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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2274930
VERFAHREN ZUM BETRIEB Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterien in einem autonomen System Energie und Batterie FÜR SEINE UMSETZUNG
Name des Erfinders: Viktor (RU); Hart Viktor (RU); Evens Gennady Dmitrijewitsch (RU)
Der Name des Patentinhabers: Bundes GUP "Scientific-Production Association of Applied Mechanics benannt nach Academician MF Reshetnev."
Korrespondenzanschrift: 662972, Krasnojarsk, Zheleznogorsk, Zheleznogorsk, ul. Lenin, 52, FGUP NPO PM, RP Turkenich
Startdatum des Patents: 2004.04.01
Die Erfindung betrifft die Elektroindustrie und kann verwendet werden, wenn eine Nickel-Wasserstoff-Batterien für autonome Energiesysteme zu schaffen, vor allem verbunden Satelliten. Verfahren zur Herstellung eines Nickel-Wasserstoff-Batterie in der autonomen Stromversorgungssystem arbeitet, ist die Lade-Entlade-Zyklen durchzuführen, um die Steuerspannung jeder Batterie und einzeln laden Sie die Batterie während der Entladung der Batterie und eine Batterie für seine Implementierung umfasst n-Batterien in Reihe geschaltet sind, n Bit und n Ladeschaltungen Bypass-Elemente und Schaltung und Entladung der Batterie verbunden Bypass-Elemente zu jeder Batterie parallel sind. Das technische Ergebnis ist es, die Effizienz und Zuverlässigkeit der Nickel-Wasserstoff-Batterie zu erhöhen, was aufgrund der Tatsache erreicht, daß das Wiederaufladen von Batterien stabilen Spannungspegel durch und stabilisieren die Batteriespannung in dem Bereich von 0-0,8 V, wird dieses Bit Bypass-Elemente sind in a n galvanisch getrennte Gleichrichter-Ausgänge mit jedem Akkumulator parallel sind, und Eingänge - die zusätzliche Einführung einer geregelten Wechselrichters Gleichstrom in Wechselstrom.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Elektroindustrie und in der Entwicklung und Nutzung von Nickel-Wasserstoff - Batterien versorgen die Satelliten - autonomen Systemen verwendet werden.
Bekanntes Verfahren zum Betrieb der Batterie, "rund", "schwach" oder Bereitstellung im Batteriebetrieb durch eine Diode (Bypass) -Schaltungen / cm fehlgeschlagen. WIBillerbeck, WEBaker "Das Desing zuverlässiger Stromsysteme für die Kommunikation Satellit", Comsat Laboratories Clarksbufg, AIAA / NASA Spacesyst. Technol. Conf. 14/8, 5-7 Juni 1984 /.
Der Nachteil dieser Methode ist, dass, wenn sie durch den "Bypass" Dioden arbeiten zusätzliche Verlustleistung selbst bei den Dioden. Weiterhin angewendet das Vorhandensein der Spannungsabfall über den Dioden 0,4-0,6 V, an den ausgefallenen Batterie (negative Polarität relativ zu der Polarität der Batterie), fördert die letztere die elektrochemischen Prozesse, die in einigen Fällen führen kann, mit dem Druckentlastungs unerwünschte Folgen.
Bekannte Verfahren zur Herstellung eines Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterie durch Lade-Entlade-Zyklen und umgehen die defekte Batterie betrieben wird, wobei der Widerstandswert des Shunt-Schaltung Batteriezustand ausgewählt ist aus
R <0,3I, wobei
I - die maximale Menge an Strom durch die Batterie (siehe Inventor-Zertifikat N1396881, H 01 M 10/44.).
Ein bekanntes Verfahren der oben genannten Nachteile zu beseitigen, aber es funktioniert nicht Batterieausfallkriterien definiert, die zu einer fehlerhaften Bypass gewartet Batterie führen kann.
Es ist ein Verfahren zum Betreiben einer Nickel-Wasserstoff-Batterie, perfektionierten die Methode der das Zertifikat des Autors N 1396881, für das Vorhandensein von Kapazität in der Batterie Inspektion und der minimalen Batteriespannung, ohne zuvor den jeweiligen Batteriekapazität wird in Gegenwart des Batterieunterspannung der Batterie (copyright Zertifikat durchgeführt №1795848 ).
