RU2368985C2 - Способ эксплуатации никель-металлогидридных буферных батарей на электромобилях - Google Patents
Способ эксплуатации никель-металлогидридных буферных батарей на электромобилях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368985C2 RU2368985C2 RU2007134606/09A RU2007134606A RU2368985C2 RU 2368985 C2 RU2368985 C2 RU 2368985C2 RU 2007134606/09 A RU2007134606/09 A RU 2007134606/09A RU 2007134606 A RU2007134606 A RU 2007134606A RU 2368985 C2 RU2368985 C2 RU 2368985C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- discharge
- group
- voltage
- current
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания, которыми могут быть снабжены различные транспортные средства: гибридные электромобили, электромобили с энергоустановками на топливных элементах и др. Согласно изобретению способ эксплуатации никель-металлгидридных буферных батарей заключается в проведении ускоренного заряда, переключении на подзаряд малым током и осуществлении разряда до достижения минимального напряжения, ускоренный заряд током до 20 С проводят до достижения на аккумуляторе или группе аккумуляторов максимального напряжения, рассчитываемого по формуле Umax=Uз-k×(t-to)+R×(Iз-Iнз), где Uз - конечное зарядное напряжение аккумулятора (или группы аккумуляторов) при номинальном токе заряда Iнз при температуре to=20°С, k - температурный коэффициент напряжения, t - температура аккумулятора, Iз - ток заряда, R - сопротивление аккумулятора (или группы аккумуляторов), что соответствует достижению 85-90% максимальной зарядной емкости; разряд проводят до достижения на аккумуляторе или группе аккумуляторов минимального напряжения ! Umin=Up-k×(t-to)-R×(Ip-Iнр), где Up - конечное разрядное напряжение аккумулятора (или группы аккумуляторов) при номинальном токе разряда Iнр при температуре to=20°C; разряд или ускоренный заряд прекращают при достижении максимальной температуры, равной 60-65°С; повторное включение на ускоренный заряд проводят только после израсходования на разряде не менее 10% от номинальной емкости или при хранении более 10 дней. Техническим результатом является высокий ресурс, надежность в эксплуатации и высокая эффективность батареи.
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к химическим источникам тока, которыми могут быть снабжены различные транспортные средства: гибридные электромобили, электромобили с энергоустановками на топливных элементах и др.
Известен способ эксплуатации никель-металлогидридных аккумуляторов, заключающийся в быстром заряде током (0,5-1)С с переключением в режим подзаряда током (0,033-0,05)С при достижении одного из параметров:
- времени (90 мин при заряде током 1C);
- максимального напряжения 1,8 В/аккумулятор;
- максимальной температуры (50-60°С в зависимости от температуры аккумулятора);
- падения напряжения на 5-10 мВ/аккумулятор от максимального значения в ходе заряда (-ΔU);
- скорости роста температуры 1-2°С/мин (dT/dτ)
(См. «Методы заряда для Ni-MH аккумуляторов» на стр.12 и 13 технического руководства фирмы Panasonic «Никель-металлгидридные аккумуляторы». Ноябрь 2000).
Недостатками технического решения указанного аналога являются:
- невозможность эксплуатации аккумуляторов в буферном режиме, когда в процессе заряда ток может изменяться, и зарядные импульсы могут чередоваться с разрядными;
- отсутствие зависимости максимально допустимого напряжения при заряде от температуры аккумулятора и тока;
- ограничения по току заряда (до 1C).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является способ эксплуатации тяговых батарей электромобиля, взятый за прототип, с использованием гальваностатического заряда до определенного термозависимого напряжения с последующим переходом на потенциостатический заряд (Книга: «Электромобиль: техника и экономика». В.А.Щетина, Ю.Я.Морговский, Б.И.Центер, В.А.Богомазов. Под общ. ред. В.А.Щетины. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987, стр.76-80). Контролируемыми параметрами при заряде являются напряжение, температура и зарядная емкость, а при разряде - напряжение и температура.
Недостатками данного способа эксплуатации являются:
- невозможность эксплуатации в буферном режиме;
- отсутствие зависимости минимально допустимого напряжения при разряде от температуры и тока.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа эксплуатации никель-металлогидридной батареи, обеспечивающего высокий ресурс, надежность в эксплуатации и высокую эффективность.
