WO2018097743A1 - Способ управления накопителем энергии транспортной машины - Google Patents

Способ управления накопителем энергии транспортной машины Download PDF

Info

Publication number
WO2018097743A1
WO2018097743A1 PCT/RU2016/000810 RU2016000810W WO2018097743A1 WO 2018097743 A1 WO2018097743 A1 WO 2018097743A1 RU 2016000810 W RU2016000810 W RU 2016000810W WO 2018097743 A1 WO2018097743 A1 WO 2018097743A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
capacitor bank
current
battery
temperature
voltage
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000810
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Александрович ШВЕД
Сергей Михайлович ТЕТЮШЕВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Смартер"
Андрей Александрович ШВЕД
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Смартер", Андрей Александрович ШВЕД filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Смартер"
Priority to PCT/RU2016/000810 priority Critical patent/WO2018097743A1/ru
Publication of WO2018097743A1 publication Critical patent/WO2018097743A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • 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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N2011/0881—Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F02N2011/0888—DC/DC converters
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the field of electrical engineering, namely, to the power supply systems of transport vehicles.
  • the heating circuit contains a half bridge made on two
  • the way to control the energy storage device is to repeatedly switch the keys, ensuring the flow of charging / discharging current through
  • the control method consists in the fact that the electric machine is repeatedly forced to charge / discharge the battery, provided that its temperature does not exceed the threshold level. The battery warms up due to
  • the power supply system includes an energy storage device consisting of a storage battery, a capacitor bank and a reversible converter connected between them.
  • the reversible converter has a control input and is configured to set the current of the capacitor bank by a signal at the control input.
  • the signal to the control input of the reversible converter is fed from the output of the controller having a first input for measuring the voltage of the capacitor bank and a second input connected to the temperature sensor.
  • the battery, the capacitor bank, and the reversible converter connected between them consists in setting the current of the capacitor bank by supplying a corresponding signal to
  • control input of a reversible converter Before starting the internal combustion engine, the current of the capacitor bank is set, which ensures its charging and subsequent maintenance in a charged state.
  • the objective of the claimed method is to increase the reliability of the winter start of the internal combustion engine of a transport vehicle.
  • the technical result that is achieved by the implementation of the claimed method is to heat up the energy storage of the transport machine without the use of additional devices.
  • a transport machine consisting of a rechargeable battery, a capacitor battery and a reversible converter connected between them, comprising setting the current of the capacitor battery by supplying a corresponding signal to the control input of the reversible converter according to the invention, before starting the transport internal combustion engine machines measure the temperature of a capacitor bank; repeatedly change the direction of the current of the capacitor bank, provided that the temperature of the capacitor bank does not exceed the threshold level; they set the current of the capacitor bank, ensuring its charging and subsequent maintenance in a charged state, provided that the temperature of the capacitor bank exceeds a threshold level.
  • a multiple change in the direction of the current of the capacitor bank is achieved by measuring its voltage; set the direction of the current of the capacitor bank corresponding to its charging, provided that the voltage of the capacitor bank does not exceed the lower threshold level; set the current direction of the capacitor bank,
  • the current direction of the capacitor bank remains unchanged, provided that the voltage of the capacitor bank exceeds the lower threshold level and at the same time does not exceed the upper threshold level.
  • a temperature sensor may be used to measure the temperature of the capacitor bank.
  • the current of the capacitor bank can be changed in steps; with a step change in the current of the capacitor bank, the value of the stepwise voltage drop of the capacitor bank is measured; the temperature of the capacitor bank is defined as a decreasing function of the value of the stepwise voltage drop of the capacitor bank.
