RU2652784C2 - Аккумуляторное устройство для эксплуатации потребителей электроэнергии в транспортном средстве для перевозки опасных грузов - Google Patents
Аккумуляторное устройство для эксплуатации потребителей электроэнергии в транспортном средстве для перевозки опасных грузов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652784C2 RU2652784C2 RU2015112306A RU2015112306A RU2652784C2 RU 2652784 C2 RU2652784 C2 RU 2652784C2 RU 2015112306 A RU2015112306 A RU 2015112306A RU 2015112306 A RU2015112306 A RU 2015112306A RU 2652784 C2 RU2652784 C2 RU 2652784C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- terminal
- voltage
- electrically connected
- dangerous goods
- Prior art date
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 39
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 claims description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 7
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
- B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00306—Overdischarge protection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение надежности и энергоэффективности электроснабжения потребителей в транспортных средствах для перевозки опасных грузов. Согласно изобретению аккумуляторное устройство для потребителя (7) электроэнергии в транспортном средстве для перевозки опасных грузов содержит аккумуляторную батарею (5), имеющую по меньшей мере один первый вывод (1), электрически соединенный с потребителем (7) электроэнергии, первый электрический резистор (6), электрически последовательно включенный с аккумуляторной батареей (5) и со вторым выводом (2), причем второй вывод (2) электрически соединяется с потребителем (7) электроэнергии, и электрически параллельно соединенный с первым электрическим резистором (6) и электрически соединенный с аккумуляторной батареей (5) коммутирующий элемент (4), управляемый таким образом, что прикладываемое к третьему выводу (3) первое напряжение, превышающее задаваемое значение, замыкает коммутирующий элемент (4), так что первый резистор (6) замыкается накоротко, и при приложенном первом напряжении, меньшем заданного значения, коммутирующий элемент (4) размыкается, так что короткое замыкание устраняется. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к аккумуляторному устройству для эксплуатации потребителей электроэнергии в транспортном средстве для перевозки опасных грузов.
В отношении транспортировки опасных грузов транспортным средством действуют специальные предписания в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или соответственно Постановлением о транспортировке опасных грузов на дороге (GGVS). Требование этих предписаний состоит в том, что у приборов, используемых в качестве потребителей электроэнергии в так называемом транспортном средстве в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS), при выключении зажигания или при срабатывании аварийного выключателя по прошествии заданного времени (например, 3 сек) не должен активироваться никакой источник энергии или должен активироваться только источник энергии малой мощности. Обычно потребители электроэнергии снабжаются током с помощью электроустановки транспортного средства в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS), которая при выключении зажигания или при срабатывании аварийного выключателя с помощью мощного реле полностью отключается от аккумуляторной батареи транспортного средства. В результате обеспечивается обесточенное состояние всего транспортного средства. В этой связи на транспортных средствах в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS) ADR/GGVS обычно отказываются от приборов, работающих от аккумуляторной батареи.
Правда, такие приборы, как тахографы, телематические приборы, приборы расчета дорожных сборов и регистраторы дорожно-транспортных происшествий, для которых необходимо снабжение главным током для поддержания работы, например, буфера данных или для контроля отсутствия повреждений, располагают внутренними аккумуляторными батареями, которые с целью электрической подзарядки могут быть соединены с электроустановкой в транспортном средстве в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS).
В случае обесточивания транспортного средства в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS) для таких приборов, работающих от аккумуляторной батареи, очень важно, чтобы могло происходить надежное переключение на режим питания только от внутренней аккумуляторной батареи без нарушения при этом требований Европейского соглашения о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановления о транспортировке опасных грузов (GGVS). На этот счет уже известны решения, в которых переключение на режим питания только от аккумуляторной батареи, например, для предотвращения потерь данных при их записи и переключение на источник напряжения малой мощности, например, для буферизации данных, которые могут иметь место при приведении в действие (автомобильного) разъединителя аккумуляторной батареи, задерживаются во времени с помощью программного управления. Используемые для этого системы переключения применяют дополнительную электронику и/или программное обеспечение и требуют больших затрат в связи с необходимостью контроля их функционирования.
Обычно указанные переключательные системы у всех потребителей электроэнергии с внутренней аккумуляторной батареей инсталлируются заранее, хотя их целенаправленное использование в транспортных средствах в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS) составляет лишь весьма незначительный процент. Следовательно, это ведет к ненужному удорожанию соответствующих потребителей электроэнергии.
Задача, положенная в основу настоящего изобретения, состоит в создании устройства, обеспечивающего экономное электроснабжение потребителей электроэнергии в транспортных средствах для перевозки опасных грузов в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS).
Согласно изобретению задача решается с помощью аккумуляторного устройства с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Частные варианты осуществления раскрываются в зависимых пунктах формулы изобретения.
