RU2398314C1 - Универсальный аккумулятор - Google Patents
Универсальный аккумулятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2398314C1 RU2398314C1 RU2009108371/09A RU2009108371A RU2398314C1 RU 2398314 C1 RU2398314 C1 RU 2398314C1 RU 2009108371/09 A RU2009108371/09 A RU 2009108371/09A RU 2009108371 A RU2009108371 A RU 2009108371A RU 2398314 C1 RU2398314 C1 RU 2398314C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating element
- battery
- storage battery
- heating
- radiator
- 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)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, а именно к аккумуляторным батареям различного класса, системы и конструкции, работающим в условиях заряда и разряда при низких наружных температурах. Согласно изобретению электрический нагревательный элемент закрытого типа вставляется в металлический радиатор, который своей нижней поверхностью опирается на дно корпуса аккумулятора, а на верхнюю поверхность радиатора через решетку из полимерного материала опирается блок разноименных элементов. При этом выводы нагревательного элемента, мощность которого составляет 8-10% от номинальной емкости аккумулятора (при 5-часовом токе разряда), подключены к выводам (борнам) аккумулятора через контакты термореле, находящегося внутри корпуса аккумулятора под крышкой. В этом случае нагревательный элемент автоматически включается при низких внутренних температурах электролита или воздуха (ниже -10°С) и автоматически выключается при повышении их температуры до 0°С, что обеспечивает интенсивную реакцию заряда вплоть до наружных температур -50°С. Техническим результатом является значительное повышение емкости, увеличение срока службы аккумулятора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области химических источников тока, т.е. к аккумуляторам и составленным из них аккумуляторным блокам и батареям различного класса и конструкции (как с щелочным и кислотным с электролитом в виде геля, жидкости или сепараторами AGM (обеспечивающих рекомбинацию газовых носителей), когда они работают при низких наружных температурах.
Одним из недостатков всех типов и классов известных аккумуляторов является их крайне низкая реальная емкость при низких наружных температурах, особенно при заряде после их остывания, когда при охлаждении до -40°С даже глубоко разряженные аккумуляторы не берут заряд и отданная ими емкость составляет не более 5÷10% от номинальной. Известно из технической и специальной литературы, что для аккумуляторов (особенно с электролитом) возможно улучшение их электрохимических характеристик за счет нагрева электролита от внешних или внутренних источников при заряде или разряде (Болотовский В.И. и др. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов. Л. Энергоиздат, 1988 г.).
Но использование энергии самих аккумуляторов для внешнего нагрева резко уменьшает их полезную мощность и практически неприемлемо при низких температурах.
Известны и другие группы способов повышения электрохимических характеристик при низких температурах, основанных на введении различных химических добавок в активных массах электродов или электролит (Способ обеспечения электрических характеристик при низких температурах - Патент RU №2184409, кл. Н01М 10/12, Свинцовый аккумулятор для работы при низких наружных температурах, патент RU №228980, кл. Н01М 10/06.
Исследование реализации этих способов показало, что они приемлемы только для свинцовых аккумуляторов с электролитом и эффект пропадает при смене электролита в процессе эксплуатации и совсем неприемлемы для наиболее перспективных необслуживаемых аккумуляторов герметичной или полугерметичной конструкции (клапанно-регулируемых), где недопустимы экзотермические реакции разогрева электролита, сопровождающиеся интенсивным газовыделением. Более универсальным техническим решением по улучшению электрохимических характеристик является использование внутренних (встроены в аккумуляторные блоки) нагревательных элементов (Патент США №3723187, кл. H01M 45/02, 1973 г.).
Однако этот способ и устройства внутреннего нагрева позволяют осуществить нагрев только от внешних источников в стационарных условиях и неприемлемы на транспортных средствах с длительным пробегом.
Длительные исследования по поиску автоматического средства внутреннего нагрева воздуха и электролита и электродов в блоках и индивидуальных аккумуляторах среднего и длительного класса разряда позволили создать простое и экономичное устройство, позволяющее значительно увеличить отдачу емкости у всех типов аккумуляторов при низких наружных температурах.
Экспериментальные исследования с различными типами кислотных и щелочных аккумуляторов с использованием нагревательных элементов, расположенных в данной части аккумуляторов в пространстве без электролита с металлическим радиатором, с питанием нагревательного элемента в процессе заряда от выводов (борнов) аккумулятора с напряжением при заряде 1,5÷2,5 В с включением нагревательного элемента от термореле при внутренней температуре -10°С при наружной температуре -50°С показали, что в емкость разряда в этих условиях после заряда в течение 6-8 часов увеличивалась до 60% от номинального значения емкости аккумуляторов.
