SK13798A3

SK13798A3 - Method and device for supplying electrical energy, and apparatus provided with such a device

Info

Publication number: SK13798A3
Application number: SK137-98A
Authority: SK
Inventors: Robbert J Oliemuller; Albertus Butter; Michael J G Bartels
Original assignee: Bartoli Nv
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1999-01-11
Also published as: SK283961B6; ATE232658T1; CN1078398C; PL324640A1; DE69626206D1; PL182729B1; AU6631996A; CA2227597A1; CA2227597C; WO1997005685A1; DK0842558T3; DE69626206T2; CZ294874B6; ES2188771T3; CN1192298A; JPH11510679A; EP0842558B1; EP0842558A1; PT842558E; CZ18298A3

Description

Pri spôsobe privádzania elektrickej energie do elektrického spotrebiča používajúcom súpravu zdrojov jednosmerného prúdu spôsobilých na nabíjanie a vybíjanie, * sú v prvom kroku všetky zdroje (32, 34, 36) jednosmerného prúdu súpravy nabité, v druhom kroku je prj vý zo súpravy zdrojov jednosmerného prdu pripojený k . spotrebiču (38) na privádzanie elektrickej energie doň, ' po vopred určenom čase je spojenie medzi prvým zdrojom jednosmerného prúdu a spotrebičom prerušené. Obidva predchádzajúce kroky sa opakujú pre každý nasledujúci zdroj jednosmerného prúdu a tri predchádzajúce kroky sa opakujú a počas nich zdroj jednosmerného prúdu pripojený k spotrebiču nabíja cez nabíjací prístroj (40) aspoň jeden z iných zdrojov jednosmerného prúdu, čo sa vykonáva tak, že každý zdroj jednosmerného prúdu súpravy zdrojov jednosmerného prúdu prejde cyklom vybíjanie/nabíjanie.

m-98

SPÔSOB PRIVÁDZANIA ELEKTRICKEJ ENERGIE DO SPOTREBIČA A ZARIADENIE NA VYKONÁVANIE TOHTO SPÔSOBU

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu privádzania elektrickej energie do spotrebiča sadou zdrojov jednosmerného prúdu spôsobilých na nabíjanie a vybíjanie. Vynález sa ďalej týka zariadenia na vykonávanie spôsobu definovaného vyššie obsahujúceho sadu zdrojov jednosmerného prúdu spôsobilých na nabíjanie a vybíjanie.

Doterajší stav techniky

Zdroje jednosmerného prúdu spôsobilé na nabíjanie a vybíjanie sú všeobecne známe, napríklad na použitie v prípadoch, kedy spotrebič musí byť schopný pracovať nezávisle od verejnej striedavej elektrickej siete, napríklad pre napájanie prenosných zariadení a prístrojov, elektrických vozidiel alebo núdzových energetických zariadení. Uvažované elektrické spotrebiče sú v niektorých prípadoch napájané priamo jednosmerným prúdom, avšak nepriame napájanie po premene jednosmerného prúdu na jednofázový alebo viacfázový elektrický prúd je rovnako možné.

Pred použitím zdroja alebo zdrojov jednosmerného prúdu je alebo sú nabíjané z verejnej siete, iných generátorových inštalácií, slnečných článkov, veterných turbín alebo podobne. Energia potom sa môže vyvíjať v zdrojoch jednosmerného prúdu alebo keď sú tieto úplne alebo čiastočne vyčerpané, načo použitie zdrojov jednosmerného prúdu musí byť prerušené kvôli opätovnému nabitiu.

Ťažkosti so zvyčajným použitím zdrojov jednosmerného prúdu spôsobilých na nabíjanie a vybíjanie ako články NiCd, batérie na báze lítia alebo podobne spočívajú v obmedzenom množstve energie, ktorú môže zdroj dodávať, keď sa vychádza z úplne nabitého stavu v danej perióde času, predtým ako nemôžu byť ďalej použité a musia byť znova nabité. Užitočná životnosť zdrojov - doba, po ktorú môže zdroj dodávať energiu jednosmerného prúdu - je preto obmedzená. Okrem toho nabíjanie zdroja spotrebuje energiu a čas a všeobecne vyžaduje manipuláciu ako pripojenie zdroja cez nabíjací obvod k inému zdroju energie, ako je verejná elektrická sieť. To je

