RU2694647C1

RU2694647C1 - Device for heating accumulator battery of vehicle

Info

Publication number: RU2694647C1
Application number: RU2018129508A
Authority: RU
Inventors: Виталий Викторович Нечаев; Сергей Владимирович Яковлев; Петр Владимирович Дружинин; Александр Геннадьевич Картуков; Владимир Анатольевич Степанов; Евгений Геннадьевич Железняк; Владимир Александрович Беляев
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2019-07-16

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to devices used in operation of equipment in need of heating and maintaining temperature conditions, in particular, electrical equipment of vehicles. Proposed device comprises heat-insulated housing, heater, accumulator housing temperature sensor and control unit with its output connected to heater feed circuit. Device further includes radar absorbent plates made of radar absorbent materials capable of providing efficient absorption and conversion of radiation energy of electromagnetic waves into heat energy, electromagnetic radiator, in housing of which there is control unit, electric energy accumulator. Housing of electromagnetic radiator and radar absorbing plates are connected to heat insulated housing of device by assembly operations.

EFFECT: provides for heating of accumulator battery at long period of time of vehicle stay in conditions of low temperatures with turned-off engine, prevention of reduction of technical characteristics of accumulator battery, provision of reliable start-up of engine, simplification of connection circuit of device elements.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, используемым в области эксплуатации оборудования, нуждающегося в подогреве и поддержании температурного режима, в частности, электрооборудования транспортных средств, эксплуатируемых в особо тяжелых климатических условиях при крайне низких температурах окружающего воздуха, использующих в своем составе аккумуляторные батареи.The invention relates to devices used in the field of operation of equipment in need of heating and maintaining temperature, in particular, electrical equipment of vehicles operated in particularly difficult climatic conditions at extremely low ambient temperatures, using batteries in its composition.

Известно устройство для защиты аккумулятора транспортного средства от переохлаждения (патент RU №137774, МПК В60Н 1/00, опубликовано 27.02.2014 г., бюл. №6), содержащее теплоизолированный корпус, обогреватель, датчик температуры корпуса аккумулятора и блок управления, выход которого включен в цепь питания нагревателя, в блок управления введены таймер и ключ, датчик температуры корпуса аккумулятора через ключ подключен к управляющему входу таймера, выходы которого подключены к входу блока управления и к управляющему входу ключа, датчик температуры корпуса аккумулятора и обогреватель распределены по внутренней поверхности теплоизолированного корпуса.A device is known for protecting a vehicle battery from overcooling (patent RU No. 137774, MPK V60N 1/00, published 27.02.2014, Bulletin No. 6), containing a heat-insulated body, heater, temperature sensor of the battery case and a control unit whose output included in the heater power supply circuit; a timer and a key are entered into the control unit; the battery case temperature sensor is connected via a key to the control input of the timer, the outputs of which are connected to the input of the control unit and to the control input of the key, the temperature sensor to The battery and heater are distributed on the inner surface of the thermally insulated housing.

Недостатком данного устройства является использование блока питания, в качестве которого может быть использован внешний источник питания, или защищаемый аккумулятор, в результате чего процесс подогрева аккумуляторной батареи ограничен техническим состоянием данного блока питания, в качестве которого может быть использован внешний источник питания, или защищаемый аккумулятор, так как блок питания, в качестве которого может быть использован внешний источник питания, или защищаемый аккумулятор, не может постоянно отдавать энергию для защиты аккумулятора не получая ее и при продолжительном промежутке времени нахождения транспортного средства в условиях низких температур с неработающим двигателем в конечном итоге исключит подогрев аккумуляторной батареи, что отрицательно повлияет на технические характеристики аккумуляторной батареи (емкость аккумуляторной батареи уменьшается с понижением температуры, увеличивается вязкость электролита, понижается разрядное напряжение из-за ухудшения электролитической диссоциации и т.д.) и возможность надежного пуска двигателя, сложность схемы соединения элементов устройства.The disadvantage of this device is the use of a power supply, which can be used as an external power supply, or a protected battery, as a result of which the process of heating the battery is limited by the technical condition of this power supply, which can be an external power supply, or a protected battery, since the power supply, which can be used as an external power source, or a protected battery, can not constantly give energy for Battery protection without receiving it, and with a long period of time the vehicle stays in low temperatures with an engine inoperative will ultimately eliminate battery heating, which will adversely affect battery performance (battery capacity decreases with decreasing temperature, electrolyte viscosity increases, decreases discharge voltage due to deterioration of electrolytic dissociation, etc.) and the possibility of a reliable engine start, the complexity of the connection scheme of the elements of the device.

Технический результат направлен на исключение использования блока питания, в качестве которого может быть использован внешний источник питания, или защищаемый аккумулятор, обеспечение подогрева аккумуляторной батареи при продолжительном промежутке времени нахождения транспортного средства в условиях низких температур с неработающим двигателем, недопущение снижения технических характеристик аккумуляторной батареи, обеспечение надежного пуска двигателя, упрощение схемы соединения элементов устройства.The technical result is aimed at eliminating the use of a power supply unit, which can be used as an external power source, or a protected battery, ensuring the battery is heated for a long period of time the vehicle stays in low temperatures with the engine not working, preventing the battery performance from decreasing, ensuring reliable start-up of the engine, simplifying the connection scheme of the device elements.