Это объясняется тем, что в конце заряда после включения нагревателя через 6 часов температура электролита внутри аккумулятора при наружной температуре -50°С достигала 0°С при мощности нагревателя 20-30 Вт (для аккумуляторов емкостью 200-400 А·ч).
Такой же эффект наблюдается и для необслуживаемых аккумуляторов с AGM сепараторами (без электролита), где нагреватель аналогичной мощности с металлическим радиатором обеспечивал нагрев воздуха внутри аккумулятора в пространстве блока электродов за 4-5 часов и не требовал нагрева при разряде номинальным током в течение 3÷3,5 часов. Без внутреннего нагрева максимальная отдача емкости такого типа аккумулятора составляет не более 5% от номинальной.
Работа и устройство аккумулятора с внутренним нагревом энергией, получаемой в основном в процессе заряда, поясняется чертежом. На примере необслуживаемого аккумулятора с AGM сепараторами с номинальным напряжением 2 В, который содержит корпус (бак) из полимерного материала 1, блок электродов 2, металлический радиатор 3, внутри которого вставлен нагревательный элемент 4, термореле 7, подключенное к борнам 5 и 6 (электродам аккумуляторного блока) через исполнительный (пусковой) элемент 8, опорную решетку электродов 9, крышку аккумуляторного блока 10, к которой крепится термореле 7, и провода 11 с защитной изоляцией, соединяющие между собой термореле 7, выводы нагревательного элемента 4 и электроды аккумуляторного блока 5 и 6.
Аккумулятор с подогревом работает следующим образом.
При включении цепей на пульте управления объекта, где установлены аккумуляторная батарея или аккумуляторный блок, при охлажденном воздухе или электролите (при низкой наружной температуре), включается термореле 7 и через исполнительный элемент цепи управления объекта 3, дающий команду на заряд, подключает нагревательный элемент 4 к выводам (борнам) аккумулятора и аккумуляторного блока 5 и 6 (при достаточной заряженности аккумуляторов) или спустя несколько минут после начала заряда.
Далее в процессе заряда от тока заряда и тепловой энергии нагревателя идет нагрев воздуха внутри аккумулятора и, как следствие, увеличение интенсивности электрохимической реакции накопления заряда. Нагрев продолжается и при включении батареи на разряд, резко увеличивая отдаваемую емкость аккумуляторов при низкой наружной температуре.
При достижении температуры электролитом или воздухом внутри аккумулятора 0°С термореле 7 отключает от источника питания нагревательный элемент 4 и начинается процесс охлаждения аккумулятора (с электролитом медленнее) до последующего автоматического включения нагревательного элемента от термореле внутри аккумулятора или блока при охлаждении его до -10÷15°С.
При длительных перерывах в заряде аккумуляторов при очень низких наружных температурах, в случае недостижения внутренней температуры -10°С, нагреватель отключается также посредством самоотключения термореле от снижения напряжения у кислотных аккумуляторов 1,7 В, а у щелочных аккумуляторов до 1 В.
Наличие нагревательного элемента с радиатором в донной части аккумулятора для щелочных и кислотных емкостью от 100 до 400 А·ч при работе аккумулятора при температуре -50°С при мощности нагревательного элемента от 15 до 30 Вт позволяет увеличить разрядную емкость в 10-15 раз по сравнению с отсутствием подогрева. При этом мощность нагревательного элемента составляет 10% от мощности аккумулятора (при 5-часовом токе его разряда).
Еще больший эффект достигается для необслуживаемых аккумуляторов с рекомбинацией газовых накопителей (с сепараторами AGM). При этом коэффициент увеличения отданной энергии при экстремальной отрицательной температуре у аккумуляторов с разработанной системой нагрева аккумуляторов в течение суток к энергии потраченной на нагрев составляет 50, и это при использовании простых и надежных нагревательных элементов со значительным сроком службы и увеличении стоимости аккумуляторов всего на 5÷10%.
Кроме изложенных преимуществ, внутренний нагрев сопровождается всегда полноценным зарядом во всем диапазоне наружных температур, что обеспечивает увеличение качества работы электропотребителей и срока службы самих аккумуляторов.