  • the signal to the control input of the reversible converter is fed from the output of the controller, which has at least two inputs, one of which is used to measure the voltage of the capacitor bank, and the second to connect the temperature sensor.
  • a sign that allows you to set the current of the capacitor bank by supplying the corresponding signal to the control input of the reversible converter makes it possible to charge / discharge the capacitor and battery when the engine is idle (charging the capacitor battery is accompanied by the discharge of the battery, and vice versa, charging the battery is accompanied by the discharge of the capacitor battery ); indicated opportunity in
  • the conditions are set, depending on which, the energy storage device is heated or the capacitor battery and its charge
  • the set of features "set the direction of the current of the capacitor bank, corresponding to its charging, provided that the voltage of the capacitor bank does not exceed the lower threshold level;
  • FIG. 1 contains an electrical diagram of a transport vehicle.
  • FIG. 2 contains timing charts:
  • the implementation of the claimed method is considered as an example of an energy storage device for a passenger car containing a storage battery with a nominal voltage of 12 V and a capacitor bank with a maximum voltage of 20 V.
  • the threshold temperature level a capacitor bank is determined experimentally and is minus 15 degrees Celsius.
  • the diagram (Fig. 1) shows an energy storage device that contains a storage battery 1, a capacitor bank 2, and a reversible converter 3 connected therebetween with a control input 4.
  • the control input 4 is connected to the output of the controller 5.
  • the controller is connected to a capacitor bank 2, input 7 s
  • the electric equipment of the transport machine also includes an electric starter 10, a generator 11 and various loads (not shown in the diagram).
  • the battery in this example is approximately 12.5 V.
  • the signal from the controller 5 outputs the input 4 of the reversible converter sets the current i c of the capacitor bank zero, the capacitor battery 2 is discharged, and its voltage with small.
  • Controller 5 determines the need for heating the energy storage device according to the level of the signal supplied to the input 7 of the controller from thermal sensor 8: if the temperature of temperature sensor 8 does not exceed the threshold level (-15 ° C), then heating is required.
  • controller 5 provides signals to the control input 4 of the reversible Converter in the following sequence:
  • the controller 5 gives a charging signal to the capacitor batteries 2.
  • the current ic of the capacitor bank is positive
  • the controller 5 gives a signal that sets the zero current ic of the capacitor bank 2, - its charging stops. At the same time, the battery 1 stops discharging, since its current i A in accordance with equation (1) becomes equal to zero. The energy store is ready to start the internal combustion engine.
  • the controller 5 sends signals to
  • control input 4 of the reversible converter forming the timing diagrams shown in FIG. 2:
  • the controller is smaller than the lower threshold level (2 V) and the controller 5 provides a charging signal for the capacitor bank 2 (ic ⁇ 90A).
  • the battery 1 is discharged and its voltage and A drops to 9 ° C.
  • the voltage from the capacitor bank rises — until it reaches the upper threshold level (10 V), charging of the capacitor bank 2 continues;
  • capacitor bank 2 (i c ⁇ - 90A).
  • the battery 1 starts to charge, since its current i A in accordance with it changes sign by equation (1), - the voltage and A increases to approximately 14 V.
  • the voltage uc of the capacitor bank drops;
  • the controller 5 again provides the charging signal of the capacitor bank 2 (i c ⁇ 90A);
  • the battery and capacitor batteries are heated by dissipating power on their internal resistance, which decreases in this case - according to equation (2), the stepwise voltage drop Ai from the capacitor bank also decreases;
  • controller 5 measures at the input 6 the voltage drop Au from the capacitor bank and stops heating when the step-by-step voltage drop Ais decreases to a threshold level
  • controller 5 measures the temperature of the capacitor bank at the input 7 by the temperature sensor 8 and stops heating when the temperature of the capacitor bank rises to a threshold level;
  • the controller 5 gives a charging signal of the capacitor bank 2, while the battery 1

