RU2477510C2 - Method for electrochemical current source (eccs) discharging - Google Patents

Method for electrochemical current source (eccs) discharging Download PDF

Info

Publication number
RU2477510C2
RU2477510C2 RU2010153476/07A RU2010153476A RU2477510C2 RU 2477510 C2 RU2477510 C2 RU 2477510C2 RU 2010153476/07 A RU2010153476/07 A RU 2010153476/07A RU 2010153476 A RU2010153476 A RU 2010153476A RU 2477510 C2 RU2477510 C2 RU 2477510C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
load
discharge
ecc
discharging
eccs
Prior art date
Application number
RU2010153476/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010153476A (en
Inventor
Макич Иванович Даниелян
Павел Матвеевич Масляков
Original Assignee
Макич Иванович Даниелян
Павел Матвеевич Масляков
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 Макич Иванович Даниелян, Павел Матвеевич Масляков filed Critical Макич Иванович Даниелян
Priority to RU2010153476/07A priority Critical patent/RU2477510C2/en
Publication of RU2010153476A publication Critical patent/RU2010153476A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2477510C2 publication Critical patent/RU2477510C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: according to the method, ECCS discharging is carried out by way of periodical connection and disconnection of load and at constant power; in the course of discharging charge current increment rate is controlled. At current increment rate equal to zero the load is disconnected; with load disconnected, one controls ECCS voltage increment rate for the voltage final value recovery at constant rate.
EFFECT: electric discharge characteristics increase.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам разряда ЭХИТ.The invention relates to the field of electrical engineering, and in particular to methods of discharge ECCP.

Из известных способов разряда ЭХИТ по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ импульсного разряда ЭХИТ путем периодического подключения и отключения нагрузки (патент РФ №2302060 С1, 2007).Of the known methods for discharging ECCP according to the set of essential features and the achieved technical result, there is a method of pulsed discharge ECCP by periodically connecting and disconnecting a load (RF patent No. 2302060 C1, 2007).

Недостатком известного способа разряда являются недостаточно высокие выходные электрические характеристики, что связано с неоптимальным выбором режима разряда.A disadvantage of the known discharge method is the insufficiently high output electrical characteristics, which is associated with a non-optimal choice of the discharge mode.

Техническим результатом изобретения является создание способа разряда ЭХИТ, обеспечивающего повышенные электрические характеристики.The technical result of the invention is the creation of a discharge method ECHIT, providing improved electrical characteristics.

Указанный технический результат достигается тем, что способ разряда ЭХИТ производится путем периодического подключения и отключения нагрузки, при этом разряд ведут при постоянной мощности, причем в процессе разряда контролируют скорость нарастания тока разряда и при скорости нарастания, равной нулю, отключают нагрузку; при отключенной нагрузке контролируют скорость нарастания напряжения ЭХИТ до своего конечного значения при условии постоянства скорости нарастания.The specified technical result is achieved by the fact that the method of discharge of the ECC is carried out by periodically connecting and disconnecting the load, while the discharge is carried out at a constant power, moreover, during the discharge, the rate of rise of the discharge current is controlled and, at a rate of rise equal to zero, the load is disconnected; when the load is off, control the rate of increase in voltage of the ECC to its final value, provided the rate of rise is constant.