868/B opakovaná procedúra. Dlhšie doby životnosti pre zariadenie napájané jednosmerným prúdom sú v skutočnosti možné iba pripojením množstva zdrojov jednosmerného prúdu paralelne alebo rýchlym nahradením úplne alebo čiastočne vybitých zdrojov jednosmerného prúdu inými, úplne nabitými zdrojmi jednosmerného prúdu. To je tiež opakovaná procedúra a vedie k zvýšeniu objemu, hmotnosti a nákladov pri tomto použití elektriny, pričom zväčšenie objemu a hmotnosti je veľmi nevhodné hlavne pre prenosné zariadenia a elektrické vozidlá.

Úlohou predloženého vynálezu je podstatne predĺžiť užitočnú životnosť sady zdrojov jednosmerného prúdu spôsobilých na nabíjanie a vybíjanie, bez zvýšenia objemu a/alebo hmotnosti úmerne pre tento účel. Výsledkom by mala byť nezávislosť zdrojov jednosmerného prúdu od iných zdrojov energie, ako je verejná sieť, iné inštalácie generátorov, slnečné články, veterné turbíny a podobne.

Podstata vynálezu

Vynález rieši úlohu tým, že vytvára spôsob privádzania elektrickej energie do spotrebiča zo sady zdrojov jednosmerného prúdu spôsobilých na nabíjanie a vybíjanie, ktorého podstata spočíva v tom, že obsahuje kroky:

a) nabitia všetkých zdrojov jednosmerného prúdu sady,

b) pripojenie prvého zdroja jednosmerného prúdu sady k spotrebiču kvôli privedeniu elektrickej energie do spotrebiča, v priebehu ktorého času sa prvý zdroj jednosmerného prúdu čiastočne vybije,

c) po vopred určenom čase prerušenie spojenia medzi prvým zdrojom jednosmerného prúdu a spotrebičom,

d) opakovanie krokov (b) a (c) pre každý ďalší zdroj jednosmerného prúdu sady zdrojov jednosmerného prúdu,

e) opakovanie krokov (b), (c) a (d), zdroj jednosmerného prúdu pripojený k spotrebiču nabíja cez nabíjací prístroj aspoň jeden z iných zdrojov jednosmerného prúdu, čo sa vykonáva tak, že každý zdroj jednosmerného prúdu sady zdrojov jednosmerného prúdu prejde cyklom vybíjanie/nabíjanie.

868/B

Kvôli zaisteniu plynulého privádzania energie do elektrického spotrebiča sa spojenie medzi zdrojom jednosmerného prúdu a spotrebičom prerušuje iba po vytvorení spojenia medzi nasledujúcim zdrojom jednosmerného prúdu a spotrebičom.

Spôsob podľa vynálezu sa prednostne vykonáva tak, že pre každý zdroj jednosmerného prúdu je súčet doby vybíjania a doby nabíjania menší ako trvanie cyklu vybíjanie/nabíjanie. Cyklus vybíjanie/nabíjanie má takto periódu času, v ktorej je zdroj jednosmerného prúdu v pokoji, to znamená, že nedodáva žiadnu energiu a tiež žiadnu energiu neprijíma. Zdroj jednosmerného prúdu sa tak udržiava v optimálnych podmienkach.

Kvôli umožneniu, aby každý zdroj jednosmerného prúdu po jeho vybití počas pripojenia k spotrebiču bol opätovne nabitý, je doba nabitia pre každý zdroj jednosmerného prúdu prednostne dlhšia ako doba vybitia.

Pre sadu m zdrojov jednosmerného prúdu a cyklus vybíjanie/nabíjanie s dĺžkou n sekúnd je každý zdroj jednosmerného prúdu prednostne pripojený k spotrebiču po dobu najmenej n/m sekúnd. To sa všeobecne týka prípadov, kde sú použité zhodné zdroje jednosmerného prúdu. Ak sú zdroje jednosmerného prúdu navzájom rôzne, môžu byť pripojené k spotrebiču po periódu času buď dlhšiu alebo kratšiu ako n/m sekúnd.