Nachteilig bei allen bekannten Verfahren des Betriebs mit dem Bypass defekte Batterie verbunden ist, ist nicht ausreichend, eine hohe Zuverlässigkeit und unhandlich Hardware-Implementierung. So ist für die Durchführung des Verfahrens bekannt Satelliten erfordern spezielle Ausrüstung, bestehend jede Batteriespannung, eine spezielle Vorrichtung zur Überwachung zum Heizen eine entsprechende Heizung für kurze Wicklung zu aktivieren, und so weiter. Darüber hinaus volles Vertrauen in die Tatsache, um sicherzustellen, dass es kurzgeschlossen ist Batterie defekt ist, ist es notwendig, Controller oder Batteriespannung Design für kurze einzubauen oder übermäßig korrekte adresovki Steuerprozess erschweren.
Die nächstgelegene technische Lösung ist der Weg zum Batteriebetrieb, implementiert "Gerät für Batterieentladung" von den Autoren. Erfinderzertifikat. №902116, RU 1982, die als Prototyp ausgewählt wurde.
Nach dem bekannten Verfahren erfolgt die Entladung der Batterie im Laufe ihres Betriebs aus gleichzeitig die Batterien wieder aufladen eine bestimmte Sollspannungswert erreicht haben. Dies verringert die Möglichkeit der Umkehrung der einzelnen Batterien in der Batterieentladung und erhöht den Wert der Entladungskapazität der Batterie.
Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist die geringe Zuverlässigkeit mit Nickel-Wasserstoff-Batterien.
Abbildung 1 zeigt die Entladungseigenschaften der Batterie Batterie 40nV-70 Company "Saturn" Herstellung, Krasnodar. Wie aus der Zeichnung zu sehen ist (in der Abbildung dargestellt drei Entladungseigenschaften der Batterien), haben die Batterieentladungsspannung signifikante Veränderung. Diese Batterie die niedrigste Entladungsspannung hat, stellte sich heraus, mit einer höheren Entladungsspannung in der Kapazität Batterien, höher zu sein, auf dem sich die Batterie war ausgeschaltet entladen.
Aus den obigen Beispiel zeigt, dass die Batterie auf der Grundlage ihrer Entladungsspannung für Nickel-Wasserstoff-Batterien wieder aufzuladen ist, unwirksam.
Es gibt Batterien, beschrieben in BC Bagotsky, AM Skundin "Chemische Stromquellen", Moskau, Energoizdat 1981 [1].
Bekannte Nickel-Wasserstoff-Batterien, beschrieben in B.I.Tsenter, N.Yu.Lyzlov "Metal-Wasserstoff elektrochemische Systeme", Leningrad: Chemie, 1989 [2]).
Jedoch enthalten die bekannten Materialien keine Empfehlungen für Batterie-Schutz vor Ausfällen von versierten (vollständige oder teilweise) Batterien.
Derzeit sind das Unternehmen von "Saturn" Krasnodar von Nickel-Wasserstoff-Batterien hergestellt (zB 40nV-70), 40 in Reihe geschalteten Batterien in seiner Zusammensetzung, von denen jede parallel Dioden Bit Bypass verbunden und Stromkreise für Kurz Einweg und Heizung Kurzschluss Single-Action-Ausgang-Anschlüsse für externe Steuerung. Die Auslegung der Batterie wird in ZHTSPI.563533.012-01 beschrieben.
Dies ist nun Nickel-Wasserstoff-Batterien hergestellt, die zusätzlich haben, zu entladen, und die Bypass-Dioden Aufladen beispielsweise 28NV-50 (ZHTSPI.563533.019E3) Batterie.
Batterie 28NV-50 wird als Prototyp genommen.
Das Ziel der Erfindung ist es, die Effizienz und Zuverlässigkeit der Nickel-Wasserstoff-Batterie zu erhöhen.
Dieses Ziel durch Aufladen der Batterie Drahtspannung stabil, das Niveau der Stabilisierung der Batteriespannung liegt im Bereich 0-0,8 B, dieses Bit Bypass-Elemente sind in Form von galvanisch getrennt n Gleichrichter-Ausgänge parallel geschaltet jedem Akkumulator Batterie erreicht wird, beziehungsweise, und Eingänge - die zusätzliche Einführung eines geregelten Wechselrichter Gleichstrom in Wechselstrom.