Указанный режим разряда позволяет снять с ЭХИТ значительно более высокие удельные мощности и энергии, чем при известном режиме разряда за счет того, что источник тока ЭХИТ периодически через ключевой элемент, дроссель, накопительный конденсатор, стабилизатор разрядной мощности подключается и отключается от нагрузки. Для данной нагрузки время подключенного к ЭХИТ состояния определяется временем достижения тока своего максимального значения и выдержки до момента убывания. При убывании тока ЭХИТ отключается от нагрузки. За время включенного состояния ЭХИТ работает при минимальном внутреннем сопротивлении, равном активной составляющей полного сопротивления, т.е. при отсутствии поляризационной составляющей. Таким образом, при включенном состоянии ЭХИТ отдает максимально возможную энергию при своем минимальном внутреннем сопротивлении. При выключенном состоянии ток через ЭХИТ должен быть равен нулю, т.к. в противном случае постоянно-токовый фон приводит к появлению поляризационной составляющей внутреннего сопротивления ЭХИТ. Время выключенного состояния определяется временем восстановления напряжения ЭХИТ до конечного при условии постоянства скорости нарастания. Таким образом, суть способа съема энергии с ЭХИТ заключается в том, чтобы отделить по времени отбор электрической энергии с ЭХИТ от собственно окислительно-восстановительной химической реакции, проходящей в ЭХИТ, являющейся источником электродвижущей силы последнего. Во время включенного состояния индуктивный накопитель электрической энергии (дроссель) со стабилизатором мощности обеспечивают непрерывный рост тока с ЭХИТ до момента его убывания. В этом интервале времени химическая реакция не идет. В отключенном состоянии происходит сама химическая реакция при отсутствии тока.The indicated discharge mode makes it possible to remove significantly higher specific powers and energies from ECCP than with the known discharge regime due to the fact that the ECC current source is periodically connected and disconnected from the load through a key element, inductor, storage capacitor, and discharge power stabilizer. For a given load, the time of the state connected to the ECM is determined by the time the current reaches its maximum value and the exposure time until it decreases. When the current decreases, the ECC is disconnected from the load. During the on state, the ECC operates at a minimum internal resistance equal to the active component of the impedance, i.e. in the absence of a polarizing component. Thus, when the state is switched on, ECM gives off the maximum possible energy with its minimum internal resistance. When the state is off, the current through the ECM should be equal to zero, because otherwise, the constant-current background leads to the appearance of a polarizing component of the internal resistance of the ECC. The off-state time is determined by the time of restoration of the ECC voltage to the final one, provided that the slew rate is constant. Thus, the essence of the method of energy removal from ECT is to separate in time the selection of electrical energy from ECC from the actual redox chemical reaction that takes place in ECC, which is the source of the electromotive force of the latter. During the on state, an inductive electric energy storage device (inductor) with a power stabilizer provides a continuous increase in current with ECCP until it decreases. In this time interval, a chemical reaction does not occur. In the off state, the chemical reaction itself occurs in the absence of current.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность признаков изобретения не известна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного способа условию «новизна».The analysis of the prior art showed that the claimed combination of features of the invention is not known. This allows us to conclude that the claimed method meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Таким образом, можно сделать вывод, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".To verify the conformity of the claimed invention with the criterion of "inventive step", an additional search was carried out for known technical solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed technical solution from the prototype. Thus, we can conclude that the claimed technical solution does not follow explicitly from the prior art. Therefore, the claimed invention meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами и примером реализации способа.The invention is illustrated by drawings and an example implementation of the method.

На фиг.1 представлена установка для практической реализации заявленного способа.Figure 1 presents the installation for the practical implementation of the claimed method.

На фиг.2 показаны зависимости снимаемых мощностей от относительной емкости батареи для двух режимов работы ЭХИТ.Figure 2 shows the dependence of the removed power on the relative capacity of the battery for two modes of operation of ECE.

На фиг.3 показаны зависимости снимаемых мощностей от относительной емкости батареи для двух режимов работы ЭХИТ.Figure 3 shows the dependence of the removed power on the relative capacity of the battery for two modes of operation of ECE.

Пример практической реализацииPractical example

Для реализации заявленного способа была собрана установка, включающая в себя ЭХИТ (1), ключевой элемент с блоком управления (2), дроссель (3), накопительный конденсатор (4), стабилизатор разрядной мощности (5), измеритель напряжения, тока, а также скорости их изменения (6), нагрузка (7) (см. фиг.1).To implement the claimed method, an installation was assembled, which included ECT (1), a key element with a control unit (2), a choke (3), a storage capacitor (4), a discharge power stabilizer (5), a voltage and current meter, and the rate of change (6), the load (7) (see figure 1).