Аккумуляторное устройство согласно изобретению для потребителей электроэнергии в транспортном средстве для перевозки опасных грузов содержит аккумуляторную батарею, имеющую по меньшей мере один первый вывод, электрически соединенный с потребителем электроэнергии, первый электрический резистор, электрически соединенный последовательно с аккумуляторной батареей и со вторым выводом, причем второй вывод электрически соединяется с потребителем электроэнергии. Кроме того, аккумуляторное устройство содержит электрически параллельно соединенный с первым электрическим резистором и электрически соединенный с аккумуляторной батареей коммутирующий элемент, управляемый таким образом, что прикладываемое к третьему выводу первое напряжение, превышающее задаваемое значение, замыкает коммутирующий элемент, так что первый резистор замыкается накоротко. При приложенном первом напряжении, меньшем заданного значения, коммутирующий элемент размыкается, так что короткое замыкание устраняется.
При приложении к третьему выводу первого напряжения, поступающего, например, от источника напряжения транспортного средства, например от автомобильного трансформатора или от генератора, коммутирующий элемент может замыкаться. При этом коммутационный процесс коммутирующего элемента должен был бы быть зависимым от напряжения или управляемым им, то есть коммутирующий элемент замыкается только тогда, когда первое напряжение превысит заданное значение или пороговое напряжение, или размыкается, когда первое напряжение становится меньше заданного значения или порогового напряжения.
Для аккумуляторного устройства могут быть предусмотрены разные соответствующие коммутирующие элементы с соответственно разными пороговыми напряжениями.
Если приложено первое напряжение, превышающее пороговое напряжение, коммутирующий элемент замыкает, причем первый резистор замыкается накоротко или соответственно шунтируется. В этом состоянии потребитель электроэнергии снабжается от источника напряжения транспортного средства первым напряжением, причем первое напряжение в этом случае приложено также к первому выводу, с которым потребитель электроэнергии электрически соединен. При этом первое напряжение может падать на аккумуляторе, так что там протекает относительно большой зарядный ток, заряжающий аккумуляторную батарею, выполненную в качестве повторно заряжаемой аккумуляторной батареи.
При прекращении подачи первого напряжения на третий вывод, например, в результате отключения от источника напряжения транспортного средства, коммутирующий элемент размыкается, так что короткое замыкание первого резистора устраняется. При этом к первому выводу также не приложено больше никакого первого напряжения, поскольку к первому потребителю электроэнергии также больше не приложено никакого первого напряжения, так что аккумуляторная батарея путем подачи первого напряжения берет на себя функцию снабжения напряжением потребителя электроэнергии, подсоединенного к первому и второму выводам. При этом от аккумуляторной батарее к потребителю электроэнергии может протекать разрядный ток, ограничиваемый первым резистором, так что ограничение тока и мощности реализуется в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS). Таким образом, потребитель электроэнергии, например тахограф, даже после отключения источника напряжения транспортного средства целесообразным образом надежно обеспечивается электропитанием. Кроме того, за счет аккумуляторного устройства даже после отключения первого напряжения обеспечивается подача питания, например, для часов, буфера данных и/или для контроля отсутствия повреждения потребителя электрического тока.
Благодаря тому, что аккумуляторное устройство содержит все те элементы, которые необходимы для обеспечения потребителя электроэнергии, такого как, например, тахограф, телематический прибор, прибор расчета дорожных сборов и/или регистратор дорожно-транспортных происшествий, даже при прекращении подачи первого напряжения третьим напряжением, подаваемым аккумуляторной батареей, потребителю электроэнергии, то есть самому прибору, не требуется никаких дополнительных коммутационных мер, вследствие чего расходы на приборы сокращаются.
В случае коммутирующего элемента речь может идти о полупроводниковом коммутационном устройстве, предпочтительно о полевом МОП-транзисторе (MOSFET - metal-oxide-semiconductor transistor), выполненном, предпочтительно, в виде n-канального полевого МОП-транзистора (MOSFET), в котором первое напряжение приложено к контакту затвора (Gate). n-Канальный полевой МОП-транзистор (MOSFET) пригоден, в частности, в качестве коммутирующего элемента, поскольку он в зависимости от напряжения коммутирует только при напряжении, приложенном к контакту затвора (Gate), и при этом пропускает ток от контакта стока (Drain) к контакту истока (Source). Целесообразно, чтобы коммутирующий элемент мог иметь контакты, из которых первый контакт был бы выполнен в качестве контакта затвора (Gate), второй контакт - в качестве контакта истока (Source), а третий контакт - в качестве контакта стока (Drain). Поскольку МОП-транзистор (MOSFET) благодаря управлению напряжением может управляться с малыми затратами энергии, необходимое отключение может осуществляться пассивно в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS) и с задержкой отключения для защиты данных, например, в результате разряда резистивно-емкостного звена. Пассивные компоненты благодаря своей незначительной функциональной сложности упрощают пригодность в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS).
Однако в качестве коммутирующего могут использоваться и другие полупроводниковые коммутационные устройства, как, например, биполярные транзисторы.
