RU140037U1 - Теплозащищённая литий-ионная аккумуляторная батарея - Google Patents
Теплозащищённая литий-ионная аккумуляторная батарея Download PDFInfo
- Publication number
- RU140037U1 RU140037U1 RU2013148868/07U RU2013148868U RU140037U1 RU 140037 U1 RU140037 U1 RU 140037U1 RU 2013148868/07 U RU2013148868/07 U RU 2013148868/07U RU 2013148868 U RU2013148868 U RU 2013148868U RU 140037 U1 RU140037 U1 RU 140037U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- modules
- isolated
- control units
- heating elements
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Теплозащищённая литий-ионная аккумуляторная батарея, содержащая установленные в корпуса батарейных модулей нагревательные элементы и последовательно соединённые электрические накопители энергии с встроенной иерархической электронной системой управления, состоящей из установленных на накопителях энергии блоков управления накопителями с температурными датчиками и выравнивающими устройствами, которые связаны между собой и с установленными в корпусах батарейных модулей и подключёнными к их клеммам блоками управления модулями посредством двунаправленного информационного канала связи и сквозной изолированной энергообменной магистрали постоянного тока, отличающаяся тем, что блоки управления модулями батареи содержат управляемые от них электронные ключи, соединённые со сквозной изолированной энергообменной магистралью постоянного тока и подключенные к соответствующим нагревательным элементам батарейных модулей.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики.
В настоящее время одним из наиболее перспективных для использования в качестве тяговых батарей для электротранспорта являются литий-ионные аккумуляторные батареи. Однако они обладают низкой работоспособностью при отрицательных температурах, что не приемлемо для многих районов России и мира. Для преодоления указанного недостатка используют различные системы нагрева аккумуляторных батарей.
Так известна система подогрева батареи, состоящая из нескольких нагревательных элементов, помещенных в защитный кожух, размещаемый вблизи батареи. Нагреватель оснащается двухпозиционным выключателем и термостатическим управляющим таймером с отдельным источником питания. Последний представляет собой еще одну батарею либо внешний сетевой блок питания. Термостатический управляющий таймер позволяет периодически эксплуатировать подогреватель в режиме повышенной мощности и подогревать батарею непосредственно перед пуском [см. патент США №5,994,669 от 30 ноября 1999 г.].
Недостатком данного устройства является необходимость в дополнительном аккумуляторе.
Известен теплозащитный чехол с подогревом для автомобильных аккумуляторов, в котором подогрев осуществляется с помощью встроенного в чехол саморегулируемого нагревательного элемента, подключаемого через расположенный в салоне автомобиля выключатель к клеммам самого аккумулятора [см. патент РФ на полезную модель №109920 от 15.03.2011 г.].
Недостатком данного устройства является то, что продолжительность обогрева должен определять водитель, что не всегда удобно. Кроме того, в случае использования литий-ионных аккумуляторов бесконтрольная их разрядка просто недопустима.
Известен способ обеспечения работоспособности литий-ионных аккумуляторов и батарей на их основе при отрицательных температурах, при котором имеется батарейный блок литий-ионных аккумуляторов с подогревателем, который крепится в нижней части корпуса батарейного блока и включается от него после срабатывания температурного датчика, настроенного на температуру, равную менее 0°C, а отключение нагревателя происходит автоматически по команде от контроллера при достижении температуры более 0°C [см. патент РФ на изобретение №2451370 от 13.12.2010 г.]. Описанная в патенте система контроля работает, не выключаясь, будучи запущенной при положительной температуре, и позволяет обеспечить работоспособность батареи при низких значениях температуры.
Недостатком известного устройства является то, что оно нуждается в дополнительных затратах на комплектование батареи, помимо нагревателя, аппаратурой температурной автоматики подогрева (датчиком температуры, контроллером, выключателем) при наличии обязательной для литий-ионной батареи электронной системы управления, обеспечивающей безопасность эксплуатации и балансировку накопителей батареи.
