RU2742315C1 - Method of supplying electrical power to electrical loads and vehicle battery - Google Patents
Method of supplying electrical power to electrical loads and vehicle battery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2742315C1 RU2742315C1 RU2020135509A RU2020135509A RU2742315C1 RU 2742315 C1 RU2742315 C1 RU 2742315C1 RU 2020135509 A RU2020135509 A RU 2020135509A RU 2020135509 A RU2020135509 A RU 2020135509A RU 2742315 C1 RU2742315 C1 RU 2742315C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- vehicle
- voltage
- supplying
- board
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N dioxolead Chemical compound O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L lead sulfate Chemical compound [PbH4+2].[O-]S([O-])(=O)=O PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RXQCGGRTAILOIN-UHFFFAOYSA-N mephentermine Chemical compound CNC(C)(C)CC1=CC=CC=C1 RXQCGGRTAILOIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002342 mephentermine Drugs 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
-
- 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
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к методам снабжения электрической энергией электрических нагрузок (далее ЭН) и аккумуляторной батареи (далее АКБ) транспортного средства (далее ТС), связанных посредством бортовой электрической распределительной сети (далее БС) с генератором электроэнергии (далее ГЭ) ТС. При этом, под электрическими нагрузками заявитель подразумевает любые, исключая АКБ, устройства из состава ТС, потребляющие электрическую энергию для исполнения возложенных на них функций.The invention relates to methods for supplying electrical energy to electrical loads (hereinafter referred to as EN) and a storage battery (hereinafter referred to as the battery) of a vehicle (hereinafter referred to as the vehicle) connected by means of an on-board electrical distribution network (hereinafter referred to as BS) with an electricity generator (hereinafter referred to as HP) of the vehicle. At the same time, by electrical loads, the applicant means any, excluding the battery, devices from the vehicle that consume electrical energy to perform the functions assigned to them.
Из книги «Теория конструкция и расчёт автотракторного электрооборудования», под ред. М.Н.Фесенко, М. «Машиностроение», 1979, стр. 320, рис. 219, известны схема токораспределения БС автомобиля ГАЗ-24 и реализуемый данной схемой способ, заключающийся в подаче в БС ТС электрической энергии АКБ при неработающем ГЭ или в подаче в БС ТС электрической энергии, производимой ГЭ. Из §11 главы 3 этой же книги известны токоскоростная (см. стр. 101, Рис.59) и внешняя (см. стр. 100, Рис.58) характеристики вентильного ГЭ, из которых видно, что началу токоотдачи генератора, при заданных уровне напряжения и токе возбуждения, соответствует некоторая ненулевая частота вращения его ротора, что уровень напряжения генератора, при заданных частоте вращения его ротора и токе возбуждения, уменьшается с ростом величины тока, потребляемого ЭН, при этом крутизна спада напряжения тем выше, чем выше частота вращения ротора генератора. Из указанных характеристик следует, что при относительно малой частоте вращения ротора генератора и относительно большой потребляемой ЭН мощности (ситуация может иметь место при эксплуатации ТС в сложных погодных условиях), генератор может не обеспечить подачу в БС электрического напряжения необходимого для заряда АКБ уровня, при этом повышение частоты вращения ротора ведёт к росту потерь в обмотках генератора.From the book "Theory of design and calculation of automotive electrical equipment", ed. MN Fesenko, M. "Mechanical Engineering", 1979, p. 320, fig. 219, the current distribution scheme of the BS of the GAZ-24 automobile is known and the method implemented by this scheme, which consists in supplying electric energy of the battery to the BS of the TS when the HP is not working or in the supply of electrical energy produced by the HP to the BS of the TS. From §11 of Chapter 3 of the same book the current-speed (see p. 101, Fig. 59) and external (see p. 100, Fig. 58) characteristics of the valve DE are known, from which it can be seen that the beginning of the generator current output, at a given level voltage and excitation current, there corresponds a certain nonzero frequency of rotation of its rotor, that the voltage level of the generator, at a given frequency of rotation of its rotor and excitation current, decreases with an increase in the value of the current consumed by the EN, while the steepness of the voltage drop is the higher, the higher the frequency of rotation of the rotor generator. From the above characteristics it follows that at a relatively low generator rotor speed and a relatively high power consumption by the EH (the situation can take place when the vehicle is operated in difficult weather conditions), the generator may not supply the BS with the electric voltage required to charge the battery, while an increase in the rotor speed leads to an increase in losses in the generator windings.