В одном из вариантов осуществления аккумуляторного устройства для задержки процесса коммутации коммутирующего элемента может быть предусмотрен элемент задержки. Последний электрически может быть последовательно включен между первым контактом коммутирующего элемента и третьим выводом. При этом элемент задержки может быть выполнен таким образом, чтобы он при прекращении подачи первого напряжения подавал прикладываемое к первому контакту второе напряжение, которое уменьшалось бы после задаваемой временной задержки. Для этого в элементе задержки может быть предусмотрен запоминающий элемент для сохранения первого напряжения, выполненный, например, в виде электрического конденсатора, который при прекращении подачи первого напряжения разряжается и при этом подает второе напряжение. В период разряда конденсатора, то есть когда второе напряжение приложено к первому контакту, коммутирующий элемент замкнут. Благодаря использованию потенциометра, электрически соединенного с конденсатором таким образом, что его разрядный ток может варьироваться, длительность разряда может регулироваться. Сообразно этому процесс коммутации коммутирующего элемента может задерживаться во времени, благодаря чему на период задаваемого времени - в это время первый резистор остается короткозамкнутым - обеспечивается протекания большого разрядного тока аккумуляторной батареи. Прекращение подачи первого напряжения может быть зарегистрировано потребителем электроэнергии, так что, например, может вступить в действие механизм отключения, посредством которого потребитель электроэнергии переключается на электропитание от аккумуляторного устройства. Это является предпочтительным, поскольку длительность задержки времени коммутации коммутирующего элемента, вызванной элементом задержки, может использоваться, например, для надежного сохранения данных потребителя электроэнергии.
Другое преимущество элемента задержки может состоять в том, что за период задержки времени переключения не появляется нежелательных пиков напряжения, какие могут появиться, например, при внезапных процессах коммутации, как, например, при обесточивании электроустановки транспортного средства в результате сброса нагрузки. Задержку переключения следует выбирать таким образом, чтобы, например, данные потребителя электроэнергии могли сохраняться, а максимально допустимое время, заданное в соответствии с Предписаниями Европейского соглашения о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS), не превышалось.
Кроме того, предпочтительно, чтобы уменьшение второго напряжения, подаваемого элементом задержки, устанавливалось после задаваемой временной задержки Т, благодаря чему задержка времени коммутации процесса коммутации коммутирующего элемента может определяться точно.
Целесообразно, чтобы элемент задержки мог быть выполнен в виде резистивно-емкостного звена, в котором второй электрический резистор (R) электрически включен последовательно между третьим выводом и первым контактом, а электрический конденсатор (С) электрически включен параллельно первому контакту коммутирующего элемента. В то время как к третьему выводу приложено первое напряжение, конденсатор в резистивно-емкостном звене может заряжаться. При прекращении подачи первого напряжения конденсатор может разряжаться и подает при этом второе напряжение, прикладываемое к первому контакту коммутирующего элемента. При этом конденсатор может разряжаться через второй электрический резистор и/или через коммутирующий элемент, причем второе напряжение уменьшается после заданной временной задержки. При этом время Т задержки, то есть длительность разряда резистивно-емкостного звена, рассчитывается в соответствии с общими основами расчета резистивно-емкостных звеньев в режиме постоянного напряжения. При этом постоянная времени τ (Tau) резистивно-емкостного звена рассчитывается по произведению сопротивления (R) и емкости конденсатора (С), причем, например, время τ задержки до половины экспоненциального разряда резистивно-емкостного звена, то есть время полураспада разряда резистивно-емкостного звена, рассчитывается по произведению τ и двоичного логарифма. Если второе напряжение опускается ниже заданного значения, соответствующего пороговому значению коммутирующего элемента на первом контакте, коммутирующий элемент размыкается и устраняет короткое замыкание первого резистора.
Чтобы при прекращении подачи первого напряжения предотвратить протекание тока от конденсатора резистивно-емкостного звена в направлении третьего вывода или соответственно в электроустановку, электрически подсоединенную через третий вывод, между третьим выводом и элементом задержки может быть электрически последовательно включен диод, например, запирающий диод, который запирает электрический ток в направлении третьего вывода и пропускает ток в противоположном направлении. В частности, при низкоомном отключении предпочтение отдается диоду, установленному в указанном положении, поскольку в противном случае резистивно-емкостное звено стало бы непроизвольно разряжаться через третий вывод.
Обычно бортовое напряжение в транспортных средствах в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS) составляет 12 или 24 В. Напряжение уже упомянутой аккумуляторной батареи может являться напряжением, специфическим для прибора и не зависящим от бортового напряжения, которое в случае литиевой аккумуляторной батареи составляет, например, 3,6 В.
Для защиты от глубокого разряда аккумуляторная батарея имеет устройство защиты от глубокого разряда, которое отделяет аккумуляторную батарею или аккумуляторное устройство от потребителя электрической энергии таким образом, чтобы никакой ток не смог больше протекать от аккумуляторной батареи к потребителю электроэнергии. Защита от глубокого разряда может быть реализована, например, с помощью второго n-канального МОП-транзистора (MOSFET), последовательно включенного, например, между аккумуляторной батареей и первым выводом аккумуляторного устройства. Если напряжение аккумуляторной батареи в режиме питания потребителей только от аккумуляторной батареи падает ниже значения, соответствующего пороговому значению для процесса коммутации второго n-канального МОП-транзистора (MOSFET), то второй n-канальный МОП-транзистор (MOSFET) запирает прохождение тока от аккумуляторной батареи к потребителю электроэнергии, причем аккумуляторная батарея более не может продолжать разряжаться.