Пример №1.Example No. 1.

Испытывалась литий-ионная батарея производства фирма «Кокам», состоящая из трех последовательно соединенных аккумуляторов SLPB 55205130 напряжением 12,6 В и емкостью 11 А·ч. Батарея заряжалась до 12,6 В (4,2 В на аккумулятор) и разряжалась до 8,1 В (2,7 на аккумулятор) в двух режимах.A lithium-ion battery manufactured by Kokam was tested, consisting of three series-connected SLPB 55205130 batteries with a voltage of 12.6 V and a capacity of 11 Ah. The battery was charged up to 12.6 V (4.2 V per battery) and discharged up to 8.1 V (2.7 per battery) in two modes.

Режим 1. Разряд производился на постоянном сопротивлении 1,2 Ом.Mode 1. The discharge was carried out at a constant resistance of 1.2 ohms.

Режим 2. К той же батарее подключалось электронное устройство, включающее в себя ключевой элемент с блоком управления, индуктивный накопитель, накопительный конденсатор, стабилизатор разрядной мощности, контроллер для измерения тока, напряжения и скорости их нарастания и на выходе электронного устройства подключалась нагрузка. Нагрузка подбиралась таким образом, чтобы на выходе электронного устройства мощность была равна начальной разрядной мощности в режиме №1 с постоянным сопротивлением 1,2 Ом. Мощность фиксировалась как на входе, так и на выходе электронного устройства. Частота отбора энергии варьировалась от 19 кГц до 0,25 кГц.Mode 2. An electronic device was connected to the same battery, which included a key element with a control unit, an inductive storage device, a storage capacitor, a discharge power stabilizer, a controller for measuring current, voltage, and slew rate, and a load was connected to the output of the electronic device. The load was selected so that at the output of the electronic device the power was equal to the initial discharge power in mode No. 1 with a constant resistance of 1.2 Ohms. The power was recorded both at the input and at the output of the electronic device. The energy sampling frequency ranged from 19 kHz to 0.25 kHz.

Из фиг.2 видно, что в режиме разряда на постоянном сопротивлении (кривая 1) начальная разрядная мощность, равная 125 Вт, монотонно убывает в зависимости от степени разряда аккумуляторной батареи до значения 64 Вт, соответствующего 95%-ной степени разряженности. Падение мощности составило 90%. В режиме №2 мощности, снимаемые как на выходе электронного устройства (кривая 2), так и на входе электронного устройства (кривая 3), не зависят от степени разряженности аккумуляторной батареи и составляют 125 Вт и 135 Вт соответственно. Разница в 10 Вт, равная 135-125 Вт, теряется в самом электронном устройстве. Полное внутреннее сопротивление в режиме №1 составило 12 мОм, а в режиме №2-4,5 мОм, что равно активной составляющей полного внутреннего сопротивления батареи.Figure 2 shows that in the discharge mode at constant resistance (curve 1), the initial discharge power equal to 125 W monotonously decreases depending on the degree of discharge of the battery to a value of 64 W, corresponding to a 95% degree of discharge. The power drop was 90%. In mode No. 2, the powers taken both at the output of the electronic device (curve 2) and at the input of the electronic device (curve 3) are independent of the degree of discharge of the battery and are 125 W and 135 W, respectively. The difference of 10 watts, equal to 135-125 watts, is lost in the electronic device itself. The total internal resistance in mode No. 1 was 12 mOhm, and in mode No. 2-4.5 mOhm, which is equal to the active component of the total internal resistance of the battery.

Пример №2. Испытывалась стартерная свинцовая аккумуляторная батарея производства фирмы Varta 12 В 40 Ахч. Батарея разряжалась в двух режимах до конечного напряжения 10,2 В.Example No. 2. The lead starter battery manufactured by Varta 12 V 40 Ah was tested. The battery was discharged in two modes to a final voltage of 10.2 V.