Из патента на полезную модель RU87301, МПК Н02М 7/17, публ. 27.09.2009, известно устройство стабилизации напряжения БС пассажирского вагона (ТС) с электропитанием от подвагонного генератора (ГЭ) и реализуемый посредством данного устройства способ, заключающийся в подаче в БС ТС электрической энергии АКБ при неработающем ГЭ или в выработке энергии ГЭ, в поддержании напряжения ГЭ на заданном уровне, в формировании зарядного напряжения и в опосредованной БС подаче зарядного напряжения к ЭН и к АКБ ТС. Где, формирование зарядного напряжения осуществляют путем DC/DC преобразования развиваемого и поддерживаемого ГЭ. При этом величину зарядного напряжения устанавливают из условия обеспечения заряда АКБ.From the utility model patent RU87301, IPC Н02М 7/17, publ. 09/27/2009, a device for stabilizing the voltage of the BS of a passenger car (TC) with power supply from an undercar generator (HP) and a method implemented by means of this device is known, which consists in supplying electric energy of the battery to the BS of the TC when the HP is not working or in generating energy from the HP, in maintaining the voltage HE at a given level, in the formation of the charging voltage and in the indirect supply of the charging voltage to the ES and to the battery of the TS. Where, the formation of the charging voltage is carried out by DC / DC conversion of the developed and maintained HE. In this case, the value of the charging voltage is set from the condition of ensuring the battery charge.
Решение имеет ограниченную железнодорожным транспортом сферу применения.The solution has a limited scope of application by rail.
Из ГОСТ Р 53165-2008 «Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия», в частности, известно:From GOST R 53165-2008 “Lead starter batteries for automotive vehicles. General technical conditions ", in particular, it is known:
- заряд открытых батарей при постоянном напряжении и постоянной величине тока до 5Iном выполняют, в зависимости от расхода воды (см. п.8.2.2), при постоянном напряжении 14,8, 15,2, 16,0 В. Затем производят заряд при постоянной величине тока Iном в течение 4 час.- the charge of open batteries at a constant voltage and a constant current value up to 5I nom is performed, depending on the water consumption (see clause 8.2.2), at a constant voltage of 14.8, 15.2, 16.0 V. Then the charge is made at a constant value of current I nom for 4 hours.
- заряд батарей с регулирующим клапаном при постоянной величине тока (см. п.8.2.3) выполняют при постоянной величине тока 2Iном до достижения напряжения 14,4 В, затем – при постоянной величине тока Iном в течение 4ч.- batteries with a regulating valve are charged at a constant current value (see clause 8.2.3) at a constant current value 2I nom until a voltage of 14.4 V is reached, then at a constant current value I nom for 4 hours.
Из книги «Теория конструкция и расчёт автотракторного электрооборудования», под ред. М.Н.Фесенко, М. «Машиностроение», 1979, стр. 25 и 27 известны характерные для свинцово-кислотных батарей соотношения:From the book "Theory of design and calculation of automotive electrical equipment", ed. M.N.Fesenko, M. "Mechanical Engineering", 1979, pp. 25 and 27, the ratios characteristic of lead-acid batteries are known:
Е=0,85+Y10-3,E = 0.85 + Y10 -3 ,
Uз=E+IзRа, гдеU s = E + I s R a , where
Е – ЭДС АКБ,E - EMF of the battery,
Y – плотность электролита при температуре 15оС,Y - density of electrolyte at a temperature of 15 ° C,
Uз – напряжение заряда,U s - charge voltage,
Iз – величина тока заряда,I s - the value of the charge current,
Rа – внутреннее сопротивление АКБ (зависит от конструктивных особенностей АКБ, от степени её заряженности и от температуры электролита).R a - internal resistance of the battery (depends on the design features of the battery, on the degree of its charge and on the temperature of the electrolyte).