Технический результат достигается тем, что из устройства, содержащего теплоизолированный корпус, обогреватель, датчик температуры корпуса аккумулятора и блок управления, выход которого включен в цепь питания нагревателя, в блок управления введены таймер и ключ, датчик температуры корпуса аккумулятора через ключ подключен к управляющему входу таймера, выходы которого подключены к входу блока управления и к управляющему входу ключа, датчик температуры корпуса аккумулятора и обогреватель распределены по внутренней поверхности теплоизолированного корпуса исключены обогреватель, таймер, ключ, дополнительно введены радиопоглощающие пластины, изготовленные из радиопоглощающих материалов, электромагнитный излучатель, в корпусе которого размещены блок управления, накопитель электроэнергии, причем и корпус электромагнитного излучателя и радиопоглощающие пластины соединены с теплоизолированным корпусом устройства сборочными операциями.The technical result is achieved in that a device containing a thermally insulated housing, a heater, a temperature sensor of the battery case and a control unit whose output is connected to the heater power supply circuit, a timer and a key are inserted into the control unit, the temperature sensor of the battery housing is connected to the timer control input The outputs of which are connected to the input of the control unit and to the control input of the key, the temperature sensor of the battery housing and the heater are distributed on the inner surface of the heat a heater, a timer, a key, radio absorbing plates made of radio absorbing materials, an electromagnetic radiator with a control unit, an electric power storage unit, and an electromagnetic radiator housing and radio absorbing plates connected to the thermally insulated body of the device by assembly operations.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство для подогрева аккумуляторной батареи транспортного средства содержащее теплоизолированный корпус аккумуляторной батареи, датчик температуры и блок управления отличается тем, что в теплоизолированном корпусе установлены датчик температуры корпуса аккумулятора и радиопоглощающие пластины, изготовленные из радиопоглощающих материалов, также устройство содержит электромагнитный излучатель, в корпусе которого размещены блок управления, накопитель электроэнергии, причем корпус электромагнитного излучателя и радиопоглощающие пластины соединены с теплоизолированным корпусом устройства сборочными операциями.Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device for heating the vehicle battery contains a thermally insulated battery case, a temperature sensor and a control unit characterized in that the thermally insulated case has a battery temperature sensor and radio-absorbing plates made of radio-absorbing materials; electromagnetic emitter, in the case of which the control unit is located, electric storage nergii, the housing radio-electromagnetic radiator and the plate are connected to insulated casing device assembly operations.

Введение дополнительных элементов исключит использование блока питания, в качестве которого может быть использован внешний источник питания, или защищаемый аккумулятор, обеспечит подогрев аккумуляторной батареи при продолжительном промежутке времени нахождения транспортного средства в условиях низких температур с неработающим двигателем, положительно повлияет на технические характеристики аккумуляторной батареи, возможность надежного пуска двигателя, исключение некоторых составляющих элементов позволит упростить схему соединения элементов устройства, а все указанное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию: «Существенные отличия».The introduction of additional elements will exclude the use of a power supply unit, which can be used as an external power source, or a protected battery, ensures the battery is heated for a long period of time the vehicle is in low temperatures with the engine not working, it will positively affect the technical characteristics of the battery, reliable start-up of the engine, the exclusion of certain components will simplify the connection scheme Nia elements of the device, and above all makes it possible to conclude that the claimed device the criterion of "significant differences".

Устройство поясняется чертежом, где представлена блок-схема предлагаемого устройства для подогрева аккумуляторной батареи транспортного средства.The device is illustrated in the drawing, which shows the block diagram of the proposed device for heating the vehicle battery.

Устройство для подогрева аккумуляторной батареи транспортного средства содержит датчик температуры корпуса 3 аккумуляторной батареи 4, теплоизолированный корпус 1 соединенный сборочными операциями с радиопоглощающими пластинами 2, изготовленными из радиопоглощающих материалов, а так же соединенный сборочными операциями с корпусом 8 электромагнитного излучателя 5, причем в корпусе 8 размещены блок управления 6 подключенный к датчику температуры корпуса 3 аккумуляторной батареи 4, накопитель электроэнергии 7, заряд которого осуществляется от генераторной установки 9 системы электроснабжения транспортного средства.The device for heating the vehicle battery contains a temperature sensor for the housing 3 of the battery 4, a heat-insulated housing 1 connected by assembly operations to radio-absorbing plates 2 made of radio-absorbing materials, and also connected by assembly operations to the housing 8 of an electromagnetic radiator 5, and in the case 8 there are the control unit 6 is connected to the temperature sensor of the housing 3 of the battery 4, the electric power storage device 7, which charges Xia from the generator set 9 of the vehicle power supply system.