Vynález ďalej vytvára zariadenie na vykonávanie spôsobu definovaného vyššie na privádzanie elektrickej energie do spotrebiča, obsahujúce sadu m zdrojov jednosmerného prúdu spôsobilých na nabíjanie a vybíjanie, ktorého podstata spočíva v tom, že obsahuje vybíjací spínač na prerušenie spojenia medzi prvým až m-tým zdrojom jednosmerného prúdu a spotrebičom, nabíjací spínač na zopnutie a prerušenie m zdrojov jednosmerného prúdu s vložením nabíjacieho prístroja a riadiacu jednotku na riadenie vybíjacieho spínača tak, že sa postupne:

a) prvý zo sady zdrojov jednosmerného prúdu pripojí k spotrebiču na privádzanie elektrickej energie do spotrebiča, pričom počas tejto doby sa prvý zdroj jednosmerného prúdu čiastočne vybije,

b) po vopred určenej dobe sa spojenie medzi prvým zdrojom jednosmerného

868/B prúdu a spotrebičom preruší,

c) kroky (a) a (b) sa opakujú pre každý ďalší zdroj jednosmerného prúdu sady zdrojov jednosmerného prúdu a

d) kroky (a), (b) a (c) sa opakujú, zdroj jednosmerného prúdu pripojený k spotrebiču nabíja cez nabíjací prístroj aspoň jeden z iných zdrojov jednosmerného prúdu, čo sa vykonáva tak, že každý zdroj jednosmerného prúdu sady zdrojov jednosmerného prúdu prejde cyklom vybíjanie/nabíjanie.

V prednostnom vyhotovení vynálezu zdroj jednosmerného prúdu pozostáva z akumulátora, napríklad NiCd akumulátora. Akumulátor je prednostne ovládaný v rozsahu kapacity nad 100 % kvôli dosiahnutiu obzvlášť dlhej užitočnej životnosti sady zdrojov jednosmerného prúdu v súhlase s predloženým vynálezom.

Pre sadu m zdrojov jednosmerného prúdu najviac m - 1 zdrojov jednosmerného prúdu môžu byť kondenzátor.

V prvom prednostnom vyhotovení nabíjací prístroj obsahuje kombináciu motora a generátora poháňaného motorom. V druhom prednostnom vyhotovení vynálezu nabíjací prístroj obsahuje menič jednosmerného prúdu na jednosmerný prúd, ktorý môže byť opatrený vloženým stupňom striedavého napätia na napájanie spotrebiča na striedavý prúd. Prístroj, ktorý môže byť opatrený zariadením podľa vynálezu, obsahuje napríklad počítače, prenosnú komunikačnú súpravu, hodinky a hodiny, lekárske prístroje pre implantáciu a iné priemyselné a domáce aplikácie, ako rádio a televíziu, video a audio súpravy, pracie, sušiace, ohrievacie a chladiace prístroje, kuchynské stroje, ale taktiež i dvojkolesové alebo viackolesové elektrické vozidlá, atď.

Vynález je ďalej podrobne vysvetlený s prihliadnutím k pripojeným výkresom.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je znázornený na výkresoch, kde obr. 1a znázorňuje obvod na napájanie elektrického spotrebiča z dvoch zdrojov jednosmerného prúdu,