По совокупности сходных существенных признаков наиболее близкой к данной полезной модели является аккумуляторная батарея с иерархической системой управления, в которой установленные на каждый электрический накопитель блоки управления накопителями (БУН) обеспечивают их балансировку с помощью сквозной энергообменной изолированной магистрали постоянного тока, подключенной для контроля к установленному в корпусе батареи блоку управления модулем (БУМ), который связан с блоками БУН информационным каналом связи. Блок БУМ осуществляет терморегуляцию батарейного модуля по данным температурных измерений блоков БУН, включая и выключая установленный в корпусе батареи нагревательный элемент, запитанный от клемм батарейного модуля [см. патент РФ на полезную модель №123251 от 30.07.2012 г.].
Недостатком известного устройства является то, что при подогреве батарейного модуля от самого этого модуля не учитываются результаты балансировки накопителей батареи, при которой дополнительный разряд некоторых накопителей для нагрева батареи может оказаться нежелательным или даже недопустимым.
Перед заявленной полезной моделью была поставлена задача создания теплозащищенной литий-ионной аккумуляторной батареи с подогревом от самой батареи и лишенной указанного недостатка.
Поставленная задача решается тем, что предложена теплозащищенная литий-ионная аккумуляторная батарея, включающая установленные в корпусе батарейные модули из последовательно соединенных электрических накопителей энергии с встроенной иерархической системой управления и нагревательный элемент. Иерархическая система управления содержит установленные на накопителях блоки управления накопителями с температурными датчиками и выравнивающими устройствами, связанные между собой и с установленным в корпусе батарейного модуля блоком управления модулем посредством информационного канала связи и сквозной изолированной энергообменной магистрали постоянного тока.
Новым в предложенной батарее является то, что подключение блока управления модулем к нагревательному элементу осуществляется с помощью встроенного в него электронного ключа, подключенного к сквозной изолированной энергообменной магистрали постоянного тока.
Технический результат заявленной полезной модели состоит в том, что благодаря использованию для целей подогрева литий-ионной аккумуляторной батареи в зимних условиях изолированной энергообменной магистрали постоянного тока системы управления батареей достигается экономия затрат на аппаратуру температурной автоматики подогрева и совмещается балансировка накопителей батареи с ее подогревом от выбранных накопителей, не допуская их переразряда и нарушения балансировки.
На фигуре представлена структурная схема заявленной батареи.
Заявленная теплозащищенная литий-ионная аккумуляторная батарея содержит установленные в корпус 1 батарейного модуля 2 последовательно соединенные электрические накопители энергии 3, со встроенной электронной иерархической системой управления батареей 4 и нагревательный элемент 5. Иерархическая система управления батареей (BMS) 4 состоит из установленных на накопителях 3 блоков управления накопителями 6 (БУН) с температурными датчиками и выравнивающими устройствами (на чертеже не показаны), связанные между собой и с установленным в корпусе 1 и подключенным к клеммам «+» 7 и «-» 8 блоком управления модулем 9 (БУМ) посредством двунаправленного информационного канала связи 10 и сквозной изолированной энергообменной магистрали постоянного тока 11, подключенной к встроенному в БУМ 9 и управляемому от него электронному ключу 12, через который подключен нагревательный элемент 5.
Заявленная батарея работает следующим образом. Первоначальное включение батареи с BMS 4 осуществляется при положительной температуре. При достижении заданного порогового значения температуры хотя бы одним накопителем 3 батарейных модулей 2 (например, 0°C) блоки 6 БУН посылают по каналу связи 10 в блоки 9 БУМ соответствующие сигналы, по которым последние подключают нагревательные элементы 5 через встроенные в них электронные ключи 12 к изолированной энергообменной магистрали постоянного тока 11, а также посылают обратно по каналу связи 10 в блоки БУН команды на подключение к энергообменной магистрали 11 тех накопителей 3, разряд которых допустим и желателен с точки зрения балансировки батарейных модулей 2. При достижении накопителями 3 второго температурного порога (например, +2°C), обеспечивающего нормальную работу батареи, блоки 9 БУМ отключают соответствующие нагревательные элементы 5 в корпусах 1 батареи, что позволяет обеспечить работу всей литий-ионной аккумуляторной батареи при низких температурах. В предложенной батарее возможен нагрев батарейных модулей от накопителей других батарейных модулей, выбранных системой BMS 4 с учетом общего состояния накопителей 3 при наличии в ней блока управления батареей (на чертеже).
