RU200879U1

RU200879U1 - Combined battery device

Info

Publication number: RU200879U1
Application number: RU2020126973U
Authority: RU
Inventors: Всеволод Всеволодович Дохтуров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Трион"
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2020-11-17

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к устройствам, содержащим аккумуляторные батареи, и может быть применено для обеспечения работы аккумуляторных батарей в условиях низких температур. Технический результат заключается в обеспечении низкого энергопотребления нагревательного элемента и устройства в целом. Достигается тем, что комбинированное аккумуляторное устройство состоит из печатной платы, на которой расположены аккумуляторные батареи, нагревательный элемент в виде чип-резисторов, температурный датчик и двухцветный светодиод, и боковых крышек, образующих вместе корпус устройства, имеющий выходные разъемы для соединения устройства с источником питания и нагрузкой, причем нагревательный элемент включается и выключается от датчика температуры при достижении наружной температуры, соответственно, ниже или выше 0°С, отличающееся тем, что нагревательный элемент непосредственно прилегает к аккумуляторным батареям и питается от них, аккумуляторные батареи по всей площади их поверхности, за исключением поверхности прилегания нагревательного элемента к аккумуляторным батареям, покрыты гибким теплоизоляционным самоклеящимся материалом, а все внутреннее пространство корпуса аккумуляторного устройства залито низкотеплопроводным полимерным компаундом.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular to devices containing rechargeable batteries, and can be used to ensure the operation of rechargeable batteries at low temperatures. The technical result consists in providing low energy consumption of the heating element and the device as a whole. Achieved by the fact that the combined battery device consists of a printed circuit board, on which batteries are located, a heating element in the form of chip resistors, a temperature sensor and a two-color LED, and side covers that together form a device case having output connectors for connecting the device to a power source and load, and the heating element is switched on and off from the temperature sensor when the outside temperature reaches, respectively, below or above 0 ° C, characterized in that the heating element is directly adjacent to the storage batteries and is powered by them, storage batteries over their entire surface area, with the exception of the surface of the heating element adjoining to the batteries, they are covered with a flexible heat-insulating self-adhesive material, and the entire inner space of the battery device body is filled with a low-heat-conducting polymer compound.

Description

Полезная модель относится к области способов и устройств для непосредственного преобразования химической энергии в электрическую, а именно к устройствам, содержащим аккумуляторные батареи, и может быть применено для обеспечения работы аккумуляторных батарей в условиях низких температур, в частности в системах аварийного освещения на предприятиях, в помещениях и т.п.The utility model relates to the field of methods and devices for the direct conversion of chemical energy into electrical energy, namely to devices containing rechargeable batteries, and can be used to ensure the operation of rechargeable batteries at low temperatures, in particular in emergency lighting systems at enterprises, indoors etc.

