RU210951U1

RU210951U1 - THERMAL CHEMICAL CURRENT SOURCE

Info

Publication number: RU210951U1
Application number: RU2021113231U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Архипенко; Александр Николаевич Тиханов
Original assignee: Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия")
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-05-16

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к резервным тепловым химическим источникам тока. Техническим результатом полезной модели является увеличение/стабилизация времени работы теплового химического источника тока в условиях повышенных механических нагрузок, которые воздействуют вдоль оси батареи, путем дополнительной фиксации блока электрохимических элементов в поджатом состоянии без тепло- и электроизоляционных прокладок, который достигается за счет того, что в тепловом химическом источнике тока блок электрохимических элементов дополнительно размещен между стяжками, соединенными со стальными дисками, которые обеспечивают его фиксацию с одновременным поджатием.1 з.п.ф-лы, 1 ил.

The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to reserve thermal chemical current sources. The technical result of the utility model is to increase/stabilize the operating time of a thermal chemical current source under conditions of increased mechanical loads that act along the axis of the battery, by additionally fixing the block of electrochemical elements in a preloaded state without heat and electrical insulating gaskets, which is achieved due to the fact that in in a thermal chemical current source, a block of electrochemical elements is additionally placed between ties connected to steel disks, which ensure its fixation with simultaneous compression.

Description

Полезная модель относится к тепловым химическим источникам тока, обладающим повышенным временем работы, мощностью и надежностью, используемыми в устройствах с высокими продольными нагрузками.The utility model relates to thermal chemical current sources with increased operating time, power and reliability, used in devices with high longitudinal loads.

Известен тепловой химический источник тока Патент РФ 2717089 опубл. 18.03.20 МПК Н01М 2/16, Н01М 6/20, принят за прототип.Тепловой химический источник тока, содержит корпус с термоизоляцией и внешними токовыводами двух и более электрически соединенных параллельно и расположенных друг за другом блоков элементов термоактивируемых химических источников тока, каждый из которых состоит из катода, электролита и анода, чередующихся последовательно в осевом направлении с пиронагревательными элементами, тепловой химический источник тока содержит катодный и анодный токоотводы концевых катодов и анодов параллельно соединенных блоков элементов, зафиксированные на соответствующих внешних токовыводах, токовыводы расположены на крышке в вершинах и в центре квадрата с центром, совпадающим с центром крышки, вершины расположены на расстоянии 17,5 мм от центра крышки, части токовыводов внутри основания крышки выполнены со стеклоизоляторами, на двух диаметрально расположенных токовыводах зафиксированы токоотводы электровоспламенителя, на двух других диаметрально расположенных токовыводах зафиксированы токоотвод концевых анодов параллельно соединенных блоков элементов и токоотвод катодов от промежуточных точек параллельно соединенных блоков элементов, на токовыводе, расположенном в центре крышки зафиксированы токоотводы концевых катодов блоков параллельно соединенных элементов, крышка содержит комплект прокладок из слюды, прокладку из асбеста и теплоизоляционного материала с теплоемкостью не более 0,5 Дж/г град. Блок электродов дополнительно содержит набор тепло и электроизоляционных прокладок для увеличения времени работы батареи.Known thermal chemical current source Patent RF 2717089 publ. 18.03.20 IPC H01M 2/16, H01M 6/20, adopted as a prototype. Thermal chemical current source, contains a housing with thermal insulation and external current leads of two or more electrically connected in parallel and located one after another blocks of elements of thermally activated chemical current sources, each of which consists of a cathode, an electrolyte and an anode, alternating in series in the axial direction with pyro-heating elements, a thermal chemical current source contains cathode and anode current collectors of end cathodes and anodes of parallel-connected blocks of elements, fixed on the corresponding external current leads, the current leads are located on the cover at the tops and in the center of the square with the center coinciding with the center of the cover, the vertices are located at a distance of 17.5 mm from the center of the cover, parts of the current leads inside the base of the cover are made with glass insulators, electric igniter current leads are fixed on two diametrically located current leads, on the other two On these current leads, the current collector of the end anodes of parallel-connected blocks of elements and the current collector of cathodes from intermediate points of parallel-connected blocks of elements are fixed, on the current lead located in the center of the cover, the current leads of the end cathodes of blocks of parallel-connected elements are fixed, the cover contains a set of mica gaskets, a gasket of asbestos and heat-insulating material with a heat capacity of not more than 0.5 J/g deg. The electrode block additionally contains a set of heat and electrical insulating pads to increase battery life.