Claims (1)
- Теплозащищённая литий-ионная аккумуляторная батарея, содержащая установленные в корпуса батарейных модулей нагревательные элементы и последовательно соединённые электрические накопители энергии с встроенной иерархической электронной системой управления, состоящей из установленных на накопителях энергии блоков управления накопителями с температурными датчиками и выравнивающими устройствами, которые связаны между собой и с установленными в корпусах батарейных модулей и подключёнными к их клеммам блоками управления модулями посредством двунаправленного информационного канала связи и сквозной изолированной энергообменной магистрали постоянного тока, отличающаяся тем, что блоки управления модулями батареи содержат управляемые от них электронные ключи, соединённые со сквозной изолированной энергообменной магистралью постоянного тока и подключенные к соответствующим нагревательным элементам батарейных модулей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013148868/07U RU140037U1 (ru) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Теплозащищённая литий-ионная аккумуляторная батарея |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013148868/07U RU140037U1 (ru) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Теплозащищённая литий-ионная аккумуляторная батарея |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU140037U1 true RU140037U1 (ru) | 2014-04-27 |
Family
ID=50516045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013148868/07U RU140037U1 (ru) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Теплозащищённая литий-ионная аккумуляторная батарея |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU140037U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636059C2 (ru) * | 2015-03-23 | 2017-11-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Аккумуляторная батарея |
-
2013
- 2013-10-31 RU RU2013148868/07U patent/RU140037U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636059C2 (ru) * | 2015-03-23 | 2017-11-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Аккумуляторная батарея |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3376588B1 (en) | Temperature monitoring apparatus and method for battery pack | |
CN103098339B (zh) | 电池充电控制装置 | |
KR101873666B1 (ko) | 전력 수수 제어 장치 | |
CN103238260A (zh) | 用于受限空转的交通工具的电池管理系统 | |
CN102694404B (zh) | 一种动力锂电池组的控制方法、控制模块及控制系统 | |
US20140316651A1 (en) | Vehicle having an auxiliary battery | |
KR20130049200A (ko) | 차량의 충전 제어 장치 | |
CN103427137A (zh) | 纯电动汽车动力电池的低温充电加热系统及加热方法 | |
CN103430423A (zh) | 电池充电控制装置 | |
CN202276164U (zh) | 一种车载充电机供电装置 | |
EP2685549B1 (en) | Battery temperature control device | |
CN104737407A (zh) | 电动车辆的功率供应系统和方法 | |
JP2013153641A (ja) | 自律式リチウムイオン電池保護 | |
EP3232049B1 (en) | Automobile starting control system and automobile | |
CN202455136U (zh) | 一种车辆电源保护装置 | |
CN204210324U (zh) | 电动汽车及电动汽车中动力电池的温度控制装置 | |
JP2019126170A (ja) | 二次電池の温度管理システムおよび温度管理方法 | |
KR101793720B1 (ko) | 태양광 led 조명에 사용되는 리듐배터리의 과열 및 저온 보호장치 | |
CN103123995B (zh) | 一种车用电池加热保温系统 | |
JP6280421B2 (ja) | 電池加温システム | |
CN208062842U (zh) | 电动汽车低压蓄电池自动充电系统和电动汽车 | |
JP6520633B2 (ja) | 車両制御システム | |
RU2558657C2 (ru) | Теплозащищенная литий-ионная аккумуляторная батарея | |
CN203326060U (zh) | 一种电池系统的加热保温装置以及带有该装置的电池系统 | |
RU140037U1 (ru) | Теплозащищённая литий-ионная аккумуляторная батарея |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20151101 |