RU2031492C1 - Device of cell-by-cell additional discharge of storage battery - Google Patents
Device of cell-by-cell additional discharge of storage battery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031492C1 RU2031492C1 SU925056183A SU5056183A RU2031492C1 RU 2031492 C1 RU2031492 C1 RU 2031492C1 SU 925056183 A SU925056183 A SU 925056183A SU 5056183 A SU5056183 A SU 5056183A RU 2031492 C1 RU2031492 C1 RU 2031492C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- batteries
- transformer
- windings
- odd
- contacts
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, позволяет доразряжать аккумуляторные батареи в процессе их испытаний и эксплуатации и может найти применение в автономных системах электропитания, содержащих два и более идентичных блоков аккумуляторных батарей. The invention relates to electrical engineering, allows to recharge batteries in the process of testing and operation, and may find application in autonomous power systems containing two or more identical battery packs.
Известны устройства, в которых используется принцип поэлементного доразряда батарей на балластные разрядные резисторы, количество которых равно количеству разряжаемых аккумуляторов, либо аналогичный доразряд на противо-ЭДС трансформатора с подмагничиваемым шунтом, являющимся по своей сущности магнитным усилителем, работающим в режиме стабилизации тока [1, 2]. Known devices that use the principle of element-wise additional discharge of batteries to ballast discharge resistors, the number of which is equal to the number of discharged batteries, or a similar additional discharge to the counter-EMF of a transformer with a magnetizable shunt, which is essentially a magnetic amplifier operating in current stabilization mode [1, 2 ].
Недостаток первого устройства - значительное время, необходимое для осуществления операции доразряда, а недостаток второго - сравнительно большая потребляемая мощность, что в применении к автономным системам электропитания зачастую нежелательно, а также большая величина реактивной составляющей доразрядного тока. The disadvantage of the first device is the considerable time required for the operation of the additional discharge, and the disadvantage of the second is the relatively large power consumption, which is often undesirable when applied to autonomous power supply systems, as well as the large reactive component of the additional discharge current.
Известно также устройство, содержащее генератор переменного напряжения с трансформаторным входом, n разрядных резисторов, подключаемых к соответствующим аккумуляторам с помощью n трансформаторных ключей, причем отпирание четных и нечетных транзисторных ключей происходит попеременно, что достигается противофазным включением базовых обмоток соответственно четных и нечетных ключей [3]. It is also known a device containing an alternating voltage generator with a transformer input, n discharge resistors connected to the corresponding batteries using n transformer keys, and the unlocking of the even and odd transistor switches occurs alternately, which is achieved by the antiphase switching on of the base windings of the even and odd keys, respectively [3] .
Однако это устройство имеет следующие недостатки: не позволяет достаточно глубоко доразрядить аккумуляторы, что необходимо для того, чтобы помимо выравнивания аккумуляторов в батарее по емкости восстанавливать (частично) их электрохимическую структуру для увеличения ресурса работы и поддержания их энергоемкости; происходит значительное тепловыделение на балластных разрядных резисторах, что требует дополнительных энергозатрат на их охлаждение; возможна бесполезная потеря энергии доразряжаемой батареи, в то время как стоимость электроэнергии в ряде автономных систем электропитания высока. However, this device has the following disadvantages: it does not allow sufficiently deep recharge the batteries, which is necessary in order to, in addition to aligning the batteries in the battery with respect to capacity, restore (partially) their electrochemical structure to increase the service life and maintain their energy intensity; significant heat release occurs on ballast discharge resistors, which requires additional energy consumption for their cooling; Useless loss of energy of a rechargeable battery is possible, while the cost of electricity in a number of autonomous power supply systems is high.
Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности является устройство для поэлементного доразряда аккумуляторных батарей, состоящих из n последовательно соединенных аккумуляторов, содержащее выходные клеммы по числу аккумуляторов, n транзисторных ключей, два управляемых переключателя, генератор переменного напряжения, одним выводом подключенный к входу первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка повышающего трансформатора подключена к выпрямителю, положительный вывод которого подключен к точке соединения положительных клемм К аккумуляторных батарей и первому выводу балластного резистора, в базовые цепи n транзисторных ключей включены вторичные обмотки трансформатора, а в коллекторные цепи - последовательно другие вторичные обмотки трансформатора, а также входы нечетных и выходы четных первичных обмоток повышающего трансформатора так, что изменения ЭДС, наводимых в базовых и коллекторных обмотках, происходят синфазно, тогда как базовые обмотки четных и нечетных транзисторных ключей включены противофазно [4]. Closest to the proposed device in technical essence is a device for element-wise recharge of batteries consisting of n series-connected batteries, containing output terminals by the number of batteries, n transistor switches, two controlled switches, an alternating voltage generator, connected to the input of the transformer primary winding by one output , the secondary winding of the step-up transformer is connected to the rectifier, the positive terminal of which is connected to the point connected I positive terminals To the batteries and the first output of the ballast resistor, the secondary windings of the transformer are included in the base circuits of the n transistor switches, and the secondary secondary windings of the transformer, as well as the odd inputs and the outputs of the even primary windings of the step-up transformer are sequentially so that the EMF changes induced in the base and collector windings occur in phase, while the base windings of even and odd transistor switches are turned on antiphase [4].
Недостатком этого устройства являются значительные массогабаритные показатели. The disadvantage of this device is the significant overall dimensions.
Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей путем изменения связей. The purpose of the invention is the improvement of overall dimensions by changing relationships.
Это достигается тем, что устройство для поэлементного доразряда k аккумуляторных батарей, состоящих из n последовательно соединенных аккумуляторов, содержит выходные клеммы по числу аккумуляторов, n транзисторных ключей, два управляемых переключателя, генератор переменного напряжения одним выводом подключенный к входу первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка повышающего трансформатора подключена к выпрямителю, положительный вывод которого подключен к точке соединения положительных клемм k аккуляторных батарей и первому выводу балластного резистора, в базовые цепи n-транзисторных ключей включены вторичные обмотки трансформатора, а в коллекторные цепи - последовательно другие вторичные обмотки трансформатора, а также входы нечетных и выходы четных первичных обмоток повышающего трансформатора так, что изменение ЭДС, наводимых в базовых и коллекторных обмотках, происходит синфазно, тогда как базовые обмотки четных и нечетных транзисторных ключей включены противофазно, второй вывод генератора переменного напряжения соединен с выходом первичной обмотки трансформатора, первый управляемый переключатель снабжен 2n подвижными и 2nxk неподвижными контактами, второй управляемый переключатель снабжен подвижным и k+1 неподвижными контактами, отрицательные клеммы k аккумуляторных батарей подключены к соответствующим k разомкнутым контактам второго управляемого переключателя, а k+1 его контакт соединен с вторым выводом балластного резистора и замкнут через подвижный контакт с отрицательным выводом выпрямителя, положительные клеммы n аккумуляторов k аккумуляторных батарей подключены к соответствующим нечетным неподвижным контактам первого переключателя, а отрицательные клеммы n аккумуляторов k аккумуляторных батарей подключены к соответствующим четным неподвижным контактам первого переключателя, его нечетные подвижные контакты соединены с эммитерами n транзисторных ключей, четные подвижные контакты первого переключателя соединены с соответствующими другими входами четных и выходами нечетных первичных обмоток повышающего трансформатора. This is achieved by the fact that the device for element-wise additional discharge of k batteries, consisting of n series-connected batteries, contains output terminals by the number of batteries, n transistor switches, two controllable switches, an alternating voltage generator connected to the input of the transformer primary winding by a single output, and the secondary winding of the boost the transformer is connected to the rectifier, the positive terminal of which is connected to the junction of the positive terminals k of the batteries and the first the output of the ballast resistor, the secondary windings of the transformer are included in the base circuits of the n-transistor switches, and the secondary secondary windings of the transformer are sequentially included in the collector circuits, as well as the odd inputs and the outputs of the even primary windings of the step-up transformer so that the EMF induced in the base and collector windings is changed occurs in phase, while the base windings of the even and odd transistor switches are turned on in phase, the second output of the alternating voltage generator is connected to the output of the primary winding t transformer, the first controlled switch is equipped with 2n movable and 2nxk fixed contacts, the second controlled switch is equipped with movable and k + 1 fixed contacts, the negative terminals k of the batteries are connected to the corresponding k open contacts of the second controlled switch, and k + 1 its contact is connected to the second output ballast resistor and is closed through a movable contact with the negative terminal of the rectifier, the positive terminals n of the batteries k of the batteries are connected to odd fixed contacts of the first switch, and the negative terminals n of the batteries k of the batteries are connected to the corresponding even fixed contacts of the first switch, its odd moving contacts are connected to the emitters of n transistor switches, the even moving contacts of the first switch are connected to the corresponding other inputs of the even and odd primary outputs windings of a step-up transformer.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенное устройство принципиально отличается подключением первого и второго переключателей, уменьшением количества транзисторных ключей, повышающих трансформаторов и выпрямителей, что позволяет улучшить массогабаритные показатели. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device is fundamentally different in connecting the first and second switches, reducing the number of transistor switches, step-up transformers and rectifiers, which allows to improve overall dimensions.
