RU37884U1 - BATTERY VOLTAGE LEVELING DEVICE - Google Patents

BATTERY VOLTAGE LEVELING DEVICE

Info

Publication number
RU37884U1
RU37884U1 RU2003137118/20U RU2003137118U RU37884U1 RU 37884 U1 RU37884 U1 RU 37884U1 RU 2003137118/20 U RU2003137118/20 U RU 2003137118/20U RU 2003137118 U RU2003137118 U RU 2003137118U RU 37884 U1 RU37884 U1 RU 37884U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
key elements
windings
voltage
battery
drives
Prior art date
Application number
RU2003137118/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.И. Груздев
А.В. Кузовков
Б.М. Пашов
С.И. Яблочкин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы"
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 Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы" filed Critical Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы"
Priority to RU2003137118/20U priority Critical patent/RU37884U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU37884U1 publication Critical patent/RU37884U1/en

Links

Abstract

1. Устройство выравнивания напряжения в батарее, состоящее, по крайней мере, из двух последовательно соединенных электрических накопителей, содержащее трансформатор с общим сердечником и одинаковыми по количеству витков рабочими обмотками, управляющие ключевые элементы, соединенные последовательно с каждой рабочей обмоткой и одним из электрических накопителей, и систему управления в виде генератора импульсов и формирователя сигналов управления ключевыми элементами, отличающееся тем, что рабочие обмотки попарно соединены согласно и общими точками подключены к одному из выводов накопителей, а другими выводами соответствующих обмоток подключены через управляющие ключевые элементы к другому выводу соответствующих накопителей.2. Устройство выравнивания напряжения в батарее по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, два соседних электрических накопителя имеют одну общую пару рабочих обмоток, которая своей общей точкой подключена к общей точке соединения этих электрических накопителей, а свободными концами эта пара рабочих обмоток подключена через управляющие ключевые элементы к другим выводам соответствующих электрических накопителей.3. Устройство выравнивания напряжения в батарее по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что генератор импульсов выполнен в виде преобразователя постоянного напряжения, а управляемые ключевые элементы выполнены на полевых транзисторах.1. The device for balancing the voltage in the battery, consisting of at least two series-connected electrical drives, containing a transformer with a common core and the same number of turns of the working windings, control key elements connected in series with each working winding and one of the electrical drives, and a control system in the form of a pulse generator and a shaper of control signals for key elements, characterized in that the working windings are paired in accordance with and bschimi points connected to one of the drive pins and the respective other ends of the windings are connected through the key control elements corresponding to the other terminal nakopiteley.2. The battery voltage equalization device according to claim 1, characterized in that at least two adjacent electrical drives have one common pair of working windings, which is connected by their common point to the common connection point of these electric drives, and this pair of working windings is free ends connected via control key elements to other terminals of the corresponding electrical drives. 3. The voltage equalization device in the battery according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the pulse generator is made in the form of a DC voltage converter, and the controlled key elements are made on field-effect transistors.

Description

УСТРОЙСТВО ВЫРАВНИВАНИЯ НАНРЯЖЕНИЯ В БАТАРЕЕBATTERY VOLTAGE LEVELING DEVICE

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использовано при создании и эксплуатации батарей электрических накопителей.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in the creation and operation of batteries of electric drives.

Наиболее близким к данной полезной модели является устройство выравнивания напряжения в батарее электрических накопителей (аккумуляторов или конденсаторов), включающее трансформатор, имеющий одинаковые рабочие обмотки на одном сердечнике, число которых соответствует числу единичных электрических накопителей, управляющий ключевой элемент, последовательно соединенный с каждой рабочей обмоткой, и систему управления устройством выравнивания. Пат. РФ, №2156533, опубл. 09.2000 г..Closest to this utility model is a voltage equalization device in a battery of electrical storage devices (accumulators or capacitors), including a transformer having the same working windings on one core, the number of which corresponds to the number of single electrical storage devices, a control key element connected in series with each working winding, and a leveling device control system. Pat. RF, No. 2156533, publ. 09.2000 g.

Недостатком известного устройства выравнивания напряжения в батарее является то, что для функционирования устройства требуется размагничивание сердечника трансформатора после каждого рабочего цикла, для чего используются дополнительные обмотки трансформатора и электротехнические элементы.A disadvantage of the known device for balancing the voltage in the battery is that for the operation of the device requires demagnetization of the transformer core after each duty cycle, which uses additional transformer windings and electrical elements.

