RU225200U1 - Устройство подогрева тяговой аккумуляторной батареи высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3 - Google Patents
Устройство подогрева тяговой аккумуляторной батареи высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3 Download PDFInfo
- Publication number
- RU225200U1 RU225200U1 RU2023129121U RU2023129121U RU225200U1 RU 225200 U1 RU225200 U1 RU 225200U1 RU 2023129121 U RU2023129121 U RU 2023129121U RU 2023129121 U RU2023129121 U RU 2023129121U RU 225200 U1 RU225200 U1 RU 225200U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- battery
- traction battery
- mats
- modules
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 49
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 208000025247 virus-associated trichodysplasia spinulosa Diseases 0.000 abstract description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 229920004936 Lavsan® Polymers 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к электрооборудованию, а именно к устройствам, предназначенным для осуществления подогрева тяговой аккумуляторной батареи высокоавтоматизированного транспортного средства во время заряда в условиях отрицательных температур. Техническим результатом заявляемой полезной модели является оптимизация процесса заряда в условиях отрицательных температур при эксплуатации ТАБ в составе ВАТС. Решение указанной задачи достигается за счет того, что устройство подогрева располагается в корпусе тяговой аккумуляторной батареи, внутри которой в два яруса установлены аккумуляторные модули с температурными датчиками, образованные аккумуляторными ячейками на основе литий-железо-фосфата, соединенных последовательно, при этом между модулями расположены нагревательные маты, представляющие собой тонкую пластину из термостабильного материала, внутри которого располагается нихромовая нить в качестве нагревательного элемента, при этом каждая из ячеек в аккумуляторном модуле имеет соединение посредством электрического контакта с платой контроля, данные с которой передаются на центральную плату BMS для отслеживания температуры (и прочих характеристик) ячейки. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к электрооборудованию, а именно к устройствам, предназначенным для осуществления подогрева тяговой аккумуляторной батареи высокоавтоматизированного транспортного средства во время заряда в условиях отрицательных температур.
Уровень техники
Из уровня техники известны разные виды устройств подогрева литий-ионных аккумуляторных батарей, выполняющих функцию запасания электрической энергии. Техническое решение, применяемое при создании устройства для поддержания температурного режима в процессе заряда тяговой аккумуляторной батареи на основе литий-железо-фосфатных ячеек, имеет ряд преимуществ перед аналогами.
Известно устройство, (US 2021050636 A1, H01M10/657, опубл. 18.02.2021) представляющее собой аккумуляторный блок, в котором каждый из аккумуляторных элементов снабжен первым и вторым выводами, соединенными с первым и вторым электродами элемента соответственно; первый проводник, электрически соединяющий, по меньшей мере, первый и второй аккумуляторные элементы; и электрический нагревательный элемент (металлическую пластину, способную проводить как электрический ток, так и тепло), выполненный с возможностью нагрева, по меньшей мере, первого и второго аккумуляторных элементов посредством нагрева их первой или второй клеммы.
Недостатком данного устройства является прогрев аккумуляторных элементов только в том месте, где располагается нагревательная пластина, что исключает равномерность распределения тепла и увеличивает вероятность локального перегрева из-за расположения датчиков температуры.
Известно устройство (RU 140018 U1, В60Н1/00, опубл. 27.04.2014) для обогрева аккумуляторных батарей, принятое за прототип, включающее средство теплоизоляции и средство обогрева, снабженное блоком контроля и управления, выполненным в виде датчика температуры окружающей среды, датчика температуры обогреваемого контейнера и управляющего элемента, связанного с обогреваемым контейнером, нагревательным элементом и окружающей средой, где в обогреваемом контейнере, содержащем каркас с расположенными на внутренней боковой поверхности гибкими нагревательными элементами, выполненными в виде многослойных электрически обогреваемых матов, изготовленных из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра (оксидов металлов), для повышения эффективности работы нагревательных элементов, в состав обогреваемых матов включен отражающий слой, выполненный из алюминиевой пленки способом вакуумного напыления, гибкие нагревательные элементы расположены со смещением.
Недостатком данного решения является использование нагревательных матов, которые представляют собой оксиды дорогостоящих металлов, а также отсутствие блока питания, в результате чего процесс подогрева аккумуляторной батареи происходит за счет ее ресурсов, что приводит к ограничению количества энергии, которая может быть потрачена на нужды транспортного средства.
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей, которую решает предлагаемое техническое решение, является создание устройства, предназначенного для осуществления заряда тяговой аккумуляторной батареи (ТАБ) высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3 в условиях отрицательных температур.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является оптимизация процесса заряда в условиях отрицательных температур при эксплуатации ТАБ в составе высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3.