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системам электроснабжения транспортных машин. В способе управления накопителем энергии транспортной машины, состоящей из аккумуляторной и конденсаторной батареи и включенного между ними обратимого преобразователя, перед пуском двигателя измеряют температуру конденсаторной батареи; многократно изменяют направление тока конденсаторной батареи при условии, что температура конденсаторной батареи не превышает пороговый уровень; задают ток конденсаторной батареи, обеспечивающий зарядку и последующее поддержание в заряженном состоянии при условии, что температура конденсаторной батареи превышает пороговый уровень. Для измерения температуры конденсаторной батареи ступенчато изменяют ток конденсаторной батареи; при ступенчатом изменении тока конденсаторной батареи измеряют величину ступенчатого перепада напряжения конденсаторной батареи; температуру конденсаторной батареи определяют как убывающую функцию от величины ступенчатого перепада напряжения конденсаторной батареи. Сигнал на управляющий вход обратимого преобразователя подают с выхода контроллера, имеющего, по меньшей мере, два входа, один из которых используют для измерения напряжения конденсаторной батареи, а второй - для подключения термодатчика. Техническим результатом является разогрев накопителя энергии транспортной машины без применения дополнительных устройств.

Description

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ
ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ
Изобретение относится к области электротехники, а именно, к системам электроснабжения транспортных машин.
Известен накопитель электрической энергии, содержащий две аккумуляторные батареи и схему разогрева (см. патент US 5990661).
Схема разогрева содержит полумост, выполненный на двух
последовательно соединенных ключах и дроссель. Способ управления накопителем энергии заключается в том, что многократно коммутируют ключи, обеспечивая протекание тока зарядки/разрядки через
аккумуляторные батареи. Разогрев аккумуляторных батарей происходит за счет рассеивания мощности на их внутреннем сопротивлении
Для осуществления способа нужна специальная схема разогрева, требующая дополнительных затрат.
Известен способ управления зарядкой/разрядкой накопителя энергии, выполненного в виде аккумуляторной батареи гибридного автомобиля, имеющего двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и
электрическую машину, которая может работать как генератор с приводом от ДВС для зарядки аккумуляторной батареи, либо как двигатель, который разряжает аккумуляторную батарею во время движения автомобиля (см. патент US 6163135).
Способ управления заключается в том, что электрической машиной многократно принудительно заряжают/разряжают аккумуляторную батарею, при условии, что её температура не превышает пороговый уровень. Разогрев аккумуляторной батареи происходит за счет
рассеивания мощности на её внутреннем сопротивлении. Известный способ осуществим только во время движения
гибридного автомобиля и не может использоваться перед пуском ДВС, поскольку для зарядки нужен работающий ДВС.
Известна система электроснабжения транспортной машины с наиболее близким к заявляемому техническому решению способом управления накопителем энергии (см. патент RU 2596807).
В состав системы электроснабжения входит накопитель энергии, состоящий из аккумуляторной батареи, конденсаторной батареи и включенного между ними обратимого преобразователя. Обратимый преобразователь имеет управляющий вход и выполнен так, что может задавать ток конденсаторной батареи по сигналу на управляющем входе. Сигнал на управляющий вход обратимого преобразователя подают с выхода контроллера, имеющего первый вход для измерения напряжения конденсаторной батареи и второй вход, связанный с термодатчиком.
Способ управления накопителем энергии, состоящим из
аккумуляторной батареи, конденсаторной батареи и включенного между ними обратимого преобразователя, заключается в том, что задают ток конденсаторной батареи, подавая соответствующий сигнал на
управляющий вход обратимого преобразователя. Перед пуском ДВС задают ток конденсаторной батареи, обеспечивающий её зарядку и последующее поддержание в заряженном состоянии.
В данном способе перед пуском ДВС зарядка и последующее поддержание конденсаторной батареи в заряженном состоянии
производится независимо от температурных условий, и не предусмотрен разогрев накопителя энергии. При температуре ниже -15°С внутреннее сопротивление аккумуляторной и конденсаторной батарей резко возрастает, что ведет к уменьшению их выходной мощности,
используемой, в частности, для питания электростартера. При этом скорость и длительность прокрутки электростартером вала ДВС
недостаточны для его надежного пуска.
Задачей заявленного способа является повышение надежности зимнего пуска ДВС транспортной машины.
Техническим результатом, который достигается при осуществлении заявленного способа, является разогрев накопителя энергии транспортной машины без применения дополнительных устройств.
