RU182710U1 - BATTERY BATTERY MODULE - Google Patents
BATTERY BATTERY MODULE Download PDFInfo
- Publication number
- RU182710U1 RU182710U1 RU2018103267U RU2018103267U RU182710U1 RU 182710 U1 RU182710 U1 RU 182710U1 RU 2018103267 U RU2018103267 U RU 2018103267U RU 2018103267 U RU2018103267 U RU 2018103267U RU 182710 U1 RU182710 U1 RU 182710U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- control
- cells
- battery cells
- circuit
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Настоящая полезная модель относится к устройству батарейного аккумуляторного модуля накопления электрической энергии, методам контроля и управления аккумуляторными элементами, а именно контроля величин токов, напряжения, температуры и управления зарядным устройством.Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение безопасного использования литиевых источников тока путем использования средств защиты силовых цепей.Представленная задача решается тем, что батарейный аккумуляторный модуль включает в себя аккумуляторную батарею, состоящую и соединенную между собой в определенной последовательности из аккумуляторных элементов, систему индивидуального контроля и управления за аккумуляторными элементами, а также контроля направления и величин токов в цепи, температуры аккумуляторных элементов, средство управления зарядным устройством и средство защиты силовых цепей.This utility model relates to a battery-powered battery module for storing electrical energy, methods for monitoring and controlling battery cells, namely, monitoring currents, voltages, temperatures, and battery charger controls. The objective of the claimed utility model is to ensure the safe use of lithium sources current by using means of protection of power circuits. The presented problem is solved by the fact that the battery accumulator module is on It includes a rechargeable battery consisting of and interconnected in a certain sequence of rechargeable cells, an individual control and monitoring system for rechargeable cells, as well as control of the direction and magnitude of currents in the circuit, temperature of the rechargeable cells, a charger control device and a power circuit protection .
Description
Настоящая полезная модель относится к устройству батарейного аккумуляторного модуля накопления электрической энергии, методам контроля и управления аккумуляторными элементами, а именно контроля величин токов, напряжения, температуры и управления зарядным устройством.This utility model relates to a battery-powered battery module for storing electrical energy, methods for monitoring and controlling battery cells, namely, monitoring currents, voltages, temperatures, and controlling a charger.
Существующие аккумуляторные батареи, например свинцово-кислотные, используются уже давно и в широких областях применения. Например, в гарантированном энергообеспечении потребителей электроэнергией системы накопления используют свинцово-кислотные аккумуляторы для обеспечения энергией в случаях потери питания в сети. Свинцово-кислотные аккумуляторы также широко используются для обеспечения энергией складской техники. Последние достижения в области аккумуляторных технологий привели к большей удельной энергоемкости, быстрому заряду, большему сроку службы и большей дружелюбности к природе по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами. Одним из обладателей таких достижений является литий-ионные аккумуляторы. К сожалению аккумуляторы такого высокого уровня не так просты в использовании и не безопасны при простой замене уже используемых свинцово-кислотных.Existing batteries, such as lead acid, have been used for a long time and in wide areas of application. For example, in guaranteed energy supply to consumers with electricity, storage systems use lead-acid batteries to provide energy in cases of power loss in the network. Lead-acid batteries are also widely used to provide energy for warehouse equipment. Recent advances in battery technology have led to greater specific energy consumption, faster charge, longer battery life and greater environmental friendliness compared to lead-acid batteries. One of the owners of such achievements is lithium-ion batteries. Unfortunately, batteries of such a high level are not so easy to use and not safe when simply replacing the lead-acid batteries that are already in use.
Благодаря химическим свойствам свинцово-кислотных батарей, существующие системы заряда, которые в настоящее время используются для различных свинцово-кислотных батарей относительно просты. Так как свинцово-кислотные батареи имеют одинаковое номинальное напряжение на элементе - 2В и не требуют выравнивания по напряжению каждого элемента при заряде, они могут быть легко использованы в различных системах без дополнительных устройств контроля и заряжаться универсальными зарядными устройствами. В противоположность этому, литий-ионные аккумуляторы требуют точного контроля напряжения на каждом элементе и в зависимости от типа литиевого элемента требуется зарядное устройство соответствующего напряжения батареи. Соответственно, для того, чтобы заменить существующие свинцово-кислотные батареи на литий-ионные батареи необходимо оснастить батарейный аккумуляторный модуль дополнительными средствами.Due to the chemical properties of lead-acid batteries, the existing charge systems that are currently used for various lead-acid batteries are relatively simple. Since lead-acid batteries have the same nominal voltage on the cell - 2V and do not require voltage equalization for each cell when charging, they can be easily used in various systems without additional control devices and charged with universal chargers. In contrast, lithium-ion batteries require precise control of the voltage on each cell and, depending on the type of lithium cell, a charger of the appropriate battery voltage is required. Accordingly, in order to replace existing lead-acid batteries with lithium-ion batteries, it is necessary to equip the battery module with additional tools.