868/B obr. 1b znázorňuje schematicky sled spínania spínačov znázornených na obr. 1a, obr. 2a znázorňuje obvod na napájanie elektrického spotrebiča troma zdrojmi jednosmerného prúdu, obr. 2b schematicky znázorňuje sled spínania spínačov znázornených na obr. 2a, obr. 2c znázorňuje na rozdiel od obr. 2b sled spínania spínačov znázornených na obr. 2a, obr. 2d znázorňuje alternatívu k obvodu podľa obr. 2a, a obr. 3 znázorňuje krivku nabíjanie/vybíjanie zdroja jednosmerného prúdu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1a znázorňuje elektrický obvod, ktorý obsahuje prvý zdroj 2 jednosmerného prúdu, druhý zdroj 4 jednosmerného prúdu, elektrický spotrebič 6 a nabíjací prístroj 8. Z dôvodu jednoduchosti sú na obr. 1a znázornené elektrické konektory medzi vyššie uvedenými zložkami a v ďalších obrázkoch jednoduchými spojitými čiarami. Každá zložka má kladný a záporný vývoj. Schéma zobrazená na obr. 1a môže byť vysvetlená tak, že obsahuje iba elektrické spoje medzi kladnými vývodmi zložiek, zatiaľ čo záporné vývody (neznázornené) sú pripojené k sebe navzájom. Miesto, kde sú vykonané spoje medzi navzájom sa krížiacimi vodičmi, je označené bodkou v bode kríženia. Neprítomnosť bodky v bode kríženia vodičov teda oznamuje, že tam nie je žiadne spojenie. Na obr. 1a meče byť zdroj 2 prvého jednosmerného prúdu pripojený k spotrebiču 6 spínačom 1-1. Druhý zdroj 4 jednosmerného prúdu môže byť pripojený k spotrebiču 6 spínačom 1-2. Prvý zdroj 2_ jednosmerného prúdu je pripojený paralelne so spínačom 1 -1 k spínačom 1 - 3 a 1 - 5, ktoré sú pripojené k vstupnej strane 10, prípadne k výstupnej strane 12 nabíjacieho prístroja 8. Druhý zdroj 4 jednosmerného prúdu je pripojený paralelne so spínačom 1-2 k spínačom 1 - 4 a 1-6, ktoré sú pripojené k vstupnej strane 10, prípadne k výstupnej strane 12 nabíjacieho prístroja 8.

<»

868/B

Vypnutý alebo zapnutý stav spínačov 1 - 1 až 1-6 je riadený riadiacim prístrojom 13 (nie je podrobne znázornený), symbolicky znázorneným na obr. 1b. Prstencovitý pás pripojený kruhmi 14 a 15 predstavuje pracovné stavy prvého zdroja 2 jednosmerného prúdu. Prstencovitý pás pripojený kruhmi 15 a 16 predstavuje pracovné stavy druhého zdroja 4 jednosmerného prúdu. Pracovné stavy sú vymedzené segmentom prstencovitého pásu, ktorý je v každom okamihu času t preťatý prerušovanou časovou čiarou 18 rovnomerne sa otáčajúcou okolo stredu sústredných kruhov 14 - 16. Je jasné, že stavy zdrojov 2 a 4 jednosmerného prúdu sa cyklicky menia. Šikmo šrafovaný segment pásu tu označuje, že zdroj jednosmerného prúdu sa práve vybíja, to znamená, že dodáva energiu, zatiaľ čo vodorovne šrafovaný segment pásu označuje, že zdroj jednosmerného prúdu je nabíjaný, to znamená, že prijíma energiu. Segment, ktorý nie je šrafovaný v niektorom z obidvoch pásov, oznamuje, že zdroj jednosmerného prúdu je v pokoji, to znamená, že nebol vybitý ani nabitý. Tento spôsob šrafovania alebo nešrafovania je zachovaný v ďalších obrázkoch.

V priebehu času segmentu 20 je spínač 1 - 1 zopnutý, takže spotrebič 6 je napájaný prvým zdrojom 2 jednosmerného prúdu. V priebehu času segmentu 22 je spínač 1-2 zopnutý, takže spotrebič 6 je napájaný z druhého zdroja 4 jednosmerného prúdu. Z obr. 1b je zrejmé, že zopnutiu spínača 1 - 2 predchádza vypnutie spínača 1 - 1 a že zopnutiu spínača 1-1 predchádza vypnutie spínača 1_3 2, takže sa zaistí plynulý prívod energie do spotrebiča 6. To však nie je nutné pre všetky typy spotrebiča 6. Spotrebič 6 je napríklad vykurovací prvok a ak časová konštanta ohrevu je (značne) väčšia ako čas cyklu vybíjanie/nabíjanie zdrojov jednosmerného prúdu, čas vybíjania zdrojov jednosmerného prúdu môže byť skrátený, takže segmenty 20 a 22 sa neprekrývajú. Počas dĺžky času segmentu 24 sú spínače 1-3 a 1-6 zopnuté, takže druhý zdroj 4 jednosmerného prúdu je nabíjaný cez nabíjací prístroj 8 prvým zdrojom 2 jednosmerného prúdu. Naopak, počas dĺžky času segmentu 26 sú spínače 1 -4 a 1 - 5 zopnuté, takže druhý zdroj 4 jednosmerného prúdu nabíja prvý zdroj 2 jednosmerného prúdu cez nabíjací prístroj

8. V dĺžke času segmentov 28 a 30 zdroje 2 a 4 jednosmerného prúdu sú v pokoji. Nedávajú žiadnu energiu a tiež žiadnu energiu neprijímajú.

