом.

Более того, каждый пороговый детектор 30 напряжения заменен выключателем 58, механически связанным с предохранителем 28 с ударным механизмом.

Каждому суперконденсаторному модулю 32А, 32В, 32С соответствует свой выключатель 58, а все три выключателя 58 соединены электрически последовательно один с другим между источником 48 постоянного по величине напряжения и приводом 52.

Привод 52 электрически присоединен между выключателем 58, соответствующим первому суперконденсаторному модулю 32А, и источником 54 постоянного по величине напряжения.

Каждый предохранитель 28 с ударным механизмом предназначен для того, чтобы, когда протекающий через него электрический ток достигнет номинальной величины для этого предохранителя, разомкнуть цепь и механически ударить во время этого размыкания по выключателю 58, с которым соединен предохранитель.

Каждый выключатель 58 может переключаться между замкнутым положением и разомкнутым положением и предназначен для того, чтобы под воздействием механического удара переключиться из своего замкнутого положения в свое разомкнутое положение.

Далее будет описана работа подсистемы 56 аккумулирования энергии. Первоначально система 10 находится в работе, а выключатель 50 и выключатели 58 замкнуты.

Когда в одном из суперконденсаторных модулей 32А, 32В, 32С происходит короткое замыкание на землю, через предохранитель 28 с ударным механизмом, соответствующий неисправному модулю, течет ток короткого замыкания. Этот ток короткого замыкания нарастает до тех пор, пока его сила не достигнет номинальной величины для предохранителя 28 с ударным механизмом. Как только эта номинальная сила тока будет превышена, произойдет размыкание цепи через предохранитель 28 с ударным механизмом, что приведет к прерыванию тока короткого замыкания. Этот предохранитель 28 с ударным механизмом механически ударяет по выключателю 58, с которым он связан, что приводит к размыканию выключателя. Сигнал постоянного напряжения Uc после этого больше не поступает к приводу 52, что ведет к размыканию выключателя 50.

Поскольку обнаружение неисправности внутренней изоляции в одном из суперконденсаторных модулей осуществляется в рассматриваемом третьем варианте полностью механическими средствами, это создает преимущество повышения надежности обнаружения по сравнению с описанным ранее первым вариантом, в котором обнаружение осуществляется посредством сочетания электронных и механических средств.

Четвертая подсистема 60 аккумулирования энергии согласно настоящему изобретению представлена на фиг.5. На этом чертеже элементы, аналогичные элементам третьего варианта, идентифицированы такими же позиционными обозначениями.

Согласно этому четвертому варианту подсистема 60 аккумулирования энергии содержит предохранитель 28 с ударным механизмом и выключатель 58, механически связанный с этим предохранителем 28 с ударным механизмом и электрически присоединенный между источником 48 постоянного по величине напряжения и приводом 52.

Более того, предохранитель 28 с ударным механизмом присоединен между с одной стороны металлическим корпусом 24 и с другой стороны электрическим заземлением. Металлическая оболочка 36 каждого из модулей 32А, 32В, 32С также электрически связана с металлическим корпусом 24.

Далее будет описана подсистема 60 аккумулирования энергии.

В случае неисправности внутренней изоляции в суперконденсаторном модуле 32А, 32В, 32С происходит короткое замыкание между металлической оболочкой 36 и металлическим корпусом 24. Вследствие возникновения такого короткого замыкания через предохранитель 28 с ударным механизмом течет ток короткого замыкания. В остальном работа подсистемы 60 аккумулирования энергии идентична работе подсистемы 56 аккумулирования энергии и потому более подробно здесь рассмотрена не будет.

Преимущества рассматриваемого четвертого варианта с точки зрения подсистемы аккумулирования энергии идентичны преимуществам второго варианта и третьего варианта и потому здесь повторно рассмотрены не будут.

Таким образом, следует понимать, что подсистема аккумулирования энергии согласно настоящему изобретению делает возможным в случае появления неисправности внутренней изоляции в подсистеме одного из суперконденсаторных модулей ограничить ток короткого замыкание и последующее повышение температуры подсистемы.

1. Подсистема (14; 55; 56; 60) аккумулирования энергии для транспортного средства, содержащая:

металлический корпус (24),

систему (26) аккумулирования электроэнергии, механически прикрепленную к металлическому корпусу (24) и содержащую по меньшей мере один суперконденсаторный модуль (32А, 33А, 34А), причем каждый модуль (32А, 33А, 34А) содержит металлическую оболочку (36) и несколько суперконденсаторов (40), соединенных электрически последовательно один с другим и расположенных внутри металлической оболочки (36),

по меньшей мере одно электрическое защитное устройство (28), выполненное с возможностью размыкания электрической цепи,

отличающаяся тем, что электрическое защитное устройство (28) соединяет с электрическим заземлением один из элементов - металлический корпус (24) или суперконденсаторный модуль (32А, 33А, 34А).

2. Подсистема (14; 55; 56; 60) аккумулирования энергии по п.1, отличающаяся тем, что система (26) аккумулирования электроэнергии содержит по меньшей мере два суперконденсаторных модуля (32А, 33А, 34А), соединенных электрически последовательно.

3. Подсистема (14; 55; 56; 60) аккумулирования энергии по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждое электрическое защитное устройство (28) содержит предохранитель.