При этом, согласно п.5.27.2 правила 48 ЕЭК ООН - «Соглашения о принятии единообразных технических предписаний для колесных транспортных средств, предметов оборудования и частей, которые могут быть установлены и/или использованы на колесных транспортных средствах, и об условиях взаимного признания официальных утверждений, выдаваемых на основе этих предписаний» «напряжение на клеммах устройства (устройств) или функционального(ых) компонента(ов) не должно превышать … 13,5 В (12-вольтовые системы) … более чем на 3%» (13,905 В).At the same time, in accordance with paragraph 5.27.2 of regulation 48 of the UNECE - “Agreements on the adoption of uniform technical requirements for wheeled vehicles, items of equipment and parts that can be installed and / or used on wheeled vehicles, and on the conditions for mutual recognition of official approvals issued based on these regulations "" the voltage at the terminals of the device (s) or functional component (s) must not exceed ... 13.5 V (12V systems) ... more than 3% "(13.905 V) ...
Задачей изобретения было создание способа снабжения электрической энергией электрических нагрузок и аккумуляторной батареи транспортных средств, обеспечивающего высокую долговечность применяемых в составе транспортных средств электрических нагрузок, генератора электроэнергии и аккумуляторной батареи, а также возможность использования в составе ТС достаточно широкой номенклатуры аккумуляторных батарей при возможности организации бортового контроля за состоянием их заряда.The objective of the invention was to create a method for supplying electrical energy to electrical loads and a battery of vehicles, providing a high durability of electrical loads used in vehicles, an electricity generator and a storage battery, as well as the possibility of using a sufficiently wide range of storage batteries as part of a vehicle with the possibility of organizing on-board control the state of their charge.
Задача решается в способе снабжения электрической энергией ЭН и АКБ ТС, связанных посредством БС с ГЭ транспортного средства, заключающемся в подаче в БС ТС электрической энергии АКБ при неработающем ГЭ или в подаче в БС ТС электрической энергии, производимой ГЭ.The problem is solved in the method of supplying electric energy to the ES and the battery of the vehicle, connected by means of the BS with the HP of the vehicle, which consists in supplying the electrical energy of the battery to the BS of the vehicle when the HP is not working or in supplying the BS of the vehicle with the electric energy produced by the HP.
Задача решается тем, что:The problem is solved by:
- при работе ГЭ уровень постоянного напряжения в БС поддерживают стабильным и, преимущественно, меньшим величин, регламентированных производителем АКБ для ее заряда,- during the operation of the GE, the constant voltage level in the BS is kept stable and, mainly, lower than the values specified by the battery manufacturer for its charge,
- заряд АКБ выполняют подачей на батарею зарядного напряжения, уровень которого выбирают в соответствии с условиями, регламентированными производителем АКБ.- the battery is charged by supplying the battery with a charging voltage, the level of which is selected in accordance with the conditions specified by the battery manufacturer.
Задача также решается тем, что:The problem is also solved by:
- Формирование зарядного напряжения, подаваемого на АКБ, осуществляют посредством вольт-добавки к величине уровня напряжения в БС ТС.- The formation of the charging voltage supplied to the battery is carried out by means of a volt-addition to the value of the voltage level in the BS of the TS.
- Демпфирование скачков напряжения в БС ТС, возникающих в процессе включения и выключения ЭН, осуществляют подключением АКБ к БС посредством диодной развязки. - Damping of voltage surges in the BS of the TS, arising in the process of turning on and off the EN, is carried out by connecting the battery to the BS by means of a diode decoupling.
- Подачу к АКБ зарядного напряжения выполняют широтно-импульсным методом.- The charging voltage is supplied to the battery using the pulse-width method.
- Величину уровня зарядного напряжения устанавливают с учётом степени заряженности АКБ, а также с учётом температуры АКБ и/или температуры окружающей среды.- The value of the level of the charging voltage is set taking into account the state of charge of the battery, as well as taking into account the temperature of the battery and / or the ambient temperature.