В одном из других вариантов осуществления аккумуляторного устройства предусмотрен отдельный зарядный элемент, электрически включенный параллельно аккумуляторной батарее и имеющий дополнительную линию электрической связи с узловой точкой между третьим выводом и первым контактом. По этой линии электрической связи аккумуляторная батарея может заряжаться даже в том случае, если связь с потребителем электроэнергии прервана, например, посредством устройства защиты от глубокого разряда.
Для ограничения тока и мощности в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS) в том случае, если аккумуляторная батарея выполнена в виде источника напряжения в 3,6 В, электрический резистор должен иметь номинальное сопротивление, составляющее по меньшей мере 100 Ом. Номинальное сопротивление, предпочтительно, следовало бы рассчитать в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS). При этом величина сопротивления зависит от напряжения, тока и от предусматриваемой температуры в определенном режиме, например при загрузке и разгрузке опасного груза.
Аккумуляторное устройство со всеми его элементами - аккумуляторной батареей, коммутирующим элементом и первым резистором - следовало бы разместить или интегрировать в одном корпусе, например в литой пластиковой оболочке. Кроме того, может быть предпочтительно, чтобы элемент задержки также был встроен в корпус. Кроме того, корпус должен был бы иметь по меньшей мере по одному соответствующему наружному контактному элементу для первого, второго и третьего выводов, причем наружные контактные элементы первого и второго выводов могли бы соединяться с потребителем электроэнергии, а наружный контакт третьего вывода мог бы соединяться с источником напряжения транспортного средства. Таким образом, аккумуляторное устройство может рассматриваться как отдельное устройство электропитания, соответствующее Европейскому соглашению о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлению о транспортировке опасных грузов (GGVS). Тем самым аккумуляторное устройство представляет собой модуль, соответствующий Европейскому соглашению о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлению о транспортировке опасных грузов (GGVS), который может дополнительно устанавливаться в любом приборе, работающем от аккумуляторной батареи, или встраиваться как повторно заряжаемая аккумуляторная батарея без необходимости в изменениях прибора. Это особенно предпочтительно, поскольку расходы на разработку и допустимые затраты на соответствие указанных приборов или потребителей электроэнергии Европейскому соглашению о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлению о транспортировке опасных грузов (GGVS) могут быть сокращены.
Электросистема для транспортного средства для перевозки опасных грузов содержит по меньшей мере одного потребителя электроэнергии, один источник напряжения транспортного средства и вышеописанное аккумуляторное устройство, причем по меньшей мере первый и второй выводы электрически соединены с потребителем электроэнергии, а третий вывод соединен с источником напряжения транспортного средства. При этом предпочтительно, чтобы с помощью указанной электросистемы при прекращении подачи первого напряжения от одного единственного аккумуляторного устройства описанного типа одинаково могли обеспечиваться электропитанием несколько потребителей электроэнергии. Для этого аккумуляторное устройство с удобным доступом может быть позиционировано в центральном положении в транспортном средстве, соответствующем Европейскому соглашению о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлению о транспортировке опасных грузов (GGVS), и таким образом обеспечивать электроснабжение потребителей электроэнергии, установленных в транспортном средстве с затрудненным доступом. С учетом соответствия Европейскому соглашению о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлению о транспортировке опасных грузов (GGVS) у потребителей электроэнергии следовало бы установить диоды, которые запирали бы прохождение тока в электросистему от потребителей электроэнергии или от аккумуляторного устройства. Другое преимущество заключается в том, что потребители электроэнергии, используемые в такой электросистеме, благодаря отсутствию отдельного корпуса для аккумуляторного устройства могут конструироваться существенно меньшими.
В способе эксплуатации аккумуляторного устройства вышеописанного типа к третьему выводу прикладывается первое напряжение, подаваемое первым источником напряжения для обеспечения потребителя электроэнергии. При этом коммутирующий элемент замыкается, причем первый резистор замыкается накоротко, так что первое напряжение, приложенное к первому выводу, падает на аккумуляторной батарее, причем аккумуляторная батарея электрически заряжается. Это возможно, поскольку у потребителя электроэнергии имеется внутренняя схема, с помощью которой первое напряжение подается на первый вывод аккумуляторного устройства.
При прекращении подачи первого напряжения коммутирующий элемент размыкается и короткое замыкание на первом резисторе устраняется. При этом аккумуляторная батарея подает третье напряжение, так что протекает ограниченный первым резистором ток, которым снабжается потребитель электроэнергии.
Способ обеспечивает при прекращении подачи первого напряжения, например, при обесточивании транспортного средства, надежное переключение на электропитание с помощью описанного аккумуляторного устройства. Благодаря этому эксплуатация, например, часов, буферов данных или контроль безупречности потребителя электроэнергии может быть продолжена.