Из общего уровня техники в обозначенной области техники известны различные технические решения, обеспечивающие работоспособность аккумуляторных батарей при их эксплуатации в условиях низких (отрицательных) температур с помощью того или иного химического состава электролита и использования химических добавок (например, российский патент на изобретение №2316853 «СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОГО НИКЕЛЬ-КАДМИЕВОГО АККУМУЛЯТОРА», российская заявка на изобретение №2017146442 «ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С РАСШИРЕННЫМ В ОБЛАСТЬ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР РАБОЧИМ ДИАПАЗОНОМ», международный патент на изобретение № ЕР 1936732 А1 «ЛИТИЕВЫЙ АККУМУЛЯТОР, РАБОТАЮЩИЙ ПРИ ОЧЕНЬ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ», иностранный патент на изобретение № CN 208298975 U «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЛИТИЕВАЯ БАТАРЕЯ»), использования специальной структуры и состава анода и катода (иностранный патент на изобретение № CN 106025361 A «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ЛИТИЙ - ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР», иностранный патент на изобретение № CN 109286008 А «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ЛИТИЙ - ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР И МЕТОД ЕГО ПОДГОТОВКИ», иностранный патент на изобретение № CN 208298975 U «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЛИТИЕВАЯ БАТАРЕЯ», иностранный патент на изобретение №CN106450277A, иностранный патент на изобретение № CN 102315478 А «СИСТЕМА ЭЛЕКТРОДОВ ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ ТИПЕ ЛИТИЙ-ИОННОГО АККУМУЛЯТОРА», иностранный патент на изобретение № JP 2014063626 A «НИКЕЛЬ-КАДМИЕВАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ»), использования ультразвуковой активации электролита в условиях отрицательных температур (российская заявка на изобретение №2014130718 «СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ АКТИВАЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ В УСЛОВИЯХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР»), использования определенной геометрии и материала корпуса аккумулятора, сотовой конструкции корпуса аккумулятора (российский патент на полезную модель №130145 «ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ НЕГО»), использования определенной геометрии и материала самого корпуса аккумуляторного устройства и электродного блока с выводными клеммами, повышающих прочность и теплоотдачу корпуса аккумулятора (российский патент на полезную модель №168541 «ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР»), использование низкотемпературной защитной упаковки для литиевой батареи (иностранный патент на изобретение № CN 104157929 A «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ЗАЩИТНЫЙ ПАКЕТ ДЛЯ ЛИТИЕВОЙ БАТАРЕИ»), использования специального низкотемпературного корпуса литиевой батареи, состоящего из трех слоев, в том числе одного нагревательного (иностранный патент на изобретение № CN 105489791 А «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ УСТОЙЧИВЫЙ КОРПУС ЛИТИЕВОЙ БАТАРЕИ»), использования определенного взаимного расположения аккумуляторов (иностранный патент на изобретение № CN 2388715 Y «КАДМИЙ-НИКЕЛИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ДЛЯ ИСТРЕБИТЕЛЕЙ, СДЕЛАННЫХ В КИТАЕ»).From the general level of technology in the designated field of technology, various technical solutions are known that ensure the operability of storage batteries when operating at low (negative) temperatures using one or another chemical composition of the electrolyte and the use of chemical additives (for example, Russian patent for invention No. 2316853 "METHOD FOR THE MANUFACTURE OF A SEALED NICKEL-CADMIUM BATTERY ", Russian patent application No. 2017146442" LITHIUM-ION BATTERY WITH A LOW TEMPERATURE EXTENDED RANGE OF LOW TEMPERATURES LIBOKIUKIU RANGE ", international patent for invention No. for invention No. CN 208298975 U "LOW TEMPERATURE LITHIUM BATTERY"), the use of a special structure and composition of the anode and cathode (foreign patent for invention No. CN 106025361 A "LOW TEMPERATURE LITHIUM - ION BATTERY", foreign patent for invention No. CNIZKOTEM AEPER N LITHIUM - ION BATTERY AND THE METHOD OF ITS PREPARATION ", foreign patent for invention No. CN 208298975 U" LOW-TEMPERATURE LITHIUM BATTERY ", foreign patent for invention No. CN106450277A, foreign patent for invention No. CN 102315478 ARODOMETEUMEUMEUMEUMENOIS BATTERY ", foreign patent for invention No. JP 2014063626 A" NICKEL-CADMIUM ACCUMULATOR BATTERY "), the use of ultrasonic activation of the electrolyte in conditions of negative temperatures (Russian application for invention No. 2014130718" METHOD OF ULTRASONIC BATTERY ACTIVATION OF ELECTROLYTURATIVE ACCUMULATORS " , the use of a certain geometry and material of the battery case, the honeycomb structure of the battery case (Russian utility model patent No. 130145 "LITHIUM-ION BATTERY AND SAFETY VALVE FOR IT"), the use of a certain geometry and material of the battery case itself a and an electrode block with output terminals that increase the strength and heat transfer of the battery case (Russian utility model patent No. 168541 "LITHIUM-ION BATTERY"), the use of low-temperature protective packaging for a lithium battery (foreign patent for invention No. CN 104157929 A "LOW TEMPERATURE PROTECTIVE PACKAGE FOR A LITHIUM BATTERY "), the use of a special low-temperature case of a lithium battery, consisting of three layers, including one heating layer (foreign patent for invention No. CN 105489791 А" LOW TEMPERATURE STABLE LITHIUM BATTERY CASE "), the use of a certain mutual arrangement of batteries (foreign Invention No. CN 2388715 Y "KADMIUM-NICKEL BATTERIES FOR FIGHTERS MADE IN CHINA").

