RU2727959C1 - Method of controlling operation of composite solid-state electrochemical dc source - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electric engineering, and more specifically to the control method of the composite solid-state electrochemical DC source operation. Disclosed is a method of controlling operation of a composite solid-state electrochemical DC source consisting of several series-connected elements, which are solid-state electrochemical DC sources, having in their composition a protective device, a disconnecting element at a current exceeding a given limit, forming a battery, at least two of which are parallel connected to the supplied load. Also, a stabilizing super-cooler and a control unit are connected to the supplied load, which controls the value of reverse current in batteries by periodic disconnection of one of the batteries from the supplied load for a time sufficient for control of reverse current value in battery cells and operation of protective devices.

EFFECT: technical result consists in simplification of design and improvement of reliability of composite solid-state electrochemical DC source.

1 cl

Description

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно - к способу управления работой составного твердотельного электрохимического источника постоянного тока.The invention relates to the field of electrical engineering, and more specifically to a method for controlling the operation of a composite solid-state electrochemical direct current source.

Настоящее изобретение может найти применение при создании и эксплуатации различных высоконадежных энергетических и транспортных систем, использующих энергоснабжение от составного твердотельного электрохимического источника постоянного тока.The present invention can find application in the creation and operation of various highly reliable power and transport systems using power supply from a composite solid state electrochemical direct current source.

В основу настоящего изобретения положена задача создания такого способа управления работой сборного твердотельного электрохимического источника постоянного тока, состоящего из нескольких последовательно соединенных элементов, представляющих собой твердотельные электрохимические источники постоянного тока, имеющие в своем составе защитное устройство, отключающее элемент при токе, превышающем заданный предел, образующих батарею, по меньшей мере две из которых параллельно подключены к питаемой нагрузке, который обеспечил бы бесперебойную работу даже при выходе их строя части элементов и был бы безопасен в эксплуатации.The present invention is based on the task of creating such a method for controlling the operation of a prefabricated solid-state electrochemical direct current source, consisting of several series-connected elements, which are solid-state electrochemical direct current sources, having in their composition a protective device that turns off the element at a current exceeding a predetermined limit, forming a battery, at least two of which are connected in parallel to the supplied load, which would ensure uninterrupted operation even if some of the cells fail, and would be safe in operation.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению являются авторское свидетельство СССР №146841, описывающее способ защиты источников постоянного тока, параллельно подключенных к общей нагрузке, заключающийся в том, что контролируют величину обратного тока в каждом источнике и отключают соответствующий поврежденный источник защитным устройством, если величина обратного тока в нем превышает заданное значение, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности питания нагрузки путем более раннего выявления источника с уменьшенной энергоотдачей, периодически отключают нагрузку на время, достаточное для контроля величины обратного тока и срабатывания защитных устройств.The closest in technical essence to the claimed invention are USSR Inventor's Certificate No. 146841, which describes a method for protecting direct current sources connected in parallel to a common load, which consists in controlling the amount of reverse current in each source and disconnecting the corresponding damaged source with a protective device if the value the reverse current in it exceeds a predetermined value, characterized in that, in order to increase the reliability of power supply to the load by early identification of a source with reduced energy efficiency, the load is periodically disconnected for a time sufficient to control the magnitude of the reverse current and trigger the protective devices.

Основным недостатком данного патента являются возможные перебои при питании при контрольном отключении от нагрузки, что недопустимо для критичных применений в области транспорта, погрузочных работ и других применений, а также неустойчивость к реактивной нагрузке, приводящей к отключению защитных устройств и перебоям электропитания.The main disadvantage of this patent is possible power outages during controlled disconnection from the load, which is unacceptable for critical applications in the field of transport, loading and other applications, as well as instability to reactive load, leading to disconnection of protective devices and power outages.

Задачи изобретения решены и недостатки прототипа устранены в реализованном согласно настоящему изобретению способе управления работой сборного твердотельного электрохимического источника постоянного тока, состоящего из нескольких последовательно соединенных элементов, представляющих собой твердотельные электрохимические источники постоянного тока, имеющие в своем составе защитное устройство, отключающее элемент при токе, превышающем заданный предел, образующих батарею, по меньшей мере две из которых параллельно подключены к питаемой нагрузке, отличающийся тем, что к питаемой нагрузке также подключен стабилизирующий суперкондесатор и управляющий блок, который контролирует величину обратного тока в батареях путем периодического отключения одной из батарей от питаемой нагрузки на время, достаточное для контроля величины обратного тока в элементах батарей и срабатывания защитных устройств.The problems of the invention are solved and the disadvantages of the prototype are eliminated in the method implemented according to the present invention for controlling the operation of a prefabricated solid-state electrochemical direct current source, consisting of several series-connected elements, which are solid-state electrochemical direct current sources, having in their composition a protective device that turns off the element at a current exceeding a predetermined limit forming a battery, at least two of which are connected in parallel to the supplied load, characterized in that a stabilizing supercapacitor and a control unit are also connected to the supplied load, which controls the amount of reverse current in the batteries by periodically disconnecting one of the batteries from the supplied load on time sufficient to control the magnitude of the reverse current in the battery cells and trigger the protective devices.