Режим 1. Батарея разряжалась на постоянном сопротивлении 0,31 Ом до напряжения 10,2 В.Mode 1. The battery was discharged at a constant resistance of 0.31 ohms to a voltage of 10.2 V.

Режим 2. Батарея разряжалась с подключением электронного устройства, включающего в себя ключевой элемент с блоком управления, индуктивный накопитель, накопительный конденсатор, стабилизатор разрядной мощности, контроллер для измерения тока, напряжения и скорости их нарастания.Mode 2. The battery was discharged by connecting an electronic device that included a key element with a control unit, an inductive storage device, a storage capacitor, a discharge power stabilizer, and a controller for measuring current, voltage, and slew rate.

Нагрузка подбиралась таким образом, чтобы на выходе электронного устройства мощность была равна начальной разрядной мощности в режиме №2 с постоянным сопротивлением 0,31 Ом. Мощность фиксировалась как на входе, так и на выходе электронного устройства. Частота отбора энергии варьировалась от 19 кГц до 0,25 кГц.The load was selected so that at the output of the electronic device the power was equal to the initial discharge power in mode No. 2 with a constant resistance of 0.31 ohms. The power was recorded both at the input and at the output of the electronic device. The energy sampling frequency ranged from 19 kHz to 0.25 kHz.

Из фиг.3 видно, что для режима №1 (кривая 1) мощность с начального значения 502 Вт, соответствующая полностью заряженной батарее, к концу разряда, соответствующему 52% разрядной емкости, составляет 380 Вт, т.е. падение мощности составило 32%. В режиме с подключенным электронным устройством мощности, как снимаемые на выходе электронного устройства (кривая 2), так и на входе электронного устройства (кривая 3), не зависят от степени разряда батареи и остаются постоянными 502 Вт и 540 Вт соответственно. Причем разрядная емкость в режиме №2 составляет 62%. Полное внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи в режиме №1 при разряде на постоянном сопротивлении 0,31 Ом менялось с начальных 16 мОм до конечных 22 мОм. В режиме №2 с подключенным электронным устройством - с начальных 2 мОм до конечного 7 мОм, что соответствует активной составляющей полного внутреннего сопротивления.Figure 3 shows that for mode No. 1 (curve 1), the power from the initial value of 502 W, corresponding to a fully charged battery, by the end of the discharge, corresponding to 52% of the discharge capacity, is 380 W, i.e. power drop was 32%. In the mode with the electronic device connected, the power taken at the output of the electronic device (curve 2) and at the input of the electronic device (curve 3) are independent of the degree of battery discharge and remain constant 502 W and 540 W, respectively. Moreover, the discharge capacity in mode No. 2 is 62%. The total internal resistance of the battery in mode No. 1, when discharged at a constant resistance of 0.31 Ohms, changed from the initial 16 mOhm to the final 22 mOhm. In mode No. 2 with an electronic device connected, from the initial 2 mOhm to the final 7 mOhm, which corresponds to the active component of the total internal resistance.

Приведенные выше и примеры практической реализации способа показывают, что данный способ может быть реализован на практике. Следовательно, заявленный способ соответствует критерию «промышленная применимость».The above and examples of the practical implementation of the method show that this method can be implemented in practice. Therefore, the claimed method meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Способ разряда электрохимического источника тока (ЭХИТ) путем периодического подключения и отключения нагрузки, отличающийся тем, что разряд ведут при постоянной мощности, причем максимальная энергия, снимаемая с ЭХИТ, определяется максимальным временем подключенного состояния ЭХИТ к нагрузке, в течение которого контролируемая скорость нарастания тока разряда ограничивается значением, равным нулю, а минимальное время отключенного состояния ЭХИТ от нагрузки - временем восстановления напряжения ЭХИТ до конечного с постоянной скоростью нарастания. A method for discharging an electrochemical current source (ECC) by periodically connecting and disconnecting a load, characterized in that the discharge is conducted at constant power, and the maximum energy taken from ECC is determined by the maximum time the ECC state is connected to the load, during which the controlled rate of rise of the discharge current is limited by a value equal to zero, and the minimum time of the disconnected state of the ECC from the load is the time of restoration of the ECC voltage to the final with a constant speed th increase.
RU2010153476/07A 2010-12-28 2010-12-28 Method for electrochemical current source (eccs) discharging RU2477510C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153476/07A RU2477510C2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Method for electrochemical current source (eccs) discharging