Близким по технической сущности и достигаемым результатам является патент US 2013/0300373 А1, содержащий - аккумуляторную батарею состоящую из аккумуляторных элементов, систему индивидуального контроля и управления за аккумуляторными элементами, а также контроля напряжения и токов зарядного устройства и средство управления зарядным устройством. Однако при использовании данной системы, например, в складской технике потребуется оснащение ее средствами защиты силовых цепей при переполюсовки или коротком замыкании.The technical essence and the achieved results are similar to US 2013/0300373 A1, which contains a rechargeable battery consisting of rechargeable cells, an individual control and management system for rechargeable cells, as well as voltage and current monitoring of the charger and a charger control device. However, when using this system, for example, in warehouse equipment, it will be necessary to equip it with means of protecting power circuits during polarity reversal or short circuit.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является обеспечение безопасного использования литиевых источников тока за счет использования средств защиты силовых цепей.The task to which the claimed utility model is directed is to ensure the safe use of lithium current sources through the use of power circuit protection.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является техническое решение RU 53818U в котором автор использовал в качестве средств защиты электронные ключи и дополнительный источник питания отдельных аккумуляторных элементов или модулей (так называемая активная BMS) которые снижают надежность и безопасность использования литиевых источников тока поскольку в электрической схеме дополнительно используются силовые коммутационные ключи и силовые провода на каждый аккумуляторный элемент или группу элементов, что приводит также к значительному удорожанию системы. Вместе с этим использование качественных аккумуляторных элементов с наиболее близким внутренним сопротивлением не требует использования данных элементов и т.н. активной BMS.The closest in technical essence and the achieved results is the technical solution RU 53818U in which the author used electronic keys and an additional power source for individual battery cells or modules (the so-called active BMS) which reduce the reliability and safety of using lithium current sources since in electric The circuit additionally uses power switching keys and power wires to each battery cell or group of cells, which dit also considerable cost to the system. At the same time, the use of high-quality battery cells with the closest internal resistance does not require the use of these cells, and so on. active BMS.
В данном батарейном аккумуляторном модуле (Фиг. 1) состоящим и соединенным между собой в определенной последовательности из: 1 - аккумуляторная батарея состоящая из аккумуляторных элементов; 2 - система индивидуального контроля и управления за аккумуляторными элементами, а также контроля направления и величин токов в цепи и управления зарядным устройством; 3 - средство защиты силовых цепей; 4 -элементы системы термостатирования, представленная задача решается тем, что средство защиты силовых цепей (Фиг. 2) выполнено с использованием и соединением с ними:In this battery battery module (Fig. 1) consisting and interconnected in a certain sequence of: 1 - a battery consisting of battery cells; 2 - a system of individual control and management of the battery cells, as well as monitoring the direction and magnitude of the currents in the circuit and control the charger; 3 - a means of protecting power circuits; 4 - elements of a temperature control system, the presented problem is solved by the fact that the means of protecting power circuits (Fig. 2) are made using and connecting with them:
- быстродействующих предохранителей (5) - служат для защиты от короткого замыкания. Это позволяет предотвратить выход из строя аккумуляторных элементов, и защитить от возгорания проводки;- high-speed fuses (5) - serve to protect against short circuit. This prevents the failure of the battery cells, and protect against wiring fire;
- датчика тока (6) - служит для контроля зарядного и разрядного токов аккумуляторных элементов;- current sensor (6) - serves to control the charging and discharge currents of the battery cells;
- силовых контакторов (7) по плюсу и минусу - позволяют коммутировать высокое напряжение и дополнительно служат для защиты аккумуляторных элементов и силовой цепи при выходе рабочих параметров за допустимые пределы;- power contactors (7) in plus and minus - allow high voltage to be switched and additionally serve to protect the battery cells and power circuit when operating parameters go beyond permissible limits;
- цепи предзаряда (реле - 8, резистор - 9) - позволяет предварительно зарядить емкостные нагрузки силовых высоковольтных цепей малым током. Это делает возможным реализовать "мягкое" включение, а также продлить срок службы силовых контакторов (7);- pre-charge circuits (relay - 8, resistor - 9) - allows you to pre-charge capacitive loads of high-voltage power circuits with low current. This makes it possible to realize a “soft” inclusion, as well as extend the life of the power contactors (7);
- сервисного (силового) размыкателя (10) - предназначен для проведения ремонтных работ и обслуживания батарейного аккумуляторного модуля. С помощью него можно разомкнуть цепь высокого напряжения не зависимо оттого, включены ли силовые контакторы (7) или нет.- service (power) circuit breaker (10) - is intended for repair work and maintenance of the battery battery module. With it, you can open the high voltage circuit regardless of whether the power contactors (7) are turned on or not.