Также в уровне техники известны технические решения по обеспечению работоспособности аккумуляторных батарей в условиях низких температур с помощью специального подогрева аккумуляторных батарей, а также специальной теплоизоляции и герметизации корпусов аккумуляторов (например, иностранный патент на изобретение № CN 102306711 A «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР», российский патент на изобретение №2558657 «ТЕПЛОЗАЩИЩЕННАЯ ЛИТИЙ-ИОННАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ», иностранный патент на изобретение № CN 208315679 U «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЛИТИЙ-АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ», иностранный патент на изобретение № CN 209344161 U.Also in the prior art, technical solutions are known to ensure the operability of storage batteries at low temperatures using special heating of storage batteries, as well as special thermal insulation and sealing of battery cases (for example, foreign patent for invention No. CN 102306711 A "LOW TEMPERATURE LITHIUM-ION BATTERY", Russian patent for invention No. 2558657 "HEAT-PROTECTED LITHIUM-ION BATTERY BATTERY", foreign patent for invention No. CN 208315679 U "LOW-TEMPERATURE LITHIUM-BATTERY BATTERY", foreign patent for invention No. CN 209344161 U.

«НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР», иностранный патент на изобретение № CN 202817142 U «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ РЕЗИСТНОЕ УСТРОЙСТВО ЛИТИЕВОЙ БАТАРЕИ», иностранный патент на изобретение № CN 208539066 U «ОТКРЫТЫЙ ЛИТИЕВЫЙ АККУМУЛЯТОР ДЛЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР», иностранный патент на изобретение № CN 105489791 А «НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ УСТОЙЧИВЫЙ КОРПУС ЛИТИЕВОЙ БАТАРЕИ»)."LOW-TEMPERATURE LITHIUM-ION BATTERY", foreign patent for invention No. CN 202817142 U "LOW-TEMPERATURE RESISTANT DEVICE OF LITHIUM BATTERY", foreign patent for invention No. CN 208539066 U "OPEN LITHIUM AREA NUMBER CN489 FOREIGN LITHIUM AREA FOR BATTERY INNOVATION 1059 LOW TEMPERATURE STABLE LITHIUM BATTERY CASE ").

При этом часть из технических решений в обозначенной области техники подразумевает применение автоматически работающего в связке с температурным датчиком нагревательного элемента для подогрева аккумуляторной батареи в зависимости от температуры окружающей среды.In this case, part of the technical solutions in the indicated field of technology implies the use of a heating element automatically working in conjunction with a temperature sensor for heating the battery depending on the ambient temperature.

Например, известно техническое решение по иностранному патенту на полезную модель № CN 209344263 U «КОМБИНИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИТИЕВЫХ БАТАРЕЙ, СПОСОБНОЕ РАБОТАТЬ ПРИ НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ» (дата приоритета 21.12.2018). Данное техническое решение характеризуется наличием корпуса, снабженного разъемом для внешней зарядки и разъемом для внешней нагрузки, аккумуляторного блока, нагревательного элемента, блоком определения напряжения и тока, блоком обнаружения зарядки, блоком переключения нагрева. Недостатками данной полезной модели является высокое энергопотребление при его работе в связи с отсутствием какого-либо решения по теплоизоляции самого устройства или его отдельных блоков для экономии электроэнергии.For example, a technical solution is known for a foreign utility model patent No. CN 209344263 U “COMBINED DEVICE FOR LITHIUM BATTERIES, ABLE TO WORK AT LOW TEMPERATURE” (priority date 12/21/2018). This technical solution is characterized by the presence of a housing equipped with a connector for external charging and a connector for an external load, an accumulator unit, a heating element, a voltage and current detection unit, a charging detection unit, and a heating switching unit. The disadvantages of this utility model are high energy consumption during its operation due to the absence of any solution for thermal insulation of the device itself or its individual blocks to save energy.

