RU2699920C1 - Thermoelectric battery - Google Patents
Thermoelectric battery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699920C1 RU2699920C1 RU2018113015A RU2018113015A RU2699920C1 RU 2699920 C1 RU2699920 C1 RU 2699920C1 RU 2018113015 A RU2018113015 A RU 2018113015A RU 2018113015 A RU2018113015 A RU 2018113015A RU 2699920 C1 RU2699920 C1 RU 2699920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- series
- battery
- semiconductor
- thermoelements
- pos
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при построении термоэлектрических батарей.The invention relates to energy and can be used in the construction of thermoelectric batteries.
Описанным устройством для соединения полупроводниковых термоэлементов в батарею с использованием параллельно соединенных термоэлементов (US 3775218 A, H01L 36/16, 27.11.1973 реферат) является устройство в котором на общем основании батареи (поз. 1) термоэлементы соединяются между собой с помощью отдельных соединительных металлических подложек (мостиков), которые отделяются друг от друга полиамидным слоем (RU 2075138 С1, Н01L 35/30, 10.03.199 описание) (поз. 2)., а также (Г.С. Генсберг «Элементарный учебник физики», стр. 190,) (Фиг. 1).The described device for connecting semiconductor thermoelements to a battery using parallel-connected thermocouples (US 3775218 A, H01L 36/16, 11/27/1973 abstract) is a device in which, on a common base of the battery (item 1), the thermocouples are interconnected using separate connecting metal substrates (bridges), which are separated from each other by a polyamide layer (RU 2075138 C1, H01L 35/30, 03/10/199 description) (item 2)., as well as (G. G. Gensberg “Elementary textbook of physics”, p. 190,) (Fig. 1).
Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является расширения арсенала технический средств.The technical problem solved by the present invention is the expansion of the arsenal of technical means.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ В СТАТИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ.DESCRIPTION OF THE STRUCTURE IN STATIC CONDITION.
На цельном металлическом основании любой геометрической формы (поз. 6) с помощью существующих технологий размещены полупроводниковые стержни (термоэлементы, поз. 3). При этом на свободной площади цельного металлического основания отдельно размещается дополнительная батарея, состоящая из последовательно-соединенных термоэлементов (поз. 11). На местах соединения полупроводниковых стержней с металлом образуются спаи (поз. 9). Термоэлементы в батарее с последовательно - соединенными элементами соединяются между собой с помощью металлических мостиков, которые изолированы от общего металлического основания (поз. 12). Первые концы полупроводниковых стержней (термоэлементов, поз. 3) соединены между собой на цельном металлическом основании и одновременно с контактами электронного реле №1 (поз. 15), вторые концы полупроводниковых стержней (термоэлементов) через полупроводниковые ключи (поз. 7) соединены с катушками индуктивности (поз. 17) расположенными на сердечнике трансформатора (поз. 19). Все первые концы катушек индуктивности соединены между собой и одновременно с контактами электронного реле №1 (поз. 15). Вторые концы катушек индуктивности соединены через полупроводниковые ключи (поз. 7) с полупроводниковыми стержнями (термоэлементами, поз. 3). Первый конец дополнительной батареи термоэлементов с последовательно соединенными термоэлементами (поз. 11) через полупроводниковый ключ (поз. 7) соединяется с первым концом отдельной катушки индуктивности (поз. 14), расположенной на металлическом сердечнике трансформатора (поз. 19), второй конец дополнительной батареи с последовательно соединенными термоэлементами соединяется с контактами электронного реле №2 (поз. 16). Отдельная катушка индуктивности (поз. 14) вторым концом соединяется с контактами электронного реле №2 (поз. 16). В схеме задействованы два устройства - БУ (блоки управления, поз. 18), которые вырабатывают синхронные импульсы для управления электронными реле №1 и №2 (поз. 16 и поз. 15). Для осуществления электропитания данных устройств используется существующая дополнительная батарея термоэлементов с последовательно-соединенными термоэлементами (поз. 11).Semiconductor rods (thermocouples, pos. 3) are placed on a solid metal base of any geometric shape (pos. 6) using existing technologies. At the same time, an additional battery consisting of series-connected thermocouples (pos. 11) is separately placed on the free area of a solid metal base. At the junctions of the semiconductor rods with the metal, junctions are formed (pos. 9). Thermoelements in a battery with series-connected elements are interconnected using metal bridges that are isolated from a common metal base (item 12). The first ends of the semiconductor rods (thermocouples, pos. 3) are interconnected on a solid metal base and simultaneously with the contacts of the electronic relay No. 1 (pos. 15), the second ends of the semiconductor rods (thermocouples) through semiconductor switches (pos. 7) are connected to the coils inductance (pos. 17) located on the core of the transformer (pos. 19). All the first ends of the inductance coils are interconnected and simultaneously with the contacts of the electronic relay No. 1 (pos. 15). The second ends of the inductors are connected via semiconductor switches (pos. 7) to semiconductor rods (thermocouples, pos. 3). The first end of the additional thermoelement battery with thermocouples connected in series (pos. 11) is connected via a semiconductor key (pos. 7) to the first end of a separate inductance coil (pos. 14) located on the metal core of the transformer (pos. 19), the second end of the additional battery connected in series with thermocouples connected to the contacts of electronic relay No. 2 (pos. 16). A separate inductance coil (pos. 14) by the second end is connected to the contacts of electronic relay No. 2 (pos. 16). Two devices are involved in the circuit - control units (control units, pos. 18), which produce synchronous pulses for controlling electronic relays No. 1 and No. 2 (pos. 16 and pos. 15). To provide power to these devices, an existing additional battery of thermocouples with series-connected thermocouples is used (pos. 11).