Ниже настоящее изобретение более подробно поясняется на примере выполнения со ссылкой на фиг. 1 - 3, на которых изображено:
фиг. 1a - пример схемы аккумуляторного устройства,
фиг. 1b - пример схемы аккумуляторного устройства с элементом задержки,
фиг. 2 - второй пример схемы аккумуляторного устройства,
фиг. 3 - третий пример схемы аккумуляторного устройства с отдельным зарядным элементом.
На фиг. 1a в качестве примера схематично изображена схема аккумуляторного устройства потребителя 7 электроэнергии в транспортном средстве для перевозки опасных грузов. Аккумуляторное устройство содержит аккумуляторную батарею 5, имеющую номинальное напряжение 12 В и по меньшей мере один первый вывод 1, электрически соединенный с потребителем 7 электроэнергии, а также первый электрический резистор 6, электрически включенный последовательно с аккумуляторной батареей 5, и со вторым выводом 2, причем второй вывод 2 электрически соединен с потребителем 7 электроэнергии. Кроме того, аккумуляторное устройство содержит коммутирующий элемент 4, электрически включенный параллельно первому электрическому резистору 6 и электрически соединенный с аккумуляторной батареей 5.
Кроме того, как показано на фиг. 1a в штриховом обрамлении, аккумуляторное устройство образует отдельный блок, причем аккумуляторная батарея 5, коммутирующий элемент 4 и первый резистор 6 установлены в настоящем примере в общем корпусе. В данном случае корпус образуется из литой пластиковой оболочки, в которую интегрированы вышеупомянутые элементы. При этом корпус содержит по меньшей мере по одному соответствующему наружному контактному элементу для первого 1, второго 2 и третьего выводов 3.
Кроме того, на фиг. 1а изображена электроустановка транспортного средства, с которой электрически соединен электрический потребитель 7 электроэнергии. Электроустановка электрически соединена с источником 8 напряжения, который в данном случае выполнен в виде автомобильной аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 12 В.
В случае коммутирующего элемента 4 в данном примере выполнения речь идет о полупроводниковом коммутационном устройстве, выполненном в виде n-канального МОП-транзистора (MOSFET), управляемого напряжением, причем к его контакту затвора (Gate), обозначенному на фиг. 1a позицией 4.1, приложено первое напряжение, подаваемое источником 8 напряжения. При этом пороговое напряжение, падающее на контактах затвора (Gate) и истока (Source), превышается, так что ток протекает от контакта стока (Drain) к контакту истока (Source). Таким образом, n-канальный МОП-транзистор (MOSFET) переключается, так что первый резистор замыкается накоротко или соответственно шунтируется. При этом первое напряжение, приложенное к первому выводу, может падать только на аккумуляторной батарее 5, так что там может протекать относительно большой зарядный ток, заряжающий аккумуляторную батарею.
При прекращении подачи первого напряжения на третий вывод 3, например, в результате отключения источника 8 напряжения транспортного средства, напряжение на контакте затвора (Gate) n-канального МОП-транзистора (MOSFET) боле не прикладывается или опускается ниже порогового напряжения. При этом ток от контакта стока (Drain) к контакту истока (Source) n-канального МОП-транзистора (MOSFET) может прекратиться, так что последний запирается, и короткое замыкание первого резистора 6 устраняется. Поскольку в этом случае первое напряжение на первом выводе 1 теперь также отсутствует, аккумуляторная батарея 5 берет на себя электропитание потребителя 7 электроэнергии, подсоединенного к первому 1 и второму выводам 2, путем подачи третьего напряжения, соответствующего номинальному напряжению аккумуляторной батареи 5. Протекающий при этом разрядный ток ограничивается первым резистором, рассчитанным на 400 Ом, так что ограничение тока реализуется примерно 30 мА в соответствии с Европейским соглашением о международных дорожных перевозках опасных грузов (ADR) или Постановлением о транспортировке опасных грузов (GGVS).
В одном из других вариантов осуществления, изображенном на фиг. 1b, между контактом 4.1, то есть контактом затвора (Gate) n-канального МОП-транзистора (MOSFET), и третьим выводом 3 последовательно включен элемент 9 задержки. При этом элемент 9 задержки выполнен в виде резистивно-емкостного звена, в котором между третьим выводом 3 и первым контактом электрически последовательно включен второй электрический резистор 9.1, а электрически параллельно первому контакту 4.1 коммутирующего элемента включен электрический конденсатор 9.2. В то время как к третьему выводу приложено первое напряжение, конденсатор 9.2 заряжается. При прекращении подачи первого напряжения конденсатор 9.2 разряжается и подает при этом второе напряжение, прикладываемое к первому контакту 4.1 коммутирующего элемента 4. Конденсатор 9.2 разряжается, соответственно, через коммутирующий элемент 4. При этом достигается замедление коммутации n-канального МОП-транзистора (MOSFET), поскольку он переключается, т.е. запирает электрический ток от контакта стока (Drain) к контакту истока (Source) лишь в том случае, когда напряжение на контакте затвора (Gate) опускается ниже порогового значения.
В этом варианте осуществления предпочтительно, чтобы между третьим выводом 3 и вторым резистором 9.1, то есть перед элементом 9 задержки, электрически был последовательно включен диод, запирающий электрический ток в направлении третьего вывода 3.