Также известно техническое решение по российскому патенту на изобретение №2539876 «СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЕМКОСТИ ГЕРМЕТИЧНЫХ НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ» (дата приоритета 18.03.2014), которое характеризуется наличием устройства, содержащего источник электроэнергии переменного тока, блок заряда, состоящий из преобразователя напряжения переменного тока, датчика тока заряда, датчика напряжения, микроконтроллера, коммутационного аппарата и нагрузочного элемента (сопротивления), переключателя цепи заряда аккумуляторной батареи, блока управления и индикации, термоизоляционного корпуса, внутри которого размещены нагревательный элемент, аккумуляторная батарея и термозависимый датчик напряжения. Недостатками данного решения являются его сложность, дорогостоящий характер производства, высокое энергопотребление в связи с наличием большого числа элементов, отсутствие герметичности, влаго- и огнестойкости устройства в условиях эксплуатации вне помещения.Also known is a technical solution for the Russian patent for invention No. 2539876 "METHOD FOR RECOVERY OF THE CAPACITY OF SEALED NICKEL-CADMIUM BATTERIES" (priority date 03/18/2014), which is characterized by the presence of a device containing an AC power source, a charge unit consisting of an AC voltage converter , a charge current sensor, a voltage sensor, a microcontroller, a switching device and a load element (resistance), a battery charge circuit switch, a control and display unit, a heat-insulating body, inside which a heating element, a battery and a temperature-dependent voltage sensor are located. The disadvantages of this solution are its complexity, costly nature of production, high energy consumption due to the presence of a large number of elements, lack of tightness, moisture and fire resistance of the device in outdoor conditions.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) по совокупности существенных признаков является техническое решение по российскому патенту на изобретение №2451370 «СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ И БАТАРЕЙ НА ИХ ОСНОВЕ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ» (дата приоритета 13.12.2010). Данное решение представляет собой способ обеспечения работоспособности литий-ионных аккумуляторов и батарей на их основе при отрицательных температурах, включающий батарейный блок, подогреватель и температурный датчик, отличающийся тем, что подогреватель крепится к нижней части корпуса батареи с помощью болтового соединения или сварки и включается только после срабатывания температурного датчика, расположенного в боковой части корпуса батареи, настроенного на температуру менее 0°С, и отключает нагреватель при достижении температуры более 0°С на температурном датчике, при этом подогреватель сам имеет теплоизоляцию. С заявляемым техническим решением совпадают следующие существенные признаки прототипа: устройство, с помощью которого реализуется способ обеспечения работоспособности литий-ионных аккумуляторов и батарей на их основе при отрицательных температурах, содержит батарейный блок, подогреватель, температурный датчик, настроенный на включение нагревателя при температуре менее 0°С и его отключение при достижении температуры более 0°С, а также теплоизоляцию подогревателя.The closest technical solution (prototype) in terms of a set of essential features is a technical solution under the Russian patent for invention No. 2451370 "METHOD FOR ENSURING THE OPERATION OF LITHIUM-ION BATTERIES AND BATTERIES ON THEIR BASIS AT NEGATIVE TEMPERATURES" (priority date 12/13/2010). This solution is a method of ensuring the performance of lithium-ion batteries and batteries based on them at negative temperatures, including a battery pack, a heater and a temperature sensor, characterized in that the heater is attached to the bottom of the battery case using a bolt connection or welding and is turned on only after triggering of the temperature sensor located in the side of the battery case, set to a temperature less than 0 ° C, and turns off the heater when the temperature reaches more than 0 ° C on the temperature sensor, while the heater itself has thermal insulation. The following essential features of the prototype coincide with the claimed technical solution: a device that implements a method for ensuring the operability of lithium-ion batteries and batteries based on them at negative temperatures contains a battery pack, a heater, a temperature sensor configured to turn on the heater at temperatures below 0 ° C and its shutdown when the temperature reaches more than 0 ° C, as well as the heat insulation of the heater.

Однако прототип имеет ряд существенных недостатков:However, the prototype has a number of significant disadvantages:

- в прототипе нагреватель расположен в нижней части корпуса батареи, в процессе переноса тепла от нагревателя к батарейному блоку в пустом пространстве между нагревателем и батарейным блоком часть тепла (энергии) неизбежно теряется;- in the prototype, the heater is located in the lower part of the battery case, in the process of heat transfer from the heater to the battery pack in the empty space between the heater and the battery pack, part of the heat (energy) is inevitably lost;

- в прототипе не описано, как выполнена теплоизоляция нагревателя. При этом судя по представленной схеме, теплоизоляция покрывает не всю площадь нагревателя устройства, а только его нижнюю часть. В связи с этим нагреватель также будет терять часть вырабатываемого тепла.- the prototype does not describe how the heater is insulated. At the same time, judging by the presented diagram, the thermal insulation does not cover the entire area of the device heater, but only its lower part. In this regard, the heater will also lose some of the generated heat.