Принцип действия средства защиты силовых цепей состоит в следующим. При помощи минусового контактора (7) и реле (8) в силовую цепь подается высокое напряжение через соединенный с ними токоограничивающий резистор (9). Это позволяет предварительно зарядить все емкостные нагрузки, т.е. уменьшить ток включения до нуля. На этом этапе при помощи соединенного с ними датчика тока (6) анализируется ток предзаряда. Если величина тока выше установленной или ток остается достаточно большим в течении длительного времени, то это состояние определяется как нештатное и батарейный аккумуляторный модуль не переходит в рабочий режим. Если предзаряд прошел успешно, то дополнительно замыкается соединенный с ним плюсовой контактор (7), переводя батарейный аккумуляторный модуль в рабочее состояние.The principle of operation of power circuit protection is as follows. Using a negative contactor (7) and a relay (8), a high voltage is supplied to the power circuit through a current-limiting resistor (9) connected to them. This allows you to pre-charge all capacitive loads, i.e. reduce the turn-on current to zero. At this stage, using the current sensor (6) connected to them, the precharge current is analyzed. If the current value is higher than the set value or the current remains high enough for a long time, then this condition is defined as an abnormal one and the battery-powered battery module does not go into operating mode. If the precharge was successful, then the plus contactor (7) connected to it closes, putting the battery pack module in working condition.
В случае возникновения неисправности, средство защиты силовых цепей сообщает об этом внешнему оборудованию - батарейному аккумуляторному модулю и отключает высокое напряжение от силовой цепи.In the event of a malfunction, the power circuit protector informs the external equipment, the battery-powered battery module, and disconnects the high voltage from the power circuit.
Указанные задача достигаются тем, что батарейный аккумуляторный модуль включает в себя аккумуляторную батарею состоящую из аккумуляторных элементов соединенных между собой посредством перемычек и лазерной сварки (1), соединенную с ним систему индивидуального контроля и управления за аккумуляторными элементами, а также контроля направления и величин токов в цепи и управления зарядным устройством (2), отличающийся тем, что средство защиты силовых цепей (3) которое содержит датчик величины силы тока (6) соединенный с силовым размыкателем (10) с предохранителями (5), два предохранителя выходных цепей на «+» и на «-», выходные контакторы (7), один или два из которых оснащены цепями предзаряда (реле - 8 и резистор - 9) и проверки на короткое замыкание.These tasks are achieved in that the battery module includes a battery consisting of battery cells interconnected by means of jumpers and laser welding (1), an individual control and monitoring system for the battery cells connected to it, as well as control of the direction and magnitude of the currents in circuit and control the charger (2), characterized in that the means of protection of the power circuits (3) which contains a current magnitude sensor (6) connected to the power switch (10) with fuses (5), two fuses of the output circuits to “+” and to “-”, output contactors (7), one or two of which are equipped with precharge circuits (relay - 8 and resistor - 9) and short circuit tests.
Батарейный аккумуляторный модуль, отличающийся тем, что аккумуляторная батарея, состоящая из аккумуляторных элементов (1), выполнена из одного или более параллельно соединенных между собой аккумуляторных блоков.Battery battery module, characterized in that the battery, consisting of battery cells (1), is made of one or more parallel connected to each other battery packs.
Батарейный аккумуляторный модуль, отличающийся тем, что система индивидуального контроля и управления за аккумуляторными элементами, а так же контроля направления и величин токов в цепи и управления зарядным устройством (2) выполнена из двух функциональных блоков которые конструктивно исполнены как минимум двумя разными платами и соединенными между собой.Battery battery module, characterized in that the system of individual monitoring and control of the battery cells, as well as controlling the direction and magnitude of the currents in the circuit and controlling the charger (2) is made of two functional blocks which are structurally executed by at least two different circuit boards and connected between by myself.
Батарейный аккумуляторный модуль, отличающийся тем, что аккумуляторные элементы аккумуляторной батареи (1) соединены между собой и установлены на элементах системы термостатирования (4).Battery battery module, characterized in that the battery cells of the battery (1) are interconnected and installed on the elements of the thermostatic system (4).
Батарейный аккумуляторный модуль, отличающийся тем, что система (2) индивидуального контроля и управления за аккумуляторными элементами управляет также системой термостатирования (4) аккумуляторных элементов батареи (1).Battery battery module, characterized in that the system (2) for individual monitoring and control of the battery cells also controls the temperature control system (4) of the battery cells (1).
