RU124983U1

RU124983U1 - DEVICE FOR PROTECTING THE BATTERY FROM PEAK CURRENT LOADS

Info

Publication number: RU124983U1
Application number: RU2012123124/07U
Authority: RU
Inventors: Евгений Викторович Вдовин; Валерий Александрович Цуранов; Валентин Дмитриевич Марков; Андрей Геннадьевич Глазов
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2013-02-20

Abstract

Устройство защиты аккумуляторной батареи от пиковых токовых нагрузок, состоящее из аккумуляторной батареи (АКБ), батареи электрохимических конденсаторов (БЭК), блока управления (БУ) и коммутатора, который своими с первого по третий портами соединен соответственно с узлом АКБ и первым портом узла БУ, со вторым портом узла БУ и с выходом узла БЭК, и выполненное с возможностью электропитания нагрузки от узла АКБ или узла БЭК, подключаемых/переключаемых без нарушения электроснабжения упомянутой нагрузки, отличающееся тем, что в его состав дополнительно введен датчик тока (ДТ), который своими с первого по третий портами соединен соответственно с нагрузкой, с четвертым портом коммутатора и с третьим портом узла БУ, который четвертым портом соединен с выходом узла БЭК, при этом узел БУ выполнен в виде микроконтроллера (МК), функционирующего по программе, обеспечивающей возможность мониторинга тока в нагрузке путем обработки сигналов, поступающих от узла ДТ, идентификации пиковых токов в нагрузке (ПТН) и синхронного с их обнаружением переключения источников электропитания нагрузки, предусматривающего отключение и подключение соответственно узла АКБ и узла БЭК на время действия ПТН или до тех пор, пока выходное напряжение на узле БЭК поддерживается в пределах допустимых значений, а также обнаружения моментов окончания ПТН для обратного переключения электроснабжения упомянутой нагрузки с узла БЭК на узел АКБ.A device for protecting the battery from peak current loads, consisting of a battery (BAT), a battery of electrochemical capacitors (BEC), a control unit (BU), and a switch that is connected from its first to third ports to the battery assembly and the first port of the control unit, with the second port of the control unit node and with the output of the BEC node, and made with the possibility of power supply to the load from the battery node or the BEC node, connected / switched without disturbing the power supply of the said load, characterized in that its composition includes A current sensor (DT) has been introduced, which is connected first to third to the load, to the fourth port of the switch and to the third port of the control unit, which is connected to the output of the BEC node by the fourth port, and the control unit is designed as a microcontroller ), operating under a program that provides the ability to monitor the current in the load by processing signals from the DT node, identifying peak currents in the load (PTN), and switching the load power sources synchronously with their detection and providing for disconnecting and connecting, respectively, the battery assembly and the BEC node for the duration of the power supply line or until the output voltage at the BEC unit is maintained within acceptable values, as well as detecting the moments of the end of the power line to reverse the power supply of the said load from the BEC unit to the unit Battery.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее, к устройствам поддержания в рабочем состоянии вторичных элементов (аккумуляторов), и может быть использована в составе систем электропитания различных технических средств (ТС) для обеспечения высокого уровня работоспособности аккумуляторных батарей путем их защиты от токовых перегрузок, возникающих в процессе эксплуатации упомянутых ТС.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically, to devices for maintaining the working state of secondary elements (batteries), and can be used as part of power systems of various technical means (TS) to ensure a high level of battery performance by protecting them from current overloads arising during operation of the mentioned vehicles.

Работоспособность технических устройств и систем, функционирующих в автономном режиме, наиболее часто обеспечивается с помощью химических источников тока (ХИТ) - аккумуляторов, как правило, объединенных в аккумуляторную батарею (АКБ).The operability of technical devices and systems operating in stand-alone mode is most often ensured by means of chemical current sources (HIT) - batteries, as a rule, combined into a storage battery (battery).

Исправная аккумуляторная батарея может обеспечивать питание потребительского устройства/системы (ПУС) в течение длительного промежутка времени, особенно, когда она разряжается номинальным (рабочим) током. В таком режиме работы может быть использована максимальная емкость АКБ и обеспечена высокая надежность функционирования как АКБ, так и ПУС.A working battery can provide power to a consumer device / system (CCP) for a long period of time, especially when it is discharged by rated (operating) current. In this mode of operation, the maximum battery capacity can be used and high reliability of functioning of both the battery and the control panel can be ensured.

Однако, многие из ПУС работают в режимах, предусматривающих, как номинальную токовую нагрузку (НТН) на АКБ, как и и максимальную/пиковую токовою нагрузку (ПТН), при которой величина разрядного тока АКБ может значительно превышать ее номинальное значение. Воздействие на АКБ больших ПТН вызывает ускоренную потерю емкости и снижение надежности работы аккумуляторов, что может служить причиной выхода из строя (отказов) как АКБ, так и ПУС. «Опасные ситуации», приводящие к отказам ПУС, наиболее часто возникают при воздействии ПТН на АКБ, которые в значительной мере выработали свой ресурс или достаточно (но не полностью) разряжены. Следует также учесть, что аккумулятор является инерционным источником тока с большим временем доступа к запасенной энергии, поэтому, при возникновении ПТН, могут возникать задержки с подачей или падение уровня выходного напряжения АКБ и, как следствие, выход из строя и/или отказ ПУС.However, many of the CCPs operate in modes that provide for both the rated current load (NTN) on the battery and the maximum / peak current load (PTN), in which the discharge current of the battery can significantly exceed its rated value. The impact on the battery of large PTNs causes an accelerated loss of capacity and a decrease in the reliability of the batteries, which can cause failure (failures) of both the battery and the battery. “Dangerous situations” leading to failures of an emergency fire hazard are most often caused by the impact of an overhead line on batteries, which have largely exhausted their life or are sufficiently (but not completely) discharged. It should also be taken into account that the battery is an inertial current source with a long access time to the stored energy, therefore, in the event of an overvoltage protection, there may be delays in supplying or a drop in the output voltage level of the battery and, as a result, failure and / or failure of the ACS.

Частые разряды аккумулятора большим/пиковым током и эксплуатация недозаряженного аккумулятора приводят к его быстрому выходу из строя. Поскольку АКБ является важным элементом, который существенным образом влияет на работоспособность и надежность устройств и систем, которые от нее получают электропитание, то возникает задача поддержки высокого уровня работоспособности аккумуляторной батареи в процессе ее эксплуатации. При этом, по мнению авторов, повышение уровня работоспособности АКБ и надежности функционирования, как систем электропитания, так и технических устройств/систем, получающих от АКБ электропитание, может быть достигнуто на основе защиты АКБ от токовых перегрузок.Frequent discharges of the battery with high / peak current and the operation of an undercharged battery lead to its rapid failure. Since the battery is an important element that significantly affects the performance and reliability of devices and systems that receive power from it, the task arises of maintaining a high level of battery performance during its operation. At the same time, according to the authors, an increase in the battery performance and reliability of both power supply systems and technical devices / systems receiving power from the battery can be achieved on the basis of protecting the battery from current overloads.