Что касается аккумуляторной батареи, то могут быть выбраны разные варианты осуществления аккумуляторного устройства, причем аккумуляторная батарея 5 может иметь разные номинальные напряжения, являющиеся специфическими для каждого прибора и не зависящими от бортового напряжения транспортного средства. В предпочтительных вариантах осуществления аккумуляторная батарея 5 имеет номинальное напряжение 3,6 В.
Схема, схематично изображенная на фиг. 2, по существу соответствует признакам схемы, показанной на фиг. 1a, с той лишь разницей, что первый резистор 6 и коммутирующий элемент 4 имеют соответствующие отдельные вторые выводы 2, а полярность аккумуляторной батареи 5 по сравнению с аккумуляторной батареей 5 на фиг. 1a является противоположной. Контур постоянного тока, то есть контур тока, подпитываемый от аккумуляторной батареи 5, функционально, а также электрически отделен от электроустановки транспортного средства.
На фиг. 3 также изображен вариант осуществления схемы, показанной на фиг. 1a, с той лишь разницей, что имеется отдельный зарядный элемент 10 с защитой 10.1 от глубокого разряда, электрически включенный параллельно аккумуляторной батарее 5. При этом зарядный элемент 10 имеет дополнительную линию 11 электрической связи 11 с узловой точкой между третьим выводом и первым контактом 4.1 - контактом затвора (Gate). Защита 10.1 от глубокого разряда образована вторым n-канальным МОП-транзистором (MOSFET), последовательно включенным между аккумуляторной батареей 5 и первым выводом 1, причем его контакт затвора (Gate) электрически соединен с аккумуляторной батареей 5. Когда напряжение аккумуляторной батареи 5 в батарейном режиме падает ниже значения, соответствующего пороговому значению для процесса коммутации n-канального МОП-транзистора (MOSFET), он запирает электрический ток 5 аккумуляторной батареи 5 в направлении потребителя 7 электроэнергии, так что аккумуляторная батарея 5 больше не разряжается. При повторном приложении первого напряжения к третьему выводу 3 аккумуляторная батарея 5 заряжается по дополнительной линии 11 электрической связи.
Схема зарядного элемента 10 в случае необходимости может быть дооборудована, например, путем замены повторно не заряжаемой аккумуляторной батарей на повторно заряжаемую, так что она впредь может заряжаться повторно.
Claims (16)
1. Аккумуляторное устройство для потребителей (7) электроэнергии в транспортном средстве для перевозки опасных грузов, содержащее
- аккумуляторную батарею (5), имеющую по меньшей мере один первый вывод (1), электрически соединенный с потребителем (7) электроэнергии,
- первый электрический резистор (6), электрически последовательно включенный с аккумуляторной батареей (5) и со вторым выводом (2), причем второй вывод (2) электрически соединен с потребителем (7) электроэнергии, и
- электрически параллельно включенный с первым электрическим резистором (6) и электрически соединенный с аккумуляторной батареей (5) коммутирующий элемент (4), управляемый таким образом, что прикладываемое к третьему выводу (3) первое напряжение, превышающее задаваемое значение, замыкает коммутирующий элемент (4), так что первый резистор (6) замыкается накоротко, и при приложенном первом напряжении, меньшем заданного значения, размыкает коммутирующий элемент (4), так что короткое замыкание устраняется,
- причем для задержки процесса коммутации коммутирующего элемента (4) предусмотрен элемент (9) задержки, электрически последовательно включенный между первым контактом (4.1) коммутирующего элемента (4) и третьим выводом (3) и выполненный таким образом, что он при прекращении подачи первого напряжения подает второе напряжение, которое прикладывается к первому контакту (4.1) и уменьшается после заданного времени.
2. Аккумуляторное устройство по п. 1, отличающееся тем, что коммутирующий элемент (4) является полупроводниковым коммутационным устройством, предпочтительно МОП-транзистором (MOSFET).
3. Аккумуляторное устройство по п. 2, отличающееся тем, что МОП-транзистор (MOSFET) выполнен в виде n-канального МОП-транзистора (MOSFET).
4. Аккумуляторное устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент задержки содержит резистивно-емкостное звено, в котором между третьим выводом (3) и первым контактом (4.1) электрически последовательно включен электрический резистор (9.1), а электрически параллельно первому контакту (4.1) включен электрический конденсатор (9.2).
5. Аккумуляторное устройство по п. 4, отличающееся тем, что диод, электрически последовательно включенный между третьим выводом (3) и элементом задержки, запирает электрический ток в направлении третьего вывода (3).
6. Аккумуляторное устройство по п. 1, отличающееся тем, что аккумуляторная батарея (5) является повторно заряжаемой аккумуляторной батареей.
7. Аккумуляторное устройство по п. 1, отличающееся тем, что к первому выводу (1) прикладывается первое напряжение, так что там через аккумуляторную батарею (5) протекает зарядный электрический ток, которым аккумуляторная батарея (5) электрически заряжается.