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ КОНСТРУКЦИИ.DESCRIPTION OF THE DESIGN OPERATION.
При повышении температуры нагревателя (поз. 8) возникает разность температур «горячего» и «холодного» спаев. Возникает Э.д.с. каждого термоэлемента (поз. 3 и поз. 11). При этом открываются полупроводниковые ключи (поз. 7). От дополнительной батареи из последовательно соединенных термоэлементов (поз. 11) подается напряжение на устройства управления (поз. 18), которые вырабатывая синхронные импульсы с заданной частотой (например, 50 Гц) управляют электронными реле №1 и №2 (поз. 15 и поз. 16). С заданной частотой синхронно начинают открываться (закрываться) электронные реле №1 и №2. В результате в катушках индуктивности трансформатора (поз. 17 и поз. 14) появляется ток пилообразной формы, который изменяя магнитный поток через проводящий контур (катушки индуктивности) способствует появлению напряжения пилообразной формы в выходной обмотке трансформатора (поз. 13) (Г.С. Лансберг, «Элементарный учебник физики», Т2. Электричество и магнетизм. М.; ФИЗМАЛИТ, 2008, стр. 325). Согласно принципу суперпозиции, если магнитное поле создано несколькими проводниками с током, то вектор магнитной индукции в какой-либо точке этого поля равен векторной сумме магнитных индукций, созданных в этой точке каждым током в отдельности (И.Е. Тамм «Основы теории электричества», Москва, Наука, 1966, стр. 549-553). Следовательно все токи в катушках индуктивности и отдельной катушке индуктивности трансформатора (первичная обмотка трансформатора, поз. 14 и поз. 17) складываются и индуцируют э.д.с. во вторичной обмотке трансформатора. При этом номинал напряжения выходной обмотки трансформатора (поз. 13) пропорционален количеству витков этой обмотки, а отношение напряжений на зажимах обмоток трансформатора (первичной и вторичной) при холостом ходе приблизительно равно отношению индуцированных в них э.д.с. (Г.С. Лансберг «Элементарный учебник физики», Т2, Электричество и магнетизм. М,; ФИЗМАЛИТ, 2008, стр. 397-398).With an increase in the temperature of the heater (pos. 8), a temperature difference between the “hot” and “cold” junctions occurs. There is an emf each thermocouple (item 3 and item 11). This opens the semiconductor switches (pos. 7). From an additional battery from a series-connected thermoelements (pos. 11), voltage is supplied to the control devices (pos. 18), which generate synchronous pulses with a given frequency (for example, 50 Hz) to control electronic relays No. 1 and No. 2 (pos. 15 and pos. . 16). With a given frequency, electronic relays No. 1 and No. 2 synchronously begin to open (close). As a result, a sawtooth current appears in the transformer inductor coils (pos. 17 and pos. 14), which, changing the magnetic flux through the conductive circuit (inductance coils), contributes to the appearance of a sawtooth voltage in the transformer output winding (pos. 13) (G.S. Lansberg, "Elementary textbook of physics", T2. Electricity and magnetism. M .; FIZMALIT, 2008, p. 325). According to the principle of superposition, if a magnetic field is created by several conductors with current, then the vector of magnetic induction at any point of this field is equal to the vector sum of the magnetic inductions created at this point by each current separately (I.E. Tamm "Fundamentals of the theory of electricity", Moscow, Nauka, 1966, pp. 549-553). Therefore, all the currents in the inductors and the individual transformer inductance coil (primary transformer winding, pos. 14 and pos. 17) add up and induce an emf. in the secondary winding of the transformer. In this case, the voltage rating of the transformer output winding (pos. 13) is proportional to the number of turns of this winding, and the ratio of voltages at the terminals of the transformer windings (primary and secondary) at idle is approximately equal to the ratio of the emf induced in them. (G. Lansberg “Elementary textbook of physics”, T2, Electricity and magnetism. M,; FIZMALIT, 2008, pp. 397-398).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Графически чертежи представлены в виде четырех фигур: фигура 1, фигура 2, фигура 3, фигура 4.Graphically, the drawings are presented in the form of four figures: figure 1, figure 2, figure 3, figure 4.