Исследования показали, что известные технические решения имеют существенные недостатки и обеспечивают низкий уровень защиты АКБ от пиковых токовых нагрузок, поэтому, поиск более эффективных решений является актуальной задачей.Studies have shown that well-known technical solutions have significant drawbacks and provide a low level of protection for batteries against peak current loads, therefore, the search for more effective solutions is an urgent task.

Из техники [Л1] известен способ защиты АКБ от пиковых токовых нагрузок, предусматривающий использование алюминиевых электролитических конденсаторов, устанавливаемых параллельно выводам ХИТ/АКБ.From the technique [L1], a method for protecting batteries against peak current loads is known, which involves the use of aluminum electrolytic capacitors mounted in parallel with the terminals of the HIT / battery.

Использование этого способа частично снижает пагубное воздействие на АКБ пиковых разрядных токов и способствует повышению работоспособности аккумуляторов, входящих в состав упомянутой АКБ.The use of this method partially reduces the detrimental effect on the battery of peak discharge currents and helps to improve the health of the batteries that make up the battery.

Недостатком данного способа является низкий уровень защиты АКБ от пиковых токовых нагрузок. Это обусловлено тем, что данный способ обеспечивает «смягчение» нагрузки на аккумуляторную батарею со стороны пиковых токов в течении крайне малого времени, измеряемого миллисекундами. Этого времени недостаточно, чтобы обеспечить эффективную защиту АКБ от деградации, вызванной ПТН.The disadvantage of this method is the low level of protection of the battery against peak current loads. This is due to the fact that this method provides "mitigation" of the load on the battery from the peak currents for an extremely short time, measured in milliseconds. This time is not enough to provide effective protection of the battery against degradation caused by PTN.

В процессе исследований установлено, что более перспективной альтернативой, относительно упомянутых конденсаторов, является использование ионисторов [Л2].In the process of research, it was found that the use of ionistors [L2] is a more promising alternative, relative to the mentioned capacitors.

Ионисторы характеризуются высокой плотностью энергии, допускают быстрый заряд большим током (десятки ампер) и заряд током различного уровня, допускают глубокий разряд, имеют длительный срок эксплуатации (число рабочих циклов может превышать нескольких миллионов), имеют сверхнизкое стабильное сопротивление ESR, могут работать в широком диапазоне рабочих температур, имеют малый вес и габариты, оборудованы предохранительным клапаном избыточного давления (взрывобезопасны) и виброустойчивы.Ionistors are characterized by a high energy density, allow a fast charge with a large current (tens of amperes) and a charge with a current of various levels, allow a deep discharge, have a long service life (the number of duty cycles can exceed several million), have an ultra-low stable ESR resistance, can work in a wide range operating temperatures, have low weight and dimensions, are equipped with an overpressure safety valve (explosion-proof) and vibration resistant.

По плотности мощности и плотности энергии ионисторы заполняют нишу между аккумуляторными батареями и электролитическими конденсаторами и могут более эффективно использоваться для обеспечения пиковой мощности источников питания, и тем самым, облегчать токовую нагрузку на ХИТ/АКБ.In terms of power density and energy density, ionistors fill a niche between storage batteries and electrolytic capacitors and can be more efficiently used to provide peak power to power supplies, and thereby ease the current load on the CIT / battery.

Как показали исследования, защиту АКБ от пиковых токовых нагрузок можно рассматривать, как использование (подключение) резервного источника тока в течении действия ПТН. Так, из [Л3] известно устройство резервного электропитания (далее - устройство), состоящее из источника питания (АКБ), коммутатора, ограничителя тока (ОТ) и ионистора, который первым портом соединен со входом нагрузки и первым портом узла ОТ, который вторым портом соединен с первым портом коммутатора, который вторым портом соединен с первым выходом источника питания, который вторым выходом соединен со вторым портом ионистора и выходом нагрузки, при этом, узел коммутатора выполнен в виде диода, узел ОТ выполнен в виде резистора.As studies have shown, battery protection against peak current loads can be considered as the use (connection) of a backup current source during the operation of a voltage transformer. So, from [L3], a backup power supply device (hereinafter referred to as the device) is known, consisting of a power source (battery), a switch, a current limiter (OT) and an ionistor, which is connected to the load input by the first port and the first port of the OT unit, which is the second port connected to the first port of the switch, which the second port is connected to the first output of the power source, which is connected to the second port of the ionistor and the load output by the second output, while the node of the switch is made in the form of a diode, the node of the OT is made in the form of a resistor.

Устройство функционирует следующим образом. В исходном состоянии от источника питания поступает напряжение на нагрузку, в качестве которой используется ПУС, и на ионистор. При этом происходит электропитание ПУС и заряд ионистора. Узел коммутатора предотвращает разряд ионистора через цепь подачи питающего напряжения, а узел ОТ ограничивает зарядный ток ионистора, защищая источник питания (ИП) от перегрузки в начальный момент его подключения к ионистору. При отключении источника питания, запасенная в ионисторе электрическая энергия поддерживает работоспособность ПУС, подключенной к устройству в качестве нагрузки. Кроме того, при возникновении пиковых токов в нагрузке напряжение на выходе источника питания «проседает»/снижается, что может быть вызвано чрезмерно большим ПТН, не поддерживаемым узлом ИТ, и/или тем, что АКБ (узел ИТ) уже потеряла работоспособность/разряжена и не может обеспечить на своем выходе стабильное напряжение с отдачей в нагрузку большого тока. Образно говоря, на помощь источнику питания приходит ионистор, который при возникновении ПТН «поддерживает» АКБ: ионистор начинает разряжаться и обеспечивает электропитание ПУС с необходимым уровнем напряжения и тока. После окончания действия ПТН устройство возвращается в исходное состояние. К достоинствам данного устройства можно отнести его простоту и практически неограниченное число циклов заряда-разряда ионистора, который, к тому же не требует ухода в течении всего срока эксплуатации устройства.The device operates as follows. In the initial state, the voltage is supplied from the power source to the load, which is used as a CCP, and to the ionistor. In this case, power is supplied to the control panel and the charge of the ionistor. The node of the switch prevents the discharge of the ionistor through the supply voltage circuit, and the node OT limits the charging current of the ionistor, protecting the power source (IP) from overload at the initial moment of its connection to the ionistor. When the power source is turned off, the electric energy stored in the ionistor maintains the operability of the control panel connected to the device as a load. In addition, when peak currents occur in the load, the voltage at the output of the power source “sags” / decreases, which can be caused by an excessively large voltage transformer that is not supported by the IT node, and / or the battery (IT node) has already lost working capacity / is discharged and cannot provide a stable voltage at its output with a large current output to the load. Figuratively speaking, an ionistor comes to the rescue of a power source, which, when a PTN occurs, “supports” the battery: the ionistor starts to discharge and provides power to the ACS with the required voltage and current level. After the end of the PTN, the device returns to its original state. The advantages of this device include its simplicity and an almost unlimited number of charge-discharge cycles of the ionistor, which, moreover, does not require care during the entire life of the device.