Данные недостатки прототипа приведут к существенным потерям тепла, поступающего от нагревателя в батарейному блоку, в целом к низкой эффективности работы нагревателя и повышенному электропотреблению для обеспечения работы нагревателя и устройства в целом.These disadvantages of the prototype will lead to significant losses of heat supplied from the heater in the battery pack, in general to low efficiency of the heater and increased power consumption to ensure the operation of the heater and the device as a whole.

Таким образом, основными недостатками приведенных в качестве аналогов технических решений является их излишняя сложность в связи с наличием большого числа элементов способа или устройства и, как следствие, дорогостоящий характер устройства, высокое энергопотребление при работе аккумуляторного устройства в условиях низких температур в связи с низкой эффективностью работы нагревательного элемента, а также в связи с наличием большого числа элементов, отсутствие решений по обеспечению герметичности, влаго- и огнестойкости устройств в условиях эксплуатации вне помещения.Thus, the main disadvantages of the technical solutions given as analogues are their unnecessary complexity due to the presence of a large number of elements of the method or device and, as a consequence, the expensive nature of the device, high power consumption when operating a battery device at low temperatures due to low efficiency. heating element, and also due to the presence of a large number of elements, the lack of solutions to ensure the tightness, moisture and fire resistance of devices in outdoor conditions.

При этом важно понимать, что при эксплуатации аккумуляторных устройств в условиях переменчивого, достаточно агрессивного климата, особенно например в межсезонный и зимний периоды на территории России, характеризующегося низкими и предельно низкими отрицательными температурами, перепадами температур, заморозками, оттепелями и т.д., очень важно одновременно обеспечить не только непрерывный характер работы аккумуляторных устройств с помощью подогрева аккумуляторной батареи при снижении наружной температуры, но и высокую энергоэффективность работы устройства за счет низкого потребления электроэнергии нагревательным элементом, а также герметичность устройства в целом. Представленные в уровне технические решения, в том числе прототип, данную задачу не выполняют.It is important to understand that when operating battery devices in a changeable, rather aggressive climate, especially during off-season and winter periods in Russia, characterized by low and extremely low negative temperatures, temperature changes, frosts, thaws, etc., very it is important to simultaneously ensure not only the continuous operation of battery devices by heating the battery with a decrease in the outside temperature, but also high energy efficiency of the device due to the low power consumption of the heating element, as well as the tightness of the device as a whole. The technical solutions presented in the level, including the prototype, do not fulfill this task.

В отличие от приведенных аналогов, в заявляемом на регистрацию техническом решении «Комбинированное аккумуляторное устройство» применяется определенная конструкция аккумуляторного устройства с расположением нагревательного элемента прилегающим к аккумуляторной батарее, обеспечивается теплоизоляция непосредственно самой аккумуляторной батареи как части аккумуляторного устройства, а внутреннее пространство устройства заливается компаундом.In contrast to the above analogs, the technical solution "Combined battery device" applied for registration uses a certain design of the battery device with the location of the heating element adjacent to the battery, provides thermal insulation directly to the battery itself as part of the battery device, and the internal space of the device is filled with compound.

В результате, заявляемое техническое решение позволяет решить техническую задачу (проблему) обеспечения долговременной непрерывной работы аккумуляторного устройства с низким электропотреблением в процессе его эксплуатации в любых условиях, в том числе в условиях низких (отрицательных) температур, высокой влажности и т.д.As a result, the claimed technical solution allows to solve the technical problem (problem) of ensuring long-term continuous operation of the battery device with low power consumption during its operation in any conditions, including low (negative) temperatures, high humidity, etc.

