RU2672048C1 - Device for automatic heating of the battery in winter time - Google Patents
Device for automatic heating of the battery in winter time Download PDFInfo
- Publication number
- RU2672048C1 RU2672048C1 RU2017119785A RU2017119785A RU2672048C1 RU 2672048 C1 RU2672048 C1 RU 2672048C1 RU 2017119785 A RU2017119785 A RU 2017119785A RU 2017119785 A RU2017119785 A RU 2017119785A RU 2672048 C1 RU2672048 C1 RU 2672048C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- energy storage
- inductive energy
- keys
- storage device
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/615—Heating or keeping warm
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к области электротехники и может быть использовано в цепях внутреннего подогрева аккумуляторных батарей в зимнее время.The proposed device relates to the field of electrical engineering and can be used in the internal heating circuits of batteries in the winter.
Известно устройство для внутреннего подогрева аккумуляторных батарей при низких наружных температурах, содержащее в каждом аккумуляторе блок разноименных электродов с сепараторами и электрический нагревательный элемент, размещенный внутри каждого аккумулятора и подключенный к выводам своего аккумулятора через последовательно включенные контакты термореле и тиристор, управляющий электрод которого подключен к обмотке импульсного трансформатора, сердечник которого охватывает соединительную перемычку каждого аккумулятора со стороны его положительного вывода, а обмотка термореле подключена к выводам аккумулятора (Патент России №2398315, кл. Н01М 10/50, опубл. 27.08.2010 г.).A device is known for internal heating of storage batteries at low outside temperatures, containing in each battery a block of unlike electrodes with separators and an electric heating element located inside each battery and connected to the terminals of its battery through series-connected contacts of a thermal relay and a thyristor, the control electrode of which is connected to the winding pulse transformer, the core of which covers the jumper of each battery from the side us its positive terminal, and the thermostat winding is connected to the battery terminals (Russian Patent №2398315, cl.
Одним из существенных недостатков известного устройства является его относительная дороговизна из-за наличия нагревательного элемента, термореле, импульсного трансформатора с тиристором, значительных затрат на установку и монтаж элементов. Кроме того, использование нагревательного элемента связано с расходом электроэнергии порядка 8-10% по отношению к мощности аккумуляторов в батарее.One of the significant disadvantages of the known device is its relative high cost due to the presence of a heating element, a thermal relay, a pulse transformer with a thyristor, and significant costs for the installation and installation of elements. In addition, the use of a heating element is associated with an energy consumption of about 8-10% with respect to the capacity of the batteries in the battery.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для подогрева аккумуляторной батареи, содержащее блоки переключения, модуль управления переключением, демпфирующий элемент в виде резистора, схему накопления энергии, соединенную с аккумуляторной батареей и содержащую элемент накопления тока (индуктивный накопитель энергии) и элемент накопления заряда, и блок инверсии полярности (См. патент России №2528622,. Н01М 10/42, опубл. 20.09.2014 г.).Closest to the claimed technical solution is a device for heating the battery, comprising switching units, a switching control module, a damping element in the form of a resistor, an energy storage circuit connected to the battery and containing a current storage element (inductive energy storage) and a charge storage element, and a polarity inversion unit (See Russian patent No. 2528622,
Задачей предлагаемого технического решения является упрощение схемы устройства, уменьшение его стоимости, повышение экономичности и надежности функционирования.The objective of the proposed technical solution is to simplify the circuit of the device, reduce its cost, increase efficiency and reliability.
Решение данной технической задачи достигается тем, что известное устройство для автоматического подогрева аккумуляторной батареи, содержащее блок переключения, блок управления переключением, запитанный от аккумуляторной батареи индуктивный накопитель энергии, снабжено реле тока, связанным с минусовым зажимом аккумуляторной батареи и подключенным своим выходом к управляющему входу блока управления переключением, выполненного в виде широтно-импульсного (ШИМ) контроллера, с двумя выходами, каждый из которых через две пары согласующих элементов подключен к двум соответствующим входам блока переключения, содержащего две пары замыкающих ключей, одна из которых установлена в цепи прямого подключения индуктивного накопителя энергии к положительному зажиму аккумуляторной батареи, а другая пара замыкающих ключей установлена в цепи инверсного подключения индуктивного накопителя энергии к положительному зажиму аккумуляторной батареи, при этом управляющие входы замыкающих ключей соединены с соответствующими выходами согласующих элементов, а каждая пара упомянутых выше цепей прямого и инверсного подключения индуктивного накопителя энергии соединена между собой параллельно и подключена через упомянутое выше реле тока к минусовому зажиму аккумуляторной батареи.The solution to this technical problem is achieved by the fact that the known device for automatically heating the battery, comprising a switching unit, a switching control unit, an inductive energy storage device powered by a battery, is equipped with a current relay connected to the negative terminal of the battery and connected to the control input of the unit by its output switching control, made in the form of a pulse-width (PWM) controller, with two outputs, each of which through two pairs of matching elements is connected to two corresponding inputs of the switching unit containing two pairs of closing keys, one of which is installed in the direct connection circuit of the inductive energy storage unit to the positive terminal of the battery, and the other pair of closing keys is installed in the inverse connection circuit of the inductive energy storage unit to the positive terminal of the battery while the control inputs of the closing keys are connected to the corresponding outputs of the matching elements, and each pair of the above The direct and inverse circuits of the inductive energy storage are interconnected in parallel and connected through the aforementioned current relay to the negative terminal of the battery.