Недостатком данного устройства является низкий уровень защиты АКБ от пиковых токовых нагрузок. Это обусловлено тем, что данное устройство только лишь частично снижает нагрузку на аккумуляторную батарею со стороны пиковых токов, поскольку ионистор подключен к нагрузке постоянно и начинает разряжаться только лишь при снижении выходного напряжения АКБ, то есть, после того как воздействие ПТН на АКБ уже произошло. Кроме того, длительность действия ионистора (длительность защиты АКБ от действия ПТН) весьма кратковременна. Это обусловлено тем, что разряд ионистора сопровождается быстрым снижением напряжения на нем. В его разрядной характеристике отсутствует уплощенный участок, как у типовых аккумуляторов, поэтому, отдав в нагрузку несколько процентов запасенной энергии, ионистор переходит в состояние, когда его выходное напряжение оказывается ниже допустимого напряжения питания для ПУС. То есть, коэффициент использования энергии, запасенной в ионисторе, очень маленький, что существенно снижает эффективность работы данного устройства.The disadvantage of this device is the low level of protection of the battery against peak current loads. This is due to the fact that this device only partially reduces the load on the battery from the side of peak currents, since the ionistor is constantly connected to the load and starts to discharge only when the output voltage of the battery decreases, that is, after the influence of the voltage transformer on the battery has already occurred. In addition, the duration of the action of the ionistor (the duration of the protection of the battery from the action of PTN) is very short-lived. This is due to the fact that the discharge of the ionistor is accompanied by a rapid decrease in voltage on it. In its discharge characteristic, there is no flattened portion, as in typical batteries, therefore, having given a few percent of the stored energy to the load, the ionistor switches to a state when its output voltage is lower than the permissible supply voltage for the CCP. That is, the utilization coefficient of the energy stored in the ionistor is very small, which significantly reduces the efficiency of this device.

Из техники [Л4] известен резервированный блок электроники для литий-ионной аккумуляторной батареи (далее - устройство), состоящий из нагрузки, датчика тока (ДТ), аккумуляторной батареи (АКБ), устройства контроля и управления (УКУ) и коммутатора, который первым и вторым портами соединен, соответственно, с выходом узла УКУ и первым портом узла АКБ, который вторым портом соединен с первым портом узла ДТ, который своими вторым и третьим портами соединен, соответственно, со входом нагрузки и вторым портом узла УКУ, и выполненный с возможностью формирования АКБ в виде последовательно соединенных аккумуляторов, согласования элементов АКБ балансировочными резисторами, контроля напряжения на каждом аккумуляторе, контроля тока в нагрузке и балансировки аккумуляторов в процессе их работы в зависимости от тока в нагрузке.From technology [L4], a redundant electronics unit for a lithium-ion battery (hereinafter referred to as the device) is known, consisting of a load, a current sensor (DT), a battery (battery), a monitoring and control device (UKU) and a switch, which is the first and the second ports are connected, respectively, with the output of the UCF unit and the first port of the battery assembly, which is connected with the second port to the first port of the DT unit, which is connected, respectively, with the second and third ports to the load input and the second port of the UCU unit, and configured to battery in the form of series-connected batteries, matching battery elements with balancing resistors, monitoring the voltage on each battery, monitoring the current in the load and balancing the batteries during operation, depending on the current in the load.

Данное устройство функционирует следующим образом. При включении нагрузки уровень тока, потребляющего от АКБ, фиксируется узлом ДТ. Результаты измерения тока поступают на устройство контроля и управления, которое посредством узла коммутатора управляет балансировкой аккумуляторов, входящих в АКБ. Необходимость этого возникает из-за того что разрядные характеристики аккумуляторов отличаются друг от друга, поэтому напряжение на их выходе тоже может отличаться в процессе работы АКБ под нагрузкой.This device operates as follows. When the load is turned on, the level of current consumption from the battery is fixed by the DT unit. The current measurement results are sent to a monitoring and control device, which, through the switch node, controls the balancing of the batteries included in the battery. The need for this arises due to the fact that the discharge characteristics of the batteries differ from each other, so the voltage at their output can also differ during operation of the battery under load.

Данное устройство частично устраняет недостатки предыдущего устройства. Это достигается за счет того, что ПТН регистрируются узлом ДТ, контролируется состояние каждого из аккумуляторов, входящих в АКБ, и выполняется их балансировка в процессе действия токовой нагрузки.This device partially eliminates the disadvantages of the previous device. This is achieved due to the fact that PTN are registered by the DT unit, the state of each of the batteries included in the battery is monitored, and their balancing is performed during the action of the current load.

Данное устройство имеет те же недостатки, как и у предыдущего устройства. Это объясняется тем, что воздействие ПТН не устраняется, а лишь в некоторой степени ослабляется за счет более точного согласования элементов АКБ. ПТН при этом, перераспределяется между элементами АКБ.This device has the same disadvantages as the previous device. This is due to the fact that the effect of PTN is not eliminated, but only weakened to some extent due to more accurate coordination of the battery elements. PTN at the same time, is redistributed between the elements of the battery.