Соответственно, технический результат заявляемого технического решения «Комбинированное аккумуляторное устройство» состоит в том, что данное устройство является герметичным за счет заливки внутреннего пространства устройства компаундом, обеспечивается низкое электропотребление нагревательного элемента и устройства в целом при его эксплуатации в любых условиях, в том числе в условиях низких (отрицательных) температур, за счет уменьшения потерь тепла, исходящего от аккумуляторной батареи и нагревательного элемента в связи с наличием эффективной теплоизоляции самой аккумуляторной батареи, а также расположения нагревательного элемента прилегающим к аккумуляторной батарее и его питания непосредственно от аккумуляторной батареи, а также в целом расширяет арсенал технических решений аккумуляторных устройств, работающих в условиях низких температур.Accordingly, the technical result of the proposed technical solution "Combined battery device" is that this device is sealed due to filling the internal space of the device with a compound, low power consumption of the heating element and the device as a whole is ensured during its operation in any conditions, including low (negative) temperatures, by reducing heat losses emanating from the battery and the heating element due to the presence of effective thermal insulation of the battery itself, as well as the location of the heating element adjacent to the battery and its power directly from the battery, as well as in general expands the arsenal of technical solutions for battery devices operating at low temperatures.

Технический результат достигается тем, что комбинированное аккумуляторное устройство состоит из печатной платы, на которой расположены аккумуляторная батарея или аккумуляторные батареи, нагревательный элемент в виде чип-резисторов, температурный датчик и двухцветный светодиод, и боковых крышек, образующих вместе корпус устройства, имеющий выходные разъемы для соединения устройства с источником питания и нагрузкой, причем нагревательный элемент включается и выключается от датчика температуры при достижении наружной температуры, соответственно, ниже или выше 0°С, отличающееся тем, что нагревательный элемент непосредственно прилегает к аккумуляторной(-ым) батарее(-ям) и питается от нее(них), аккумуляторная(-ые) батарея(-еи) по всей площади ее(их) поверхности, за исключением поверхности прилегания нагревательного элемента к аккумуляторной(-ым) батарее(-ям), покрыта(-ы) гибким теплоизоляционным самоклеящимся материалом, а все внутреннее пространство корпуса аккумуляторного устройства залито низкотеплопроводным полимерным компаундом.The technical result is achieved by the fact that the combined battery device consists of a printed circuit board on which a rechargeable battery or batteries are located, a heating element in the form of chip resistors, a temperature sensor and a two-color LED, and side covers that together form a device body having output connectors for connecting the device to a power source and load, and the heating element is switched on and off from the temperature sensor when the outside temperature reaches, respectively, below or above 0 ° C, characterized in that the heating element is directly adjacent to the battery (s) and is powered by it (s), the battery (s) over its entire surface area (s), with the exception of the contact surface of the heating element to the battery (s), is covered (s) flexible heat-insulating self-adhesive material, and the entire inner space of the battery case is filled low heat-conducting polymer compound.

Для получения технического результата полезная модель может быть осуществлена следующим предпочтительным образом, не исключающим иные способы осуществления в рамках заявленной формулы полезной модели.To obtain a technical result, the utility model can be implemented in the following preferred manner, which does not exclude other methods of implementation within the framework of the claimed utility model formula.

