PL247065B1 - Pakiet akumulatorów litowych - Google Patents

Abstract

Wynalazek rozwiązuje zagadnienie konstrukcji pakietu akumulatorów litowych, stanowiącego element składowy systemów akumulatorowych, utworzonego z pojedynczych ogniw. W miejsce jednego z pojedynczych ogniw (2) pakietu akumulatorów litowych (1) jest zamontowany podrzędny moduł sterowania akumulatorem (3), wyposażony w obudowę. Wewnątrz jest zainstalowany pomiarowo-sterujący panel. Obudowa od góry jest zaopatrzona w górny przyłączeniowy terminal mający postać dysku, zaś rolę dolnego przyłączeniowego terminalu pełni obudowa wraz z denkiem. Górny przyłączeniowy terminal w obudowie ma postać płytki, korzystnie niklowej. Dolny przyłączeniowy terminal jest płytką połączoną z denkiem obudowy.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pakiet akumulatorów litowych, przeznaczony do stosowania w systemach akumulatorowych.

Pakiet, zgodnie z rozwiązaniem jest wyposażony w systemy nadzorowania pracy akumulatorów litowych, kontrolujących ich zachowanie podczas ładowania, rozładowywania, a także podczas przechowywania.

Znane, dostępne na rynku zespoły modułów akumulatorów litowych są wyposażone w systemy zarządzania, składające się z jednostki nadrzędnej - nadrzędnego systemu zarządzania akumulatorem, zwanego skrótowo BMS MASTER i z jednostek podrzędnych - podrzędnych modułów sterowania, zwanych skrótowo BMS-SLAVE, połączonych przewodowo lub bezprzewodowo z jednostką nadrzędną BMS MASTER. Rodzaj połączenia tych jednostek jest uzależniony od rodzaju zastosowanych interfejsów komunikacji i logicznych połączeń międzymodułowych.

Akumulatory litowe są zbudowane z pojedynczych ogniw, połączonych zasadniczo równolegle ale można je łączyć także w konfiguracjach szeregowych i szeregowo-równoległych. Wymagają one kontroli szeregu paramentów elektrycznych i cieplnych, określających stan ich naładowania i stan bilansu cieplnego dla utrzymania na bezpiecznym, optymalnym poziomie całego systemu akumulatorowego.

Powyższe systemy kontrolują dopuszczalne napięcie rozładowania, maksymalne napięcie w stanie ładowania, chwilowy prąd ładowania i rozładowania, długotrwały prąd przeciążenia. Ponadto chwilowy prąd zwarcia, temperaturę ogniw w akumulatorze oraz temperaturę łączników prądowych.

Omawiane systemy w przypadku różnic pomiędzy poszczególnymi ogniwami lub modułami umożliwiają kompensowanie różnic i utrzymywanie jednakowego stanu poprzez wyrównanie tych różnic we wszystkich ogniwach. Dają możliwość balansowania ilością ładunku elektrycznego skumulowanego we wszystkich ogniwach lub modułach systemu akumulatorowego.

Realizacja powyższych celów jest możliwa dzięki układom elektronicznym umożliwiającym pomiar, kontrolę i wizualizację parametrów dla całego systemu akumulatorowego oraz zapewnienie komunikacji z użytkownikiem systemu.

Oprócz systemów zabezpieczeń kontrolujących pracę systemów akumulatorowych, znane są systemy zabezpieczeń kontrolujące pracę oraz parametry elektryczne i cieplne pojedynczych ogniw lub ich pakiety.

W praktycznym urzeczywistnieniu wynalazku chodzi o zastosowanie modułów kontrolujących pracę wszystkich ogniw w pakietach, składających się na system akumulatorowy i utrzymanie wszystkich wymienionych powyżej parametrów w poszczególnych elementach systemu akumulatorowego na jednakowym poziomie, poprzez kompensowanie i wyrównywanie ilości ładunku elektrycznego we wszystkich ogniwach lub pakietach systemu. Mają temu służyć podrzędne moduły sterowania akumulatorem i nadrzędne moduły systemu zarządzania akumulatorem.

Rozwiązanie dotyczy wynalazku, który stanowi wyposażenie pakietu akumulatorów litowych z elementem składowym modularnego systemu akumulatorowego. Powyższe systemy mogą być utworzone z pojedynczych ogniw, połączonych w konfiguracjach szeregowych, równoległych lub szeregoworównoległych, montowane jeden obok drugiego.

Zadaniem podrzędnego modułu sterowania jest wykonywanie pomiarów napięcia i temperatury w pakiecie, jak również równoważenie poziomu ładunku pakietu względem pozostałych pakietów wchodzących w skład systemu akumulatorowego, a także nawiązywanie komunikacji z nadrzędnym systemem zarządzania akumulatorem.

Istota wynalazku polega na tym, że pakiet w miejscu jednego z pojedynczych ogniw posiada podrzędny moduł sterowania akumulatorem, wyposażony w obudowę, która kształtem i wymiarem odwzorowuje kształt i wymiar pojedynczego ogniwa z zainstalowanym wewnątrz pomiarowo-sterującym panelem.