Примечание: - под термином «зарядное напряжение» заявитель подразумевает уровень напряжения, обеспечивающий восстановление металлического свинца на отрицательных электродах АКБ и преобразование сульфата свинца активной массы положительных электродов АКБ в двуокись свинца.Note: - by the term "charging voltage" the applicant means a voltage level that ensures the recovery of metallic lead on the negative electrodes of the battery and the conversion of lead sulfate of the active mass of the positive electrodes of the battery into lead dioxide.
Изобретение иллюстрируется чертежом Фиг. 1, где показана структурная схема БС ТС, посредством которой может быть реализован заявляемый способ.The invention is illustrated in the drawing FIG. 1, which shows a block diagram of the BS TS, by means of which the claimed method can be implemented.
Способ может быть реализован в любом ТС, содержащем в своём составе ЭН (условно показана одна нагрузка), вентильный ГЭ с интегральным регулятором напряжения, оснащенным шиной LIN, (широко применяемый в настоящее время в составе автотракторной техники тип регуляторов напряжения (Int.reg)), имеющий возможность задания напряжения ГЭ, преимущественно, на уровне 13 В -5%, АКБ, электрический стартер (соединён с АКБ проводом большого сечения), а также БС, посредством которой ЭН связаны с ГЭ. Для реализации заявляемого способа ТС должно быть выполнено снабжённым бортовым зарядным устройством (БЗУ), электромагнитным реле (К1), импульсным ограничительным диодом (VD1), и датчиком (Т) температуры АКБ или окружающей АКБ среды. Датчик (Т) температуры может быть выполнен или содержащимся в составе АКБ, или содержащимся в составе клеммы АКБ, входящей в состав реализующих БС проводов, или в виде отдельного компонента, установленного рядом с АКБ. Вентильное устройство ГЭ (не показано) выполнено электрически соединёнными с БС и с массой ТС; интегральный регулятор ГЭ, соответственно, с шиной LIN ТС, которая, в свою очередь, выполнена электрически соединённой с контроллером системы управления двигателем (КСУД) и БЗУ.The method can be implemented in any vehicle that contains an EN (one load is conventionally shown), a valve GE with an integral voltage regulator equipped with a LIN bus, (the type of voltage regulators (Int.reg) that are currently widely used in automotive equipment) , which has the ability to set the DE voltage, mainly at the level of 13 V -5%, battery, electric starter (connected to the battery with a wire of large cross-section), as well as BS, through which the EN are connected to the GE. To implement the proposed method, the vehicle must be equipped with an on-board charger (BZU), an electromagnetic relay (K1), a pulse limiting diode (VD1), and a temperature sensor (T) of the battery or the environment surrounding the battery. The temperature sensor (T) can be made either contained in the battery, or contained in the battery terminal, which is part of the wires that implement the BS, or as a separate component installed next to the battery. The GE valve device (not shown) is made electrically connected to the BS and to the vehicle mass; integral regulator GE, respectively, with the LIN TS bus, which, in turn, is made electrically connected to the engine control system controller (ECS) and BZU.
БЗУ выполнено содержащим:BZU is made containing:
- клеммы мониторинга температуры АКБ (А_Темп),- terminals for monitoring the battery temperature (A_Temp),
- клемму соединения БЗУ с корпусом ТС (Gnd),- the terminal for connecting the BZU with the vehicle body (Gnd),
- клемму питания и мониторинга состояния цепи замка зажигания ДВС (К15),- the terminal for power supply and monitoring of the state of the internal combustion engine ignition lock circuit (K15)
- клемму силового питания БЗУ от ГЭ (+Пит),- the terminal of the power supply of the BZU from the GE (+ Pit),
- клемму подключения к шине LIN ТС (LIN),- a terminal for connecting to the vehicle LIN bus (LIN),
- клемму мониторинга уровня напряжения в БС ТС (А_UБС),- a terminal for monitoring the voltage level in the BS TS (A_UBS),
- клемму мониторинга величины напряжения на АКБ (А_Uзар),- terminal for monitoring the voltage on the battery (A_Uzar),
- клемму подачи на АКБ зарядного напряжения (Вых1), которая может быть объединена с клеммой А_Uзар.- a terminal for charging voltage to the battery (Out1), which can be combined with the A_Uzar terminal.