Недостатком прототипа является неустойчивость конструкции к значительным механическим нагрузкам, которые воздействуют вдоль оси батареи. При воздействии такого рода нагрузок блок электродов разжимается вследствие упругости тепло и электроизоляционных прокладок, что приводит к увеличению внутреннего сопротивления батареи, уменьшению времени работы и стойкости к повышенным токам.The disadvantage of the prototype is the instability of the design to significant mechanical loads that act along the axis of the battery. When exposed to such loads, the block of electrodes expands due to the elasticity of the heat and electrical insulating gaskets, which leads to an increase in the internal resistance of the battery, a decrease in operating time and resistance to high currents.

Техническим результатом полезной модели является увеличение/стабилизация времени работы ТХИТ в условиях повышенных механических нагрузок, которые воздействуют вдоль оси батареи, путем дополнительной фиксации электрохимических элементов в поджатом состоянии без тепло и электроизоляционных прокладок.The technical result of the utility model is to increase/stabilize the operating time of the HPIT under conditions of increased mechanical loads that act along the axis of the battery by additionally fixing the electrochemical cells in a preloaded state without heat and electrical insulating gaskets.

Указанный технический результат обеспечивается предлагаемой конструкцией теплового химического источника тока. Сущность полезной модели поясняется схемой, представленной на фиг. 1 в которой приняты следующие обозначения:The specified technical result is provided by the proposed design of a thermal chemical current source. The essence of the utility model is illustrated by the diagram shown in Fig. 1 in which the following designations are accepted:

1 - электрод отрицательный,1 - negative electrode,

2 – электролит,2 - electrolyte,

3 - электрод положительный,3 - positive electrode,

4 - пиронагревательные элементы,4 - pyro-heating elements,

5 - набор тепло и электроизоляционных прокладок,5 - a set of heat and electrical insulating gaskets,

6 – крышка,6 - cover,

7 - дополнительные стяжки электрохимических элементов,7 - additional couplers of electrochemical elements,

8 - стальные диски для приварки дополнительных стяжек,8 - steel discs for welding additional ties,

9 - термоактивируемый химический источник тока,9 - thermally activated chemical current source,

10 - блок электрохимических элементов,10 - block of electrochemical elements,

11 - блок электродов.11 - block of electrodes.

Тепловой химический источник тока содержит корпус из нержавеющей стали с термоизоляцией (не показан) и крышку 6 с внешними токовыводами. На крышку установлен блок электродов 11, поджатый определенным усилием, состоящий из блока электрохимических элементов 10, который состоит из двух и более электрически соединенных и расположенных друг за другом термоактивируемых химических источников тока 9, каждый из которых состоит из электрода положительного 3, электролита 2 и электрода отрицательного 1, чередующихся последовательно в осевом направлении с пиронагревательными элементами 4, с каждой стороны блока электрохимических элементов установлен набор тепло и электроизоляционных прокладок 5. Блок электрохимических элементов дополнительно поджат таким же усилием, что и блок электродов и зафиксирован в поджатом состоянии дополнительными стяжками 7, которые соединены со стальными дисками 8 при помощи контактно-точечной сварки Кт-1,5 ГОСТ 15878-79. Термоактивируемые химические источники тока 9 в блоке электрохимических элементов 10 можно соединять как параллельно, так и последовательно, обеспечивая необходимые требования по обеспечению, как тока разряда, так и напряжения.The thermal chemical current source contains a stainless steel case with thermal insulation (not shown) and a cover 6 with external current leads. A block of electrodes 11 is installed on the cover, preloaded with a certain force, consisting of a block of electrochemical cells 10, which consists of two or more electrically connected and located one after another thermally activated chemical current sources 9, each of which consists of a positive electrode 3, an electrolyte 2 and an electrode negative 1, alternating in series in the axial direction with pyro-heating elements 4, a set of heat and electrical insulating gaskets 5 is installed on each side of the block of electrochemical elements. connected to steel disks 8 using contact-spot welding Kt-1.5 GOST 15878-79. Thermally activated chemical current sources 9 in the block of electrochemical cells 10 can be connected both in parallel and in series, providing the necessary requirements for providing both discharge current and voltage.