По мнению авторов, наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту (прототипом) является, известный из техники [Л5], комбинированный источник бесперебойного электропитания (далее - устройство), состоящий из аккумуляторной батареи (АКБ), батареи электрохимических конденсаторов (ионисторов) (БЭК), блока управления (БУ) и коммутатора, который своими с первого по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла БУ, со вторым портом узла БУ, с узлом БЭК и с нагрузкой, при этом, узел коммутатора выполнен с возможностью подключения источников электрической энергии к нагрузке без прерывания ее электропитания, узел БУ выполнен с возможностью контроля напряжения на выходе узла АКБ и его отключения с одновременным подключением БЭК, когда напряжение на АКБ снижается ниже допустимого значения, узел БЭК выполнен с возможностью заряда от узла АКБ.According to the authors, the closest in technical essence to the claimed object (prototype) is, known from the technology [L5], a combined uninterruptible power supply (hereinafter referred to as the device), consisting of a storage battery (battery), a battery of electrochemical capacitors (ionistors) (BEC) ), a control unit (CU) and a switch, which is connected, with its first to fourth ports, to the battery assembly and the first port of the control unit, to the second port of the control unit, to the BEC node and with the load, while the switch node is made with in with the ability to connect electric energy sources to the load without interrupting its power supply, the control unit is configured to control the voltage at the output of the battery assembly and turn it off while connecting the BEC when the voltage on the battery decreases below the permissible value, the BEC assembly is capable of charging from the battery assembly.

Функциональная схема устройства представлена на фиг.1. Устройство (фиг.1) состоит из узла АКБ 2, узла БУ 5, узла БЭК 4 и узла коммутатора 3, который своими с первого по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ 2 и узлом БУ 5, с узлом БЭК 4 и с нагрузкой 1. При этом, узел коммутатора 3 выполнен с возможностью подключения источников электрической энергии АКБ 2 и БЭК 4 к нагрузке 1 без прерывания ее электропитания, узел БЭК 4 выполнен с возможностью заряда от узла АКБ 2.Functional diagram of the device shown in figure 1. The device (Fig. 1) consists of a battery assembly 2, a control unit assembly 5, a BEC assembly 4 and a switch assembly 3, which is connected with its first to fourth ports, respectively, to a battery assembly 2 and a control assembly 5, with a backup assembly 4 and load 1. At the same time, the node of the switch 3 is made with the possibility of connecting sources of electric energy of battery 2 and BEC 4 to load 1 without interrupting its power supply, the node BEC 4 is made with the possibility of charging from the node of battery 2.

Устройство (фиг 1) функционирует следующим образом. При включении электропитания ПУС, выполняющего роль нагрузки для данного устройства, начинает работать узел АКБ 2. То есть, электропитание нагрузки осуществляется от узла АКБ 2 через открытый канал узла коммутатора 3. Одновременно с этим, осуществляется подзарядка узла БЭК 4. В процессе работы ПУС узлом БУ 5 осуществляется контроль напряжения на выходе узла АКБ 2 и если напряжение на нем снижается ниже допустимого значения, например, при разряде АКБ 2, или при воздействии на нее ПТН, которые не может обеспечить АКБ 2, то узел БУ 5 переключает коммутатор 3 в такое состояние, при котором для электропитания нагрузки включается узел БЭК 4. Поскольку узел коммутатора 3 выполнен с возможностью подключения/отключения источников электрической энергии (АКБ 2 и БЭК 4) к нагрузке без прерывания ее электропитания, то работоспособность ПУС, питаемых от данного устройства, осуществляется без сбоев в функционировании упомянутого ПУС.The device (Fig 1) operates as follows. When the power supply of the control panel, which acts as the load for this device, is turned on, the battery node 2 starts working. That is, the load is supplied from the battery node 2 through the open channel of the switch node 3. At the same time, the BEC node is recharged 4. During the operation of the control panel by the node BU 5 monitors the voltage at the output of the battery 2 unit and if the voltage on it drops below the permissible value, for example, when the battery 2 is discharged, or when it is exposed to the mains voltage that the battery 2 cannot provide, then the BU 5 unit switches the com tripod 3 in a state in which the BEC 4 node is turned on for the power supply of the load. Since the switch 3 node is configured to connect / disconnect sources of electric energy (battery 2 and BEC 4) to the load without interrupting its power supply, the capacity of the ACS powered by this the device is carried out without interruption in the functioning of the mentioned CCP.

Устройство частично устраняет недостатки предыдущего устройства. То есть, в данном ТР обеспечивается более высокий уровень защиты узла АКБ 2 от пиковых токовых нагрузок. Это достигается за счет того, что при возникновении в нагрузке 1 ПТН, вызывающих снижение выходного напряжения АКБ 2 ниже допустимого значения, этот факт регистрируетя узлом БУ 5, который посредством коммутатора 3 отключает АКБ 2 от нагрузки 1 и подключает узел БЭК 4, который обеспечивает электропитание нагрузки 1 (ПУС) с необходимым ПТН. В результате этого пагубное влияние ПТН на узел АКБ 2 - снижается.The device partially eliminates the disadvantages of the previous device. That is, in this TR provides a higher level of protection of the battery node 2 from peak current loads. This is achieved due to the fact that if in the load 1 PTN, causing a decrease in the output voltage of the battery 2 below the permissible value, this fact is recorded by the node BU 5, which through the switch 3 disconnects the battery 2 from the load 1 and connects the node BEC 4, which provides power load 1 (CCP) with the necessary PTN. As a result of this, the detrimental effect of PTN on the battery node 2 is reduced.

Недостатком данного технического решения является низкий уровень защиты аккумуляторной батареи (АКБ 2) от пиковых токовых нагрузок. Это обусловлено тем, что защита узла АКБ 2 включается только тогда, когда ПТН вызывает снижение ее выходного напряжения, в противном случае - узел АКБ 2 может длительное время (пока выдерживает АКБ 2) интенсивно разряжаться под воздействием стрессовой токовой нагрузки в виде ПТН. В результате этого может происходить ускоренная деградация электрических параметров узла АКБ 2 (снижение работоспособности/емкости) и повышение вероятности возникновения неисправности/выхода из строя, как узла АКБ, так и ПУС.The disadvantage of this technical solution is the low level of protection of the battery (battery 2) from peak current loads. This is due to the fact that the protection of the battery assembly 2 is turned on only when the PTN causes a decrease in its output voltage, otherwise, the battery assembly 2 can for a long time (as long as the battery 2 can withstand) be intensively discharged under the influence of a stress current load in the form of a voltage transformer. As a result of this, accelerated degradation of the electrical parameters of the battery assembly 2 can occur (decrease in operability / capacity) and an increase in the probability of a malfunction / failure of both the battery assembly and the control panel.