- клемму управления реле К1 -управление режимами работы БЗУ (Вых2).- relay control terminal K1 - control of operating modes of the BZU (Out2).
Примечание: - наличие в составе БЗУ клемм того или иного назначения априори подразумевает наличие соответствующей функции, реализуемой БЗУ.Note: - the presence of terminals for one purpose or another in the BZU a priori implies the presence of a corresponding function implemented by the BZU.
Реле (К1) выполнено содержащим электромагнитную обмотку (клеммы 85 и 86), переключающий контакт (клемма 30), нормально замкнутый контакт (клемма 88) и нормально разомкнутый контакт (клемма 87). Клемма 86 реле выполнена электрически соединённой с клеммой «Вых2» БЗУ. Клемма «А_UБС» БЗУ, клеммы 85 и 30 реле, анод импульсного диода VD1, выполнены соединёнными с положительной шиной (+) БС ТС. Клемма 88 реле выполнена соединённой с клеммой «Вых1» БЗУ, с катодом импульсного диода VD1 и с положительной клеммой АКБ. Клемма 87 реле выполнена соединённой с клеммой «+Пит» БЗУ. Клемма «А_Uзар» БЗУ выполнена соединённой с положительной клеммой АКБ. Клеммы «А_Темп» БЗУ выполнены электрически соединёнными с датчиком температуры (Т). The relay (K1) is made with an electromagnetic coil (
Примечание: Обозначения, приведённые на чертеже, соответствуют устоявшимся обозначениям, принятым в практике автомобилестроения; не охваченные приведённым выше описанием связи, из числа отображённых на Фиг. 1, очевидны для специалистов, занимающихся проектированием и обслуживанием электрооборудования ТС.Note: The designations shown in the drawing correspond to the well-established designations adopted in the practice of the automotive industry; links not covered by the above description, from among those shown in FIG. 1 are obvious for specialists involved in the design and maintenance of electrical equipment of the vehicle.
При выключенном замке зажигания К15 (БЗУ выключено) реле К1 находится в исходном положении - снабжение электрической энергией ЭН ТС осуществляется подачей в БС ТС энергии АКБ через нормально замкнутые контакты 88 и 30 реле. Импульсный ограничительный диод VD1 шунтирован контактами 88 и 30 реле. При включении замка зажигания на клемме БЗУ «К15» появляется напряжение (+БС), происходит запитывание вычислительного ядра БЗУ, после чего вычислительное ядро связывается по шине LIN с КСУД и ГЭ, производит настройки ГЭ, определяет тип АКБ, установленной на ТС, состояние запуска и работы ДВС (получает по LIN от КСУД), затем переводит ГЭ в режим генерации, и наконец, переводит БС ТС на режим снабжения «от ГЭ».When the K15 ignition switch is off (the BZU is off), the K1 relay is in the initial position - the electric power supply to the EN TS is carried out by supplying the battery power to the TS TS through the normally closed
Интегральный регулятор (Int.reg) задаёт и поддерживает вырабатываемое ГЭ напряжение на уровне, предпочтительно, 13 В – 5% (для 12-ти вольтовых систем) во всех режимах работы ГЭ и для любых режимов, в том числе климатических, эксплуатации ТС.The integral regulator (Int.reg) sets and maintains the voltage generated by the HP at a level of, preferably, 13 V - 5% (for 12-volt systems) in all operating modes of the HP and for any modes, including climatic, operation of the vehicle.