Задачей полезной модели является создание устройства выравнивания напряжения в батарее, позволяющего исключить разбаланс напряжений электрических накопителей при циклировании батареи. Устройство применимо как к батареям единичных электрических накопителей, так и группам и батареям, состоящим из модулей, содержащих несколько единичных накопителей.The objective of the utility model is to create a device for balancing the voltage in the battery, which eliminates the voltage imbalance of electric drives during battery cycling. The device is applicable both to batteries of single electric drives, and to groups and batteries consisting of modules containing several single drives.

Указанный технический результат достигается тем, что:The specified technical result is achieved by the fact that:

В устройстве выравнивания напряжения в батарее, состоящем по крайней мере из двух последовательно соединенных электрических накопителей, содержащем трансформатор с общим сердечником и одинаковыми по количеству витков рабочими обмотками, управляющие ключевые элементы, соединенные последовательно с каждой рабочейIn a voltage equalization device in a battery consisting of at least two series-connected electrical drives containing a transformer with a common core and the same number of turns of the working windings, control key elements connected in series with each working

H02J7/00 H02J7 / 00

обмоткой и одним из электрических накопителей, и систему управления в виде генератора импульсов и формирователя сигналов управления ключевыми элементами, согласно полезной модели рабочие обмотки попарно соединены согласно и общими точками подключены к одному из выводов накопителей, а другими выводами соответствующих обмоток подключены через управляющие ключевые элементы к другому выводу соответствующих накопителей.winding and one of the electric drives, and the control system in the form of a pulse generator and driver for key elements control signals, according to the utility model, the working windings are paired according to and common points are connected to one of the drive terminals, and the other leads of the corresponding windings are connected through control key elements to another conclusion to the corresponding drives.

В устройстве выравнивания напряжения в батарее согласно полезной модели по крайней мере два соседних электрических накопителя имеют одну общую пару рабочих обмоток, которая своей общей точкой подключена к общей точке соединения этих электрических накопителей, а свободными концами эта пара рабочих обмоток подключена через управляющие ключевые элементы к другим выводам соответствующих электрических накопителей.In a device for equalizing voltage in a battery according to a utility model, at least two adjacent electrical storage devices have one common pair of operating windings, which is connected by their common point to a common connection point of these electrical storage devices, and by their free ends this pair of operating windings is connected through control key elements to other conclusions of the corresponding electric drives.

В устройстве выравнивания напряжения в батарее согласно полезной модели генератор импульсов выполнен в виде преобразователя постоянного напряжения, а управляемые ключевые элементы выполнены на полевых транзисторах.In the device for balancing the voltage in the battery according to the utility model, the pulse generator is made in the form of a DC-voltage converter, and the controlled key elements are made on field-effect transistors.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

На фиг. 1 приведен один из возможных вариантов выполнения устройства выравнивания напряжения в батарее, состоящей из трех последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов G1, G2 и G3. Устройство содержит трансформатор с шестью одинаковыми по количеству витков рабочими обмотками Т1:1 ... Т1:6 , управляемые ключевые элементы УКЭ1 ... УКЭ6 и систему управления ключевыми элементами СУ, состоящую из генератора импульсов ГИ и формирователя сигналов управления ключевыми элементами ФСУ. Все обмотки Т1:1 ... Т1:6 намотаны на одном сердечнике и имеют хорошую взаимоиндукцию. ТриIn FIG. 1 shows one of the possible embodiments of the device for balancing the voltage in the battery, consisting of three series-connected lithium-ion batteries G1, G2 and G3. The device contains a transformer with six working windings T1: 1 ... T1: 6, identical in the number of turns, controlled key elements UKE1 ... UKE6 and a control system for key elements of the control system, consisting of a pulse generator GI and a shaper of control signals for key elements of the FSU. All windings T1: 1 ... T1: 6 are wound on one core and have good mutual induction. Three