<»

868/B

Z obr. 1b je možné zistiť, že zdroje 2 a 4 jednosmerného prúdu prechádzajú každý cyklom obsahujúcim sled vybíjania, nabíjania, pokoja, vybíjania, nabíjania, pokoja, vybíjania, ..., atď. Počas časového úseku, v ktorom prvý zdroj 2 jednosmerného prúdu napája spotrebič 6, prvý zdroj 2 jednosmerného prúdu podobne nabíja druhý zdroj 4 jednosmerného prúdu cez nabíjací prístroj 8. Naopak, druhý zdroj 4 jednosmerného prúdu nabíja prvý zdroj 2 jednosmerného prúdu cez nabíjací prístroj 8 v priebehu časového úseku, v ktorom druhý zdroj 4 jednosmerného prúdu napája spotrebič 6. V závislosti od typu zdroja jednosmerného prúdu nie je však nutné pre periódu pokoja sledovať počas cyklu po vybití a nabití niektorý zdroj jednosmerného prúdu.

Trvanie cyklu zahrňujúceho vybíjanie, nabíjanie a voliteľne pokoj, môže byť prispôsobené typu zdroja jednosmerného prúdu a povahe spotrebiča.

Segmenty 24 a 26 oznamujú, že počas časového intervalu im zodpovedajúceho sú zapnuté spínače 1-3 a 1-6, prípadne spínače 1 - 4 a 1 - 5. To nemusí znamenať, že nabíjací prístroj 8 mení zdroj 4 alebo 2 jednosmerného prúdu, ktorý je pripojený k nabíjaciemu prístroju 8, počas celého časového intervalu segmentov 24 a 26. To je závislé od požiadaviek nabitia zdroja jednosmerného prúdu. Dĺžka doby segmentov 24 a 26 je v každom prípade tak dlhá, aby nastalo úplné nabitie. Na tomto základe môžu spínače 1 - 3 a 1 - 6 v podstate tiež zostať zopnuté počas doby segmentu 30, za predpokladu, že počas kombinovanej dĺžky doby segmentov 24 a 30 nastane úplné nabitie druhého zdroja 4 jednosmerného prúdu. Podobné úvahy platia pre segmenty 26 a 28, a pre prvý zdroj 2 jednosmerného prúdu. Potom nie je naďalej potrebné riadiť napájanie spotrebiča 6 pomocou oddelených spínačov 1 - 1 a 1-2. Spínače 1 - 1 a 1 - 2 môžu byť v tomto prípade vynechané a spotrebič 6 môže byť tiež pripojený paralelne k nabíjaciemu prístroju 8, napríklad spôsobom znázorneným prerušovanou čiarou na obrázku pre spotrebič 6a.

Nabíjací prístroj 8 môže byť vytvorený ako generátor poháňaný elektrickým motorom, avšak môže tiež byť statický a je opatrený riadiacou jednotkou, takže zdroj jednosmerného prúdu, ku ktorému je nabíjací prístroj 8 pripojený, dostáva presne požadované množstvo náboja.

868/B

Obr. 2a znázorňuje obvod obsahujúci zdroje 32, 34 a 36 jednosmerného prúdu, ktoré môžu napájať elektrický spotrebič 38 a v ktorých každý zdroj 32, 34 alebo 36 jednosmerného prúdu môže súčasne nabíjať jede i alebo dva iné zdroje jednosmerného prúdu cez nabíjací prístroj 40. Spotrebič 38 môže byť pripojený, pod riadením riadiacej jednotky 39, paralelnými spínačmi 2-1, 2- 2 a 2-3 k zdrojom 32, 34 a 36 jednosmerného prúdu, zatiaľ čo nabíjanie zdrojov 32, 34 a 36 jednosmerného prúdu je vykonávané obvodom obsahujúcim spínače 2 - 4, 2-5, 2 6, 2-7, 2-8a2-9.