Поставленная задача решается тем, что ускоренный заряд током до 20С проводят до достижения на аккумуляторе (или группе аккумуляторов) максимального напряжения, зависящего от тока и температуры или до достижения максимальной температуры, после чего проводится подзаряд током (0,03-0,05)С. В любой момент заряда или хранения батарея может быть подвергнута разряду током до 20С до достижения минимального напряжения, зависящего от тока и температуры.
Отключение батареи с ускоренного заряда (переключение в режим подзаряда) проводится при достижении на одном из аккумуляторов (или группе аккумуляторов) максимального зарядного напряжения, рассчитываемого по формуле:
Umax=Uз-k×(t-to)+R×(Iз-Iнз),
где:
Uз - конечное зарядное напряжение аккумулятора (или группы аккумуляторов) при номинальном токе заряда Iнз при температуре to=20°С;
k - температурный коэффициент напряжения;
t - температура аккумулятора;
Iз - ток заряда;
R - сопротивление аккумулятора (или группы аккумуляторов).
Включение в режим ускоренного заряда происходит после израсходования при разряде не менее 10% от номинальной емкости батареи или при хранении более 10 дней.
Отключение батареи при разряде проводится при достижении на одном из аккумуляторов (или группе аккумуляторов) минимального разрядного напряжения, рассчитываемого по формуле:
Umin=Up-k×(t-to)-R×(Ip-Iнр),
где:
Up - конечное разрядное напряжение аккумулятора (или группы аккумуляторов) при номинальном токе разряда Iнр при температуре to=20°С.
Кроме отключения по напряжению система контроля и управления работой батареи обеспечивает отключение батареи при заряде и разряде в случае достижения максимально допустимой температуры на любом из аккумуляторов - tмах=60-65°С.
Пример. Способ эксплуатации был реализован при циклировании батареи, состоящей из 168 последовательно соединенных никель-металлогидридных призматических аккумуляторов емкостью 10 А·ч. На каждой группе из 4-х аккумуляторов измерялось напряжение и контролировалась температура. Первоначально были рассчитаны значения Uз, Up, k, R на основании зависимостей напряжения, температуры и внутреннего давления в аккумуляторе от сообщенной емкости при различных значениях тока. При этом значение Umax было выбрано таким образом, чтобы заряд батареи прекращался при достижении 85-90% от максимальной зарядной емкости, то есть емкости, при которой внутреннее давление в аккумуляторе достигало давления открытия предохранительного клапана.
После подстановки экспериментальных значений в приведенные выше формулы было получено:
Umax=5,96-0,009×(t-20)+0,0107×(Iз-3)
и
Umin=4-0,009×(t-20)-0,0107×(Ip-3).
Данные формулы были включены в логику системы по контролю и управлению батареей с отключением при достижении tмax=65°С.
Батарея была установлена на испытательный стенд, имитирующий работу электропривода электромобиля на топливных элементах с максимальными токами при заряде (торможении) и разряде (разгоне) 160 А, т.е. 16С. Наработка батареи составила 2000 часов в течение 2 лет. Выход по току (отношение разрядной емкости к зарядной) составил более 90%.