По мнению авторов, низкий уровень защиты АКБ 2 от действия ПТН обусловлен тем, что обнаружение фактов возникновения в нагрузке токов, превышающих номинальное значение, осуществляется уже после того, когда они выполнили «свое черное дело». То есть, возможность своевременного обнаружения ПТН и своевременного включения защиты АКБ от действия ПТН, в данном техническом решении - не обеспечивается.According to the authors, the low level of protection of the battery 2 from PTN is due to the fact that the detection of the occurrence of currents in the load exceeding the nominal value is carried out after they have completed their "dirty work". That is, the possibility of timely detection of PTN and timely inclusion of battery protection from the action of PTN, in this technical solution is not provided.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей известного устройства, направленных на повышение уровня работоспособности аккумуляторной батареи путем защиты ее от пиковых токовых нагрузок.The purpose of the utility model is to expand the functionality of the known device, aimed at increasing the level of battery performance by protecting it from peak current loads.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известное устройство, состоящее из аккумуляторной батареи (АКБ), батареи электрохимических конденсаторов/ионисторов (БЭК), блока управления и коммутатора, который своими с первого по третий портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла БУ, со вторым портом узла БУ и с выходом узла БЭК, и выполненное с возможностью контроля напряжения на выходе АКБ и подключения узла БЭК к нагрузке без прерывания ее электропитания, при снижении напряжения на АКБ ниже допустимого значения, дополнительно введен датчик тока (ДТ), который своими с первого по третий портами соединен, соответственно, с нагрузкой, с четвертым портом коммутатора и с третьим портом узла БУ, который четвертым портом соединен с выходом узла БЭК, при этом, узел БУ выполнен в виде микроконтроллера (МК), функционирующего по программе, обеспечивающей возможность мониторинга тока в нагрузке путем обработки сигналов, поступающих от узла ДТ, идентификации пиковых токов в нагрузке (ПТН), превышающих допустимое/номинальное значение разрядного тока аккумуляторной батареи, отключения узла АКБ от нагрузки и подключения к ней через коммутатор узла БЭК на время действия ПТН или до тех пор, пока выходное напряжение на узле БЭК соответствует допустимой величине, а также обратного переключения источников электропитания нагрузки после окончания действия ПТН или после разряда узла БЭК.This goal is achieved due to the fact that in the known device, consisting of a storage battery (battery), a battery of electrochemical capacitors / ionistors (BEC), a control unit and a switch that is connected with its first through third ports, respectively, to the battery assembly and the first the port of the control unit, with the second port of the control unit and with the output of the BEC unit, and configured to control the voltage at the output of the battery and connect the BEC unit to the load without interrupting its power supply, while reducing the voltage on the battery below the permissible value, In addition, a current sensor (DT) was introduced, which is connected, with its first to third ports, respectively, to the load, to the fourth port of the switch and to the third port of the control unit, which is connected to the output of the BEC node by the fourth port, and the control unit is designed as microcontroller (MK), operating under a program that provides the ability to monitor the current in the load by processing signals from the DT node, identifying peak currents in the load (PTN) exceeding the permissible / nominal value of the discharge current of the battery battery, disconnecting the battery assembly from the load and connecting to it through the switch of the BEC node for the duration of the main voltage or until the output voltage at the BEC corresponds to the permissible value, as well as the reverse switching of the load power sources after the end of the main voltage or after the discharge of the node BEC.

В предлагаемом устройстве обеспечивается следующее сочетание отличительных признаков и свойств.The proposed device provides the following combination of distinctive features and properties.

В состав устройства дополнительно введен датчик тока (ДТ), который своими с первого по третий портами соединен, соответственно, с нагрузкой, с четвертым портом коммутатора и с третьим портом узла БУ, который четвертым портом соединен с выходом узла БЭК.The current sensor (DT) is additionally introduced into the device, which is connected with the first and third ports, respectively, with the load, to the fourth port of the switch and to the third port of the control unit, which is connected to the output of the BEC node by the fourth port.

Узел БУ выполнен в виде микроконтроллера (МК), функционирующего по программе, обеспечивающей возможность мониторинга тока в нагрузке путем обработки сигналов, поступающих от узла ДТ, идентификации пиковых токов в нагрузке (ПТН), превышающих допустимое/номинальное значение разрядного тока аккумуляторной батареи, отключения узла АКБ от нагрузки и подключения к ней через коммутатор узла БЭК на время действия ПТН или до тех пор, пока выходное напряжение на узле БЭК соответствует допустимой величине, а также обратного переключения источников электропитания нагрузки после окончания действия ПТН или после разряда узла БЭК.The control unit node is made in the form of a microcontroller (MK), operating according to the program, which provides the ability to monitor the current in the load by processing signals from the DT unit, identifying peak currents in the load (PTN), exceeding the permissible / nominal value of the discharge current of the battery, disconnecting the unit Battery from the load and connecting to it through the switch of the BEC node for the duration of the PTN or until the output voltage at the BEC node corresponds to the permissible value, as well as the reverse switching source power load after the end of or after the BEC PTN node discharge.

Введение дополнительных признаков и использование новых свойств позволяет своевременно обнаруживать факты возникновения ПТН и оберегать АКБ от их разрушительного действия путем отключения АКБ от нагрузки и подключения узла БЭК для электропитания нагрузки на время действия ПТН. Это обеспечивает существенное (по сравнению с прототипом) повышение уровня защиты АКБ от действия ПТН, что позволяет повысить уровень работоспособности и надежности узла АКБ.The introduction of additional features and the use of new properties allows us to timely detect the occurrence of PTN and protect the battery from their destructive effects by disconnecting the battery from the load and connecting the BEC node to power the load for the duration of the PTN. This provides a significant (compared with the prototype) increase in the level of protection of the battery from the action of PTN, which allows to increase the level of performance and reliability of the battery node.

Указанные признаки и свойства позволяют существенно расширить функциональные возможности устройства-прототипа, связанные с обеспечением высокого уровня работоспособности аккумуляторной батареи путем защиты ее от пиковых токовых нагрузок.These signs and properties can significantly expand the functionality of the prototype device associated with providing a high level of battery performance by protecting it from peak current loads.

Сочетание отличительных признаков и свойств, предлагаемого устройства защиты аккумуляторной батареи от пиковых токовых нагрузок, из техники не известно, поэтому оно соответствует критерию новизны. При этом, для достижения максимального эффекта по расширению функциональных возможностей данного устройства, связанных с повышением уровня работоспособности аккумуляторной батареи путем защиты ее от пиковых токовых нагрузок, необходимо использовать всю совокупность отличительных признаков и свойств, указанных выше.The combination of distinctive features and properties of the proposed device for protecting the battery from peak current loads is not known from the technology, therefore it meets the criterion of novelty. At the same time, to achieve the maximum effect of expanding the functionality of this device associated with increasing the level of battery performance by protecting it from peak current loads, it is necessary to use the whole set of distinguishing features and properties mentioned above.