Перевод БС ТС на режим снабжения «от ГЭ» осуществляется посредством активизации электромагнитной обмотки реле К1, что приводит к разобщению нормально замкнутых контактов 30 и 88 реле и разрыву проводной связи между АКБ и БС, к замыканию контактов 30 и 87 и к подаче стабилизированного напряжения БС на клемму «+Пит» БЗУ. При этом положительная шина «+» БС через импульсный ограничительный диод VD1 соединяется с положительной клеммой АКБ. Соединение БС с АКБ посредством импульсного ограничительного диода VD1 обеспечивает демпфирование батареей скачков выходного напряжения ГЭ:The transfer of the BS TS to the supply mode "from the HP" is carried out by activating the electromagnetic winding of the relay K1, which leads to the disconnection of the normally closed
- возникающих при выключении/сбросе ЭН, амплитуда которых превышает величину напряжения БС на величину прямого падения напряжения на диоде,- those arising when switching off / resetting the EN, the amplitude of which exceeds the value of the BS voltage by the value of the forward voltage drop across the diode,
- возникающих при включении/набросе больших токовых нагрузок, при которых амплитуда кратковременно опускается ниже напряжения БС на величину пробивного напряжения диода. - arising when switching on / throwing large current loads, at which the amplitude drops for a short time below the BS voltage by the value of the diode breakdown voltage.
В процессе работы БЗУ, через клемму «А_UБС», контролирует состояние напряжения в БС, через клемму «А_Uзар» контролирует состояние напряжения на клемме + АКБ и степень её заряда, а через клеммы «А_Темп» контролирует температуру АКБ. Если при работе ГЭ БЗУ выявляет провал напряжения в БС, то БЗУ переводит реле К1 в исходное состояние, а БС в режим питания «от АКБ» до момента восстановления нормального напряжения БС.In the process of operation, the BZU, through the “A_UBS” terminal, controls the voltage state in the BS, through the “A_Uzar” terminal controls the voltage state at the + battery terminal and the degree of its charge, and through the “A_Temp” terminals controls the battery temperature. If, during the operation of the GE, the BZU detects a voltage drop in the BS, then the BZU transfers the K1 relay to its original state, and the BS to the power supply mode "from the battery" until the normal voltage of the BS is restored.
В случае необходимости заряда АКБ БЗУ включает входящий в его состав формирователь зарядного напряжения. Из уровня техники широко известны DC/DC преобразователи, работа которых основана на использовании э.д.с. самоиндукции дросселя, входящего в состав преобразователя. Из уровня техники также известны сумматоры электрических сигналов, выполненные на основе трансформатора. Формирователь зарядного напряжения может быть, например, выполнен содержащим ключевой полупроводниковый элемент, генератор импульсов, в качестве которого, предпочтительно, использовать ШИМ-контроллер, а также высокочастотный трансформатор (не показаны, входят в состав БЗУ). Вторичная обмотка последнего одним из своих концов должна быть выполнена соединённой с положительной (+) шиной БС ТС (через клемму БЗУ «+Пит» и замкнутые контакты 30 и 87 реле К1), а другим, предпочтительно, через диод Шотки (не показан), с клеммой БЗУ «Вых1» и, соответственно, с положительной клеммой АКБ. Первичная обмотка высокочастотного трансформатора одним из своих концов должна быть выполнена также соединённой с положительной (+) шиной БС ТС (через клемму БЗУ «+Пит» и замкнутые контакты 30 и 87 реле К1), а другим из своих концов, через ключевой полупроводниковый элемент и через клемму БЗУ «Gnd» с массой ТС. Управляющий электрод ключевого элемента, соответственно, должен быть выполнен электрически связанным с генератором импульсов.If it is necessary to charge the battery, the BZU includes a charging voltage generator included in its composition. DC / DC converters are widely known from the prior art, the operation of which is based on the use of emf. self-induction of the choke included in the converter. Adders of electrical signals based on a transformer are also known from the prior art. The charging voltage generator can, for example, be made containing a key semiconductor element, a pulse generator, which, preferably, is a PWM controller, as well as a high-frequency transformer (not shown, included in the BZU). The secondary winding of the latter with one of its ends should be connected to the positive (+) bus of the BS TC (through the BZU "+ Pit" terminal and
Приведённая в выше расположенном абзаце информация в достаточной для понимания степени иллюстрирует способность БЗУ по формированию зарядного напряжения посредством вольт-добавки к величине стабильного уровня напряжения в БС ТС и, соответственно, возможность формирования БЗУ зарядного напряжения, уровень которого выше напряжения БС, величину которого устанавливают в соответствии с типом применённой на ТС АКБ, с условиями заряда, регламентированными производителем АКБ, а также и в зависимости от температуры АКБ и степени её заряженности.The information given in the above paragraph is sufficient for understanding the degree to illustrate the ability of BZU to the formation of the charging voltage by means of a volt-addition to the value of a stable voltage level in the BS of the TS and, accordingly, the possibility of forming the BSU of the charging voltage, the level of which is higher than the BS voltage, the value of which is set in accordance with the type of battery used on the vehicle, with the charging conditions specified by the battery manufacturer , and also depending on the temperature of the battery and the degree of its charge.