На чертеже представлена схема устройства для поэлементного доразряда аккумуляторных батарей. The drawing shows a diagram of a device for element-wise additional discharge of batteries.
Устройство для поэлементного доразряда k аккумуляторных батарей 1k, состоящих из n последовательно соединенных аккумуляторов 1k,n, содержит выходные клеммы по числу аккумуляторов, два переключателя 2 и 3, генератор переменного напряжения 4, одним выводом подключенный к входу первичной обмотки трансформатора 5, вторичная обмотка 6 повышающего трансформатора 7 подключена к выпрямителю 8, положительный вывод которого подключен к точке соединения положительных клемм 2 аккумуляторных батарей 1k и первому выводу баластного резистора 9, в базовые цепи n транзисторных ключей 10n включены вторичные обмотки 11n трансформатора 5, а в коллекторные цепи - последовательно другие вторичные обмотки 12n трансформатора 5. Входы нечетных и выходы четных первичных обмоток 13n повышающего трансформатора 8 включены так, что изменения ЭДС, наводимых в базовых 11n и коллекторных 12n обмотках, происходят синфазно, тогда как базовые обмотки четных и нечетных транзисторных ключей 10n включены противофазно. Второй вывод генератора переменного напряжения 4 соединен с выходом первичной обмотки трансформатора 5, первый управляемый переключатель 2 снабжен 2n подвижными и 2nxk, неподвижными контактами 2i,j, второй управляемый переключатель 3 снабжен подвижным 3о и k+1 неподвижными контактами 3k+1. Отрицательные клеммы k аккумуляторных батарей подключены к соответствующим 3k разомкнутым контактам второго переключателя, а k+1 контакт соединен с вторым выводом балластного резистора 9, положительные клеммы n аккумуляторов k аккумуляторных батарей подключены к соответствующим нечетным неподвижным контактам 2i,j (i = 1, 2, 3,...,k; j = 1, 3,..,n-1) первого переключателя 2, а отрицательные клеммы n аккумуляторов k батарей подключены к соответствующим четным неподвижным контактам 2i,j (i = 1, 2, 3,...,k; j = 2,...,n) первого переключателя 2, его нечетные подвижные контакты 2j (j = 1, 3,...,2n-1) соединены с эмиттерами транзисторных ключей 10 и четные подвижные контакты 2j (j = 2, 4,...,2n) первого 2 переключателя соединены с соответствующими другими входами четных и выходами нечетных первичных обмоток 13n повышающего трансформатора 7, кроме того, k+1 неподвижный контакт 3k+1 второго управляемого переключателя 3 замкнут через его подвижный контакт 3о с отрицательным выводом выпрямителя 8.A device for element-wise additional discharge of k
При таком подключении обмоток 11n, 12n с соответствующим подбором витков можно получить полную компенсацию падения напряжения на транзисторных ключах 10n (что целесообразней), некоторую перекомпенсацию (на 0,03-0,05 В) для ускорения восстановления электрохимической структуры. При этом мощность, потребляемая генератором 4, возрастает несущественно, так как величина компенсирующего напряжения порядка 0,15 В. В процессе доразряда предлагаемым устройством отдельные аккумуляторы сходятся к одинаковому напряжению более равномерно, чем в случае доразряда стабильным током, так как каждая разрядная ветвь является по своей сущности источником напряжения с жесткой характеристикой, в то время как стабилизатор тока имеет мягкую внешнюю характеристику. В качестве доразрядных балластных резисторов используются первичные обмотки 13n повышающего трансформатора 7 транзисторных ключей 10n, включенных так, что токи, протекающие в обмотках, принадлежащих четным и нечетным транзисторным ключам 10n, будут противофазны. ЭДС, наводимые во вторичной обмотке 6 повышающего трансформатора 7, при разряде любой из аккумуляторных батарей 1k выпрямляются выпрямителем 8, при этом энергия доразряжаемой батареи может быть использована либо для заряда другой батареи, либо, если все батареи заряжены до предельного напряжения, может рассеиваться в виде тепла на общем балластном резисторе 9. Переключение режимов работы устройства происходит с помощью первого и второго переключателей автоматически по сигналам команд и с датчиков напряжений. Состояние подвижных контактов первого 2 и второго 3 переключателей, изображенных на чертеже, соответствует режиму разряда k аккумуляторной батареи 1k на балластный