СПОСОБ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ БУФЕРНЫМ НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ ГИБРИДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2013 года по МПК B60W20/00 

Изобретение относится к транспортным средствам с гибридной энергоустановкой. Оно касается контроля и управления буферным накопителем электрической энергии гибридной энергоустановки.

Сокращение запасов нефти, служащей сырьем для производства автомобильных топлив, а также ухудшение экологической обстановки, в частности накопление парниковых газов в атмосфере, приводящее к глобальному потеплению, вынуждает вести работы по созданию принципиально новых автомобильных энергоустановок, позволяющих уменьшить расход топлива и снизить токсичность выбросов. Одним из перспективных направлений решения этой проблемы является разработка гибридных энергоустановок, использующих первичный источник электроэнергии (двигатель-генераторную установку либо батарею топливных элементов), буферный накопитель энергии, состоящий из нескольких аккумуляторов, и тяговый электродвигатель.

Одной из основных функций управления буферным накопителем энергии является определение граничных значений критических параметров состояния аккумуляторных батарей накопителя. Известны различные способы контроля накопителей электрической энергии, представленные в выданных в СССР авторских свидетельствах №959189, 1024996, 1061198, в патентах РФ №2086053, 2246155. Более близким аналогом является способ контроля накопителя энергии, приведенный в выданном в СССР авторском свидетельстве №1607045, Н01M 10/48. При этом способе контроля аккумуляторов накопителя энергии измеряют напряжение каждого из аккумуляторов, сравнивают полученную величину с напряжением уставки, производят подзаряд компенсирующем током от компенсационного преобразователя тех аккумуляторов, напряжение которых меньше напряжения уставки, измеряют величину компенсационного тока каждого аккумулятора, сравнивают с сигналом дополнительной уставки, определяют число неисправных аккумуляторов, компенсирующий ток которых превышает сигнал дополнительной уставки, и затем отключают накопитель энергии от цепи нагрузки. Однако при таком способе аппаратура, его реализующая, имеет существенные габариты и массу, что крайне нежелательно в случае применения в составе транспортного средства.

Задача - создание удобного и надежного способа контроля и управления буферным накопителем энергии гибридного транспортного средства, обеспечивающего простыми и надежными средствами оперативное определение состояния накопителя энергии при его мониторинге.

Решение задачи обеспечено тем, что при контроле буферного накопителя энергии гибридного транспортного средства каждый аккумулятор контролируют отдельным модулем, который включают и выключают посредством реле, питаемых от отдельного источника электрического тока, питают модуль электрической энергией через подхватывающее реле от контролируемого аккумулятора, измеряют температуру аккумулятора и создаваемое им электрическое напряжение и подают сигнал к электромагнитным реле на включение индикаторов состояния аккумулятора, регистрирующих его параметры: «высокое напряжение», «низкое напряжение», «нормальное напряжение», «температура». В случае отклонения критических параметров за допустимые пределы полученный информационный сигнал может служить командой для аварийного отключения накопителя энергии.

Способ контроля буферного накопителя энергии, охарактеризованный приведенной совокупностью признаков, простыми действиями посредством простых и надежных средств позволяет оперативно индицировать наиболее важные параметры состояния аккумуляторов накопителя энергии, касающиеся их температуры и создаваемого ими напряжения электрического тока, для своевременного принятия мер по приведению накопителя энергии в нормальное состояние. Указанное измерение температуры аккумуляторов и создаваемых ими напряжений посредством отдельных модулей позволяет выявлять отстающие аккумуляторы для своевременного прекращения их разряда, не допуская снижения напряжения ни на одном из аккумуляторов ниже предельного значения, а также не допускать превышение напряжения, предотвращая, таким образом, выход из строя аккумуляторов и, следовательно, накопителя энергии.

Способ контроля и управления буферным накопителем энергии, состоящим из нескольких аккумуляторов, заключается в следующем (см. чертеж). Каждый аккумулятор накопителя, например аккумулятор 1, контролируют отдельным модулем системы управления и контроля, который включают посредством реле 2 путем кратковременной подачи к нему дискретного сигнала по каналу 3 дискретной шины от отдельного источника электрического тока. После включения модуля его блок питания 4 питают электрической энергией от контролируемого аккумулятора 1 через подхватывающее реле 5, которое включают по программе, заложенной в процессор 6. Измеряют температуру аккумулятора 1 посредством датчика температуры и создаваемое аккумулятором 1 напряжение электрического тока по упомянутой программе, заложенной в процессор 6, посредством находящихся в его составе аналогово-цифровых преобразователей. Измеряя указанные параметры, подают сигнал к электромагнитным реле 7-10 на включение индикаторов состояния аккумулятора, регистрирующих его параметры: «высокое напряжение», «низкое напряжение», «нормальное напряжение», «температура». Так, реле 7 при замыкании индицирует состояние «нормальное напряжение». При недопустимо низком напряжении на аккумуляторе замыкается реле 8, индицирующее состояние «низкое напряжение». При недопустимо высоком напряжении на аккумуляторе замыкается реле 9, индицирующее состояние «высокое напряжение». При выходе за допустимые пределы температуры аккумулятора 1 замыкается реле 10, индицирующее состояние «температура». Тем самым путем указанных простых действий обеспечен оперативный контроль состояния аккумулятора.

При соединении реле 7 нескольких модулей последовательно можно судить данным способом контроля об исправности накопителя энергии. При соединении параллельно реле 8 нескольких модулей, индицирующих состояние «низкое напряжение», реле 9, индицирующих состояние «высокое напряжение», реле 10, индицирующих состояние «температура», можно оперативно определить, что один или несколько аккумуляторов накопителя энергии находятся в критическом состоянии. Своевременное оповещение об аварийном состоянии какого-либо аккумулятора накопителя повышает безопасность эксплуатации энергоустановки.

Отключают питание модулей контроля буферного накопителя энергии посредством нормально замкнутых реле 11 путем подачи сигнала к ним по каналу 12 от упомянутого отдельного источника электрической энергии.

Изобретение относится к контрольно-измерительному оборудованию для гибридных транспортных средств. При контроле буферного накопителя энергии каждый аккумулятор накопителя контролируют отдельным модулем, который включают и отключают посредством реле, питаемых от отдельного источника электрического тока. Упомянутый модуль питают электрической энергией от контролируемого аккумулятора через подхватывающее реле. Измеряют температуру аккумулятора и создаваемое им напряжение электрического тока и подают сигнал к электромагнитным реле на включение индикаторов состояния аккумулятора, регистрирующих его параметры: «высокое напряжение», «низкое напряжение», «нормальное напряжение», «температура». Технический результат - обеспечение оперативного определения состояния накопителя энергии при его мониторинге. 1 ил.

Способ контроля и управления буферным накопителем энергии гибридного транспортного средства, заключающийся в том, что каждый аккумулятор накопителя энергии контролируют отдельным модулем, который включают и отключают посредством реле, питаемых от отдельного источника электрического тока, питают модуль электрической энергией через подхватывающее реле от контролируемого аккумулятора, измеряют температуру аккумулятора и создаваемое им напряжение электрического тока и подают сигнал к электромагнитным реле на включение индикаторов состояния аккумулятора, регистрирующих его параметры: «высокое напряжение», «низкое напряжение», «нормальное напряжение», «температура».