Батарейный аккумуляторный модуль, отличающийся тем, что аккумуляторная батарея состоящая из аккумуляторных элементов (1) соединенных между собой посредством перемычек и лазерной сваркой и состоит из литий-титанатных аккумуляторных элементов.Battery battery module, characterized in that the battery consists of battery cells (1) interconnected by jumpers and laser welding and consists of lithium-titanate battery cells.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018103267U RU182710U1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | BATTERY BATTERY MODULE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018103267U RU182710U1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | BATTERY BATTERY MODULE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU182710U1 true RU182710U1 (en) | 2018-08-29 |
Family
ID=63467700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018103267U RU182710U1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | BATTERY BATTERY MODULE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU182710U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU203723U1 (en) * | 2020-10-02 | 2021-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Ё-Инжиниринг" | BATTERY MODULE |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324263C2 (en) * | 2006-07-13 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы" (ОАО "АВЭКС") | Accumulator battery |
| CN201623235U (en) * | 2009-12-15 | 2010-11-03 | 山东上存能源股份有限公司 | Charging state equalizing circuit of power lithium ion batteries |
| EP2378603A1 (en) * | 2010-04-14 | 2011-10-19 | Kazuyuki Sakakibara | Battery pack |
| RU121970U1 (en) * | 2012-06-29 | 2012-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | BATTERY OF ELECTRIC ENERGY STORES WITH DISTRIBUTED ANALYTICAL MANAGEMENT SYSTEM |
| RU2561826C2 (en) * | 2012-06-29 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Battery of electric energy storage units with distributed analytical control system |
-
2018
- 2018-01-30 RU RU2018103267U patent/RU182710U1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324263C2 (en) * | 2006-07-13 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы" (ОАО "АВЭКС") | Accumulator battery |
| CN201623235U (en) * | 2009-12-15 | 2010-11-03 | 山东上存能源股份有限公司 | Charging state equalizing circuit of power lithium ion batteries |
| EP2378603A1 (en) * | 2010-04-14 | 2011-10-19 | Kazuyuki Sakakibara | Battery pack |
| RU121970U1 (en) * | 2012-06-29 | 2012-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | BATTERY OF ELECTRIC ENERGY STORES WITH DISTRIBUTED ANALYTICAL MANAGEMENT SYSTEM |
| RU2561826C2 (en) * | 2012-06-29 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") | Battery of electric energy storage units with distributed analytical control system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU203723U1 (en) * | 2020-10-02 | 2021-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Ё-Инжиниринг" | BATTERY MODULE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102624050B (en) | Battery management system capable of automatically shutting off unavailable units in serial-connection battery pack | |
| US9643506B2 (en) | Portable backup charger | |
| CN103354377B (en) | A kind of energy-accumulating power station lithium battery automatic ring current control and holding circuit | |
| CN101145686A (en) | Power tool | |
| KR20140123164A (en) | Apparatus and method for battery balancing | |
| CN105656168A (en) | Ceaseless zero loop current safe and quick switching battery pack | |
| MY195769A (en) | Power Supply System and Method for Controlling Same | |
| Kim et al. | A multicell battery system design for electric and plug-in hybrid electric vehicles | |
| CN101582517A (en) | Charging and discharging battery pack and control method thereof | |
| CN103683439A (en) | System and method for controlling charge of lithium battery pack | |
| CN102545322B (en) | Battery module, power supply system and battery power supply control method | |
| CN205646972U (en) | Zero incessant circulation safety fast switch over group battery | |
| CN104578364A (en) | DC (direct current) backup power supply for power distribution station | |
| RU182710U1 (en) | BATTERY BATTERY MODULE | |
| US11114703B2 (en) | Battery pack | |
| US11588189B2 (en) | Battery control method | |
| CN111092471B (en) | Using method of overcharge and overdischarge protection circuit for energy storage battery pack | |
| TW201815002A (en) | Battery pack device with charging and discharging protection preventing the operation of the entire battery pack device from being affected by the disabled battery units | |
| CN205407296U (en) | Complementary equalizer circuit of group battery | |
| CN105633940A (en) | Starting power supply system for unmanned helicopter | |
| CN203368009U (en) | Lithium cell automatic circulating current control and protecting circuit for energy storage power station | |
| CN2922233Y (en) | Over-charging protecting circuit for power lithium ion cell | |
| CN106100104A (en) | A kind of Wind turbines back-up source | |
| JP5626756B2 (en) | Lithium ion battery management method and management apparatus | |
| Župa et al. | Charging module for newest types of rechargeable batteries LiFePO 4 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200713 Effective date: 20200713 |