RU2768263C1 - Power supply device - Google Patents
Power supply device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768263C1 RU2768263C1 RU2021114283A RU2021114283A RU2768263C1 RU 2768263 C1 RU2768263 C1 RU 2768263C1 RU 2021114283 A RU2021114283 A RU 2021114283A RU 2021114283 A RU2021114283 A RU 2021114283A RU 2768263 C1 RU2768263 C1 RU 2768263C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- molecular
- molecular energy
- energy storage
- switch
- Prior art date
Links
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
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
-
- 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
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
-
- 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)
- Power Engineering (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
Изобретение относится к электротехнике, а именно - к источникам электроснабжения полевых подвижных объектов управления и связи (ППО УС), основу которых составляют свинцово-кислотные герметизированные аккумуляторные батареи, и может быть использовано для электроснабжения электронной аппаратуры различного назначения.SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, namely to power supply sources for field mobile control and communication objects (PPO US), which are based on lead-acid sealed batteries, and can be used to power electronic equipment for various purposes.
Существенным недостатком непосредственного использования аккумуляторных батарей является наличие «провалов» величины выходного напряжения при резком значительном увеличении нагрузки, например, при электростартерном запуске двигателей силовых установок, что оказывает отрицательно воздействие на других, ранее подключенных потребителей, вплоть до появления сбоев их работы.A significant disadvantage of the direct use of batteries is the presence of “dips” in the output voltage during a sharp significant increase in load, for example, during electric start of engines of power plants, which has a negative impact on other previously connected consumers, up to the appearance of failures in their operation.
Для исключения подобных «провалов» используется параллельное подключение к аккумуляторным батареям молекулярных накопителей энергии (суперконденсаторов), таких как, например, 10ЭК402-14,5, 10ЭК501-14,5, 10ЭК402-29, 20ЭК501-29 и т.п. [1].To avoid such “failures”, parallel connection of molecular energy storage devices (supercapacitors) to batteries is used, such as, for example, 10EK402-14.5, 10EK501-14.5, 10EK402-29, 20EK501-29, etc. [one].
Известна комбинированная энергоустановка, используемая на некоторых модификациях автомобилей многоцелевого назначения марки КАМАЗ, включающая группу стартерных аккумуляторных батарей (АКБ) и подключаемого параллельно ей без каких либо коммутационных аппаратов молекулярного накопителя (модуля 20ЭК501-29) [2]. Недостатком такой схемы применения молекулярного накопителя энергии является повышенный саморазряд аккумуляторной батареи АКБ за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя. Так, при длительных перерывах в использовании энергоустановки (более 10 суток) возможен полный разряд аккумуляторной батареи.A combined power plant is known, used on some modifications of multi-purpose vehicles of the KAMAZ brand, including a group of starter batteries (batteries) and a molecular storage device connected in parallel without any switching devices (module 20EK501-29) [2]. The disadvantage of this scheme of using a molecular energy storage device is the increased self-discharge of the storage battery due to the dielectric losses of the molecular storage device. So, with long interruptions in the use of the power plant (more than 10 days), a complete discharge of the battery is possible.
Если же на время длительного перерыва в использовании энергоустановки отключить от аккумуляторной батареи молекулярный накопитель энергии, то в момент их соединения друг с другом возможен бросок тока заряда молекулярного накопителя, обусловленный снижением напряжения молекулярного накопителя вследствие его саморазряда, что оказывает отрицательное влияние на состояние аккумуляторной батареи.If, however, during a long break in the use of the power plant, the molecular energy storage device is disconnected from the battery, then at the moment they are connected to each other, an inrush of the charge current of the molecular storage device is possible, due to a decrease in the voltage of the molecular storage device due to its self-discharge, which has a negative effect on the state of the battery.