Tatsächlich ist die Entladungsspannung im Bereich von 0-0,8 in der Batteriekapazität praktisch nicht vorhanden (siehe. Abbildung 1) darüber hinaus bei einer Spannung von 0,8 V oder weniger garantierten Tiefentladung der Batterie vorgesehen ist (siehe [2]. Kapitel XI /1.3), und daher ist es in diesem Bereich ist es ratsam, die weitere Entladung der Batterie zu stoppen, um zu verhindern seine spätere Wertaufholung mit allen sich daraus ergebenden negativen Folgen. Es ist wünschenswert, die Batterie selbst für die Stromversorgung für die Verbraucher weiter zu entladen.
Einführung in die Batteriestruktur von zusätzlichen Elementen (stabilisiert mit n Gleichrichter und Wandler) ermöglicht es, unabhängig von der Polarität der Batterie Schutz und damit die Wirksamkeit ihrer Verwendung zu erhöhen. Darüber hinaus reduziert die Einführung dieser Elemente direkt an die Batterie-Design Verlustleistung und die Abmessungen und die Gewichtseigenschaften des autonomen Versorgungssystems als Ganzes zu verbessern.
Figur 2 ein Funktionsdiagramm der Batterie für den vorgeschlagenen Verfahrens.
Der Akku-Pack enthält eine Reihe geschaltete Batterien A1-An.
Parallel Batterien angeschlossen Bypass-Dioden D11, D12, D13 Lade - Dn1, Dn2, Dn3 Bypass und Ablaufelemente - Gleichrichter B1-Bn, verbunden mit dem Inverter Gleichspannung in Wechselspannung stabil CH.
DC-Wandler in einem stabilen Eingangs CH Wechselspannung kann von der Leistung der Batterieklemmen oder stabilisiertes Reifen autonomes Stromversorgungssystem gespeist werden. CH letztere erheblich vereinfacht das Design.
AKKU funktioniert wie folgt
Während des Entladens Batterie B1-Bn Ladegleichrichter gesperrt höhere Spannung Batterien A1-An, respectively.
Durch die Reduzierung des Batterieentladungsstrom, die Spannung an jeder Batterie bis zu 0-0,8 in den entsprechenden Gleichrichter beginnt mit Ausnahme der Polarität der Batterie zu kompensieren.
Während der Batterieentladung der Batterie kann mehr sein, abhängig von der Batterieleistungsbeschränkungen des Systems bei der minimalen Entladespannung der Batterie.
Dadurch wird sichergestellt, Fortsetzung Batterieentladung, was die Effizienz und Zuverlässigkeit der Anwendung erhöht.
Wenn die Batterieleistung als Teil eines autonomen Systems Satelliten die Fähigkeit, mit ein sehr wichtiger Faktor die maximale Förderleistung ist zu erhalten, weil sie die Macht der Sitzungslast bestimmt (im Lieferumfang enthalten Anzahl von Repeatern Trunks) während der Passage der Schatten Teile der Umlaufbahn.
Somit wird das vorgeschlagene Verfahren und der Batterie für deren Umsetzung zu verbessern, die Wirksamkeit und die Zuverlässigkeit des Betriebs einer Nickel-Wasserstoff-Batterie in der autonomen Stromversorgung.
FORDERUNGEN
1. Verfahren zur Herstellung eines Nickel-Wasserstoff-Batterie in der autonomen Stromversorgungssystem betrieben wird, umfassend Lade-Entlade-Zyklen jeder Batteriesteuerspannung Durchführung und individuell die Batterie während Entladung der Batterie wieder aufzuladen, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie in Reihe geschalteten n-Batterien enthält, n Aufladen jeder Batterie angeschlossenen Stromkreise Bypasselemente parallel jeweils an den gleichen Bit-Bypasselemente als n galvanisch getrennte Gleichrichterausgänge parallel geschaltet jedem Akkumulatorbatterie ausgelegt sind, und Eingänge - die zusätzliche Einführung einer geregelten Wechselrichters Gleichstrom in Wechselstrom und der Stabilisierungsstufe die Batteriespannung liegt im Bereich (0-0,8) V.
2. Batterie zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit n in Reihe geschalteten Batterien, und n n Bit Umgehungsschaltungselemente Lade, wobei die Ladeschaltung und Bypass-Bit-Elemente parallel zu jeder Batterie jeweils verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungselemente im Bypass sind a n galvanisch getrennte Gleichrichterausgänge parallel geschaltet mit jedem Akkumulator verbunden und Eingabe in die zusätzliche Einführung eines geregelten Wechselrichters Gleichstrom in Wechselstrom.
Druckversion
Erscheinungsdatum 13.01.2007gg
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