Claims (1)
- Способ эксплуатации никель-металлогидридных буферных батарей на электромобилях, заключающийся в проведении ускоренного заряда, переключении на подзаряд малым током и осуществлении разряда до достижения минимального напряжения, отличающийся тем, что ускоренный заряд током до 20 С проводят до достижения на аккумуляторе или группе аккумуляторов максимального напряжения, рассчитываемого по формуле Umax=Uз-k×(t-to)+R×(Iз-Iнз), где Uз - конечное зарядное напряжение аккумулятора (или группы аккумуляторов) при номинальном токе заряда Iнз при температуре to=20°C; k - температурный коэффициент напряжения; t - температура аккумулятора; Iз - ток заряда, R - сопротивление аккумулятора (или группы аккумуляторов), что соответствует достижению 85-90% максимальной зарядной емкости; разряд проводят до достижения на аккумуляторе или группе аккумуляторов минимального напряжения Umin=Up-k×(t-to)-R×(Ip-Iнр), где Up - конечное разрядное напряжение аккумулятора (или группы аккумуляторов) при номинальном токе разряда Iнр при температуре to=20°C; разряд или ускоренный заряд прекращают при достижении максимальной температуры, равной 60-65°С; повторное включение на ускоренный заряд проводят только после израсходования на разряде не менее 10% от номинальной емкости или при хранении более 10 дней.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134606/09A RU2368985C2 (ru) | 2007-09-17 | 2007-09-17 | Способ эксплуатации никель-металлогидридных буферных батарей на электромобилях |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134606/09A RU2368985C2 (ru) | 2007-09-17 | 2007-09-17 | Способ эксплуатации никель-металлогидридных буферных батарей на электромобилях |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007134606A RU2007134606A (ru) | 2009-03-27 |
RU2368985C2 true RU2368985C2 (ru) | 2009-09-27 |
Family
ID=40542279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007134606/09A RU2368985C2 (ru) | 2007-09-17 | 2007-09-17 | Способ эксплуатации никель-металлогидридных буферных батарей на электромобилях |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2368985C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611592C2 (ru) * | 2012-05-22 | 2017-02-28 | Бид Компани Лимитед | Силовая установка электромобиля, электромобиль и способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8552588B2 (en) * | 2009-11-05 | 2013-10-08 | Tai-Her Yang | Battery charging coaction and output system with current limit supply |
-
2007
- 2007-09-17 RU RU2007134606/09A patent/RU2368985C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЩЕТИНА В.А. и др. Электромобиль: техника и экономика. - Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1987, с.76-80. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611592C2 (ru) * | 2012-05-22 | 2017-02-28 | Бид Компани Лимитед | Силовая установка электромобиля, электромобиль и способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007134606A (ru) | 2009-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8183818B2 (en) | Switching time control multiplexer system | |
Einhorn et al. | Improved performance of serially connected Li-ion batteries with active cell balancing in electric vehicles | |
CN110854972B (zh) | 一种电芯充电方法、电池全生命周期充电方法和系统 | |
CN102820684B (zh) | 充放电控制电路以及电池装置 | |
US20170003353A1 (en) | Method of measuring battery pack current | |
CN101826745B (zh) | 锂离子动力电池无损充电机 | |
US20100231162A1 (en) | Solar powered battery charging methods and devices for lithium-ion battery systems | |
EP2857854A1 (en) | Cell control device | |
CN101960690A (zh) | 充电设备和充电方法 | |
US11454674B2 (en) | Secondary battery system and method for estimating SOC of secondary battery | |
WO2010093186A3 (ko) | 배터리 셀 균등 충전 장치 및 그 제어 방법 | |
US9024589B2 (en) | Charge/discharge control method for alkaline storage battery, and power supply system | |
JP4794504B2 (ja) | 電源装置の制御方法 | |
CN103181053A (zh) | 蓄电系统 | |
CN101809803A (zh) | 电源系统以及电池集合体的控制方法 | |
KR100878941B1 (ko) | 전기자동차 및 하이브리드자동차용 배터리 전압측정 및셀밸런싱 공용화 회로 | |
Solomin et al. | Algorithms of LiFePO4 batteries automatic charge | |
RU2368985C2 (ru) | Способ эксплуатации никель-металлогидридных буферных батарей на электромобилях | |
RU2704116C1 (ru) | Способ зарядки литий-ионных аккумуляторных батарей из n последовательно соединенных аккумуляторов с подключенными к ним через коммутаторы балансировочными резисторами | |
Leksono et al. | Development of active cell to cell battery balancing system for electric vehicle applications | |
KR20180045694A (ko) | 배터리 충전 장치 및 방법 | |
CN106356575B (zh) | 混合动力汽车中铅酸蓄电池的充电控制方法 | |
KR20160049300A (ko) | 배터리 랙 간 전압 밸런싱 장치 및 방법 | |
RU182710U1 (ru) | Батарейный аккумуляторный модуль | |
TW201611470A (zh) | 主動式放電平衡增程裝置及其控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120918 |