Функциональная схема устройства защиты аккумуляторной батареи от пиковых токовых нагрузок (далее - устройство) приведена на фиг.2.The functional diagram of the device for protecting the battery from peak current loads (hereinafter referred to as the device) is shown in Fig.2.

Устройство (фиг.2) состоит из датчика тока (ДТ) 2, микроконтроллера (МК) 3, аккумуляторной батареи (АКБ) 5, блока электрохимических конденсаторов (ионисторов) (БЭК) 6 и коммутатора 4, который своими с первого по четвертый портами соединен соответственно, с выходом узла БЭК 6 и первым портом узла МК 3, с узлом АКБ и вторым портом узла МК 3, с третьим портом узла МК 3 и с первым портом узла ДТ, который вторым и третьим портами соединен с нагрузкой 1 и четвертым портом узла МК 3. При этом, узел МК 3, функционирует по программе, обеспечивающей возможность мониторинга тока в нагрузке путем обработки сигналов, поступающих от узла ДТ 2, идентификации пиковых токов в нагрузке (ПТН) 1 и отключения узла АКБ 5 от нагрузки 1 с подключением к ней через коммутатор 4 узла БЭК 6 на время действия упомянутых ПТН или до тех пор, пока выходное напряжение на узле БЭК 6 поддерживается в пределах допустимой величины, а также обратного переключения источников электропитания нагрузки 1 после окончания действия ПТН или после разряда узла БЭК 6.The device (figure 2) consists of a current sensor (DT) 2, a microcontroller (MK) 3, a battery (battery) 5, a block of electrochemical capacitors (ionistors) (BEC) 6 and a switch 4, which is connected with its first to fourth ports accordingly, with the output of the BEC 6 node and the first port of the MK 3 node, with the battery node and the second port of the MK 3 node, with the third port of the MK 3 node and with the first port of the DT node, which is connected to the load 1 and fourth port of the node by the second and third ports MK 3. At the same time, the MK 3 node functions according to a program that provides the ability to monitor ring current in the load by processing the signals from the node DT 2, identification of peak currents in the load (PTN) 1 and disconnecting the battery 5 from load 1 with connecting to it through the switch 4 node BEC 6 for the duration of the mentioned PTN or until while the output voltage at the BEC 6 node is maintained within the permissible value, as well as the reverse switching of the power supply sources of load 1 after the end of the PTN or after the discharge of the BEC 6 node.

Устройство (фиг.2) функционирует следующим образом. В исходном состоянии устройство работает подобно устройству-прототипу. При этом, в ионисторах, входящих в состав узла БЭК 6, обеспечивается накоплении энергии от узла АКБ 3. При включении нагрузки в виде ПУС, через узел ДТ 2 протекает ток, который измеряется узлом ДТ 2 и полученные данные поступают на узел МК 3. Узел МК 3 функционирует по программе, обеспечивающей возможность мониторинга тока в нагрузке 1 путем обработки сигналов, поступающих от узла ДТ 2 и идентификации пиковых токов в нагрузке (ПТН), превышающих допустимое/номинальное значение разрядного тока аккумуляторной батареи 5. Если значение тока, потребляемого нагрузкой 1 от АКБ 5, превысит допустимый/номинальный разрядный ток АКБ 5, то этот факт фиксируется узлом МК 3, который переключает узел коммутатора 4 таким образом, что электропитание в нагрузку 1 начинает подаеться от узла БЭК 6. Если уровень тока в нагрузке 1 снизится до номинального/допустимого значения (которое, например, меньше порогового/допустимого значения), то коммутатор 4 переводится в такое состояние, при котором узел БЭК 6 - отключается, а узел АКБ 5 - подключается обратно к нагрузке 1. Таким образом, ПТН, возникающие в нагрузке 1, своевременно обнаруживаются (идентифицируются) и их разрушающее действие на узел АКБ 5 - устраняется, поскольку требуемый ток в нагрузке 1 обеспечивается узлом БЭК 4, подключение которого происходит корректно, то есть, без разрыва энергоснабжения нагрузки 1. Ообратное переключение источников электропитания нагрузки 1 осуществляется после окончания действия ПТН или после разряда узла БЭК. После включения узла АКБ 5 в работу по обеспечению электропитанием нагрузки 1, также включается подзарядка узла БЭК 6, аналогично, как в устройстве-прототипе.The device (figure 2) operates as follows. In the initial state, the device operates like a prototype device. At the same time, in the ionistors that make up the BEC 6 unit, energy storage from the battery unit 3 is provided. When the load is turned on as a CCP, a current flows through the DT 2 unit, which is measured by the DT 2 unit and the received data is sent to the MK 3 unit. Node MK 3 operates according to a program that provides the ability to monitor the current in load 1 by processing the signals from the DT 2 unit and identifying peak currents in the load (PTN) that exceed the permissible / nominal value of the discharge current of the battery 5. If the current value is consumed If load 1 from battery 5 exceeds the permissible / nominal discharge current of battery 5, then this fact is recorded by MK 3, which switches the switch unit 4 in such a way that power to load 1 starts to be supplied from BEC 6. If the current level in load 1 decreases to the nominal / permissible value (which, for example, is less than the threshold / permissible value), then the switch 4 is transferred to a state in which the BEC 6 node is turned off and the battery 5 node is connected back to load 1. Thus, arising in load 1, its they are temporarily detected (identified) and their destructive effect on the battery assembly 5 is eliminated, since the required current in load 1 is provided by the BEC 4 assembly, which is connected correctly, that is, without interrupting the power supply of load 1. The power supply of load 1 is reversed after the end PTN actions or after discharge of the BEC unit. After turning on the battery assembly 5 in the work of providing power to load 1, the charging of the BEC 6 assembly is also included, similarly to the prototype device.

Достигаемым техническим результатом является повышение эффективности работы аккумуляторной батареи (АКБ 5), с точки зрения максимального использования ее энергоресурса/емкости и надежности функционирования, что достигается за счет снижения времени действия на АКБ 5 пиковых токовых нагрузок (ПТН), идентифицируемых с помощью узлов ДТ 2 и МК 3, действе которых на узел АКБ 5 устраняется или снижается путем отключения АКБ 5 от нагрузки 1 и обеспечения бесперебойного энергоснабжения нагрузки 1 во время действия ПТН от узла БЭК 6.Achievable technical result is to increase the efficiency of the battery (battery 5), in terms of maximizing the use of its energy resource / capacity and reliability, which is achieved by reducing the time on the battery 5 peak current loads (PTN), identified using nodes 2 and MK 3, whose action on the battery assembly 5 is eliminated or reduced by disconnecting the battery 5 from load 1 and ensuring uninterrupted power supply to load 1 during the operation of the power supply unit from the BEC 6 assembly.