Данное устройство имеет простую схему, реализуемую на типовых стандартных элементах (ШИМ контроллер, драйверы, ключи, катушка индуктивности и т.д.), небольшую стоимость, является более надежным и экономичным в работе.This device has a simple circuit implemented on standard standard elements (PWM controller, drivers, keys, inductor, etc.), low cost, is more reliable and economical to use.
Сущность устройства поясняется фиг. 1, на которой изображена его блок-схема.The essence of the device is illustrated in FIG. 1, which shows its block diagram.
Устройство для автоматического подогрева аккумуляторной батареи в зимнее время состоит из блока управления переключением 1 с двумя выходами, первый выход которого подключен к согласующим элементам 2 и 4, а второй - к согласующим элементам 3 и 5, блока переключения 6, содержащего попарно работающие ключи 7, 8 и 9, 10, образующих соответственно цепи прямого и инверсного подключения индуктивного накопителя энергии 11, реле тока 12, один вход которого подключен к минусовому зажиму аккумуляторной батареи 13, а второй - к общей точке цепей прямого и инверсного подключения индуктивного накопителя энергии 11, при этом выход реле тока 12 соединен с управляющим входом блока управления переключения 1.A device for automatically heating the battery in winter time consists of a
Блок управления переключением 1 может быть выполнен в виде широтно-импульсного контроллера, а согласующие элементы 2-5 могут быть выполнены в виде драйверов.The switching
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При включении его в работу на выходе блока управления 1 и соответственно на выходах согласующих элементов 2-5 появляются управляющие сигналы заданной длительности, поступающие на управляющие входы замыкающих ключей 7-10, работающих попарно: сначала замыкаются ключи 7 и 8, установленные в цепи прямого подключения индуктивного накопителя энергии 11, а затем, после размыкания ключей 7 и 8, замыкаются ключи 9 и 10, установленные в цепи инверсного подключения индуктивного накопителя энергии 11. При замыкании ключей 7 и 8 на вход индуктивного накопителя энергии 11 подается кратковременно напряжение аккумуляторной батареи 13, длительность подачи которого определяется длительностью замыкания ключей, и через накопитель 11 начинает протекать ток, изменяющийся от нуля до максимального значения в момент размыкания ключей 7 и 8. При достижении зарядным током своего максимального значения на выходе реле тока 12, работающего в пороговом режиме, появляется сигнал, поступающий на вход блока управления переключением 1. В результате этого происходит размыкание ключей 7 и 8 и замыкание ключей 9 и 10 и начинается процесс разряда (возврата) накопленной в накопителе 11 энергии на аккумуляторную батарею 13. После перехода (разряда) энергии из накопителя 11 в аккумуляторную батарею 13 начинается вновь процесс накопления энергии в накопителе 11. Накопление энергии заканчивается после размыкания ключей 9 и 10. Каждая пара ключей не только рекуперирует энергию, но и накапливает ее в следующей последовательности: цикл накопления энергии через ключи 7 и 8; цикл рекуперации энергии через ключи 9 и 10; цикл накопления энергии через ключи 9 и 10; цикл рекуперации через ключи 7 и 8 и т.д.When it is turned on, the control signals of a given duration appear at the outputs of the
Индуктивный накопитель 11 в заряженном состоянии потребляет от аккумуляторной батареи мощность, компенсирующую только потери в активном сопротивлении индуктивного накопителя.The
Таким образом, подогрев аккумуляторной батареи 13 происходит как во время заряда накопителя 11, так и во время его разряда на батарею 13.Thus, the heating of the
Упрощение схемы устройства, уменьшение его стоимости и повышение экономичности и надежности и функционирования достигаются выполнением блока управления переключением в виде ШИМ контроллера, управляемого вновь введенным реле тока, работающим в пороговом режиме, а блока переключения - в виде двух пар управляемых замыкающих ключей, работающих попарно и образующих соответственно цепи прямого и инверсного подключения индуктивного накопителя энергии 11 к аккумуляторной батареи 13, подключенные через упомянутое реле тока к минусовому зажиму аккумуляторной батареи.Simplification of the device circuit, reducing its cost and increasing efficiency and reliability and functioning are achieved by performing a switching control unit in the form of a PWM controller controlled by a newly introduced current relay operating in a threshold mode, and a switching unit in the form of two pairs of controlled closing keys working in pairs and forming respectively the circuit of direct and inverse connection of the
Устройство осуществлено на основе серийно выпускаемых элементов и узлов (контроллер, полупроводниковые ключи, драйверы и т.п.).The device is implemented on the basis of commercially available elements and assemblies (controller, semiconductor switches, drivers, etc.).
Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволило существенно упростить его схему, повысить надежность и экономичность (в связи с отсутствием в схеме демпфирующего элемента (резистора) потеря активной мощности минимальна), уменьшить габариты и массу и в конечном счете снизить его стоимость.Using the proposed device in comparison with the prototype made it possible to significantly simplify its circuit, increase reliability and economy (due to the absence of a damping element (resistor) in the circuit, the loss of active power is minimal), reduce dimensions and weight, and ultimately reduce its cost.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017119785A RU2672048C1 (en) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Device for automatic heating of the battery in winter time |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017119785A RU2672048C1 (en) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Device for automatic heating of the battery in winter time |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2672048C1 true RU2672048C1 (en) | 2018-11-09 |
Family
ID=64103278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017119785A RU2672048C1 (en) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Device for automatic heating of the battery in winter time |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2672048C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6072301A (en) * | 1998-10-20 | 2000-06-06 | Chrysler Corporation | Efficient resonant self-heating battery electric circuit |
US6340879B1 (en) * | 1999-02-03 | 2002-01-22 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Device for reactivating an electric battery |
RU2398315C1 (en) * | 2009-03-11 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Транспорт" | Storage battery with automatic inner heating |
RU2528622C1 (en) * | 2010-07-30 | 2014-09-20 | ШЭНЬЧЖЭНЬ БИД АУТО Р энд Д КОМПАНИ ЛИМИТЕД | Accumulator battery heating circuit |
US9083196B2 (en) * | 2010-07-30 | 2015-07-14 | Byd Company Limited | Circuits and methods for heating batteries in parallel using resonance components in series |
US9160041B2 (en) * | 2010-07-30 | 2015-10-13 | Byd Company Limited | Battery heating circuits and methods using resonance components in series and bridging charge storage components |
US9431688B2 (en) * | 2010-05-21 | 2016-08-30 | GM Global Technology Operations LLC | Method for heating a high voltage vehicle battery |
-
2017
- 2017-10-12 RU RU2017119785A patent/RU2672048C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6072301A (en) * | 1998-10-20 | 2000-06-06 | Chrysler Corporation | Efficient resonant self-heating battery electric circuit |
US6340879B1 (en) * | 1999-02-03 | 2002-01-22 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Device for reactivating an electric battery |
RU2398315C1 (en) * | 2009-03-11 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Транспорт" | Storage battery with automatic inner heating |
US9431688B2 (en) * | 2010-05-21 | 2016-08-30 | GM Global Technology Operations LLC | Method for heating a high voltage vehicle battery |
RU2528622C1 (en) * | 2010-07-30 | 2014-09-20 | ШЭНЬЧЖЭНЬ БИД АУТО Р энд Д КОМПАНИ ЛИМИТЕД | Accumulator battery heating circuit |
US9083196B2 (en) * | 2010-07-30 | 2015-07-14 | Byd Company Limited | Circuits and methods for heating batteries in parallel using resonance components in series |
US9160041B2 (en) * | 2010-07-30 | 2015-10-13 | Byd Company Limited | Battery heating circuits and methods using resonance components in series and bridging charge storage components |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110116653B (en) | Driving system and driving circuit of electric automobile and heating method of battery of electric automobile | |
US11522370B2 (en) | Equalization circuit, a charging device and an energy storage device | |
EP2413454A1 (en) | Battery heating circuit | |
JP6353062B2 (en) | Electrochemical energy reservoir and method for equilibration | |
CN103066665A (en) | Active balancing circuit of power Li-ion battery module and balancing method thereof | |
US20180076644A1 (en) | Supercapacitor based energy storage device | |
CN103620911A (en) | Secondary battery charging control device and charging control method | |
CN205753523U (en) | Energy storage battery pack charging and discharging control and detection device | |
KR102215215B1 (en) | Device for temperature conditioning of a battery, battery unit and method for temperature conditioning of a battery | |
CN206471857U (en) | Electric vehicle motor controller active release electric control circuit and controller | |
CN210760284U (en) | Electric automobile driving system and driving circuit | |
JP5196650B2 (en) | Battery charge / discharge test equipment | |
CN106655409B (en) | Active equalization circuit and method for battery pack | |
EP4068561A1 (en) | Charging method and power conversion device | |
JP2015528267A (en) | Safety concept for batteries | |
WO2018086459A1 (en) | Method and circuit for equalizing charging/discharging of series battery pack, and direct-current isolated buck circuit | |
TWM484846U (en) | Active charge balancing system of lithium battery set | |
CN102983607A (en) | Precharge device for motor controller of electromobile | |
RU2672048C1 (en) | Device for automatic heating of the battery in winter time | |
CN112019013A (en) | High-power DCDC anti-impact reverse-connection-prevention slow starting circuit and control method | |
CN106655372A (en) | Active discharge control circuit of motor controller of electric vehicle and controller | |
CN116325426A (en) | Battery device, battery management system, and precharge method | |
CN108448185A (en) | Electrokinetic cell system | |
WO2016121315A1 (en) | Electricity storage device | |
TW201340439A (en) | Active balancer for active balancing of battery sets in series connection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191013 |