Целью данного изобретения является исключение разряда аккумуляторной батареи за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя и ограничение тока заряда молекулярного накопителя, обусловленного снижением напряжения молекулярного накопителя вследствие его саморазряда.The purpose of this invention is to exclude the discharge of the storage battery due to the dielectric losses of the molecular storage device and to limit the charge current of the molecular storage device due to a decrease in the voltage of the molecular storage device due to its self-discharge.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство электроснабжения, содержащее параллельно соединенные друг с другом и подключенные к нагрузке аккумуляторную батарею и молекулярный накопитель энергии, дополнительно введены зарядный резистор, диод, выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии, при этом положительные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя энергии соединены между собой посредством зарядного резистора, параллельно которому подключен диод, причем плюсовым выводом диод подключен к положительному выводу молекулярного накопителя энергии, а отрицательным выводом подключен к положительному выводу аккумуляторной батареи, положительный вывод аккумуляторной батареи подключен к нагрузке, отрицательные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя соответственно через выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии соединены с корпусом («массой») ППОУС.This goal is achieved by the fact that a charging resistor, a diode, a battery switch and a switch of the molecular energy storage device are additionally introduced into the power supply device, which contains a battery and a molecular energy storage device connected in parallel to each other and connected to the load, while the positive terminals of the battery and of the molecular energy storage device are connected to each other by means of a charging resistor, in parallel to which a diode is connected, and the positive terminal of the diode is connected to the positive terminal of the molecular energy storage device, and the negative terminal is connected to the positive terminal of the battery, the positive terminal of the battery is connected to the load, the negative terminals of the battery and of the molecular storage device, respectively, through the switch of the battery and the switch of the molecular energy storage device are connected to the body ("mass") of the PPOUS.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием дополнительных элементов при соответствующем схемном решении.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is distinguished by the presence of additional elements with the appropriate circuit design.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критериям изобретения «новизна».Thus, the claimed device meets the criteria of the invention "novelty".
Сравнение заявляемого устройства с другими аналогичными решениями показывает, что наличие в подобных устройствах соединенных параллельно друг с другом аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя энергии известно.Comparison of the claimed device with other similar solutions shows that the presence in such devices connected in parallel with each other of a battery and a molecular energy storage device is known.
Однако, благодаря дополнительному введению в состав устройства электропитания зарядного резистора, диода, выключателя аккумуляторной батареи и выключателя молекулярного накопителя энергии, представляющих собой замкнутые в рабочем состоянии контакты, при этом положительный вывод аккумуляторной батареи подключен к нагрузке, положительные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя энергии соединены между собой посредством зарядного резистора, параллельно которому подключен диод, причем плюсовым выводом диод подключен к положительному выводу молекулярного накопителя энергии, а минусовым выводом подключен к положительному выводу аккумуляторной батареи, отрицательные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя соответственно через выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии соединены с «массой», появляются новые свойства заявляемого устройства, проявляющиеся в исключении разряда аккумуляторной батареи за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя и ограничении тока заряда молекулярного накопителя, обусловленного снижением напряжения молекулярного накопителя вследствие его саморазряда.However, due to the additional introduction of a charging resistor, a diode, a battery switch and a switch of the molecular energy storage device into the power supply device, which are contacts closed in the working state, while the positive terminal of the battery is connected to the load, the positive terminals of the battery and the molecular energy storage are connected between each other by means of a charging resistor, in parallel to which a diode is connected, and the positive terminal of the diode is connected to the positive terminal of the molecular energy storage device, and the negative terminal is connected to the positive terminal of the battery, the negative terminals of the battery and the molecular storage device, respectively, through the battery switch and the switch of the molecular energy storage device connected to the "mass", new properties of the proposed device appear, manifested in the exclusion of the discharge of the battery due to dielectric loss of the molecular storage and limitation of the charge current of the molecular storage due to a decrease in the voltage of the molecular storage due to its self-discharge.
Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».This allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences".
На фигуре изображена структурная схема заявляемого устройства электроснабжения, в состав которого входят:The figure shows a block diagram of the proposed power supply device, which includes:
1 - аккумуляторная батарея (АКБ),1 - rechargeable battery (battery),
2 - молекулярный накопитель энергии,2 - molecular energy storage,
3 - зарядный резистор,3 - charging resistor,
4 - диод;4 - diode;
5 - выключатель аккумуляторной батареи,5 - battery switch,
6 - выключатель молекулярного накопителя энергии.6 - switch of the molecular energy storage.
Элементы, входящие в состав устройства электроснабжения, соединены между собой следующим образом: положительные выводы аккумуляторной батареи 1 и молекулярного накопителя энергии 2 соединены между собой посредством зарядного резистора 3, параллельно которому подключен диод 4, причем плюсовым выводом диод 4 подключен к положительному выводу молекулярного накопителя энергии 2, а минусовым выводом подключен к положительному выводу аккумуляторной батареи 1, отрицательные выводы аккумуляторной батареи 1 и молекулярного накопителя энергии 2 соответственно через выключатель 5 аккумуляторной батареи и выключатель 6 молекулярного накопителя энергии соединены с корпусом ППОУС («массой»).The elements that make up the power supply device are interconnected as follows: the positive terminals of the
Работает устройство электроснабжения следующим образом.The power supply device works as follows.