Obr. 2b znázorňuje medzi kruhmi 41 a 42 pás, ktorý súvisí s pracovnými stavmi zdroja 32 jednosmerného prúdu, medzi kruhmi 42 a 43 pás, ktorý súvisí s pracovnými stavmi zdroja 34 jednosmerného prúdu a medzi kruhmi 43 a 44 pás, ktorý súvisí s pracovnými stavmi zdroja 36 jednosmerného prúdu. Schéma podľa obr. 2b môže byť interpretovaná rovnakým spôsobom ako schéma podľa obr. 1b. V priebehu času vymedzeného segmentom 46 je spínač 2-1 zopnutý, takže zdroj 32 jednosmerného prúdu napája spotrebič 38. Počas dĺžky času segmentu 48 je napájanie spotrebiča 38 vykonávané zdrojom 34 jednosmerného prúdu, pričom spínač 2-2 je zopnutý. Napájanie spotrebiča 38 je potom vykonávané zdrojom 36 jednosmerného prúdu počas dĺžky času segmentu 50, pričom spínač 2-3 je zopnutý. Segmenty 46, 48 a 50 sa navzájom prekrývajú, takže sa zaistí neprerušené napájanie spotrebiča 38. Vybitie zdroja 32 jednosmerného prúdu v dĺžke času segmentu 46 je nasledované nabitím zdroja 32 jednosmerného prúdu v dĺžke času segmentu 52, pričom počas tohto času je spínač 2-7 zopnutý. Z obr. 2b je zrejmé, že časť nabitia je vykonávaná zdrojom 34 jednosmerného prúdu cez zopnutý spínač

2-5 a ďalšia časť je vykonaná zdrojom 36 jednosmerného prúdu cez zopnutý spínač 2-6. Podobne je nabitie zdroja 34 jednosmerného prúdu vykonané počas časti dĺžky času požadovanej pre tento účel v súhlase so segmentom 54 vykonaný zdrojom 36 jednosmerného prúdu cez zopnutý spínač 2-6 a počas nasledujúcej časti dĺžky času je vykonaný zdrojom 32 jednosmerného prúdu cez zopnutý spínač 2 - 4. Nabitie zdroja 36 jednosmerného prúdu sa vykoná počas dĺžky času segmentu 56, v priebehu ktorého je spínač 2-9 zopnutý, zdroj 32 jednosmerného prúdu nabíja cez zopnutý spínač 2-4 a zdroj 34 jednosmerného prúdu potom nabíja cez zopnutý spínač 2-5. Kvôli ochrane zdrojov 32, 34 a 36 jednosmerného prúdu môže byť

868/B každá perióda vybíjania a nabíjania nasledovaná pokojnou periódou, ktorá je označená segmentmi 58. 60 a 62.

Spínače 1-1 až 1-6 znázornené na obr. 1a a spínače 2-1 až 2-9 znázornené na obr. 2a môžu byť vo forme mechanických spínačov alebo polovodičových spínačov, ako sú tyristory alebo tranzistory, v závislosti od kmitočtu a presnosti spínania a od spínaného výkonu. Riadiaca jednotka 13 na obr. 1a a riadiaca jednotka 39 na obr. 2a sú prispôsobené typu spínača, ktorý má byť riadený. V prípade mechanických spínačov môžu byť použité napríklad otáčavé valčeky opatrené vačkami na ovládanie spínačov a v prípade elektronických spínačov môžu byť použité logické riadiace obvody ako Programmable Logic Controller (PLC) na riadenie spínačov.

Kvôli zamedzeniu nepochopenia interpretácie obr. 2b vzhľadom k obr. 2a, sled a trvanie spínania spínačov 2 - 1 až 2-9 znázornených na obr. 2a sú uvedené v alternatívnom spôsobe na obr. 2c. Cyklus spínania spínačov 2 - 1 až 2-9 je znázornený odhora dole na obr. 2c, vysoká úroveň predstavuje zopnutý stav spínača a nízka úroveň predstavuje otvorený stav spínača. Vo vodorovnom smere sú znázornené dva úplné cykly, každý s časovým trvaním T s okamihom spustenia to a s okamihmi času t_u + T a to + 2T zodpovedajú polohe prerušovanej časovej čiary 1j8 znázornenej na obr. 2b.