Устройство для подогрева аккумуляторной батареи транспортного средства работает следующим образом: если температура корпуса аккумуляторной батареи выше минимально допустимой, т.е. уровень выходного сигнала датчика температуры 3 корпуса аккумуляторной батареи 4 выше порога срабатывания блока управления 6, подогрев корпуса аккумуляторной батареи 4 не осуществляется. При снижении температуры корпуса аккумуляторной батареи 4 понижается уровень выходного сигнала датчика температуры 3 корпуса аккумуляторной батареи 4. При достижении температуры корпуса аккумуляторной батареи 4 минимально допустимого значения уровень выходного сигнала датчика температуры 3 корпуса аккумуляторной батареи 4 становится ниже порога срабатывания блока управления 6, при этом блок управления 6 подаст сигнал и включит в работу электромагнитный излучатель 5, питание которого осуществляется от накопителя электроэнергии 7, который получает заряд электрической энергии от генераторной установки 9 системы электроснабжения. Электромагнитный излучатель 5 формирует электромагнитные волны высокой амплитуды, не способные причинить вред электронным устройствам транспортного средства, здоровью водителя и пассажиров, посылает направленные электромагнитные волны на радиопоглощающие пластины 2, соединенные с теплоизолированным корпусом 1 устройства сборочными операциями. При взаимодействии электромагнитных волн с радиопоглощающим материалом радиопоглощающих пластин 2 происходят одновременные процессы поглощения (обусловливающие тепловые потери), рассеяния (вследствие структурной и геометрической неоднородности материала) и интерференции (дифракции) электромагнитных волн, распространяясь в объеме этих материалов, электромагнитное излучение создает переменное электрическое поле, энергия которого преобразуется в тепловую энергию, предназначенную для подогрева корпуса аккумуляторной батареи 4. По достижению корпуса аккумуляторной батареи 4 достаточной температуры, уровень выходного сигнала датчика температуры 3 корпуса аккумуляторной батареи 4 станет выше порога срабатывания блока управления 6, при этом блок управления 6 подаст сигнал и выключит электромагнитный излучатель 5. Процесс подогрева аккумуляторной батареи цикличен, при охлаждении корпуса аккумуляторной батареи 4 процесс подогрева аккумуляторной батареи повторяется.The device for heating the vehicle battery works as follows: if the temperature of the battery case is higher than the minimum allowable temperature, i.e. the output level of the temperature sensor 3 of the battery housing 4 is higher than the response threshold of the control unit 6; the heating of the battery housing 4 is not performed. When the temperature of the case of the battery 4 decreases, the output level of the temperature sensor 3 of the case of the battery 4 decreases. When the temperature of the case of the battery 4 reaches the minimum permissible value, the output level of the temperature sensor 3 output of the case of battery 4 becomes lower than the response threshold of the control unit 6, while the unit control 6 will give a signal and put into operation an electromagnetic emitter 5, which is powered from the electricity storage device 7, which It receives a charge of electrical energy from the generator set 9 of the power supply system. Electromagnetic emitter 5 generates high amplitude electromagnetic waves that are not capable of causing harm to the electronic devices of the vehicle, the health of the driver and passengers, sends directional electromagnetic waves to the radio-absorbing plates 2 connected to the thermally insulated device body 1 by assembly operations. When electromagnetic waves interact with the radio absorbing material of the radio absorbing plates 2, simultaneous absorption processes occur (causing heat losses), scattering (due to structural and geometric heterogeneity of the material) and interference (diffraction) of electromagnetic waves, propagating in the bulk of these materials, electromagnetic radiation creates an alternating electric field, the energy of which is converted into thermal energy intended for heating the body of the battery 4. According to The temperature of the output of the temperature sensor 3 of the housing of the battery 4 will be higher than the response threshold of the control unit 6, while the control unit 6 will give a signal and turn off the electromagnetic emitter 5. The process of heating the battery is cyclical when the battery case is cooled 4 The process of heating the battery is repeated.

Так как процесс подогрева корпуса 4 аккумуляторной батареи происходит со всех сторон равномерно, управляется датчиком температуры 3 и блоком управления 6, перегрев в процессе работы исключается.Since the process of heating the battery case 4 occurs uniformly on all sides, is controlled by the temperature sensor 3 and the control unit 6, overheating during operation is excluded.

Таким образом, исключается использование блока питания, в качестве которого мог быть использован внешний источник питания, или защищаемый аккумулятор, обеспечивается подогрев аккумуляторной батареи при продолжительном промежутке времени нахождения транспортного средства в условиях низких температур с неработающим двигателем, что положительно повлияет на технические характеристики аккумуляторной батареи и возможность надежного пуска двигателя, упрощается схема соединения элементов устройства.Thus, the use of a power supply unit, which could be used as an external power source, or a protected battery, is prevented, the battery is heated for a long period of time the vehicle is in low temperatures with the engine off, which will positively affect the technical characteristics of the battery and the possibility of a reliable engine start, simplifies the wiring diagram of the elements of the device.

Claims

A device for heating a vehicle battery containing a heat-insulated battery case, a temperature sensor and a control unit, characterized in that the temperature-controlled battery case and radio-absorbing plates made of radio-absorbing materials are installed in the heat-insulated case, and the device contains an electromagnetic emitter placed the control unit, the electric power storage, with the case of the electromagnetic emitter and radio sensory plates are connected to the heat-insulated device case by assembly operations.