Во время длительного перерыва в использовании выключатель 5 аккумуляторной батареи 1 и выключатель 6 молекулярного накопителя энергии 2 находятся в разомкнутом состоянии, вследствие чего отсутствует саморазряд аккумуляторной батареи 1 как за счет внешних устройств - потребителей электроэнергии (нагрузки), так и диэлектрических потерь молекулярного накопителя 2. Но в это время за счет саморазряда происходит уменьшение напряжения молекулярного накопителя электроэнергии 2.During a long break in use, the
Для завершения перерыва в использовании устройства электропитания осуществляется включение выключателя 5 аккумуляторной батареи 1 и выключателя 6 молекулярного накопителя энергии 2, благодаря чему аккумуляторная батарея 1 и молекулярный накопитель энергии 2 соединяются параллельно друг с другом и подключаются к нагрузке. Если в этот момент напряжение на выводах молекулярного накопителя энергии 2 вследствие его саморазряда окажется меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи 1, то появляется ток заряда от аккумуляторной батареи 1 к молекулярному накопителю энергии 2, величина которого ограничивается величиной сопротивления зарядного резистора 3, исключая тем самым появление «броска» тока заряда.To complete the interruption in the use of the power supply device, the
При уравнивании величин напряжения аккумуляторной батареи 1 и молекулярного накопителя энергии 2 величина тока заряда становится равной нулю. Молекулярный накопитель энергии 2 заряжен и устройство электроснабжения находится в работоспособном состоянии.When equalizing the voltage values of the
Если в процессе работы устройства при увеличении нагрузки выходное напряжение аккумуляторной батареи 1 окажется меньше напряжения на выводах молекулярного накопителя энергии 2, то появляется ток разряда молекулярного накопителя энергии 2, который через открытый диод 4 параллельно зарядному резистору 3 поступит к нагрузке, поддерживая тем самым аккумуляторную батарею 1.If during operation of the device with an increase in load, the output voltage of the
По мере разряда молекулярного накопителя энергии 2 осуществляется его подпитка от аккумуляторной батареи 1 через зарядный резистор 3.As the molecular
Техническим результатом заявляемого технического устройства является исключение во время перерыва в работе разряда аккумуляторной батареи за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя энергии и ограничение тока заряда молекулярного накопителя, снижающего отрицательное влияние на состояние аккумуляторной батареи.The technical result of the proposed technical device is the exclusion during a break in the battery discharge due to dielectric losses of the molecular energy storage device and limiting the charge current of the molecular storage device, which reduces the negative impact on the state of the battery.
Следовательно, можно сделать вывод, что цель, поставленная перед данным изобретением - исключение разряда аккумуляторной батареи за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя энергии и ограничение тока заряда молекулярного накопителя энергии, обусловленного снижением напряжения молекулярного накопителя энергии вследствие его саморазряда, - достигнута.Therefore, it can be concluded that the goal set for this invention - the exclusion of the discharge of the battery due to the dielectric losses of the molecular energy storage device and the limitation of the charge current of the molecular energy storage device, due to the decrease in the voltage of the molecular energy storage device due to its self-discharge - has been achieved.
К достоинствам предложенного устройства электроснабжения относится простота его реализации, основанная на использовании широко известных и применяемых электронных элементов и составных частей.The advantages of the proposed power supply device include the simplicity of its implementation, based on the use of widely known and used electronic elements and components.
Предложенное устройство электроснабжения может найти применение при создании высоконадежных устройств электроснабжения полевых подвижных объектов управления и связи.The proposed power supply device can be used in the creation of highly reliable power supply devices for field mobile control and communication objects.
Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного устройства электроснабжения, заключается в существенном повышении надежности функционирования и увеличении срока эксплуатации построенных на его основе устройств электроснабжения постоянным током.The technical and economic effect due to the use of the proposed power supply device consists in a significant increase in the reliability of operation and an increase in the service life of direct current power supply devices built on its basis.