Obvod podľa obr. 2d sa podstatne odlišuje od obvodu znázorneného na obr. 2a iba použitím individuálnych nabíjacích prístrojov 40a, 40b a 40c pre príslušné zdroje 32, 34 a 36 jednosmerného prúdu namiesto spoločného nabíjacieho prístroja 40 v obvode podľa obr. 2a. Pri použití jednotlivých nabíjacích prístrojov 40a, 40b a 40c pre nabíjanie zdrojov 32, 34 a 36 jednosmerného prúdu by sa mohlo použiť deväť spínačov 2-10 až 2-18. Zdroj 32 jednosmerného prúdu bude teda schopný zopnutím spínačov 2-11 a 2-13 nabiť zdroj 34 jednosmerného prúdu cez nabíjací prístroj 40a. Kvôli nabíjaniu zdroja 32 jednosmerného prúdu zdrojom 34 jednosmerného prúdu pomocou nabíjacieho prístroja 40 sú spínače 2-14 a 2-10 zopnuté, zatiaľ čo pre nabíjanie zdroja 36 jednosmerného prúdu zdrojom 34 jednosmerného prúdu sú spínače 2-14 a 2-18 zopnuté. Kvôli nabitiu zdroja 32 jednosmerného prúdu pomocou zdroja 36 jednosmerného prúdu cez nabíjací prístroj $

868/B

40c musia byť spínače 2- 17 a 2-12 zopnuté a kvôli nabitiu zdroja 34 jednosmerného prúdu zdrojom 36 jednosmerného prúdu sú spínače 2 - 17 a 2 - 15 zopnuté. Pre úplný obvod znázornený na obr. 2a môže byť vykonaná presne rovnaká činnosť, ktorá bola vyššie vysvetlená vo vzťahu k obr. 2a a obr. 2b.

Maximum jedného zo zdrojov 2 a 4 jednosmerného prúdu na obr. 1a a maximum dvoch zo zdrojov 32, 34 a 36 jednosmerného prúdu na obr. 2a alebo obr. 2d môžu pozostávať z kondenzátora, zatiaľ čo minimum jedného zo zdrojov jednosmerného prúdu musí byť akumulátor.

Obr. 3 znázorňuje vybíjaciu/nabíjaciu krivku 70 zdroja jednosmerného prúdu schopného nabíjania a vybíjania vo forme akumulátora, kde kapacita alebo napätie zdroja jednosmerného prúdu je znázornená na zvislej osi a doba (čas t) vybíjania je znázornená na vodorovnej osi súradníc. V prípade nabíjania má byť os času prevrátená. Veľkosť vybitia každého zdroja jednosmerného prúdu je určená výkonom spotrebovaným spotrebičom a časom, priebehu ktorého prebieha vybíjanie. Počas činnosti obvodov podľa vynálezu sa má zaistiť, aby sa vybíjanie a nabíjanie zdrojov jednosmerného prúdu odohrávalo v oblasti 72, v rozsahu kapacity nad 100 %, v blízkosti vrcholu krivky 70 vybíjania/nabíjania. Zistilo sa, že táto oblasť nie je nikdy znázornená v krivkách vybíjania komerčne dostupných zdrojov jednosmerného prúdu, avšak môže existovať a hrať významnú úlohu v predoženom vynáleze. Na základe princípov, ktoré môžu byť ľahko odvodené z obr. 1a, 1b, 2a, 2b a 2d bude tiež možné konštruovať obvod majúci viac ako tri zdroje jednosmerného prúdu.

V jednom -pokuse bolo zostavených tristo článkov NiCd na vytvorenie akumulátora pre 24 V, 60 Ah. Tri akumulátory tohto druhu boli spojené spôsobom znázorneným na obr. 2a a pracovali v súhlase s obr. 2b so spotrebičom vo forme žiaroviek s výkonom 143 W a v cykle vybíjanie/nabíjanie niekoľko málo sekúnd. Po nepretržitej činnosti po dobu viac ako jeden týždeň nebolo možné zistiť žiadnu odchýlku kapacity akumulátorov.