первом такте управляющие сигналы подаются на выход (+ и -) ФСУ таким образом, что замыкаются УКЭ2, УКЭЗ и УКЭ6, а УКЭ1, УКЭ4 и УКЭ5 остаются в разомкнутом состоянии. При этом напряжение аккумулятора G1 подается на обмотку Т1:2 и далее через обмотку трансформатора Т1:3 - на аккумулятор G2, а через обмотку трансформатора Т1:6 - на аккумулятор G3. Если напряжение на аккумуляторе G1 выше чем на G2 и (или) G3 (с учетом падения напряжения в цепях коммутации), то будет происходить подзаряд аккумуляторов с меньшим напряжением (G2 или G3) за счет энергии аккумулятора G1, Аналогично происходит перераспределение энергии в случае превышения напряжения на других аккумуляторах. Во втором такте управляющие сигналы подаются на выход ФСУ так, что УКЭ2, УКЭЗ и УКЭ6 размыкаются, а УКЭ1, УКЭ4 и УКЭ5 замыкаются. При этом перераспределение энергии между аккумуляторами G1, G2 и G3. происходит через обмотки Т1:1, Т1:4 и Т1:5. В процессе выравнивания напряжения на всех накопителях токи между аккумуляторами уменьшаются до нуля. В этом состоянии КПД устройства определяется только динамическими потерями в управляющих ключевых элементах. При работе устройства по двухтактной схеме перемагничивание сердечника трансформатора происходит автоматически.In the first cycle, control signals are sent to the FSU output (+ and -) in such a way that UKE2, UKEZ and UKE6 are closed, and UKE1, UKE4 and UKE5 remain in the open state. In this case, the voltage of the battery G1 is supplied to the winding T1: 2 and then through the winding of the transformer T1: 3 to the battery G2, and through the winding of the transformer T1: 6 to the battery G3. If the voltage on the battery G1 is higher than on G2 and / or G3 (taking into account the voltage drop in the switching circuits), then the batteries with a lower voltage (G2 or G3) will be recharged due to the energy of the battery G1, Similarly, redistribution of energy occurs in case of excess voltage on other batteries. In the second clock, the control signals are fed to the FSU output so that UKE2, UKEZ and UKE6 open, and UKE1, UKE4 and UKE5 are closed. In this case, the redistribution of energy between the batteries G1, G2 and G3. occurs through the windings T1: 1, T1: 4 and T1: 5. In the process of equalizing the voltage across all drives, the currents between the batteries are reduced to zero. In this state, the efficiency of the device is determined only by dynamic losses in the control key elements. When the device operates on a push-pull circuit, the magnetization reversal of the transformer core occurs automatically.

Устройство, приведенное на фиг.2, работает аналогично устройству по фиг. 1, и отличается от него только тем, что у него обмотки трансформатора Т1:1 и Т1:2 являются общими для аккумулятора G1 и G2, что позволяет уменьшить количество обмоток, но увеличивает диаметр провода, т.к ток через обмотку возрастает. При работе устройства в первом такте аккумулятор G1 подключается к аккумулятору G2 через обмотки Т1:2 и Т1:1, а к аккумулятору G3 - через обмотки Т1:2 и Т1:4. Во втором такте эти подключения осуществляются через обмотки Т1;1 - Т1:2, и Т1:1 и Т1:3, соответственно.The device shown in FIG. 2 works similarly to the device in FIG. 1, and differs from it only in that its windings of the transformer T1: 1 and T1: 2 are common for the battery G1 and G2, which allows to reduce the number of windings, but increases the diameter of the wire, because the current through the winding increases. When the device is operating in the first cycle, the battery G1 is connected to the battery G2 through the windings T1: 2 and T1: 1, and to the battery G3 through the windings T1: 2 and T1: 4. In the second step, these connections are made through the windings T1; 1 - T1: 2, and T1: 1 and T1: 3, respectively.

Claims (3)

1. Устройство выравнивания напряжения в батарее, состоящее, по крайней мере, из двух последовательно соединенных электрических накопителей, содержащее трансформатор с общим сердечником и одинаковыми по количеству витков рабочими обмотками, управляющие ключевые элементы, соединенные последовательно с каждой рабочей обмоткой и одним из электрических накопителей, и систему управления в виде генератора импульсов и формирователя сигналов управления ключевыми элементами, отличающееся тем, что рабочие обмотки попарно соединены согласно и общими точками подключены к одному из выводов накопителей, а другими выводами соответствующих обмоток подключены через управляющие ключевые элементы к другому выводу соответствующих накопителей.1. The device for balancing the voltage in the battery, consisting of at least two series-connected electrical drives, containing a transformer with a common core and the same number of turns of the working windings, control key elements connected in series with each working winding and one of the electrical drives, and a control system in the form of a pulse generator and a shaper of control signals for key elements, characterized in that the working windings are paired in accordance with and bschimi points connected to one of the drive pins and the respective other ends of the windings are connected via control key elements to the other terminal of the respective drives. 2. Устройство выравнивания напряжения в батарее по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, два соседних электрических накопителя имеют одну общую пару рабочих обмоток, которая своей общей точкой подключена к общей точке соединения этих электрических накопителей, а свободными концами эта пара рабочих обмоток подключена через управляющие ключевые элементы к другим выводам соответствующих электрических накопителей.2. The device for balancing the voltage in the battery according to claim 1, characterized in that at least two adjacent electric drives have one common pair of working windings, which is connected by a common point to a common connection point of these electric drives, and this pair has free ends working windings is connected through control key elements to other terminals of the corresponding electric drives. 3. Устройство выравнивания напряжения в батарее по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что генератор импульсов выполнен в виде преобразователя постоянного напряжения, а управляемые ключевые элементы выполнены на полевых транзисторах.3. The device for equalizing the voltage in the battery according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the pulse generator is made in the form of a DC voltage converter, and the controlled key elements are made on field-effect transistors.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003137118/20U 2003-12-24 2003-12-24 BATTERY VOLTAGE LEVELING DEVICE RU37884U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003137118/20U RU37884U1 (en) 2003-12-24 2003-12-24 BATTERY VOLTAGE LEVELING DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003137118/20U RU37884U1 (en) 2003-12-24 2003-12-24 BATTERY VOLTAGE LEVELING DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU37884U1 true RU37884U1 (en) 2004-05-10