Тепловой химический источник тока работает следующим образом. В требуемый момент времени происходит активация термоактивируемых химических источников тока 9. При достижении рабочей температуры, обеспечиваемой пиронагревательным элементом 4, начинается протекание тока между электродом положительным 3 и электродом отрицательным 1 через электролит 2 во внешнюю цепь (на фигуре не показана). При механических нагрузках, которые воздействуют вдоль оси батареи, блок электродов 11 разжимается вследствие упругости тепло и электроизоляционных прокладок 5 и уменьшается расчетное усилие поджатая, однако блок электрохимических элементов 10 остается в поджатом состоянии ввиду того, что термоактивируемый химический источник тока 9, пиронагревательные элементы 4 и стальные диски 8 не обладают упругостью, тем самым расчетное усилие опрессовки блока электрохимических элементов 10 остается расчетным, а, значит, и внутреннее сопротивление теплового химического источника тока не изменяется, что положительно влияет на продолжительность его работы и стойкости к повышенным токам разряда.Thermal chemical current source works as follows. At the required time, thermally activated chemical current sources 9 are activated. Upon reaching the operating temperature provided by the pyro-heating element 4, the current begins to flow between the positive electrode 3 and the negative electrode 1 through the electrolyte 2 into the external circuit (not shown in the figure). Under mechanical loads that act along the axis of the battery, the block of electrodes 11 expands due to the elasticity of the heat and electrical insulating gaskets 5 and the calculated preload force decreases, however, the block of electrochemical elements 10 remains in the compressed state due to the fact that the thermally activated chemical current source 9, pyroheating elements 4 and steel disks 8 do not have elasticity, thus the calculated pressing force of the block of electrochemical elements 10 remains calculated, and, therefore, the internal resistance of the thermal chemical current source does not change, which positively affects the duration of its operation and resistance to increased discharge currents.

Таким образом, полезная модель позволяет увеличить/стабилизировать время работы теплового химического источника тока в условиях повышенных механических нагрузок, которые воздействуют вдоль его оси.Thus, the utility model makes it possible to increase/stabilize the operating time of a thermal chemical current source under conditions of increased mechanical loads that act along its axis.

Claims

1. A thermal chemical current source containing a battery case made of stainless steel for placing an electrode block, a cover with sealed leads, an electric igniter (EV) section, while the electrode block contains a block of electrochemical elements, pyroheating elements, which are fixed on the cover in a pressed state with the help of tape screeds made of steel, insulated from the block of electrodes with electrically insulating elastic gaskets, on two diametrically located sides of the block of electrodes, pyrotechnic belt igniters (PLV) are located, fixed with a bandage of fiberglass LSKL-155, the block of electrodes is wrapped with glass tape LES to ensure tight contact of the PLV with pyroheating elements, characterized in that the block of electrochemical elements is additionally placed between the couplers connected to steel disks, which ensure its fixation with simultaneous compression.

2. Thermal chemical current source according to claim 1, characterized in that the ties are connected to steel disks by a contact-spot welding joint.