$

868/B pvj

Claims

1. Spôsob privádzania elektrickej energie do spotrebiča zo sady zdrojov jednosmerného prúdu spôsobilých na nabíjanie a vybíjanie, vyznačujúci sa tým, že obsahuje kroky:

a) nabitia všetkých zdrojov jednosmerného prúdu sady,

b) pripojenia prvého zdroja jednosmerného prúdu sady k spcTebiču kvôli privedeniu elektrickej energie do spotrebiča, v priebehu ktorého času sa prvý zdroj jednosmerného prúdu čiastočne vybije,

c) po vopred určenom čase prerušenia spojenia medzi prvým zdrojom jednosmerného prúdu a spotrebičom,

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že s ojenie medzi zdrojom jednosmerného prúdu a spotrebičom sa preruší až po vytvorení spojenia medzi ďalším zdrojom jednosmerného prúdu a spotrebičom.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že pre každý zdroj jednosmerného prúdu je súčet doby vybíjania a doby nabíjania pre jeden cyklus vybíjanie/nabíjanie kratší ako trvanie cyklu vybíjanie/nabíjanie.

4. Spôsob podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že pre každý zdroj jednosmerného prúdu je doba nabíjania dlhšia ako doba vybíjania.

$

30 868/B

5. Spôsob podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že pre m zdrojov jednosmerného prúdu a pre trvanie cyklu vybíjanie/nabíjanie n sekúnd je každý zdroj jednosmerného prúdu pripojený k spotrebiču po dobu aspoň n/m sekúnd.

6. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nárokov 1 až 5 na privádzanie elektrickej energie do spotrebiča, obsahujúce sadu m zdrojov jednosmerného prúdu spôsobilých na nabíjanie a vybíjanie, vyznačujúce sa tým, že obsahuje vybíjací spínač pre prerušenie spojenia medzi prvým až m-tým zdroj jednosmerného prúdu a spotrebičom, nabíjací spínač na zopnutie a prerušenie m zdrojov jednosmerného prúdu s vložením nabíjacieho prístroja a riadiacu jednotku na riadenie vybíjacieho spínača tak, že sa postupne

b) po vopred určenej dobe sa spojenie medzi prvým zdrojom jednosmerného prúdu a spotrebičom preruší,

d) kroky (a) (b) a (c) sa opakujú, zdroj jednosmerného prúdu pripojený k spotrebiču nabíja cez nabíjací prístroj aspoň jeden z iných :drojov jednosmerného prúdu, čo sa vykonáva tak, že každý zdroj jednosmerného prúdu sady zdrojov jednosmerného prúdu prejde cyklom vybíjanie/nabíjanie.

7. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že zdroj jednosmerného prúdu je akumulátor.

8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že akumulátor je akumulátor NiCd.

30 868/B

9. Zariadenie podľa nároku 7 alebo 8, vyznačujúce sa tým, že riadiace jednotky sú uspôsobené na vybíjanie a nabíjanie akumulátora v rozsahu kapacity nad 100 %.

10. Zariadenie podľa aspoň jedného z nárokov 6 až 9, vyznačujúce sa tým, že zdroj jednosmerného prúdu je kondenzátor pozostávajúci z najviac m-1 jednotiek.

11. Zariadenie podľa aspoň jedného z nárokov 6 až 10, vyznačujúce sa tým, že nabíjací prístroj obsahuje kombináciu motoru a generátora poháňaného motorom.

12. Zariadenie podľa aspoň jedného z nárokov 6 až 10, vyznačujúce sa tým, že nabíjací prístroj obsahuje menič jednosmerného prúdu na jednosmerný prúd.

13. Zariadenie podľa nároku 12, vyznačujúce sa tým, že menič jednosmerného prúdu na jednosmerný prúd má medzistupeň striedavého napätia.

30 868/B τυ

1/5

2/5

τυ

3/5 ^ι0

I +Γ ι

ί₀ +2Γ

Obr. 2c

4/5