Family

ID=48287558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003137118/20U RU37884U1 (en) 2003-12-24 2003-12-24 BATTERY VOLTAGE LEVELING DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU37884U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537977C2 (en) * 2013-05-06 2015-01-10 Николай Владимирович Тингаев Device for voltage grading at storage battery cells
RU2546978C2 (en) * 2013-06-27 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнСол Технологии" Battery and battery control system
RU2561193C2 (en) * 2013-06-03 2015-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") Balancing device for hierarchical system of control of battery of electric energy accumulators with power exchange isolated dc backbone and accumulator control units
US9478994B2 (en) 2012-07-30 2016-10-25 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu “Sistemy Upravlenia Khraneniem Energii” Hierarchical system for controlling a battery of electrical energy storage devices
  • 2003

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9478994B2 (en) 2012-07-30 2016-10-25 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu “Sistemy Upravlenia Khraneniem Energii” Hierarchical system for controlling a battery of electrical energy storage devices
RU2537977C2 (en) * 2013-05-06 2015-01-10 Николай Владимирович Тингаев Device for voltage grading at storage battery cells
RU2561193C2 (en) * 2013-06-03 2015-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") Balancing device for hierarchical system of control of battery of electric energy accumulators with power exchange isolated dc backbone and accumulator control units
RU2546978C2 (en) * 2013-06-27 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнСол Технологии" Battery and battery control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3630303B2 (en) Voltage equalization device for storage element
WO2018166205A1 (en) Battery pack balancer modularization system and method based on multi-winding transformers
WO2010139099A1 (en) Device and method for balancing voltages of energy storage elements
JP6019519B2 (en) Battery cell balancing converter
WO2017000739A1 (en) Energy balancing method and apparatus
US10439414B2 (en) Auto adjusting balancer apparatus
JP2001185229A (en) Balance correction method and device for secondary batteries connected in series
DE102009015388A1 (en) Circuit arrangement for energy balance between cells
US20040212352A1 (en) Voltage equalizer for capacitors
Moghaddam et al. Multi-winding equalization technique for lithium ion batteries for electrical vehicles
US11888410B1 (en) Symmetric hybrid converters
EP3576271A1 (en) Dc charging system for storage battery of electric vehicle
US20190372382A1 (en) Dc charging system for storage battery of electric vehicle
CN107800292A (en) The equalizer circuit of series connection energy storing device and the balanced pressure system containing the circuit
RU37884U1 (en) BATTERY VOLTAGE LEVELING DEVICE
WO2013114757A1 (en) Battery equalization device and method
CN113547945A (en) Immittance network-based battery charging device with voltage-sharing function and method
RU183731U1 (en) DEVICE FOR HIGH-FREQUENCY VOLTAGE CONVERSION ON BATTERY BATTERIES
KR102375782B1 (en) Charge and discharge system for secondary battery having a variable dc output voltage range
TW202110032A (en) Battery system for a motor vehicle, method for operating a battery system, and motor vehicle
JP6509005B2 (en) Voltage balance correction circuit
CN110048494B (en) Battery cell voltage active equalization system
CN110350794B (en) Modular multilevel DC transformer and modulation method thereof
CN106992701A (en) Propulsion plant and the circuit arrangement that motor is run by two accumulators
KR101931165B1 (en) The balancing circuit for battery cells

Legal Events

Date Code Title Description
ND1K Extending utility model patent duration

Extension date: 20161224