АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ С СОСТАВНЫМ КОНТАКТНЫМ ВЫВОДОМ Российский патент 2014 года по МПК H01J7/00 H01J7/34 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к источникам электропитания, в частности к автономным источникам электропитания с использованием аккумуляторных батарей (АБ), устанавливаемых, например, на транспортных средствах, требующих диагностики и контроля их состояния, а также требующих зашиты от несанкционированного доступа.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Широко известны АБ, выводные контакты обеих полярностей которых, в частности, положительный и отрицательный полюсные выводы, представляют собой электрический контакт, выполненный из металла или металлического сплава, например, свинцово-кальциевых сплавов или малосурьмяных сплавов с содержанием сурьмы 1,6-1,8% [Н. И. Курзуков, В. М. Ягнятинский. Аккумуляторные батареи. Краткий справочник, 2008, AKBplus, ISBN: 978-5-9698-0236-0] и служат для соединения АБ с внешней электрической цепью, в том числе с устройствами контроля и диагностики, являющимися внешними по отношению к АБ устройствами.

При этом применение тех или иных устройств контроля состояния АБ, в том числе динамических параметров АБ, под которыми понимается отклик АБ на вынуждающую функцию с амплитудой малой величины в виде периодического сигнала напряжения или тока, снимаемого с АБ путем подключения внешней резистивной нагрузки, сталкивается с серьезными техническими недостатками.

Известные АБ, которые позволяют постоянно контролировать свои параметры, например, путем измерения динамических параметров АБ с помощью известного устройства [патент США №6 002 238, Int. Cl, H02J 7/00, G01N 27/416, 14.12.1999, патентная заявка №09/152219, 11.09.1998], содержащего датчик тока с устройствами считывания напряжения и тока и обработки данных, а также коммутационный элемент, формирующий выборки измеряемых величин, требуют многочисленных внешних подключений, обусловленных тем, что само устройство вместе с коммутационным элементом расположено вне АБ и подключается к ней посредством контактов Кельвина, что также является одним из недостатков применяемой известной схемы контроля параметров АБ.

В известных технических решениях, при контроле состояния АБ, для создания линии связи между управляющим устройством и шиной передачи данных необходима как минимум одна дополнительная клемма на корпусе АБ, что является нежелательным как с точки зрения технологии изготовления АБ, так и с точки зрения обеспечения защиты от несанкционированного доступа в случае установки АБ в качестве автономного источника питания, например, на транспортном средстве.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является повышение надежности работы единого комплекса „АБ - интегрированное в АБ Устройство контроля-диагностики" либо иного устройства, образующего с АБ единую функциональную цепь, путем устранения влияния внешних факторов, в том числе влияния окисления контактов под действием агрессивной среды и вызванной этим фактором нестабильности электрического сопротивления мест контактных соединений, что в ранее известных АБ и работающих с ними устройствах, например, устройствах диагностики, не позволяло повысить точность и достоверность результатов диагностики. При использовании заявляемой АБ отпадает необходимость в использовании контактов Кельвина с присущими им недостатками.

Предлагаемая АБ с составным контактным выводом обеспечивает возможность подключения к шине обмена данными, например, систем диагностики АБ, расположенных внутри самой АБ, без необходимости установки на корпусе АБ дополнительных клемм и, соответственно, без применения дополнительных соединительных кабелей или разъемных соединений.

В случае установки на транспортном средстве предлагаемая АБ в совокупности с блоком управления является идеальным противоугонным устройством, исключающим возможность несанкционированного доступа к цепи управления.

В заявляемой АБ, содержащей два контактных вывода, по крайней мере один из контактных выводов АБ выполнен состоящим из нескольких частей, по крайней мере две части из которых выполнены так, что способны сопрягаться друг с другом, образуя единое целое. При этом конфигурация взаимосопрягаемых частей составного контактного вывода позволяет разместить между ними корпус микросхемы блока управления и/или диагностики или иного устройства, функционально образующего с АБ единую электрическую цепь, например, противоугонного устройства транспортного средства.

По крайней мере в одной из упомянутых взаимосопрягаемых частей выполнена полость для прохождения дополнительного выводного контакта (одного или более), выполненного, например, в виде штыревого контакта, обеспечивающего через шину приема-передачи данных связь, между блоком управления и/или диагностики и любым внешним устройством, например, бортовым компьютером транспортного средства.

Упомянутая полость в одной из двух взаимосопрягаемых частей составного контактного вывода АБ снабжена изоляционной прокладкой, изолирующей упомянутый дополнительный штыревой контакт от корпуса упомянутой взаимосопрягаемой части составного контактного вывода АБ.

Предлагаемая конструкция АБ позволяет обеспечить реальную интеграцию устройств, работающих совместно с АБ в едином комплексе, таких как устройство диагностики АБ, непосредственно в саму АБ. В этом случае предлагаемая конструкция АБ позволяет упростить схему диагностики за счет возможности размещения электронного контакта-ключа, связанного с блоком управления и/или диагностики между взаимоспрягаемыми частями составного контактного вывода АБ и использования в этом случае открытого перехода электронного контакта-ключа в качестве датчика тока.

Заявляемая конструкция АБ с составным контактным выводом обеспечивает возможность реализации дополнительных функций, таких как защиту от короткого замыкания АБ, защиту от несанкционированного доступа, а также обладает технологической гибкостью, так как предлагаемая конструкция АБ, позволяющая интегрировать в нее корпус микросхемы устройств и/или блоков, работающих с АБ в одной цепи, как изложено выше, может быть использована в любых известных типах АБ без существенного изменения технологии изготовления и сборки АБ.