В способе управления накопителем энергии транспортной машины, состоящим из аккумуляторной батареи, конденсаторной батареи и включенного между ними обратимого преобразователя, заключающемся в том, что задают ток конденсаторной батареи, подавая соответствующий сигнал на управляющий вход обратимого преобразователя, согласно изобретению, перед пуском двигателя внутреннего сгорания транспортной машины измеряют температуру конденсаторной батареи; многократно изменяют направление тока конденсаторной батареи при условии, что температура конденсаторной батареи не превышает пороговый уровень; задают ток конденсаторной батареи, обеспечивающий её зарядку и последующее поддержание в заряженном состоянии при условии, что температура конденсаторной батареи превышает пороговый уровень.
Многократное изменение направления тока конденсаторной батареи достигается тем, что измеряют её напряжение; задают направление тока конденсаторной батареи, соответствующее её зарядке при условии, что напряжение конденсаторной батареи не превышает нижний пороговый уровень; задают направление тока конденсаторной батареи,
соответствующее её разрядке при условии, что напряжение
конденсаторной батареи превышает верхний пороговый уровень;
оставляют неизменным направление тока конденсаторной батареи при условии, что напряжение конденсаторной батареи превышает нижний пороговый уровень и одновременно не превышает верхний пороговый уровень.
В одном варианте, для измерения температуры конденсаторной батареи могут использовать термодатчик.
В другом варианте, для измерения температуры конденсаторной батареи могут ступенчато изменять ток конденсаторной батареи; при ступенчатом изменении тока конденсаторной батареи измеряют величину ступенчатого перепада напряжения конденсаторной батареи; температуру конденсаторной батареи определяют как убывающую функцию от величины ступенчатого перепада напряжения конденсаторной батареи.
Сигнал на управляющий вход обратимого преобразователя подают с выхода контроллера, имеющего по меньшей мере два входа, один из которых используют для измерения напряжения конденсаторной батареи, а второй— для подключения термодатчика.
Существенные признаки заявленного способа связаны с
достижением технического результата следующим образом.
Признак, позволяющий задавать ток конденсаторной батареи, подавая соответствующий сигнал на управляющий вход обратимого преобразователя, дает возможность при неработающем ДВС осуществлять зарядку/разрядку конденсаторной и аккумуляторной батарей (зарядка конденсаторной батареи сопровождается разрядкой аккумуляторной батареи, и наоборот, - зарядка аккумуляторной батареи сопровождается разрядкой конденсаторной батареи); указанная возможность, в
совокупности с признаком многократного изменения направления тока конденсаторной батареи, позволяет периодически чередовать циклы зарядки/разрядки конденсаторной и аккумуляторной батарей, в процессе которых последние разогреваются за счет рассеивания мощности на их внутреннем сопротивлении. По результатам измерения температуры конденсаторной батареи задаются условия, в зависимости от которых осуществляется разогрев накопителя энергии либо зарядка конденсаторной батареи и её
последующее поддержание в заряженном состоянии; зимой это
увеличивает выходную мощность накопителя энергии, и повышает надежность электростартерного пуска ДВС.
Совокупность признаков: «задают направление тока конденсаторной батареи, соответствующее её зарядке при условии, что напряжение конденсаторной батареи не превышает нижний пороговый уровень;
задают направление тока конденсаторной батареи, соответствующее её разрядке при условии, что напряжение конденсаторной батареи
превышает верхний пороговый уровень; оставляют неизменным
направление тока конденсаторной батареи при условии, что напряжение конденсаторной батареи превышает нижний пороговый уровень и одновременно не превышает верхний пороговый уровень» раскрывает способ реализации периодического (автоколебательного) процесса, в результате которого происходит многократное изменение направления тока конденсаторной батареи.
Сущность заявленного способа поясняется чертежами.
Фиг. 1 содержит схему электрооборудования транспортной машины.
Фиг. 2 содержит временные диаграммы:
- тока ic конденсаторной батареи;
- напряжения Uc конденсаторной батареи;
- напряжения иА аккумуляторной батареи.
Осуществление заявленного способа рассматривается на примере накопителя энергии легкового автомобиля, содержащего аккумуляторную батарею с номинальным напряжением 12 В и конденсаторную батарею с максимальным напряжением 20 В. Пороговый уровень температуры конденсаторной батареи определен экспериментально и составляет минус 15 градусов Цельсия.
На схеме (фиг. 1) показан накопитель энергии, который содержит аккумуляторную батарею 1 , конденсаторную батарею 2 и включенный между ними обратимый преобразователь 3 с управляющим входом 4. Управляющий вход 4 связан с выходом контроллера 5. Вход 6
контроллера связан с конденсаторной батареей 2, вход 7— с