Решение указанной задачи достигается за счет того, что устройство подогрева располагается в корпусе тяговой аккумуляторной батареи, внутри которой в два яруса установлены аккумуляторные модули с температурными датчиками, образованные аккумуляторными ячейками на основе литий-железо-фосфата, соединенных последовательно, при этом между модулями расположены нагревательные маты, представляющие собой тонкую пластину из термостабильного материала, внутри которого располагается нихромовая нить в качестве нагревательного элемента, при этом каждая из ячеек в аккумуляторном модуле имеет соединение посредством электрического контакта с платой контроля, данные с которой передаются на центральную плату BMS (Battery Management System) для отслеживания температуры (и прочих характеристик) ячейки.
Применяемые технические решения позволяют производить заряд ТАБ в составе высокоавтоматизированного транспортного средства (ВАТС) в условиях эксплуатации температур ниже 0°С посредством равномерного нагревания модулей ТАБ за счет использования внешнего источника питания.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 изображено устройство подогрева тяговой аккумуляторной батареи, где:
1 – аккумуляторный модуль ТАБ;
2 – нагревательный мат;
3 – плата контроля;
4 – разъем коммутации;
5 – жгут питания матов;
6 – центральная плата BMS;
7 – реле;
8 – разъем для питания матов;
9 – предохранитель;
10 – индикатор.
Устройство подогрева располагается в корпусе тяговой аккумуляторной батареи, образованной 16 аккумуляторными модулями с датчиками температуры (1), установленными в два яруса, каждый из модулей содержит 12 аккумуляторных ячеек на основе литий-железо-фосфата, соединенных последовательно. Между двумя модулями на каждом ярусе расположены нагревательные маты (2), представляющие собой тонкую пластину из термостабильного материала, внутри которого располагается нихромовая нить в качестве нагревательного элемента. Каждая из ячеек в аккумуляторном модуле (1) имеет соединение посредством электрического контакта с платой контроля (3), данные с которой передаются на центральную плату BMS (6) для отслеживания температуры (и прочих характеристик) ячейки. Такое устройство позволяет точно контролировать температурный режим при работе ТАБ.
Включение устройства подогрева происходит в процессе заряда ТАБ при подключении внешнего зарядного устройства, если температура на ячейках ниже 0°С. Напряжение, необходимое для работы нагревательных элементов, подается с 24 В свинцово-кислотной батареи, подключение которой осуществляется посредством разъема для питания матов (8). Для каждого яруса в ТАБ в схеме предусмотрено свое реле (7), которое замыкается для подачи напряжения далее по жгуту питания матов (5). Каждый нагревательный мат подключается к жгуту питания (5) через коммутационный разъем (4). Таким образом, возможно проводить оперативную замену нагревательного мата (2) или аккумуляторного модуля (1) при нештатных ситуациях или ремонте. Кроме этого, в устройстве подогрева предусмотрены предохранитель (9) и индикатор работы (10), расположенные на лицевой панели ТАБ.
Осуществление полезной модели
Тяговая аккумуляторная батарея имеет в составе устройство подогрева модулей (и соответственно ячеек) для осуществления заряда батареи при отрицательных температурах, и предупреждения деградации ячеек в процессе заряда при отрицательных температурах. Использование аккумуляторных ячеек на основе литий-железо-фосфата позволяет осуществлять процесс разряда в диапазоне температур от -20 до +55°С, что, в свою очередь, обеспечивает возможность работы ВАТС без включения устройства подогрева тяговой аккумуляторной батареи при отрицательных температурах окружающей среды. Для осуществления процесса заряда при температуре ниже 0°С в ТАБ предусмотрено устройство подогрева ячеек, образованная гибкими нагревательными матами из термостабильного материала (например, силиконового каучука). Нагревание и заряд ТАБ может происходить параллельно, а включение и отключение матов происходит автоматически по достижению заданной температуры. Нагревательные элементы устройства подогрева расположены между аккумуляторными модулями на каждом ярусе (этаже) ТАБ, что позволяет осуществлять равномерное нагревание всей батареи. Кроме того, в устройстве подогрева предусмотрены плата контроля с датчиком температуры и центральная плата BMS, благодаря которым осуществляется контроль температуры (и других параметров) каждой ячейки. Активация устройства подогрева происходит только в процессе заряда, при подключении внешнего источника ток. Включение устройства можно определить по световому сигналу лампочки индикатора, расположенного на внешней панели ТАБ.