Обобщенный алгоритм функционирования устройства может быть представлен в следующем виде.A generalized algorithm for the operation of the device can be represented as follows.

- Шаг - 1. Начало;- Step - 1. Start;

- Шаг - 2. Подготовка к работе: заряд узла БЭК 6 от узла АКБ 5. Включение нагрузки.- Step - 2. Preparation for work: charge of the BEC 6 unit from the battery unit 5. Turning on the load.

- Шаг - 3. Проверка №1: значение тока в нагрузке - допустимое? Если Да, то - возврат, если Нет, то переход к процедуре переключения источников электропитания нагрузки (ИЭН).- Step - 3. Check No. 1: is the current value in the load permissible? If Yes, then - return, if No, then go to the procedure for switching the load power sources (IEN).

- Шаг - 4. Процедура переключения ИЭН: переключение коммутатора, подача энергии в нагрузку от узла БЭК 6;- Step - 4. IEN switching procedure: switching the switch, supplying energy to the load from the BEC 6 node;

- Шаг - 5. Проверка №2: значение тока в нагрузке - допустимое? Если Да, то - возврат к проверке - 1 (шаг - 3), если Нет, то переход к проверке №3 (шаг - 6);- Step - 5. Check No. 2: current value in loading - admissible? If Yes, then - return to check - 1 (step - 3), if No, then go to check No. 3 (step - 6);

- Шаг - 6. Проверка №3: значение напряжение на выходе узла БЭК 4 - допустимое? Если да, то возврат к проверке №2 (шаг - 5), если - Нет, то переход к процедуре подключения к нагрузке 1 узла АКБ 5 (шаг - 7).- Step - 6. Check No. 3: the value of the voltage at the output of the BEC 4 node - permissible? If yes, then return to check No. 2 (step - 5), if - No, then go to the procedure of connecting to the load 1 of battery node 5 (step - 7).

- Шаг - 7. Процедура переключения ИЭН: переключение коммутатора, подача энергии в нагрузку от узла АКБ 5.- Step - 7. IEN switching procedure: switching the switch, supplying energy to the load from the battery assembly 5.

- Шаг - 8. Процедура подзарядки узла БЭК 6.- Step - 8. The procedure for recharging the BEC node 6.

- Шаг - 9. Проверка №4: значение напряжение на выходе узла БЭК 4 - допустимое? Если да, то переход к шагу - 3, иначе - возврат к шагу - 8.- Step - 9. Check No. 4: is the voltage value at the output of the BEC 4 node acceptable? If yes, then go to step 3; otherwise, go back to step 8.

- Шаг - 10. Конец.- Step - 10. The end.

При создании предлагаемого технического решения узлы коммутатора 4, АКБ 5 и БЭК 6 могут быть аналогичными соответствующим признакам и свойствам прототипа и не требуют значительной доработки при его реализации.When creating the proposed technical solution, the nodes of the switch 4, battery 5 and BEC 6 can be similar to the corresponding features and properties of the prototype and do not require significant refinement during its implementation.

Узел МК 3 может быть реализован на основе PIC-контроллеров, известных из [Л6, Л7].Node MK 3 can be implemented based on PIC-controllers known from [L6, L7].

Узел ДТ 2 может быть реализован на основе датчиков для измерения тока компании National Semiconductor, типа LM3824MM-1,0 [Л8], представляющих собой миниатюрные микросхемы для измерения тока с ШИМ-выходом, которые позволяют реализовать достаточно точный измеритель тока, легко сопрягаемый с микроконтроллером и избежать применения шунта и АЦП. Эти изделия отличаются тем, что содержат интегрированный токоизмерительный шунт, измеряемый ток усредняется на достаточном интервале (6-50 мс), скважность импульсов на ШИМ-выходе изменяется дискретно (количество градаций равно 1024), схема измерения чувствительна к направлению тока, протекающего через внутренний шунт, кроме того, микросхемы этого семейства могут быть включены в плюсовую цепь «верхнее включение», либо в минусовую «нижнее включение», что упрощает схемотехнические решения, используемые при реализации узла ДТ2.The DT 2 unit can be implemented on the basis of National Semiconductor current measuring sensors, such as LM3824MM-1,0 [L8], which are miniature microcircuits for measuring current with a PWM output, which make it possible to implement a fairly accurate current meter that can be easily interfaced with a microcontroller and avoid the use of shunt and ADC. These products are characterized in that they contain an integrated current-measuring shunt, the measured current is averaged over a sufficient interval (6-50 ms), the duty cycle of the pulses at the PWM output varies discretely (the number of gradations is equal to 1024), the measurement circuit is sensitive to the direction of the current flowing through the internal shunt in addition, microcircuits of this family can be included in the positive circuit “top inclusion”, or in the negative “lower inclusion”, which simplifies the circuitry solutions used in the implementation of the DT2 unit.

Для реализации алгоритмов, необходимых для функционирования узла МК 3, могут быть использованы процедуры, известные из авторских программ для ЭВМ [Л9-Л12].To implement the algorithms necessary for the functioning of the MK 3 unit, procedures known from the author's computer programs [L9-L12] can be used.

Для реализации основных узлов предлагаемого устройства могут быть также использованы решения, известные из авторских изобретений и полезных моделей [Л13-Л17].For the implementation of the main nodes of the proposed device can also be used solutions known from copyright inventions and utility models [L13-L17].

На основе приведенных данных можно заключить, что предлагаемая полезная модель устройства защиты аккумуляторной батареи от пиковых токовых нагрузок, за счет использования указанных выше отличительных признаков и свойств и реализации достигаемого технического результата, позволяет существенно расширить функциональные возможности известного устройства-прототипа, связанные с повышением уровня работоспособности аккумуляторной батареи путем защиты ее от пиковых токовых нагрузок.Based on the data presented, we can conclude that the proposed utility model of a device for protecting the battery from peak current loads, through the use of the above distinctive features and properties and the implementation of the achieved technical result, can significantly expand the functionality of the known prototype device associated with an increase in the level of performance battery by protecting it from peak current loads.

Приведенные средства, с помощью которых возможно осуществление полезной модели, позволяют обеспечить ее промышленную применимость.The above means, with which it is possible to implement a utility model, make it possible to ensure its industrial applicability.

Основные узлы предлагаемой полезной модели устройства защиты аккумуляторной батареи от пиковых токовых нагрузок изготовлены, экспериментально испытаны и могут быть использованы при создании серийных образцов.The main nodes of the proposed utility model of the device for protecting the battery from peak current loads are made, experimentally tested and can be used to create serial samples.