термодатчиком 8, вход 9— с системой управления транспортной машины (на схеме не показана). В состав электрооборудования транспортной машины входят также электростартер 10, генератор 11 и различные нагрузки (на схеме не показаны).
В исходном состоянии, - после длительной стоянки транспортной машины все мощные нагрузки отключены и аккумуляторная батарея 1 работает в режиме, близком к холостому ходу, напряжение иА
аккумуляторной батареи в рассматриваемом примере составляет около 12,5 В. При этом сигнал, поступающий с выхода контроллера 5 на вход 4 обратимого преобразователя задает ток ic конденсаторной батареи равным нулю, конденсаторная батарея 2 разряжена, её напряжение ис мало.
Перед пуском ДВС на вход 9 контроллера поступает сигнал от системы управления транспортной машины. Контроллер 5 определяет потребность в разогреве накопителя энергии по уровню сигнала, поступающего на вход 7 контроллера с термо датчика 8: если температура термодатчика 8 не превышает пороговый уровень (-15°С), то необходим разогрев.
В тех случаях, когда потребность в разогреве отсутствует,
контроллер 5 подает сигналы на управляющий вход 4 обратимого преобразователя в следующей последовательности:
- если напряжение ис на входе 6 контроллера ниже максимального уровня (20 В), то контроллер 5 подает сигнал зарядки конденсаторной батареи 2. При этом ток ic конденсаторной батареи положителен
(протекает в направлении от обратимого преобразователя 3 к плюсовому выводу конденсаторной батареи 2). Одновременно ток iA аккумуляторной батареи разряжает её, протекая в направлении от плюсового вывода аккумуляторной батареи 1 к обратимому преобразователю 3. Ток
аккумуляторной батареи 1 (без учета потерь в обратимом
преобразователе 3) составляет
iA = ic ( uc/ uA) (1);
- если напряжение U на входе 6 контроллера равно максимальному уровню (20 В), то контроллер 5 подает сигнал, который задает нулевой ток ic конденсаторной батареи 2, - её зарядка прекращается. Одновременно аккумуляторная батарея 1 перестает разряжаться, так как её ток iA в соответствии с уравнением (1) становится равным нулю. Накопитель энергии готов к пуску ДВС.
В тех случаях, когда имеется потребность в разогреве накопителя энергии перед пуском ДВС, контроллер 5 подает сигналы на
управляющий вход 4 обратимого преобразователя, формируя временные диаграммы, представленные на фиг. 2:
- в начальный момент времени напряжение ис на входе 6
контроллера меньше нижнего порогового уровня (2 В) и контроллер 5 подает сигнал зарядки конденсаторной батареи 2 (ic ~ 90А).
Одновременно аккумуляторная батарея 1 разряжается и её напряжение иА просаживается до 9- О В. Напряжение ис конденсаторной батареи нарастает— до тех пор, пока оно не достигло верхнего порогового уровня (Ю В) зарядка конденсаторной батареи 2 продолжается;
- когда напряжение ис на входе 6 контроллера достигает верхнего порогового уровня (10 В) контроллер 5 подает сигнал разрядки
конденсаторной батареи 2 (ic ~ - 90А). Одновременно аккумуляторная батарея 1 начинает заряжаться, так как её ток iA в соответствии с уравнением (1) меняет знак, - напряжение иА увеличивается приблизительно до 14 В. Напряжение uc конденсаторной батареи падает;
- когда напряжение uc на входе 6 контроллера достигает нижнего порогового уровня (2 В) контроллер 5 вновь подает сигнал зарядки конденсаторной батареи 2 (ic ~ 90А);
- циклы зарядки/разрядки конденсаторной и аккумуляторной батарей многократно повторяются;
- в моменты изменения тока конденсаторной батареи (в
рассматриваемом примере изменение тока Aic ~ 180А) ступенчатый перепад напряжения на её внутреннем сопротивлении R составляет
Аис = Aic- Rc (2);
- в процессе многократной зарядки/разрядки аккумуляторная и конденсаторная батареи разогреваются за счет рассеивания мощности на их внутреннем сопротивлении, которое при этом уменьшается— согласно уравнению (2) также уменьшается ступенчатый перепад напряжения Аис конденсаторной батареи;
- один из вариантов осуществления заявленного способа состоит в том, что контроллер 5 измеряет на входе 6 перепад напряжения Аис конденсаторной батареи и прекращает разогрев, когда ступенчатый перепад напряжения Аис снижается до порогового уровня;
- другой вариант осуществления заявленного способа состоит в том, что контроллер 5 измеряет на входе 7 температуру конденсаторной батареи термодатчиком 8 и прекращает разогрев, когда температура конденсаторной батареи повышается до порогового уровня;
- после завершения разогрева контроллер 5 подает сигнал зарядки конденсаторной батареи 2, при этом аккумуляторная батарея 1
разряжается;
- в процессе зарядки конденсаторной батареи 2 её напряжение Uc нарастает до тех пор, пока не достигнет максимального уровня (20 В), после чего контроллер 5 подает сигнал, который задает нулевой ток ic конденсаторной батареи 2, - её зарядка прекращается. Одновременно аккумуляторная батарея 1 перестает разряжаться, так как её ток iA в соответствии с уравнением (1) становится равным нулю. Накопитель энергии готов к пуску ДВС.
Порядок управления зарядкой/разрядкой накопителя энергии в режимах пуска и работы ДВС известен и далее не рассматривается.