За счет реализации заявленного способа достигаются следующие технические результаты:By implementing the claimed method, the following technical results are achieved:

- исключены перебои при питании при контрольном отключении от нагрузки, за счет применения параллельно подключенной батареи, что позволяет использовать заявляемый источник для критичных применений в области транспорта, погрузочных работ и других применений,- power outages during control disconnection from the load are excluded, due to the use of a parallel connected battery, which allows the use of the claimed source for critical applications in the field of transport, loading and other applications,

- устойчивость к реактивной нагрузке, за счет применения параллельно подключенного суперкондесатора,- resistance to reactive load, due to the use of a parallel connected supercapacitor,

- безопасность за счет работы контрольных и защитных устройств.- safety due to the operation of control and protective devices.

Настоящее изобретение будет раскрыто в нижеследующем примере реализации составного твердотельного электрохимического источника постоянного тока для электротранспорта.The present invention will be disclosed in the following example of implementation of a composite solid state electrochemical direct current source for electric transport.

Сборный твердотельный электрохимический источник постоянного тока, состоящего из нескольких последовательно соединенных элементов, представляющих собой твердотельные электрохимические источники постоянного тока, имеющие в своем составе защитное устройство, отключающее элемент при токе, превышающем заданный предел, образующих батарею, по меньшей мере две из которых параллельно подключены к питаемой нагрузке, к питаемой нагрузке также подключен стабилизирующий суперкондесатор и управляющий блок, который контролирует величину обратного тока в батареях путем периодического отключения одной из батарей от питаемой нагрузки на время, достаточное для контроля величины обратного тока в элементах батарей и срабатывания защитных устройств предназначен для монтажа в электротранспортный роботизированный или дистанционно управляемый погрузчик, использующий его как для движения, так и для обеспечения работы подъемных механизмов, для чего в нем смонтировано два независимо управляемых тиристорными блоками двигателя постоянного тока, первый из которых предназначен для движения погрузчика, а второй - для работы подъемного механизма.A prefabricated solid-state electrochemical source of direct current, consisting of several series-connected elements, which are solid-state electrochemical sources of direct current, including a protective device that turns off the element at a current exceeding a predetermined limit, forming a battery, at least two of which are connected in parallel to the supplied load, a stabilizing supercapacitor and a control unit are also connected to the supplied load, which controls the amount of reverse current in the batteries by periodically disconnecting one of the batteries from the supplied load for a time sufficient to control the amount of reverse current in the battery cells and triggering protective devices. electric transport robotic or remotely controlled loader, using it both for movement and for ensuring the operation of lifting mechanisms, for which two independently controlled thyristor units are mounted in it DC motor, the first of which is designed for driving the loader, and the second for the operation of the lifting mechanism.

При этом за счет бесперебойности работы источника тока повышается надежность погрузчика и возможность, а также повышенная скорость и грузоподъемность погрузчика за счет более высокого тока в обмотках двигателя подъемного механизма при использовании в составе устройства суперкондесатора. Кроме того, обеспечена пожаробезопасность погрузчика за счет защиты от перегрева и короткого замыкания батареи.At the same time, due to the uninterrupted operation of the power source, the reliability of the loader and the possibility, as well as the increased speed and lifting capacity of the loader, are increased due to the higher current in the windings of the motor of the lifting mechanism when using a supercapacitor as part of the device. In addition, the fire safety of the loader is ensured by protection against overheating and short circuit of the battery.

По сравнению со всеми способами, известными авторам, данный способ позволяет достичь более простой, но в то же время весьма надежной конструкции составного твердотельного электрохимического источника постоянного тока и обеспечить защиту от неисправностей и перегрева и высокую надежность и пожаробезопасность.Compared with all methods known to the authors, this method allows you to achieve a simpler, but at the same time very reliable design of a composite solid-state electrochemical direct current source and provide protection against malfunctions and overheating and high reliability and fire safety.

Claims (1)

Способ управления работой сборного твердотельного электрохимического источника постоянного тока, состоящего из нескольких последовательно соединенных элементов, представляющих собой твердотельные электрохимические источники постоянного тока, имеющие в своем составе защитное устройство, отключающее элемент при токе, превышающем заданный предел, образующих батарею, по меньшей мере две из которых, параллельно подключены к питаемой нагрузке, отличающийся тем, что к питаемой нагрузке, также подключен стабилизирующий суперкондесатор и управляющий блок, который контролирует величину обратного тока в батареях путем периодического отключения одной из батарей от питаемой нагрузки на время, достаточное для контроля величины обратного тока в элементах батарей и срабатывания защитных устройств.A method of controlling the operation of a prefabricated solid-state electrochemical direct current source, consisting of several series-connected elements, which are solid-state electrochemical direct current sources, having in their composition a protective device that turns off the element at a current exceeding a predetermined limit, forming a battery, at least two of which , are connected in parallel to the supplied load, characterized in that a stabilizing supercapacitor and a control unit are also connected to the supplied load, which controls the reverse current in the batteries by periodically disconnecting one of the batteries from the supplied load for a time sufficient to control the reverse current in the cells batteries and activation of protective devices.