Фигура 1 состоит:Figure 1 consists of:
- позиция 1 - общее основание батареи термоэлементов;- position 1 - the common base of the battery of thermocouples;
- позиция 2 - соединительный металлический мостик;- position 2 - connecting metal bridge;
- позиция 3 - полупроводниковый стержень (типа 1);- position 3 - semiconductor rod (type 1);
- позиция 4 - полупроводниковый стержень (типа 2);- position 4 - semiconductor rod (type 2);
- позиция 5 - сопротивление нагрузки.- position 5 - load resistance.
Фигура 2 состоит:Figure 2 consists of:
- позиция 3 - полупроводниковый стержень (термоэлемент, тип 1);- position 3 - semiconductor rod (thermocouple, type 1);
- позиция 5 - сопротивление нагрузки;- position 5 - load resistance;
- позиция 6 - металлическое основание;- position 6 - metal base;
- позиция 7 - полупроводниковые ключи (диоды);- position 7 - semiconductor switches (diodes);
Фигура 3 состоит:Figure 3 consists of:
- позиция 3 - полупроводниковые стержни (тип 1);- position 3 - semiconductor rods (type 1);
- позиция 5 - сопротивление нагрузки;- position 5 - load resistance;
- позиция 6 - цельное металлическое основание;- position 6 - solid metal base;
- позиция 7 - полупроводниковые ключи (диоды);- position 7 - semiconductor switches (diodes);
- позиция 8 - нагревательный элемент;- position 8 - heating element;
- позиция 9 - спай;- position 9 - junction;
- позиция 10 - общая электрическая шина;- position 10 - common electric bus;
- позиция 11 - батарея с последовательно - соединенными термоэлементами;- position 11 - battery with series - connected thermocouples;
- позиция 12 - металлические мостики.- position 12 - metal bridges.
Фигура 4 состоит:Figure 4 consists of:
- позиция 3 - полупроводниковые стержни (тип 1);- position 3 - semiconductor rods (type 1);
- позиция 7 - полупроводниковые ключи (диоды);- position 7 - semiconductor switches (diodes);
- позиция 11 - батарея с последовательно- соединенными термоэлементами;- position 11 - battery with series-connected thermocouples;
- позиция 13 - выходная обмотка трансформатора;- position 13 - output winding of the transformer;
- позиция 14 - отдельная катушка индуктивности трансформатора;- position 14 - a separate transformer inductance coil;
- позиция 15 - электронное реле №1;- position 15 - electronic relay No. 1;
- позиция 16 - электронное реле №2;- position 16 - electronic relay No. 2;
- позиция 17- катушки индуктивности трансформатора;- position 17 - transformer inductance coil;
- позиция 18 - блоки управления электронными реле;- position 18 - electronic relay control units;
- позиция 19 - сердечник трансформатора.- position 19 - transformer core.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018113015A RU2699920C1 (en) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | Thermoelectric battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018113015A RU2699920C1 (en) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | Thermoelectric battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2699920C1 true RU2699920C1 (en) | 2019-09-11 |
Family
ID=67989523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018113015A RU2699920C1 (en) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | Thermoelectric battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2699920C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114374026A (en) * | 2022-01-06 | 2022-04-19 | 阿尔特汽车技术股份有限公司 | Method and system for regulating temperature of battery pack and vehicle |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU258660A1 (en) * | ||||
SU18357A1 (en) * | 1929-11-02 | 1930-10-31 | Б.В. Костин | Thermoelectric battery |
RU2003747C1 (en) * | 1991-07-08 | 1993-11-30 | Ивановский научно-исследовательский экспериментально-конструкторский машиностроительный институт | Method and device for regeneration of heat of waste in finishing textile machines |
US5288336A (en) * | 1988-11-18 | 1994-02-22 | Dr. Harold Aspden | Thermoelectric energy conversion |
US6150601A (en) * | 1998-04-28 | 2000-11-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for generating electric power downhole |
WO2002015289A2 (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-21 | Genergy Varmaraf Ehf. | A thermoelectric electron extractor for thermoelectric power generation |
UA52773C2 (en) * | 2000-03-28 | 2003-01-15 | Анатолій Семенович Жагров | Method for measuring temperature |
US8658881B2 (en) * | 2006-11-22 | 2014-02-25 | Kan K. Cheng | Resonant thermoelectric generator |
JP2015002576A (en) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | 株式会社東芝 | Transformation system and transformer station |
US20170057654A1 (en) * | 2015-09-02 | 2017-03-02 | Mohamed Ahmed Abdelhalim Elnahhas | Thermopile Generator for Airplanes and Other Applications |
