НИКЕЛЬ-ВОДОРОДНАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ Российский патент 2008 года по МПК H01M12/08 

Изобретение относится к электротехнике и касается металлгазовых химических источников тока, в частности никель-водородной аккумуляторной батареи (НВАБ). содержащей байпасные (обходные) устройства (БУ), предназначенные для парирования отказа никель-водородных аккумуляторов (НВА).

Любая никель-водородная аккумуляторная батарея представляет собой цепь из последовательно соединенных НВА. Отказ одного НВА влечет за собой отказ НВАБ в целом. Причиной отказа НВА может стать обрыв цепи, разгерметизация корпуса, деградация электрохимических групп (увеличение R_ВН). Также следствием последовательного соединения НВА является то, что полная емкость НВАБ определяется наименее заряженным НВА, вследствие некоторого разбаланса по величине емкости. Для повышения надежности и безотказности в состав НВАБ вводятся БУ.

Известна НВАБ (Батарея 40НВ-70 Технические условия ЖЦПИ.563533.012ТУ1 2002, лист 8), состоящая из последовательно соединенных НВА, каждый из которых содержит байпасное устройство в виде короткозамыкателя КЗОД-50 SESAT ЕИЖА.685122.011 одноразового действия (с развязывающими диодами), предназначенных для восстановления работоспособности НВАБ при отказе НВА в процессе штатной эксплуатации (восстановление осуществляется шунтированием отказавшего НВА накоротко).

Недостатком вышеуказанной НВАБ является необходимость управления срабатыванием короткозамыкателя.

Признаки, общие с предлагаемой НВАБ и аналога, следующие:

- НВАБ состоит из соединенных последовательно между собой в электрическую цепь аккумуляторов;

- НВАБ снабжена байпасными устройствами (короткозамыкателями).

Известна НВАБ (Модуль никель-водородной аккумуляторной батареи МНВАБ Технические условия ЖЦПИ.563534.006ТУ 2002, лист 27), состоящая из последовательно соединенных НВА, каждый из которых соединен силовыми шинами с байпасными диодами (далее БД), предназначенными для предотвращения выхода из строя НВАБ при выходе из строя или переполюсовке любого НВА. В конструкции применяемых БД используются корпусные диоды импортного производства (например, 1N6392).

Недостатками прототипа являются низкие удельные характеристики и необходимость защиты НВАБ от воздействия внешних факторов космического пространства.

Признаки прототипа, общие с предлагаемой НВАБ, следующие:

- НВАБ состоит из соединенных последовательно между собой в электрическую цепь аккумуляторов;

- НВАБ снабжена байпасными устройствами, соединенными с НВА силовыми шинами и предотвращающими ее выход из строя, при выходе из строя любого НВА (парируют отказ НВА).

Технический результат, достигаемый в предлагаемой НВАБ, заключается в повышении удельных массогабаритных характеристик, защищенности от воздействия внешних факторов космического пространства, адаптируемости к существующим конструкциям НВАБ.

Достигается это тем, что в НВАБ, состоящей из корпуса, в котором расположены соединенные между собой силовыми шинами в электрическую цепь аккумуляторы и байпасные устройства, байпасные устройства состоят из цилиндров с размещенными в них бескорпусными диодами, заполненных теплопроводящим материалом, при этом цилиндры установлены в корпусе батареи и закреплены на нем посредством фланцев.

Байпасное устройство собрано на бескорпусных диодах, теплосьем с которых осуществляется со всех поверхностей, а защита от воздействия внешних факторов космического пространства осуществляется самим корпусом батареи, что дает адаптируемость к существующим НВАБ; кроме того, байпасное устройство не имеет собственного защитного корпуса и в соответствии с этим НВАБ имеет более высокие удельные характеристики.

Отличительные признаки, обуславливающие соответствие предлагаемой НВАБ критерию новизна, следующие:

- байпасные устройства состоят из цилиндров с размещенными в них бескорпусными диодами;

- цилиндры заполнены теплопроводящим материалом;

- цилиндры установлены в корпусе НВАБ и закреплены на нем посредством фланцев.

Для обоснования соответствия предлагаемой НВАБ критерию «изобретательский уровень» был проведен анализ известных решений по литературным источникам. Отличительных признаков заявляемого решения в литературных источниках не обнаружено, поэтому, по мнению авторов, предлагаемая конструкция НВАБ соответствует критерию «изобретательский уровень».

Конструкция предлагаемой НВАБ изображена на фиг.1 и 2.

Предлагаемая НВАБ (фиг.1) состоит из следующих частей: корпуса 1, последовательно соединенных НВА 2, байпасного устройства 3 и силовых шин 4.

Байпасное устройство 3 (фиг.2) состоит из цилиндра 5, заполненного теплопроводящим материалом (на фиг.2 не показано) и в котором размещены бескорпусные диоды 6 (разрядные) и 7 (зарядные). Цилиндр 5 установлен в корпусе 1 и закреплен на нем посредством фланца 8.

Пример конкретного выполнения.

НВАБ 30 НВ-40 состоит из следующих частей: корпуса 1, последовательно соединенных 30 НВА 2, 30 байпасных устройств 3 и силовых шин 4.

Корпус 1 предназначен для объединения в нем всех составных частей в единое целое, обеспечения теплопередачи от бескорпусных диодов 6, 7 в процессе заряда/разряда НВАБ.

Последовательно соединенные НВА 2 предназначены для аккумулирования электрической энергии.

БУ 3 предназначены для парирования отказа НВА 2.

Силовые шины 4 предназначены для электрического соединения НВА 2 и БУ 3.

Конструктивно БУ 3 выполнено из алюминиевого сплава в виде цилиндра 5 с размерами, определяемыми величиной межаккумуляторного пространства. На боковой поверхности цилиндра 5, заполненного теплопередающим материалом, имеется площадка для установки бескорпусных диодов 6 и 7. Для крепления байпасного устройства 3 в корпусе 1 НВАБ на торце цилиндра 5 выполнен фланец 8, повторяющий форму корпуса 1 НВАБ в месте крепления.

Изобретение относится к электротехнике и касается металлгазовых химических источников тока, в частности никель-водородных аккумуляторных батарей (НВАБ). Техническим результатом изобретения является повышение удельных массогабаритных характеристик, защищенность от воздействия внешних факторов космического пространства, адаптируемость к существующим конструкциям НВАБ. Согласно изобретению НВАБ состоит из корпуса, в котором расположены соединенные между собой силовыми шинами в электрическую цепь аккумуляторы и байпасные устройства, байпасные устройства состоят из цилиндров с размещенными в них бескорпусными зарядными и разрядными диодами, заполненных теплопроводящим материалом, при этом цилиндры установлены в корпусе батареи и закреплены на нем посредством фланцев. Байпасное устройство собрано на бескорпусных диодах, теплосьем с которых осуществляется со всех поверхностей, а защита от воздействия внешних факторов космического пространства осуществляется самим корпусом батареи, что дает адаптируемость к существующим НВАБ, кроме того, устройство не имеет собственного защитного корпуса, и в соответствии с этим НВАБ имеет более высокие удельные характеристики. 2 ил.

Никель-водородная аккумуляторная батарея, состоящая из корпуса, в котором расположены электрически последовательно соединенные между собой силовыми шинами аккумуляторы и байпасные устройства, содержащие зарядные и разрядные диоды, отличающаяся тем, что байпасные устройства выполнены в виде цилиндров с размещенными в них бескорпусными разрядными и зарядными диодами, и заполнены теплопроводящим материалом, при этом цилиндры установлены в корпусе батареи и закреплены на нем посредством фланцев.