RU174433U1 - Устройство зарядки батареи с гальванической развязкой - Google Patents

Устройство зарядки батареи с гальванической развязкой Download PDF

Info

Publication number
RU174433U1
RU174433U1 RU2016127389U RU2016127389U RU174433U1 RU 174433 U1 RU174433 U1 RU 174433U1 RU 2016127389 U RU2016127389 U RU 2016127389U RU 2016127389 U RU2016127389 U RU 2016127389U RU 174433 U1 RU174433 U1 RU 174433U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
network
connect
electric machine
power
Prior art date
Application number
RU2016127389U
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Александрович Иванов
Original Assignee
Сергей Александрович Иванов
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 Сергей Александрович Иванов filed Critical Сергей Александрович Иванов
Priority to RU2016127389U priority Critical patent/RU174433U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU174433U1 publication Critical patent/RU174433U1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • 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
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Устройство зарядки батареи, содержащее входной выпрямительный каскад, выполненный с возможностью соединения с сетью электропитания, и выходной инвертирующий каскад, выполненный с возможностью соединения с батарей, содержит средство, обеспечивающее гавальническую развязку тока, идущего из сети к батарее.Средство, обеспечивающее гавальническую развязку тока, выполнено в виде соединенных посредством выходных валов как минимум 2 электрических машин и посредством диэлектрической муфты.Устройство также содержит средство фильтрации напряжения, средство управления электрической машиной, выполненное с возможностью непосредственного соединения с сетью электропитания, минуя входной каскад.Вместо батареи устройство может запитывать потребитель электроэнергии, питание которого не должно иметь гавальнической связи с сетью.

Description

К зарядным устройствам, применяемым для электротранспорта, можно выделить следующие основные требования:
1. Электрические цепи заряжаемого транспортного средства должны быть гальванически изолированы от питающей электросети.
2. Возможность как понижать, так и повышать выходное напряжение относительно уровня входного напряжения.
3. Регулирование в широких пределах выходного тока.
4. Осуществление учета расходуемой на заряд электроэнергии.
5. Обеспечение техники безопасности в соответствии с принятыми нормативными актами.
6. Возможность работы в режиме «электронной» нагрузки для проведения контрольно-тренировочных циклов аккумуляторных батарей и определения их энергоемкости.
В настоящее время для зарядки аккумуляторных батарей электронакопительных транспортных средств используются импульсные преобразователи электроэнергии, имеющие в своем составе трансформатор (исполнение и рабочая частота трансформатора различна в зависимости от производителя), например патент RU 2526324, в котором входной выпрямительный каскад выполнен с возможностью соединения с сетью электропитания, и выходной инвертирующий каскад выполнен с возможностью соединения с батареей. Данные зарядные устройства отвечают почти всем предъявляемым требованиям, но обладают массой недостатков:
1. Высокая удельная стоимость (стоимость 1 кВт выходной мощности не менее 200$ США)
2. Обязательное наличие трансформатора влечет за собой большие массогабаритные показатели (масса 1 кВт выходной мощности составляет не менее 2 кг для высокочастотных трансформаторов)
3. Импульсный режим работы приводит к высокому уровню электромагнитных помех.
Обязательное наличие трансформатора приводит к тому, что в настоящее время на рынке представлены зарядные устройства мощностью до 60 кВт, более мощные зарядные устройства изготавливаются и поставляются по спецзаказу.
В данном зарядном устройстве для обеспечения гавальнической развязки тока, идущего из сети к батарее, используются две обратимые электрические машины (могут работать как в генераторном, так и моторном режиме), валы которых соединены с помощью муфты, изготовленной из электроизоляционного материала. Для управления первой электрической машиной применяется средство, которое может подключаться как к сети постоянного тока (контактной сети горэлектротранспорта), так и к сети переменного тока. Для управления второй электрической машиной используется средство, которое при необходимости осуществляет перевод ее в генераторный или моторный режимы, а также осуществляет регулирование выходного напряжения в случае если необходимо реализовать напряжение выше входного. При механической сборке важным аспектом является отсутствие прямой электрической связи корпусов электрических машин между собой, а также корпусов средств управления.
Мощность зарядного устройства, построенного согласно схеме, приведенной на чертеже, задается мощностью электрических машин и параметрами средств управления. Допустимо применение как однотипных, так и разнотипных электрических машин.
Данное зарядное устройство позволяет реализовать следующие режимы работы:
1. Режим заряда от сети переменного или постоянного тока. Напряжение переменного тока подается на средство управления первой электрической машины. В зависимости от требуемой мощности при заряде средство управления задает для первой электрической машины ограничение по частоте вращения и осуществляет регулирование величины тока, подаваемого на обмотки первой электрической машины. От вала первой электрической машины при помощи электроизоляционной муфты вращение передается на вал второй электрической машины. Выходной инвертирующий каскад осуществляет регулирование выходного тока и напряжения второй электрической машины в зависимости от требуемой мощности заряда и мощности реализуемой первой электрической машиной. В случае применения в качестве второй электрической машины электродвигателя с постоянными магнитами функции средства управления могут быть сведены к выпрямлению переменного напряжения в постоянное, а параметры выходного тока и напряжения для данного случая будут задаваться частотой вращения первой электрической машины.
2. Режим разряда. Данная функция актуальна для определения оставшейся емкости аккумуляторной батареи, определения оставшегося ресурса, а также калибровки начального и конечного уровня заряда. Данные циклы рекомендуют проводить все производители литий-ионных аккумуляторов. Рекомендуемая частота их проведения зависит от типа применяемых аккумуляторов. В данном режиме вторая электрическая машина переводится в моторный режим, а первая - в генераторный. Вырабатываемая первой электрической машиной электроэнергия отдается в питающую сеть.
Основным преимуществом данной полезной модели является возможность построить зарядное устройство любой мощности из доступных электрических машин.
Указанные задачи достигаются тем, что устройство (1) зарядки батареи (2), содержащее входной выпрямительный каскад (3), выполненный с возможностью соединения с сетью (4) электропитания, средство фильтрации напряжения (10) и выходной инвертирующий каскад (5), выполненный с возможностью соединения с батареей (2), отличающееся тем, что содержит средство, обеспечивающее гавальническую развязку тока (6), выполненное в виде соединенных посредством выходных валов и диэлектрической муфты (9) как минимум 2 электрических машин (7) и (8), и средства управления электрической машиной (11).