резистор 9. Режим дозаряда, например, аккумуляторной батареи 11 достигается замыканием подвижного контакта 3о второго управляемого переключателя 3 с его разомкнутым контактом 31. Изменение выбора для разряда аккумуляторной батареи осуществляется соответствующим переключением подвижных контактов 2n2 первого переключателя.With this connection of the windings 11 n , 12 n with the appropriate selection of turns, it is possible to obtain full compensation for the voltage drop on the transistor switches 10 n (which is more appropriate), some overcompensation (by 0.03-0.05 V) to accelerate the restoration of the electrochemical structure. In this case, the power consumed by the
Включение на поэлементный дозаряд первой 11 аккумуляторной батареи обеспечивается переключением первого управляемого переключателя 2 и замыканием его подвижных контактов 21, 23,...,22n-1, 22, 24,...,22n с соответствующими неподвижными контактами 21,1, 21,3,...,21,n-1, 21,2, 21,4,...,21,2n, а также замыканием подвижного контакта 3о второго управляемого переключателя 3 с любым, кроме первого, его неподвижным контактом 3i (i = 2,...,k+1).The inclusion of the first 1 1 battery on an element-wise charge is ensured by switching the first controlled
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925056183A RU2031492C1 (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Device of cell-by-cell additional discharge of storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925056183A RU2031492C1 (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Device of cell-by-cell additional discharge of storage battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2031492C1 true RU2031492C1 (en) | 1995-03-20 |
Family
ID=21610330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU925056183A RU2031492C1 (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Device of cell-by-cell additional discharge of storage battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2031492C1 (en) |
-
1992
- 1992-07-30 RU SU925056183A patent/RU2031492C1/en active
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
1. Устройство доразрядное ФЮЭ. 686.002.ТО. Л.: ВНИАИ. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 712872, кл. H 01M 10/42, 1980. * |
3. Авторское свидетельство СССР N 632018, кл. H 01M 10/42, 1979. * |
4. Авторское свидетельство СССР N 762069, H 01M 10/42, 1980. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7061207B2 (en) | Cell equalizing circuit | |
US5594320A (en) | Charge equalization of series connected cells or batteries | |
US6356055B1 (en) | Cell voltage balancer | |
Teofilo et al. | Advanced lithium ion battery charger | |
US6326768B2 (en) | Method, apparatus and battery pack for charging and discharging secondary batteries | |
US5420497A (en) | Direct current power unit having main and secondary direct current power supplies | |
JP2001178010A (en) | Charging control system for battery of electric storage cells, particularly for battery of lithium cells | |
CA2157814A1 (en) | Equilization of charge on series connected cells or batteries | |
RU2031492C1 (en) | Device of cell-by-cell additional discharge of storage battery | |
RU2017277C1 (en) | Device for element by element afterdischarge of two storage batteries | |
RU2015587C1 (en) | Device for element-wise discharging of at least two storage batteries | |
JP3481037B2 (en) | Multiple rechargeable battery chargers | |
JPH04251532A (en) | Uninterruptible dc power supply | |
JPH10341539A (en) | Charging and discharging device for storage battery | |
SU762069A1 (en) | Apparatus for cell-by-cell final discharge of storage battery | |
JP2003169424A (en) | Secondary battery charging method and charging device | |
SU653701A1 (en) | Power supply unit | |
SU799079A1 (en) | Self-sustained power supply source | |
RU97117374A (en) | SINGLE-PHASE COMPENSATOR OF PASSIVE POWER | |
SU712877A1 (en) | Device for element-by-element discharge of storage battery | |
Inamati et al. | Active Cell Balancing Using Isolated Converters | |
SU782092A1 (en) | Ac-to-dc converter | |
SU765924A1 (en) | Device for charging storage battery | |
SU1372531A1 (en) | D.c. high-voltage single-cycle converter | |
SU1431037A1 (en) | Current pulse shaper |