8. Аккумуляторное устройство по п. 1, отличающееся тем, что имеется отдельный зарядный элемент (10) с защитой (10.1) от глубокого разряда, электрически включенный параллельно аккумуляторной батарее (5).
9. Аккумуляторное устройство по п. 1, отличающееся тем, что аккумуляторная батарея (5), коммутирующий элемент (4) и первый резистор (6) установлены в одном корпусе, предпочтительно в литой пластиковой оболочке.
10. Аккумуляторное устройство по п. 9, отличающееся тем, что корпус имеет по меньшей мере по одному соответствующему наружному контактному элементу первого (1), второго (2) и третьего вывода (3).
11. Электросистема для транспортного средства для перевозки опасных грузов по меньшей мере с одним потребителем (7) электроэнергии, с источником (8) напряжения и с аккумуляторным устройством по одному из пп. 1-10, в которой по меньшей мере первый вывод (1) и второй вывод (2) электрически соединены с потребителем (7) электроэнергии, а третий вывод (3) электрически соединен с источником (8) напряжения.
12. Электросистема по п. 11, отличающаяся тем, что источником (8) напряжения является автомобильная аккумуляторная батарея и/или генератор.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102012215846.4 | 2012-09-06 | ||
| DE102012215846.4A DE102012215846A1 (de) | 2012-09-06 | 2012-09-06 | Batterieanordnung zum Betrieb elektrischer Verbraucher in einem Fahrzeug zur Gefahrgutbeförderung |
| PCT/EP2013/068049 WO2014037292A1 (de) | 2012-09-06 | 2013-09-02 | Batterieanordnung zum betrieb elektrischer verbraucher in einem fahrzeug zur gefahrgutbeförderung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015112306A RU2015112306A (ru) | 2016-10-27 |
| RU2652784C2 true RU2652784C2 (ru) | 2018-05-03 |
Family
ID=49111192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015112306A RU2652784C2 (ru) | 2012-09-06 | 2013-09-02 | Аккумуляторное устройство для эксплуатации потребителей электроэнергии в транспортном средстве для перевозки опасных грузов |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9650001B2 (ru) |
| EP (1) | EP2892751B1 (ru) |
| DE (1) | DE102012215846A1 (ru) |
| RU (1) | RU2652784C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014037292A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014211091A1 (de) * | 2014-06-11 | 2015-12-17 | Continental Automotive Gmbh | Antennenanordnung in einem Fahrzeug |
| CN109075593B (zh) * | 2017-12-20 | 2022-07-12 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 上电缓启动装置、电池组件、无人机以及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040095C1 (ru) * | 1993-05-07 | 1995-07-20 | Производственное объединение "Завод автотракторного электрооборудования им.А.М.Тарасова" | Способ регулирования напряжения в бортовой сети транспортного средства с генератором и буферной аккумуляторной батареей |
| DE19939987C1 (de) * | 1999-08-24 | 2001-01-18 | Ellenberger & Poensgen | Batterie-Trennvorrichtung |
| RU2245589C2 (ru) * | 1999-12-16 | 2005-01-27 | Спиннэйкер Семикондактор, Инк. | Устройство полевого моп-транзистора и способ его изготовления |
| EP1544050A1 (fr) * | 2003-12-19 | 2005-06-22 | Peugeot Citroen Automobiles S.A. | Système de controle de l'alimentation en énergie d'organes fonctionnels d'un réseau de bord de véhicule automobile |
| RU2293033C2 (ru) * | 2005-03-17 | 2007-02-10 | ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮРГУЭС) | Бортовая система электроснабжения транспортного средства |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63163612A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Toshiba Corp | 制御電源回路 |
| US5204992A (en) * | 1990-11-30 | 1993-04-20 | General Motors Corporation | Motor vehicle battery discharge load current control |
| DE4211578C1 (en) * | 1992-04-07 | 1993-04-29 | Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | Vehicle battery isolating circuit - has switch to isolate battery from generator, operable from engine compartment, and second switch near driver seat to remotely actuate first |
| DE19517742A1 (de) * | 1995-05-15 | 1996-11-21 | Holger Muenster | Elektrisches Gerät zur Lade- bzw. Entladesteuerung einer Doppelbatterieanlage |
| US6130813A (en) * | 1999-01-11 | 2000-10-10 | Dell U.S.A., L.P. | Protection circuit for electronic devices |
| US7918808B2 (en) * | 2000-09-20 | 2011-04-05 | Simmons John C | Assistive clothing |
| ITTO20020263A1 (it) * | 2002-03-25 | 2003-09-25 | Sila Holding Ind Spa | Circuito di interfaccia fra una sorgente di tensione continua ed un circuito di pilotaggio di un carico,particolarmente per l'impiego a bord |