Claims (1)

  1. Устройство (1) зарядки батареи (2), содержащее входной выпрямительный каскад (3), выполненный с возможностью соединения с сетью (4) электропитания, средство фильтрации напряжения (10) и выходной инвертирующий каскад (5), выполненный с возможностью соединения с батареей (2), отличающееся тем, что содержит средство, обеспечивающее гавальническую развязку тока (6), выполненное в виде соединенных посредством выходных валов и диэлектрической муфты (9) как минимум 2 электрических машин (7) и (8), и средства управления электрической машиной (11).
RU2016127389U 2016-07-07 2016-07-07 Устройство зарядки батареи с гальванической развязкой RU174433U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127389U RU174433U1 (ru) 2016-07-07 2016-07-07 Устройство зарядки батареи с гальванической развязкой

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127389U RU174433U1 (ru) 2016-07-07 2016-07-07 Устройство зарядки батареи с гальванической развязкой

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU174433U1 true RU174433U1 (ru) 2017-10-12

Family

ID=60120652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016127389U RU174433U1 (ru) 2016-07-07 2016-07-07 Устройство зарядки батареи с гальванической развязкой

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU174433U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207332U1 (ru) * 2020-10-20 2021-10-25 ООО "Газпром трансгаз Саратов" Устройство защиты цепей питания от последствий воздействия грозовых разрядов

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013182211A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Volvo Lastvagnar Ab Electrical apparatus and method for charging a battery
RU2526324C2 (ru) * 2009-03-11 2014-08-20 Рено С.А.С. Быстродействующее зарядное устройство для электромобиля
RU2550109C2 (ru) * 2010-02-22 2015-05-10 Абб Б.В. Система, устройство и способ обмена энергией с электротранспортным средством
GB2531036A (en) * 2014-10-08 2016-04-13 Nissan Motor Mfg (Uk) Ltd Electric drive and charger system for a grid enabled vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526324C2 (ru) * 2009-03-11 2014-08-20 Рено С.А.С. Быстродействующее зарядное устройство для электромобиля
RU2550109C2 (ru) * 2010-02-22 2015-05-10 Абб Б.В. Система, устройство и способ обмена энергией с электротранспортным средством
WO2013182211A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Volvo Lastvagnar Ab Electrical apparatus and method for charging a battery
GB2531036A (en) * 2014-10-08 2016-04-13 Nissan Motor Mfg (Uk) Ltd Electric drive and charger system for a grid enabled vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207332U1 (ru) * 2020-10-20 2021-10-25 ООО "Газпром трансгаз Саратов" Устройство защиты цепей питания от последствий воздействия грозовых разрядов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI502850B (zh) 限電流電源之電瓶充電及協力輸出系統
CN102035220A (zh) 一种无线供电装置
EP3402036B1 (en) Portable power supply
JPH09298847A (ja) 非接触充電器
TW563282B (en) Automatic surveillant revolving storage battery auxiliary charge system
Lovison et al. Secondary-side-only simultaneous power and efficiency control for two converters in wireless power transfer system
RU174433U1 (ru) Устройство зарядки батареи с гальванической развязкой
KR20180066002A (ko) 전류를 제한하여 전력을 공급하는 배터리 충전용 협력 및 출력 시스템
KR20170057616A (ko) 운송수단의 방전 배터리 재충전용 점프 스타터 장치
JPH08331766A (ja) バッテリ内蔵ヘルメットおよびヘルメット充電装置
WO2023125615A1 (zh) 一种车载配电装置及电动车辆
CN110061559A (zh) 离线式不间断电源及其控制方法
JP2011229275A (ja) 電動車両の充電システム
JP5673504B2 (ja) 車両の充電装置
CN102820688A (zh) 汽车电源***
KR102476486B1 (ko) 유선 충전 시스템의 정류기 토폴로지 구조를 활용한 무선 충전 시스템
TWI551011B (zh) 移動式電能轉換設備
TWM508163U (zh) 移動式電能轉換設備
CN210867238U (zh) 一种用于电动割草机的无线充电***
CN203813474U (zh) 一种动力电池的充电***
CN216699623U (zh) 一种无线充电***电路
CN209233569U (zh) 一种新型无线充电装置
CN219018516U (zh) 一种油电混合供电***
CN216720960U (zh) 储能电源
KR101229909B1 (ko) 피씨비 일체형 무접점 배터리 장치 및 충전 시스템