При этом известно, что активная масса пластин АКБ обладает некоторыми объёмом и пористостью, а электролиты АКБ некоторой вязкостью, которая зависит, в том числе от температуры. Наличие пауз в подаче зарядного напряжения обеспечивает выравнивание плотности электролита по всему объёму активной массы пластин и поступление в активную массу свежих компонентов электролита. Наличие в составе формирователя зарядного напряжения ШИМ-контроллера позволяет реализовать пульсирующий тип зарядки АКБAt the same time, it is known that the active mass of the battery plates has a certain volume and porosity, and the electrolytes of the battery have a certain viscosity, which also depends on temperature. The presence of pauses in the supply of the charging voltage ensures the equalization of the density of the electrolyte throughout the volume of the active mass of the plates and the entry of fresh electrolyte components into the active mass. The presence of a PWM controller in the charging voltage generator makes it possible to implement a pulsating type of battery charging
Таким образом, показанная на Фиг. 1 БС позволяет реализовать подачу ЭН ТС электрической энергии АКБ при неработающем ГЭ или подачу ЭН ТС электрической энергии, производимой ГЭ. В последнем случае уровень напряжения, подаваемого ГЭ в БС, поддерживают стабильным и, преимущественно, меньшим величин, регламентированных производителем АКБ для ее заряда, при этом заряд АКБ выполняют подачей на АКБ зарядного напряжения, уровень которого устанавливают в соответствии с рекомендациями производителя АКБ, а также и в зависимости от температуры АКБ и степени её заряда.Thus, shown in FIG. 1 BS allows to implement the supply of the ES of the TS of electric energy of the battery when the HP is not working or the supply of the EN TS of the electric energy produced by the HP. In the latter case, the voltage level supplied by the HP to the BS is kept stable and, predominantly, less than the values specified by the battery manufacturer for its charging, while the battery is charged by supplying the battery with a charging voltage, the level of which is set in accordance with the recommendations of the battery manufacturer, and and depending on the temperature of the battery and the degree of its charge.
Заявляемый способ снабжения электрической энергией электрических нагрузок и аккумуляторной батареи транспортных средств, обеспечивает высокую долговечность применяемых в составе транспортных средств электрических нагрузок (обеспечивается подачей нагрузкам номинального стабилизированного напряжения), генератора электроэнергии (обеспечивается выработкой генератором пониженного напряжения, уровень которого меньше напряжения, необходимого для заряда АКБ) и аккумуляторной батареи (обеспечивается подачей на клеммы АКБ напряжения, обеспечивающего поддержание степени её заряда на уровне от 75 до 95% от её ёмкости), а также возможность использования в составе ТС достаточно широкой номенклатуры аккумуляторных батарей при возможности организации бортового контроля за уровнем их заряда.The inventive method for supplying electrical energy to electrical loads and a battery of vehicles ensures high durability of electrical loads used in vehicles (provided by supplying the loads with a nominal stabilized voltage), an electricity generator (provided by generating a reduced voltage generator, the level of which is less than the voltage required to charge the battery ) and a storage battery (provided by supplying voltage to the battery terminals, ensuring the maintenance of the degree of its charge at a level of 75 to 95% of its capacity), as well as the possibility of using a sufficiently wide range of storage batteries as part of the vehicle with the possibility of organizing on-board monitoring of their charge level ...