| US7589500B2 (en) * | 2002-11-22 | 2009-09-15 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method and system for battery protection |
| US7166990B2 (en) * | 2003-05-12 | 2007-01-23 | Kare Hong Kong Limited | Battery low-voltage protecting device |
| US7952330B2 (en) * | 2005-04-20 | 2011-05-31 | Panasonic Corporation | Secondary battery protection circuit, battery pack and thermosensitive protection switch device |
| CN100367563C (zh) * | 2006-04-18 | 2008-02-06 | 南京视威电子有限公司 | 组合式锂离子电池装置 |
| JP4760723B2 (ja) * | 2006-11-20 | 2011-08-31 | トヨタ自動車株式会社 | 電源回路の制御装置 |
| US8922133B2 (en) * | 2009-04-24 | 2014-12-30 | Lutron Electronics Co., Inc. | Smart electronic switch for low-power loads |
| US8558712B2 (en) * | 2010-06-03 | 2013-10-15 | C&C Power, Inc. | Battery system and management method |
| EP2645527A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-02 | Samsung SDI Co., Ltd. | Battery pack |
-
2012
- 2012-09-06 DE DE102012215846.4A patent/DE102012215846A1/de not_active Ceased
-
2013
- 2013-09-02 WO PCT/EP2013/068049 patent/WO2014037292A1/de active Application Filing
- 2013-09-02 EP EP13756460.5A patent/EP2892751B1/de active Active
- 2013-09-02 US US14/426,060 patent/US9650001B2/en active Active
- 2013-09-02 RU RU2015112306A patent/RU2652784C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040095C1 (ru) * | 1993-05-07 | 1995-07-20 | Производственное объединение "Завод автотракторного электрооборудования им.А.М.Тарасова" | Способ регулирования напряжения в бортовой сети транспортного средства с генератором и буферной аккумуляторной батареей |
| DE19939987C1 (de) * | 1999-08-24 | 2001-01-18 | Ellenberger & Poensgen | Batterie-Trennvorrichtung |
| RU2245589C2 (ru) * | 1999-12-16 | 2005-01-27 | Спиннэйкер Семикондактор, Инк. | Устройство полевого моп-транзистора и способ его изготовления |
| EP1544050A1 (fr) * | 2003-12-19 | 2005-06-22 | Peugeot Citroen Automobiles S.A. | Système de controle de l'alimentation en énergie d'organes fonctionnels d'un réseau de bord de véhicule automobile |
| RU2293033C2 (ru) * | 2005-03-17 | 2007-02-10 | ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮРГУЭС) | Бортовая система электроснабжения транспортного средства |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2892751B1 (de) | 2017-04-19 |
| US20150232048A1 (en) | 2015-08-20 |
| US9650001B2 (en) | 2017-05-16 |
| EP2892751A1 (de) | 2015-07-15 |
| RU2015112306A (ru) | 2016-10-27 |
| DE102012215846A1 (de) | 2014-03-06 |
| WO2014037292A1 (de) | 2014-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10855100B2 (en) | Power supply control apparatus and battery unit | |
| JP6215221B2 (ja) | 車両用電源装置 | |
| JP6312597B2 (ja) | 車両用電源装置 | |
| US11050235B2 (en) | Switch control circuit and battery pack including the same | |
| CN107017441B (zh) | 蓄电池装置、车辆、记录介质及蓄电池装置管理方法 | |
| US9991783B2 (en) | Method and apparatus for discharging an energy store in a high-voltage power supply system | |
| US20200052346A1 (en) | Bms wake-up device, and bms and battery pack including same | |
| US9731610B2 (en) | Vehicle electric system, device for controlling a vehicle electric system, and vehicle with a device | |
| JP6155569B2 (ja) | 電源システム | |
| CN105270295B (zh) | 用于机动车辆的车载电气系统 | |
| KR101673822B1 (ko) | 친환경 차량의 릴레이 융착 검출 장치 및 그 방법 | |
| US20110234177A1 (en) | Power supply device having precharging function | |
| US20120025768A1 (en) | Power supply device having precharging circuit for charging capacitor | |
| KR20220157181A (ko) | 배터리 보호 장치 및 이를 포함하는 배터리 시스템 | |
| US20150314740A1 (en) | Method For The Controlled Connection Of A Plurality Of On-Board Power System Branches Of A Vehicle, Control Unit For Carrying Out The Method And On-Board Power System | |
| US11843274B2 (en) | Charge control apparatus for controlling charging of an energy storage device via purality of charging paths connected in parallel anssociated energy storage appartus, and an associated charging method | |
| KR102035033B1 (ko) | 전기 자동차용 파워 릴레이 어셈블리 및 파워 릴레이 어셈블리가 구비된 전기자동차용 에너지 시스템의 작동 방법 | |
| CN103347727B (zh) | 用于使高压电网中的蓄能器放电的设备和方法 | |
| CN109661330B (zh) | 车辆用蓄电装置 | |
| CN110178281B (zh) | 管理装置和蓄电系统 | |
| US20230202410A1 (en) | Method for securing in particular safety-relevant loads in a motor vehicle | |
| CN109070755B (zh) | 电池保护系统和方法 | |
| RU2652784C2 (ru) | Аккумуляторное устройство для эксплуатации потребителей электроэнергии в транспортном средстве для перевозки опасных грузов | |
| US9397652B2 (en) | Circuitry and method for operating such circuitry | |
| JP6541414B2 (ja) | 電源供給装置 |