Количественная величина ожидаемого технико-экономического эффекта от использования предложенного устройства электроснабжения зависит в первую очередь от области его применения и конкретных вариантов исполнения, - ее определение возможно только после его практической реализации.The quantitative value of the expected technical and economic effect from the use of the proposed power supply device depends primarily on the scope of its application and specific implementation options - its determination is possible only after its practical implementation.
Источники информацииSources of information
1. Модули конденсаторные электрохимические 10ЭК501-14,5; 10ЭК402-14,5; 20ЭК501-29; 20ЭК402-29. Технические условия1. Electrochemical capacitor modules 10EK501-14.5; 10EK402-14.5; 20EK501-29; 20EK402-29. Specifications
ТУ 3414-071-04707044-2015, АО «Энергия», Елец, 2015 г.TU 3414-071-04707044-2015, Energia JSC, Yelets, 2015
2. Руководство по устройству, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту 4350-3902002РЭ. ОАО «КАМАЗ», Набережные Челны, 2006 г.2. Manual for the device, operation, maintenance and repair 4350-3902002RE. OJSC KAMAZ, Naberezhnye Chelny, 2006
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114283A RU2768263C1 (en) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | Power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114283A RU2768263C1 (en) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | Power supply device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768263C1 true RU2768263C1 (en) | 2022-03-23 |
Family
ID=80819816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021114283A RU2768263C1 (en) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | Power supply device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768263C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7969121B2 (en) * | 2005-02-02 | 2011-06-28 | Cap-Xx Limited | Power supply that uses a supercapacitive device |
US8446046B2 (en) * | 2008-10-03 | 2013-05-21 | Access Business Group International Llc | Power system |
RU2666523C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-09-10 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | Uninterrupted power supply source for on-board equipment |
RU2733651C1 (en) * | 2020-02-25 | 2020-10-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации | Uninterruptible power supply unit |
-
2021
- 2021-05-20 RU RU2021114283A patent/RU2768263C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7969121B2 (en) * | 2005-02-02 | 2011-06-28 | Cap-Xx Limited | Power supply that uses a supercapacitive device |
US8446046B2 (en) * | 2008-10-03 | 2013-05-21 | Access Business Group International Llc | Power system |
RU2666523C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-09-10 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | Uninterrupted power supply source for on-board equipment |
RU2733651C1 (en) * | 2020-02-25 | 2020-10-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации | Uninterruptible power supply unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106329692B (en) | A kind of car emergency startup power supply and its start control method | |
CA2718516C (en) | Leadless starting accumulator battery, processing method and its use, particularly for combustion engines and motor vehicles | |
CN101826745B (en) | Lithium ion power battery lossless charger | |
CN109347173B (en) | Battery pack balance control circuit and method based on switched capacitor | |
CN103036256A (en) | Transformer scan chain type storage battery equalizing circuit and method | |
RU2768263C1 (en) | Power supply device | |
CN103036257A (en) | Equalizing circuit and method for single inductance type storage battery group | |
CN205185889U (en) | Vehicle starting power device based on lithium ion capacitor | |
CN103208836A (en) | Outdoor solar lithium battery energy storage device | |
CN102263432A (en) | Gush-surplus lithium battery storage battery | |
CN111181224A (en) | Charging system for multi-section series battery pack and charging method thereof | |
CN214626473U (en) | Prevent hungry dead self-starting photovoltaic power | |
CN104882742A (en) | Intelligent charging socket | |
CN201956703U (en) | Novel lithium battery management system | |
CN203660568U (en) | Parallel charging circuit and protection circuit of lead-acid series storage battery group | |
CN100547877C (en) | The automatic stop function control circuit of positive and negative combined pulse charge machine | |
CN207382007U (en) | A kind of new high current rechargeable lithium battery protection board circuit | |
CN105634102A (en) | Power supply device for starting automobile and starting control method for power supply device | |
CN201069797Y (en) | 9V lithium ion battery | |
CN206077042U (en) | A kind of car emergency startup power supply | |
KR20080043114A (en) | Unit for preventing overcharge of electric energy storage device and apparatus having the same | |
CN203119563U (en) | Household direct-current energy storage equipment for photovoltaic lithium batteries | |
CN219659458U (en) | Battery rapid voltage equalization circuit and electronic equipment | |
CN202634019U (en) | Mine storage battery charge-discharge monitoring system | |
CN201608546U (en) | Power supply component |