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153476/07A RU2477510C2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Method for electrochemical current source (eccs) discharging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010153476A RU2010153476A (en) 2012-07-10
RU2477510C2 true RU2477510C2 (en) 2013-03-10

Family

ID=46848044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010153476/07A RU2477510C2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Method for electrochemical current source (eccs) discharging

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2477510C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996021966A1 (en) * 1995-01-10 1996-07-18 Cambridge Continuous Power Uninterruptible power supply
US6021040A (en) * 1998-01-19 2000-02-01 Hitachi, Ltd. Power storage device and power converter using same
RU45842U1 (en) * 2004-06-03 2005-05-27 Даниелян Макич Иванович SOURCE OF POWER
RU2302060C1 (en) * 2005-12-20 2007-06-27 Закрытое Акционерное Общество "Научно-производственное предприятие "Константа" Power supply and its operating process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996021966A1 (en) * 1995-01-10 1996-07-18 Cambridge Continuous Power Uninterruptible power supply
US6021040A (en) * 1998-01-19 2000-02-01 Hitachi, Ltd. Power storage device and power converter using same
RU45842U1 (en) * 2004-06-03 2005-05-27 Даниелян Макич Иванович SOURCE OF POWER
RU2302060C1 (en) * 2005-12-20 2007-06-27 Закрытое Акционерное Общество "Научно-производственное предприятие "Константа" Power supply and its operating process

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010153476A (en) 2012-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. Electrochemical state-based sinusoidal ripple current charging control
CN102904323B (en) Pulse wave modulation charging method and pulse wave modulation charging device
US8965723B2 (en) Apparatus and method for estimating state of charge of battery
CN109690901B (en) Supercapacitor-based energy storage device
KR20180134372A (en) Battery charging based on real-time battery characterization
JP2017523756A5 (en)
JP2008206259A (en) Charging system, charger, and battery pack
TW201030359A (en) Abnormality detection device for secondary cell and secondary cell device
US8174242B2 (en) Apparatus and method for pre-charging in charging/discharging equipment for an energy-storage device
CN105723230A (en) Storage battery monitoring device
CN103794828A (en) Method and device for rapid charging of lithium ion battery
JP2023062164A (en) battery management
US20120098496A1 (en) Device and method for stabilizing voltage of energy storage
JP6541310B2 (en) Module control device, balance correction system and storage system
Chen et al. Sinusoidal ripple current charging system with PLL function
EP4308945A1 (en) Systems and methods for controlled battery heating sourcing current to and from the battery and discharge signal
Vo et al. Experimental comparison of charging algorithms for a lithium-ion battery
CN105048571A (en) Circuit for realizing full-cycle charging and discharging of multiple battery packs and method for circuit
RU2477510C2 (en) Method for electrochemical current source (eccs) discharging
Bizhani et al. A comprehensive comparison of a lead-acid battery electro-thermal performance considering different charging profiles
EP3433918B1 (en) Battery charging based on real-time battery characterization
CN105048568A (en) Circuit and method for solving problems of mutual charging and discharging of multiple battery packs
CN105048017A (en) Method for solving problem of mutual charging and discharging among multiple battery packs
CN108572323A (en) Battery status estimating unit
Di Yin et al. Efficient frequency and duty cycle control method for fast pulse-charging of distributed battery packs by sharing cell status

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131229

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140910