Claims

Ф О Р М У Л А
1. Способ управления накопителем энергии транспортной машины, состоящим из аккумуляторной батареи, конденсаторной батареи и включенного между ними обратимого преобразователя, заключающийся в том, что задают ток конденсаторной батареи, подавая соответствующий сигнал на управляющий вход обратимого преобразователя, отличающийся тем, что перед пуском двигателя внутреннего сгорания транспортной машины измеряют температуру конденсаторной батареи; многократно изменяют направление тока конденсаторной батареи при условии, что температура конденсаторной батареи не превышает пороговый уровень; задают ток конденсаторной батареи, обеспечивающий её зарядку и последующее поддержание в заряженном состоянии при условии, что температура конденсаторной батареи превышает пороговый уровень.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для многократного изменения направления тока конденсаторной батареи измеряют её напряжение; задают направление тока конденсаторной батареи, соответствующее её зарядке при условии, что напряжение конденсаторной батареи не превышает нижний пороговый уровень; задают направление тока конденсаторной батареи, соответствующее её разрядке при условии, что напряжение конденсаторной батареи превышает верхний пороговый уровень; оставляют неизменным направление тока конденсаторной батареи при условии, что напряжение конденсаторной батареи превышает нижний пороговый уровень и одновременно не превышает верхний пороговый уровень.
3 Способ по п. 1, отличающийся тем, что для измерения температуры конденсаторной батареи используют термодатчик.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для измерения температуры конденсаторной батареи ступенчато изменяют ток конденсаторной батареи; при ступенчатом изменении тока конденсаторной батареи измеряют величину ступенчатого перепада напряжения конденсаторной батареи; температуру конденсаторной батареи определяют как убывающую функцию от величины ступенчатого перепада напряжения конденсаторной батареи.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сигнал на управляющий вход обратимого преобразователя подают с выхода контроллера, имеющего по меньшей мере два входа, один из которых используют для измерения напряжения конденсаторной батареи, а второй — для подключения термодатчика.
PCT/RU2016/000810 2016-11-24 2016-11-24 Способ управления накопителем энергии транспортной машины WO2018097743A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2016/000810 WO2018097743A1 (ru) 2016-11-24 2016-11-24 Способ управления накопителем энергии транспортной машины