4. Подсистема (14; 55; 56; 60) аккумулирования энергии по п.3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один детектор (30; 58) размыкания электрической цепи.

5. Подсистема (14; 55) аккумулирования энергии по п.4, отличающаяся тем, что каждый детектор размыкания электрической цепи содержит пороговый детектор (30) напряжения, электрически соединенный параллельно с предохранителем (28).

6. Подсистема (14; 55) аккумулирования энергии по п.5, отличающаяся тем, что каждый пороговый детектор (30) напряжения содержит гальванически развязывающее переключающее устройство (44).

7. Подсистема (56; 60) аккумулирования энергии по п.4, отличающаяся тем, что каждый предохранитель (28) представляет собой предохранитель с ударным механизмом, а каждый детектор размыкания электрической цепи содержит выключатель (58), причем выключатель (58) механически связан с предохранителем (28) с ударным механизмом.

8. Система (10) аккумулирования энергии для транспортного средства, содержащая подсистему (14; 55; 56; 60) аккумулирования энергии и устройство (16) изоляции высоковольтной сети, связанное с этой подсистемой (14; 55; 56; 60), отличающаяся тем, что подсистема (14; 55; 56; 60) аккумулирования энергии представляет собой подсистему по любому из пп.1-7.

9. Рельсовое транспортное средство, отличающееся тем, что содержит систему (10) аккумулирования энергии по п.8.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности за счет уменьшения токовых нагрузок на питающий источник напряжения переменного тока и на конденсатор нагрузки как при включении устройства, так и в режимах перегрузки устройства по его выходу.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах для ограничения тока заряда конденсатора нагрузки, применяемых, в частности, для фильтрации выходного напряжения источника, предназначенного для питания различных потребителей постоянного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для фильтрации выходного напряжения источника, предназначенного для питания различных потребителей постоянного тока.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности и точности обнаружения неисправностей.

Устройство для защиты конденсаторной батареи с заземленной нейтралью от внутренних повреждений содержит микропроцессорное устройство, обрабатывающее цифровые значения токов небаланса, токов, измеренных на вводе в батарею конденсаторов, напряжений, измеренных на шинах подстанции.

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам накопления электрической энергии на основе суперконденсаторов, и может быть использовано в альтернативных источниках энергии, например гибридных двигателях транспортных средств, ветряных и солнечных генераторах и др.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока системы 25 кВ и 2×25 кВ. .

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. .

Изобретение относится к схемному устройству с, по меньшей мере, двумя конденсаторами (C1 С(n)), которые подключены последовательно к напряжению (U), причем параллельно к, по меньшей мере, двум конденсаторам (C1 С(n)) расположен делитель напряжения, который делит напряжение (U) на, по меньшей мере, два конденсатора (C 1 С(n)), причем параллельно каждому конденсатору (Ci) последовательно с последовательным сопротивлением (RSi) размещен защитный диод (Di), причем пороговое напряжение защитного диода (Di) меньше, чем допустимое напряжение размещенного параллельно защитному диоду конденсатора (Ci), и, кроме того, параллельно последовательным сопротивлениям (RS1 RS(n)) размещена защитная схема.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к защите силовых трансформаторов и батарей статических конденсаторов в высоковольтных сетях 6÷220 кВ с изолированной нейтралью от воздействия внутренних перенапряжений.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для изготовления конденсаторов высокой емкости, использующих энергию двойного электрического слоя (ДЭС).

Изобретение относится к радиоэлектронике, конкретно к электронакопительным устройствам. .

Изобретение относится к производству конденсатора с двойным электрическим слоем. Техническим результатом изобретения является создание конденсатора с двойным электрическим слоем с низким эквивалентным последовательным сопротивлением на номинальное напряжение 2,5 В с диапазоном рабочих температур от минус 55 до 65°С, в том числе работающих при пиковых токовых нагрузках с отсутствием снижения рабочего напряжения при пониженных температурах.

Изобретение относится к области электротехники, точнее к электрохимическим конденсаторам, а именно к гибридным или асимметричным конденсаторам с щелочным электролитом, и может быть использовано для изготовления неполяризуемого гидроксидноникелевого электрода данного конденсатора.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к твердотельным электрохимическим источникам тока, например аккумуляторным батареям и батареям двойнослойных конденсаторов - суперконденсаторов.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к твердотельным электрохимическим источникам тока, например аккумуляторным батареям и батареям на основе двухслойных конденсаторов - суперконденсаторов.

Объектом настоящего изобретения является, в частности, проводящий электрод для системы (1) накопления электрической энергии с водным раствором электролита, где указанный электрод содержит металлический коллектор тока (3) и активное вещество (7), причем указанный металлический коллектор тока (3) содержит защитный проводящий слой (5), расположенный между указанным металлическим коллектором тока (3) и указанным активным веществом (7), отличающийся тем, что указанный защитный проводящий слой (5) содержит: от 30 до 85 мас.% в расчете на сухое вещество сополимерной матрицы, от 70 до 15 мас.% в расчете на сухое вещество проводящего наполнителя в дополнение к массовому количеству (в расчете на сухое вещество) сополимера, так чтобы в сумме получалось 100%.
Наверх