RU2632995C1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-10-11 | Дончук Иван Эрнстович | Device for connecting semiconductor thermoelements in battery |
-
2018
- 2018-04-11 RU RU2018113015A patent/RU2699920C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU258660A1 (en) * | ||||
SU18357A1 (en) * | 1929-11-02 | 1930-10-31 | Б.В. Костин | Thermoelectric battery |
US5288336A (en) * | 1988-11-18 | 1994-02-22 | Dr. Harold Aspden | Thermoelectric energy conversion |
RU2003747C1 (en) * | 1991-07-08 | 1993-11-30 | Ивановский научно-исследовательский экспериментально-конструкторский машиностроительный институт | Method and device for regeneration of heat of waste in finishing textile machines |
US6150601A (en) * | 1998-04-28 | 2000-11-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for generating electric power downhole |
UA52773C2 (en) * | 2000-03-28 | 2003-01-15 | Анатолій Семенович Жагров | Method for measuring temperature |
WO2002015289A2 (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-21 | Genergy Varmaraf Ehf. | A thermoelectric electron extractor for thermoelectric power generation |
US8658881B2 (en) * | 2006-11-22 | 2014-02-25 | Kan K. Cheng | Resonant thermoelectric generator |
JP2015002576A (en) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | 株式会社東芝 | Transformation system and transformer station |
US20170057654A1 (en) * | 2015-09-02 | 2017-03-02 | Mohamed Ahmed Abdelhalim Elnahhas | Thermopile Generator for Airplanes and Other Applications |
RU2632995C1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-10-11 | Дончук Иван Эрнстович | Device for connecting semiconductor thermoelements in battery |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114374026A (en) * | 2022-01-06 | 2022-04-19 | 阿尔特汽车技术股份有限公司 | Method and system for regulating temperature of battery pack and vehicle |
CN114374026B (en) * | 2022-01-06 | 2024-05-14 | 阿尔特汽车技术股份有限公司 | Temperature adjustment method and system for battery pack and vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mogorovic et al. | 100 kW, 10 kHz medium-frequency transformer design optimization and experimental verification | |
Geng et al. | Maximising the current output from a self-switching kA-class rectifier flux pump | |
Choi et al. | Characteristic analysis of a sample HTS magnet for design of a 300 kW HTS DC induction furnace | |
MX2008013414A (en) | Electricity generating apparatus utilizing a single magnetic flux path. | |
RU2699920C1 (en) | Thermoelectric battery | |
CN105793935B (en) | For reducing the apparatus and method of the unidirectional flux component in the iron core of transformer | |
Boys et al. | Pick-up transformer for ICPT applications | |
Gawith et al. | HTS transformer–rectifier flux pump optimization | |
Cavallucci et al. | Quench in a pancake coil wound with REBCO Roebel cable: Model and validation | |
Quach et al. | Electrical and thermal analyses of a second generation high temperature superconducting magnet with vanadium III oxide and Kapton polyimide film insulation materials under an over-pulse current | |
JPWO2013035148A1 (en) | Thermoelectric conversion element and thermoelectric conversion module using the same | |
Ahn et al. | Novel design of the structure of a non-inductive superconducting coil | |
US3356924A (en) | Cryogenic pumped rectifier systems | |
Ko et al. | Analysis on current limiting characteristics according to the influence of the magnetic flux for SFCL with two magnetic paths | |
Liu et al. | FE-based modeling of single-phase distribution transformers with winding short circuit faults | |
Lallart et al. | Analysis of thermal energy harvesting using ferromagnetic materials | |
Sakhno et al. | Analysis of power consumption of high frequency resistance spot welding systems | |
RU2632995C1 (en) | Device for connecting semiconductor thermoelements in battery | |
Abdolkhani et al. | A contactless slipring system by means of axially travelling magnetic field | |
Kim et al. | Study of magnetomotive force control type superconducting magnet using BSCCO HTS wire | |
US3405292A (en) | Magnetic flux path switching device wherein superconductive substances are utilized | |
US1972112A (en) | Slow reactor or circuit controller | |
Mikerov | From history of Electrical Engineering III: Electromagnetism discovery and its fundamental laws in the first half of 19-th century | |
Fabbri et al. | Temperature dependent equivalent circuit of a magnetic-shield type SFCL | |
Atomura et al. | Homogeneous current distribution experiment in a multi-laminated HTS tape conductor for a double-pancake coil of SMES |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200412 |