Obudowy mogą być dwóch rodzajów. Obudowa pierwszego rodzaju jest od góry zaopatrzona w górny przyłączeniowy terminal. Przyłączeniowy terminal ma postać dysku. Dolnym przyłączeniowym jest obudowa wraz z denkiem.

Obudowa drugiego rodzaju wyróżnia się tym, że górnym przyłączeniowym terminalem jest płytka, korzystnie wykonana z niklu. Zaś dolnym przyłączeniowym terminalem jest płytka połączona z denkiem obudowy drugiego rodzaju.

Obudowa pierwszego rodzaju jest ukształtowana w formie cylindra z serwisowym otworem, natomiast obudowa drugiego rodzaju jest otwarta od frontu.

Moduł sterowania akumulatorem, zgodnie z wynalazkiem jest umieszczony w obudowie ukształtowanej jako pojedyncze, cylindryczne ogniwo z zainstalowanym wewnątrz pomiarowo-sterującym panelem. Obudowa może mieć postać cylindra z serwisowym otworem pośrodku lub części cylindra z pokrywą u góry i z denkiem u dołu.

Terminal przyłączeniowy górny jest połączony z szyną prądową łączącą elektrody dodatnie, natomiast terminal przyłączeniowy dolny jest połączony z szyną prądową łączącą elektrody ujemne pakietów akumulatorowych. Rolę dolnego przyłączeniowego terminalu może pełnić płytka połączona z denkiem obudowy lub cała obudowa wraz z denkiem.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia w widoku perspektywicznym podrzędny pakiet ogniw z zamontowanym podrzędnym modułem sterowania akumulatorem w miejsce jednego z ogniw pakietu, fig. 2 - uwidacznia podrzędny pakiet ogniw z podrzędnym modułem sterowania akumulatorem, w widoku od frontu, fig. 3 uwidacznia podrzędny moduł sterowania akumulatorem w widoku ogólnym, przykład 1, natomiast fig. 4 - podrzędny moduł sterowania akumulatorem w widoku ogólnym, przykład 2.

Pakiet akumulatorów litowych 1, zgodnie z wynalazkiem jest utworzony z umieszczonych jeden obok drugiego pojedynczych ogniw 2 połączonych szeregowo. W miejscu jednego z pojedynczych ogniw 2 jest zamontowany podrzędny moduł sterowania akumulatorem 3, którego zadaniem jest monitorowanie napięcia i temperatury w pakiecie oraz równoważenie poziomu ładunku pakietu akumulatorów litowych 1 względem pozostałych pakietów wchodzących w skład systemu akumulatorowego. Zadaniem podrzędnego modułu sterowania akumulatorem 3 jest także zachowanie komunikacji z nadrzędnym systemem zarządzania akumulatorem.

Podrzędny moduł sterowania akumulatorem 1, zgodnie z wynalazkiem, przykład 1 - jest wyposażony w cylindryczną obudowę pierwszego rodzaju 4 z serwisowym otworem 5. Wewnątrz cylindrycznej obudowy pierwszego rodzaju 4 jest zamontowany pomiarowo-sterujący panel 6. Usytuowany od góry obudowy pierwszego rodzaju 4 dysk 7 stanowi górny przyłączeniowy terminal, natomiast rolę dolnego, przyłączeniowego terminala spełnia cylindryczna obudowa pierwszego rodzaju 4 wraz z denkiem 8.

Podrzędny moduł sterowania akumulatorem 1, zgodnie z wynalazkiem, przykład 2 - posiada otwartą od frontu obudowę drugiego rodzaju 4', wewnątrz której jest zamontowany pomiarowo-sterujący panel 6. Od góry z obudową drugiego rodzaju 4' jest połączony górny przyłączeniowy terminal. Ma on postać niklowanej płytki 9. Z denkiem 8' obudowy drugiego rodzaju 4' jest połączony dolny przyłączeniowy terminal 10.

Claims (2)

1. Pakiet akumulatorów litowych, stanowiący element składowy systemów akumulatorowych, utworzony z pojedynczych ogniw połączonych w konfiguracjach szeregowych, równoległych i szeregowo-równoległych, zamontowanych jeden obok drugiego, znamienny tym, że w miejscu jednego z pojedynczych ogniw (2) pakietu akumulatorów litowych (1) posiada podrzędny moduł sterowania akumulatorem (3), wyposażony w obudowę pierwszego rodzaju (4) lub w obudowę drugiego rodzaju (4'), kształtem i wymiarem odwzorowujące kształt i wymiar pojedynczego ogniwa (2), z zainstalowanym wewnątrz pomiarowo-sterującym panelem (6), przy czym obudowa pierwszego rodzaju (4) jest od góry zaopatrzona w górny przyłączeniowy terminal (7), posiadający formę dysku, a dolnym przyłączeniowym terminalem jest obudowa pierwszego rodzaju (4) wraz z denkiem (8), lub obudowa drugiego rodzaju (4'), w której górnym przyłączeniowym terminalem jest płytka (9), korzystnie wykonana z niklu, z dolnym przyłączeniowym terminalem w formie płytki (10), połączonej z denkiem (8') obudowy drugiego rodzaju (4').

2. Pakiet, według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa pierwszego rodzaju (4) jest ukształtowana w formie cylindra z serwisowym otworem (5), natomiast obudowa drugiego rodzaju (4') jest otwarta od frontu.