Производимые изделия могут быть интегрированы в системы электропитания различных устройств и систем, функционирующих в автономном режиме, который обеспечивается с помощью аккумуляторных батарей.The manufactured products can be integrated into the power supply systems of various devices and systems operating in an autonomous mode, which is provided with the help of rechargeable batteries.

Таким образом, разработанное авторами техническое решение, обеспечивает успешное решение поставленной задачи, связанной с поддержкой высокого уровня работоспособности аккумуляторной батареи (АКБ) на основе эффективной ее защиты от пиковых токовых нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации технических устройств и систем, питающихся от упомянутой АКБ.Thus, the technical solution developed by the authors ensures a successful solution of the task associated with maintaining a high level of battery performance (battery) based on its effective protection against peak current loads that occur during operation of technical devices and systems powered by the mentioned battery.

Предлагаемое устройства защиты аккумуляторной батареи от пиковых токовых нагрузок (ПТН) будет широко востребовано для интеграции в системы энергоснабжения различной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), функционирующей в автономном режиме с электропитанием от аккумуляторных батарей (АКБ), особенно для применений, где требуется обеспечить сохранение высокого уровня работоспособности АКБ в условиях воздействия на нее ПТН, возникающим в процессе эксплуатации упомянутой РЭА.The proposed device for protecting the battery from peak current loads (PTN) will be widely in demand for integration into the power supply systems of various electronic equipment (CEA), which operates in stand-alone mode with power supply from batteries (batteries), especially for applications where it is necessary to maintain a high level the battery’s operability under the influence of PTN arising on it during operation of the said CEA.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИUSED SOURCES

1. Ультраконденсаторы (ионисторы) серии UltraCap, журнал «Компоненты для силовой электроники корпорации Epcos AG», часть 4, http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/02_02/stat_8.htm1. UltraCap Series Ultracapacitors (Ionistors), Epcos AG Corporation Components for Power Electronics, Part 4, http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/02_02/stat_8.htm

2. Ионистор, http://rn.wikipedia.org/wiki2. Ionistor, http://rn.wikipedia.org/wiki

3. Справочные данные на ионисторы, http://radio.cybernet.name/cond/ion.html3. Reference data on ionistors, http://radio.cybernet.name/cond/ion.html

4. Резервированный блок электроники для литий-ионной аккумуляторной батареи, патент на полезную модель №83657, дата публикации 10.06.2009 г.4. Redundant electronics for lithium-ion battery, utility model patent No. 83657, publication date 10.06.2009

5. Комбинированный источник бесперебойного электропитания, заявка на изобретение RU 2004138836, дата публикации 10.06.2006 г.5. Combined uninterruptible power supply, application for invention RU 2004138836, publication date 10.06.2006

6. Обзор PIC-контроллеров, http://elanina.narod.ru/lanina/index.files/avrpic6. Overview of PIC controllers, http://elanina.narod.ru/lanina/index.files/avrpic

7. Семейство микроконтроллеров PIC18FX5XX с поддержкой шины USB2.0, http://www.trt.ru/products/microchip/pic18_2.htm7. The PIC18FX5XX family of microcontrollers with USB2.0 bus support, http://www.trt.ru/products/microchip/pic18_2.htm

8. Датчики для измерения тока, http://www.rtcs.ru/hwsubtype.asp?id=2048. Sensors for measuring current, http://www.rtcs.ru/hwsubtype.asp?id=204

9. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Менеджер сенсора», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009610444 от 20.11.2008 г.9. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, “Sensor Manager” computer program, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20099610444 dated November 20, 2008

10. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа приема и обработки аналоговых сигналов», Свидетельство о регистрации в ФИПС РФ №2011610486 от 11.01.2011 г.10. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Program for Receiving and Processing Analog Signals,” Certificate of Registration with FIPS of the Russian Federation No. 20111610486 dated January 11, 2011

11. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Менеджер преобразователя напряжения», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2008614983 от 16 октября 2008 г.11. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Voltage Converter Manager”, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20088614983 dated October 16, 2008

12. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа автоматизированной обработки данных», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009613019 от 10.06.2009 г.12. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Computer Program “Program for Automated Data Processing”, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20099613019 dated June 10, 2009

13. Войсковая часть 11135 (RU), Патент на изобретение №2289856 «Устройство индикации», зарегистрирован 20.12.2006 г.13. Military unit 11135 (RU), Patent for invention No. 2289856 “Indication device”, registered on December 20, 2006.

14. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №98641 «Устройство заряда никель-кадмиевых аккумуляторов и контроля их работоспособности», зарегистрирован от 20 октября 2010 г.14. FSUE “18 Central Research Institute” of the RF Ministry of Defense, Utility Model Patent No. 98641 “Device for Charging Nickel-Cadmium Batteries and Monitoring Their Performance”, registered on October 20, 2010

15. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №114226 «Устройство обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности», зарегистрирован от 10 марта 2012 г.15. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Patent for utility model No. 114226 “Battery maintenance device and its operability control”, registered on March 10, 2012

16. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №114227 «Устройство заряда аккумулятора и защиты его от перегрузок», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 марта 2012 г.16. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Patent for utility model No. 114227 “Battery charge device and protecting it from overloads”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on March 10, 2012

17. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Патент на полезную модель №114228 «Устройство заряда элемента аккумулятора с ограничением и сигнализацией его токовых прегрузок», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей РФ 10.03.2012 г.17. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Patent for utility model No. 1144228 “Charging a battery cell with limiting and signaling its current overloads”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on March 10, 2012

Claims

A device for protecting the battery from peak current loads, consisting of a battery (BAT), a battery of electrochemical capacitors (BEC), a control unit (BU), and a switch that is connected from its first to third ports to the battery assembly and the first port of the control unit, with the second port of the control unit node and with the output of the BEC node, and made with the possibility of power supply to the load from the battery node or the BEC node, connected / switched without disturbing the power supply of the said load, characterized in that its composition includes A current sensor (DT) has been introduced, which is connected first to third to the load, to the fourth port of the switch and to the third port of the control unit, which is connected to the output of the BEC node by the fourth port, and the control unit is designed as a microcontroller ), operating under a program that provides the ability to monitor the current in the load by processing signals from the DT node, identifying peak currents in the load (PTN), and switching the load power sources synchronously with their detection and providing for disconnecting and connecting, respectively, the battery assembly and the BEC node for the duration of the power supply line or until the output voltage at the BEC unit is maintained within acceptable values, as well as detecting the moments of the end of the power line to reverse the power supply of the said load from the BEC unit to the unit Battery.