Для возможности замены нагревательных матов или аккумуляторного модуля, в устройстве подогрева предусмотрено соединение каждого мата с жгутом питания посредством коммутационного разъема. При такой конструкции не наблюдается проблем с отключением одного мата или аккумуляторного модуля от всей системы в случае возникновения нештатных ситуаций или во время ремонтных работ. Причем выход из строя одного или более нагревательного элемента, приведет к тому, что остальные маты будут продолжать работу в штатном режиме вследствие параллельного соединения.
В электрической цепи матов также имеется предохранитель, который предназначен для предотвращения нештатной ситуации в случае возникновения короткого замыкания на линии питания матов.
Заявляемое устройство, а именно устройство подогрева, используется для эксплуатации тяговой аккумуляторной батареи на основе литий-железо-фосфатных ячеек в условиях отрицательных температур.
Claims (1)
- Устройство подогрева тяговой аккумуляторной батареи высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3, расположенное в корпусе тяговой аккумуляторной батареи, внутри которого установлены в два яруса аккумуляторные модули, образованные аккумуляторными ячейками на основе литий-железо-фосфата, соединенными последовательно, при этом между модулями расположены гибкие нагревательные маты, представляющие собой тонкую пластину из теплопроводящего термостабильного материала, внутри которого располагается нихромовая нить в качестве нагревательного элемента, реле, замыкающее напряжение для подачи по жгуту питания матов для каждого яруса в тяговой аккумуляторной батарее, кроме того, каждый нагревательный мат подключается к жгуту питания через коммутационный разъем для возможности замены нагревательных матов или аккумуляторного модуля, при этом каждая из ячеек в аккумуляторном модуле имеет соединение посредством электрического контакта с платой контроля, данные с которой передаются на центральную плату BMS для отслеживания температуры ячейки, кроме того, в устройстве подогрева предусмотрены предохранитель и световой индикатор работы, расположенные на лицевой панели тяговой аккумуляторной батареи.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU225200U1 true RU225200U1 (ru) | 2024-04-15 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2795445C1 (ru) * | 2022-12-27 | 2023-05-03 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго" | Тяговая аккумуляторная батарея на основе литий-железо-фосфатных ячеек для беспилотных высокоавтоматизированных транспортных средств |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2795445C1 (ru) * | 2022-12-27 | 2023-05-03 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго" | Тяговая аккумуляторная батарея на основе литий-железо-фосфатных ячеек для беспилотных высокоавтоматизированных транспортных средств |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100912350B1 (ko) | 배터리 장치의 가열방법 및 장치 | |
| CN107834122B (zh) | 一种自动加热电池的装置及方法 | |
| CN107749444B (zh) | 电池组模块和用于监测电池组模块的方法 | |
| CN109904486B (zh) | 一种双极板燃料电池及其车辆 | |
| CN110271434B (zh) | 用于机动车的电池和用于运行电池的方法 | |
| CN204857843U (zh) | 电池短路防护组件、电池模组和汽车 | |
| CN111009633A (zh) | 一种具有低温加热功能的电池包及通讯备电系统 | |
| CN112542870B (zh) | 电子设备 | |
| CN110931918A (zh) | 电池包装置及电池包装置预热方法 | |
| CN111092182B (zh) | 一种均温加热的动力电池系统及汽车 | |
| WO2021215572A1 (ko) | 전기자동차용 배터리 가열을 위한 히터 시스템과 이를 구비하는 전기자동차용 배터리 | |
| RU225200U1 (ru) | Устройство подогрева тяговой аккумуляторной батареи высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3 | |
| CN114335865A (zh) | 具有高级电池断开单元的电池系统和包括其的电动车辆 | |
| CN210350043U (zh) | 电动汽车及其动力电池 | |
| CN218274792U (zh) | 一种自加热电芯及电池 | |
| CN109904487B (zh) | 一种石墨双极板燃料电池及其车辆 | |
| CN216435999U (zh) | 一种电池系统及电动汽车 | |
| CN214898596U (zh) | 一种具有分区加热功能的电池热管理系统 | |
| CN210956793U (zh) | 一种具有低温加热功能的电池包及通讯备电系统 | |
| CN110911782A (zh) | 一种动力电池低温加热系统 | |
| CN208970704U (zh) | 锂电池 | |
| US20220037719A1 (en) | Heated battery module | |
| RU2799472C1 (ru) | Тяговая аккумуляторная батарея на основе литий-титанат оксидных ячеек для беспилотных высокоавтоматизированных транспортных средств | |
| CN219286617U (zh) | 一种用于电池包的自熔断装置、电池模组及电池包 | |
| KR102701844B1 (ko) | 배터리 시스템 및 이를 작동시키기 위한 방법 |