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020135509A RU2742315C1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Method of supplying electrical power to electrical loads and vehicle battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020135509A RU2742315C1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Method of supplying electrical power to electrical loads and vehicle battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2742315C1 true RU2742315C1 (en) | 2021-02-04 |
Family
ID=74554307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020135509A RU2742315C1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Method of supplying electrical power to electrical loads and vehicle battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2742315C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3007941A1 (en) * | 1980-03-01 | 1981-09-17 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Dual voltage supply system for vehicle - produces high charging volts for battery and constant volts for lights |
| US20030210014A1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-11-13 | C.E. Niehoff & Co. | System and method for controlling electric load and battery charge in a vehicle |
| FR2925793A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | METHOD FOR CONTROLLING A MOTOR VEHICLE ALTERNATOR AND ASSOCIATED DRIVER SYSTEM |
| DE102014209252A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Ford Global Technologies, Llc | Method for managing the electrical power supply in a motor vehicle |
| JP2015231301A (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 三菱電機株式会社 | Power supply unit for vehicle |
-
2020
- 2020-10-29 RU RU2020135509A patent/RU2742315C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3007941A1 (en) * | 1980-03-01 | 1981-09-17 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Dual voltage supply system for vehicle - produces high charging volts for battery and constant volts for lights |
| US20030210014A1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-11-13 | C.E. Niehoff & Co. | System and method for controlling electric load and battery charge in a vehicle |
| FR2925793A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | METHOD FOR CONTROLLING A MOTOR VEHICLE ALTERNATOR AND ASSOCIATED DRIVER SYSTEM |
| DE102014209252A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Ford Global Technologies, Llc | Method for managing the electrical power supply in a motor vehicle |
| JP2015231301A (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 三菱電機株式会社 | Power supply unit for vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102237706B (en) | Power supply unit having plurality of secondary batteries | |
| US8384360B2 (en) | Hybrid battery | |
| US6057666A (en) | Method and circuit for controlling charging in a dual battery electrical system | |
| KR20190137900A (en) | Circuit devices and charging methods for electrical energy storage systems | |
| CN109245220B (en) | Charging and discharging current-limiting battery pack parallel control device and control method with minimum switch | |
| CN105790364A (en) | Electrical system of internal-combustion-engine powered vehicle and power supply method thereof | |
| JP7394888B2 (en) | Charging method and power conversion device | |
| JPH11164494A (en) | Hybrid electric vehicle | |
| US11673485B2 (en) | Method for controlling an electrical system of an electrically drivable motor vehicle having a plurality of batteries, and electrical system of an electrically drivable motor vehicle having a plurality of batteries | |
| WO1999022434A1 (en) | Method and circuit for controlling charging in a dual battery electrical system | |
| WO2019021007A1 (en) | Battery management | |
| RU2742315C1 (en) | Method of supplying electrical power to electrical loads and vehicle battery | |
| KR20230175200A (en) | Intelligent energy storage system | |
| Hurley et al. | Self-equalization of cell voltages to prolong the life of VRLA batteries in standby applications | |
| CN113060048A (en) | Power battery pulse heating system and control method thereof | |
| CN112721734A (en) | Control method and device for charging vehicle | |
| CN115649092B (en) | A low-voltage power supply system and method for a commercial vehicle | |
| JPH04325801A (en) | Dc/dc converter for electric automobile | |
| Zhang et al. | Application of predictive current control based multi-pulse flexible-topology thyristor rectifier in off-board battery charger for electric vehicle | |
| JP4329454B2 (en) | Electric vehicle system | |
| Crouch | Battery technology for automotive applications | |
| CN205646974U (en) | Transient dynamic power compensator | |
| CN205945101U (en) | Modular super battery | |
| CN213484540U (en) | Driving system, controller and new energy automobile | |
| JP7397572B2 (en) | vehicle power system |