Claims (2)
1. Универсальный аккумулятор с внутренним обогревом, содержащий корпус, блок положительных и отрицательных электродов с сепараторами и нагревательный электрический элемент, отличающийся тем, что нагревательный элемент размещен в металлическом радиаторе, установленном в нижней части корпуса аккумулятора под блоком электродов, верхняя плоская поверхность радиатора является опорой блока положительных и отрицательных электродов, изолированных от радиатора через опорную решетку из полимерного материала, при этом и сам блок электродов герметизирован от отсека с нагревателем, а выводы нагревательного элемента через контакты термореле, расположенного под крышкой корпуса, связаны электрически с выводами аккумулятора.
2. Аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что мощность нагревательного элемента составляет 10% от номинальной мощности аккумулятора при 5-часовом токе его разряда.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009108371/09A RU2398314C1 (ru) | 2009-03-11 | 2009-03-11 | Универсальный аккумулятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009108371/09A RU2398314C1 (ru) | 2009-03-11 | 2009-03-11 | Универсальный аккумулятор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2398314C1 true RU2398314C1 (ru) | 2010-08-27 |
Family
ID=42798894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009108371/09A RU2398314C1 (ru) | 2009-03-11 | 2009-03-11 | Универсальный аккумулятор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2398314C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598647C2 (ru) * | 2011-12-15 | 2016-09-27 | Оксис Энерджи Лимитед | Контактные соединительные выводы для электродов на основе лития |
RU2708080C1 (ru) * | 2019-07-01 | 2019-12-04 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Тепловой интерфейс аккумуляторной батареи технического средства |
CN114421055A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-04-29 | 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 | 一种动力电池热管理系统以及热管理方法 |
-
2009
- 2009-03-11 RU RU2009108371/09A patent/RU2398314C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598647C2 (ru) * | 2011-12-15 | 2016-09-27 | Оксис Энерджи Лимитед | Контактные соединительные выводы для электродов на основе лития |
RU2708080C1 (ru) * | 2019-07-01 | 2019-12-04 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Тепловой интерфейс аккумуляторной батареи технического средства |
CN114421055A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-04-29 | 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 | 一种动力电池热管理系统以及热管理方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9776517B2 (en) | Power supply device for vehicle performing regenerative braking | |
RU2398315C1 (ru) | Аккумуляторная батарея с автоматическим внутренним подогревом | |
JP2013518550A (ja) | 電池の内部抵抗を使用して動作性能を改善するための電池パックシステム | |
US3758345A (en) | Auxiliary battery for motor vehicles | |
JPWO2013042165A1 (ja) | 車両用バッテリの制御装置及び車両用バッテリの制御方法 | |
KR20150006103A (ko) | 직접 수냉 방식을 활용한 이차전지 모듈 및 이의 냉각방법 | |
RU2010147291A (ru) | Многобатарейная система для автотранспортного средства | |
EA034486B1 (ru) | Не содержащая свинца пусковая аккумуляторная батарея, способ работы и ее использования, в частности для двигателей внутреннего сгорания и автомобильного транспорта | |
RU2398314C1 (ru) | Универсальный аккумулятор | |
CN111211337A (zh) | 一种直接甲醇燃料电池系统 | |
KR101822612B1 (ko) | 전원차단이 용이한 배터리 모듈 | |
CN107925138A (zh) | 在电池之间具有降低的温度可变性的能量储存装置 | |
KR20140111187A (ko) | 배터리 모듈 및 배터리 기준온도 이상의 유지방법 | |
Trinidad et al. | High power valve regulated lead-acid batteries for new vehicle requirements | |
RU124842U1 (ru) | Литий-ионная аккумуляторная батарея | |
CN210468042U (zh) | 加热电池包 | |
CN201421862Y (zh) | 单体电池和采用该单体电池的大功率锂离子动力电池组 | |
CN117594851A (zh) | 为电动工具提供电力的电池包 | |
WO2019195899A1 (en) | Heating device for lead-acid batteries operating under low temperatures and a battery with this device | |
RU2644555C1 (ru) | Универсальный аккумулятор | |
CN205119648U (zh) | 冰箱及冰箱的照明控制装置 | |
US20220247049A1 (en) | Battery module, battery rack comprising such battery module, and power storage device | |
KR20110076860A (ko) | 향상된 안전성의 이차전지 | |
RU2503097C1 (ru) | Универсальный аккумулятор с термостатированием | |
CN220615736U (zh) | 低压锂电池启动电源和车辆 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120816 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180510 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210312 |