Заявляемая АБ с составным контактным выводом пояснена прилагаемой фигурой, на которой представлена Принципиальная схема АБ.

АБ (1) содержит контактные выводы (2) и (3). Контактный вывод (2) выполнен составным, то есть состоит из двух частей - верхней части (4) и нижней части (5). Верхняя часть (4) и нижняя часть (5) составного контактного вывода (2) выполнены так, что способны сопрягаться друг с другом, образуя единое целое.

Конфигурация верхней взаимосопрягаемой части (4) и нижней части (5) составного контактного вывода (2) такова, что позволяет разместить между ними корпус (6) микросхемы блока (7), например блока управления и/или диагностики, связанного с электронным контактом-ключом (8).

В верхней сопрягаемой части (4) составного контактного вывода (2) выполнена полость (9) для размещения штыревого контакта (10) (одного или более), интегрированного в упомянутый корпус (6) микросхемы. Полость (9) снабжена изоляционной прокладкой (11), служащей для электроизоляции проходящих внутри ее элементов от корпуса верхней взаимосопрягаемой части (4) составного контактного вывода (2).

Ответная часть (12) контактного вывода (2), стыкуемая с его верхней частью (4), содержит корпус (13), внутри которого расположена шина (14) приема-передачи данных и к которому подведен силовой кабель (15) электропитания, посредством чего обеспечивается сопряжение между вышеупомянутым блоком (7) и внешним устройством, осуществляемое через шину (14) приема-передачи данных в ответной части (12) контактного вывода (2).

Обмен информацией с блоком обработки данных, например бортовым компьютером, и обеспечение электропитанием происходит при стыковке составного контактного вывода (2) в его верхней сопрягаемой части (4) и ее ответной части (12). При этом обеспечивается съем информации посредством контакта/контактов (16), образующих контактную пару со штыревым контактом (10). Контакты (16) также изолированы относительно корпуса (13) ответной части (12). Подача электропитания происходит через подключенный к ответной части (12) силовой кабель (15).

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Заявляемая АБ с составным контактным выводом не требует внедрения новых технологических процессов или применения особого оборудования и может выпускаться на любых ныне существующих предприятиях, производящих АБ. Более того, предлагаемая АБ обладает технологической гибкостью, позволяя наладить выпуск АБ без существенного изменения технологии изготовления и сборки известных АБ, без привлечения дополнительных материальных ресурсов и без необходимости создания дополнительных производственных мощностей на предприятиях, что свидетельствует о бесспорной промышленной применимости заявляемой АБ.

Изобретение относится к источникам электропитания, в частности к автономным источникам электропитания с использованием аккумуляторных батарей (АБ), устанавливаемых, например, на транспортных средствах, требующих диагностики и контроля их состояния, а также требующих зашиты от несанкционированного доступа. Технический результат - повышение надежности работы путем устранения влияния внешних факторов. Конструкция заявляемой АБ предусматривает возможность размещения штыревого контакта, интегрированного в корпус микросхемы блока, например, управления и/или диагностики АБ внутри верхней сопрягаемой части составного контактного вывода, способной образовывать единое целое с частью. Обеспечивается сопряжение с внешним устройством через шину приема-передачи данных без необходимости применения дополнительных соединительных проводов или разъемных соединений и не требуется организация дополнительной клеммы на корпусе АБ. В случае установки на транспортном средстве предлагаемая АБ в совокупности с упомянутым блоком управления является идеальным противоугонным устройством, исключающим возможность несанкционированного доступа к цепи управления. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Аккумуляторная батарея, содержащая контактные выводы (2), (3) для подключения внешней цепи, отличающаяся тем, что по крайней мере один из контактных выводов (2) аккумуляторной батареи (1) выполнен состоящим из нескольких частей, по крайней мере две части (4), (5) из которых выполнены так, что способны сопрягаться друг с другом, образуя единое целое, при этом конфигурация упомянутых взаимосопрягаемых частей (4), (5) контактного вывода (2) такова, что позволяет разместить между ними корпус микросхемы блока (7) управления и/или диагностики или иного устройства, функционально образующего с аккумуляторной батареей единую электрическую цепь, причем по крайней мере в одной части (4) из упомянутых взаимосопрягаемых частей (4), (5) выполнена полость для прохождения дополнительного выводного контакта (10) (одного или более), выполненного, например, в виде штыревого контакта, интегрированного в корпус (6) упомянутой микросхемы и обеспечивающего связь упомянутой микросхемы, например, блока (7) управления и/или диагностики, с шиной (14) приема-передачи данных между блоком (7) управления и/или диагностики и любым внешним устройством, например бортовым компьютером транспортного средства.

2. Аккумуляторная батарея по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая полость в одной части (4) из двух взаимосопрягаемых частей (4), (5) составного контактного вывода (2) аккумуляторной батареи снабжена изоляционной прокладкой (11), изолирующей упомянутый дополнительный выводной штыревой контакт (10) от корпуса упомянутой взаимосопрягаемой части (4) составного контактного вывода (2) аккумуляторной батареи.

3. Аккумуляторная батарея по п.2, отличающаяся тем, что конфигурация взаимосопрягаемых частей (4), (5) составного контактного вывода (2) такова, что позволяет установить их в любом типе аккумуляторных батарей без изменения технологии ее изготовления и сборки.