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2016/000810 WO2018097743A1 (ru) 2016-11-24 2016-11-24 Способ управления накопителем энергии транспортной машины

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018097743A1 true WO2018097743A1 (ru) 2018-05-31

Family

ID=62195296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000810 WO2018097743A1 (ru) 2016-11-24 2016-11-24 Способ управления накопителем энергии транспортной машины

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018097743A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090179616A1 (en) * 2006-07-10 2009-07-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power Supply System, Vehicle with the Same and Temperature Managing Method
US20120261397A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-18 GM Global Technology Operations LLC Method and system for heating a vehicle battery
RU2596807C1 (ru) * 2015-07-06 2016-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Смартер" Система электроснабжения транспортной машины

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090179616A1 (en) * 2006-07-10 2009-07-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power Supply System, Vehicle with the Same and Temperature Managing Method
US20120261397A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-18 GM Global Technology Operations LLC Method and system for heating a vehicle battery
RU2596807C1 (ru) * 2015-07-06 2016-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Смартер" Система электроснабжения транспортной машины

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9083065B2 (en) Self heating battery system
JP5004033B2 (ja) エネルギ蓄積装置
JP4308408B2 (ja) 二次電池の入出力制御装置
JP4628284B2 (ja) 二次電池の充電方法及び装置
KR20230070254A (ko) 저온에서 배터리의 가열 및 자체 가열을 위한 방법 및 장치
JP3882703B2 (ja) 蓄電システム
CN1031953C (zh) 发动机预热装置
DE102019212784B3 (de) Verfahren zum Laden einer Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeugs
WO2015199178A1 (ja) バランス補正制御装置、バランス補正システム及び蓄電システム
US11302970B2 (en) Power supply system
JP2017208875A (ja) 車両のバッテリ制御装置
CN113161649A (zh) 确定对动力电池脉冲加热时的最优脉冲电流参数的方法
JP2004312867A (ja) 電池用電源回路および電池パック
US11299057B2 (en) Method for charging an electrical energy store by means of voltage pulses
CN114074571B (zh) 车辆充电方法、装置、存储介质及车辆
CN105471016A (zh) 给车辆的起动机电池充电的方法
US20130211642A1 (en) Method for operating an electric battery of a motor vehicle, and motor vehicle verfahren zum betreiben einer elektrischen batterie eines kraftfahrzeugs sowie kraftfahrzeug
WO2003061093A1 (en) Apparatus and method for controlling output of secondary battery, battery back system, and electric vehicle
JP2006352970A (ja) 電源デバイスの制御装置
JP2010238553A (ja) 蓄電装置の昇温システム
JP2015220956A (ja) 充電装置
JP6281914B2 (ja) 車載電気ネットワーク上の電圧平滑化により電気エネルギーを回収する方法
WO2018097743A1 (ru) Способ управления накопителем энергии транспортной машины
KR20170017106A (ko) 하이브리드 자동차의 시동장치 및 시동방법
EP3354499B1 (en) Device for heating a traction battery and method for operating a traction battery

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16922546

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16922546

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1