Комбинированное аккумуляторное устройство изготавливается следующим образом. На печатной плате располагают аккумуляторную батарею или аккумуляторные батареи, нагревательный элемент, температурный датчик и двухцветный светодиод. Нагревательный элемент представляет собой чип-резисторы, которые располагают на печатной плате непосредственно прилегающими к аккумуляторной(-ым) батарее(-ям), причем нагревательный элемент соединен с аккумуляторной(-ыми) батареей(-ями) и с температурным датчиком, в связи с чем в процессе эксплуатации устройства питается от аккумуляторной(-ых) батареи(-ей). Двухцветный светодиод осуществляет индикацию состояния заряда или разряда аккумуляторной(-ых) батареи(-ей). Температурный датчик включает или выключает нагревательный элемент при достижении наружной температуры, соответственно, ниже или выше 0°С.Аккумуляторную(-ые) батарею(-еи) по всей площади ее(их) поверхности, за исключением поверхности прилегания нагревательного элемента к аккумуляторной(-ым) батарее(-ям), покрывают гибким теплоизоляционным самоклеящимся материалом, изготовленного на основе вспененного полистирола. Печатная плата устройства соединятся с металлическими, например алюминиевыми, боковыми крышками, образующими вместе корпус аккумуляторного устройства, содержащий также разъемы для подключения устройства к основному источнику питания и нагрузке, в качестве которой выступают светодиодные источники света. Внутреннее пространство аккумуляторного устройства заливается полностью низкотеплопроводным полимерным компаундом, преимущественно полиамидным или силиконовым. В результате расположения нагревательного элемента непосредственно прилегающим к аккумуляторной(-ым) батарее(-ям) для минимизации теплопотерь при передаче тепла от нагревательного элемента аккумуляторной(-ым) батарее(-ям), питания нагревательного элемента от аккумуляторной(-ых) батареи(-ей), который(-ые) в свою очередь покрыт(ы) по всей площади ее(их) поверхности гибким теплоизоляционным самоклеящимся материалом, обеспечивающим эффективную теплоизоляцию аккумуляторной(-ых) батареи(-ей), достигается низкое потребление (менее 1 Вт) электропитания нагревателя, аккумуляторной(-ых) батареи(-ей) (не более 8 Вт) и в целом устройства даже при условии его эксплуатации при температуре значительно ниже 0°С, например при -20°С. При этом заливка внутреннего пространства аккумуляторного устройства низкотеплопроводным полимерным компаундом обеспечивает герметичность всего устройства в целом и отдельных его элементов, защиту их от механического воздействия, пыли, воды, огня и т.п., в результате чего устройство соответствует степени защиты IP67.The combined battery device is manufactured as follows. The printed circuit board contains a rechargeable battery or rechargeable batteries, a heating element, a temperature sensor and a two-color LED. The heating element consists of chip resistors that are located on a printed circuit board directly adjacent to the battery (s), the heating element being connected to the battery (s) and to the temperature sensor, in connection with than during operation of the device is powered by the rechargeable battery (s). A two-color LED indicates the charge or discharge status of the battery (s). The temperature sensor turns on or off the heating element when the outside temperature reaches, respectively, below or above 0 ° C. The battery (s) over the entire area of its (their) surface, with the exception of the contact surface of the heating element to the battery (- s) battery (s), covered with flexible heat-insulating self-adhesive material made on the basis of expanded polystyrene. The printed circuit board of the device will be connected to metal, for example aluminum, side covers, which together form a battery device housing, which also contains connectors for connecting the device to the main power source and load, which are LED light sources. The inner space of the battery device is filled with a completely low-heat-conducting polymer compound, mainly polyamide or silicone. As a result of the location of the heating element directly adjacent to the battery (s) to minimize heat loss when transferring heat from the heating element to the battery (s), powering the heating element from the battery (s) (- it (s), which, in turn, is covered (s) over its entire surface area with flexible heat-insulating self-adhesive material that provides effective thermal insulation of the battery (s), a low consumption (less than 1 W) is achieved power supply of the heater, storage battery (s) (no more than 8 W) and the device as a whole, even if it is operated at a temperature significantly below 0 ° C, for example, at -20 ° C. At the same time, filling the internal space of the battery device with a low-heat-conducting polymer compound ensures the tightness of the entire device as a whole and of its individual elements, their protection from mechanical stress, dust, water, fire, etc., as a result of which the device meets the degree of protection IP67.

Новизна представленной полезной модели состоит в том, что совокупность ее существенных признаков обеспечивает долговременный, непрерывный, автоматический характер работы комбинированного аккумуляторного устройства с низким потребление электропитания при его эксплуатации в любых условиях, в том числе в условиях низких (отрицательных) температур, высокой влажности и т.д.The novelty of the presented utility model lies in the fact that the combination of its essential features provides a long-term, continuous, automatic nature of the operation of the combined battery device with low power consumption during its operation in any conditions, including low (negative) temperatures, high humidity, etc. .d.

Предложенное комбинированное аккумуляторное устройство в настоящее время готовится к промышленному производству.The proposed combined battery device is currently being prepared for industrial production.

Claims

A combined battery device, characterized in that the device consists of a printed circuit board on which a battery or batteries are located, a heating element in the form of chip resistors, a temperature sensor and a two-color LED, and side covers that together form a device case having output connectors for connecting the device to a power source and load, and the heating element is switched on and off from the temperature sensor when the outside temperature reaches, respectively, below or above 0 ° C, characterized in that the heating element is directly adjacent to the battery (s) and is powered by it (s), the battery (s) over its entire surface area (s), with the exception of the contact surface of the heating element to the battery (s), is covered (s) flexible heat-insulating self-adhesive material, and the entire inner space of the battery device case is filled with the bottom a heat-conducting polymer compound.