RU46388U1 - PRIMARY LITHIUM BATTERY (OPTIONS) - Google Patents
PRIMARY LITHIUM BATTERY (OPTIONS) Download PDFInfo
- Publication number
- RU46388U1 RU46388U1 RU2005103574/22U RU2005103574U RU46388U1 RU 46388 U1 RU46388 U1 RU 46388U1 RU 2005103574/22 U RU2005103574/22 U RU 2005103574/22U RU 2005103574 U RU2005103574 U RU 2005103574U RU 46388 U1 RU46388 U1 RU 46388U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- series
- battery
- primary lithium
- parallel
- Prior art date
Links
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 73
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 73
- QYFOCTRMZCNMMD-UHFFFAOYSA-N [Li].ClS(Cl)(=O)=O Chemical compound [Li].ClS(Cl)(=O)=O QYFOCTRMZCNMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- SOZVEOGRIFZGRO-UHFFFAOYSA-N [Li].ClS(Cl)=O Chemical compound [Li].ClS(Cl)=O SOZVEOGRIFZGRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 10
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FBDMJGHBCPNRGF-UHFFFAOYSA-M [OH-].[Li+].[O-2].[Mn+2] Chemical compound [OH-].[Li+].[O-2].[Mn+2] FBDMJGHBCPNRGF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N Atorvastatin Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C=2C=CC(F)=CC=2)N(CC[C@@H](O)C[C@@H](O)CC(O)=O)C(C(C)C)=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве батарей из первичных химических источников тока (ХИТ), например, с тионилхлорид-литиевыми или сульфурилхлорид-литиевыми элементами, предназначенных для резервного электропитания систем телемеханики и аварийной сигнализации, для обеспечения электроэнергией автономной аппаратуры внутритрубных диагностических устройств и приборов нефтепроводов и газопроводов. Задача - создание первичной литиевой батареи, обладающей безопасностью в эксплуатации и повышенным ресурсом использования. Технический результат - исключение последствий внутрисхемных замыканий в процессе эксплуатации первичной литиевой батареи. Первичная литиевая батарея содержит, по крайней мере, две параллельных цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, объединенных в едином корпусе, оборудованном контактными выводами, при этом батарея дополнительно снабжена электронным регулятором, который содержит диоды, каждый из которых соединен параллельно с одним ИТ, и, по крайней мере, два диода, подключенных последовательно после каждого ИТ, являющегося последним в каждой цепи последовательно соединенных ИТ. Новым является то, что, по первому варианту, каждая цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителем, включенным между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи; по второму варианту, каждая цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителями, включенными между каждым ИТ цепи и его соединением с диодом, включенным параллельно ИТ; по третьему варианту, по крайней мере, одна цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителем, включенным между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи, при этом, по крайней мере, одна цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителями, включенными между каждым ИТ цепи и его соединением с диодом, включенным параллельно ИТ.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in the production of batteries from primary chemical current sources (CIT), for example, with thionyl chloride-lithium or lithium sulfuryl chloride elements, designed for backup power supply of telemechanics and alarm systems, to provide electric power to autonomous in-tube equipment diagnostic devices and instruments of oil pipelines and gas pipelines. The task is to create a primary lithium battery, which has safety in operation and an increased resource of use. The technical result is the elimination of the consequences of in-circuit short circuits during operation of the primary lithium battery. The primary lithium battery contains at least two parallel circuits, each of which consists of series-connected primary lithium IT, combined in a single housing equipped with contact leads, while the battery is additionally equipped with an electronic controller that contains diodes, each of which is connected in parallel with one IT, and at least two diodes connected in series after each IT, which is the last in each circuit of series-connected IT. New is that, according to the first embodiment, each circuit of series-connected primary lithium IT is additionally equipped with a fuse connected between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit; according to the second embodiment, each circuit of series-connected primary lithium IT is additionally equipped with fuses connected between each IT circuit and its connection with a diode connected in parallel with IT; according to the third embodiment, at least one circuit of the series-connected primary lithium ITs is additionally equipped with a fuse connected between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit, while at least one circuit of the series-connected primary lithium ITs is additionally equipped with fuses included between each IT circuit and its connection to a diode connected in parallel with IT.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве батарей из первичных химических источников тока (ХИТ), например, с тионилхлорид-литиевыми или сульфурилхлорид-литиевыми элементами, предназначенных для резервного электропитания систем телемеханики и аварийной сигнализации, для обеспечения электроэнергией автономной аппаратуры внутритрубных диагностических устройств и приборов нефтепроводов и газопроводов, а также для применения в качестве автономных источников электроэнергии постоянного тока для питания других различных электронных устройств и приборов.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in the production of batteries from primary chemical current sources (CIT), for example, with thionyl chloride-lithium or lithium sulfuryl chloride elements, designed for backup power supply of telemechanics and alarm systems, to provide electric power to autonomous in-tube equipment diagnostic devices and instruments for oil and gas pipelines, as well as for use as autonomous sources of electricity of current to power other various electronic devices and appliances.
Известны литий-диоксид марганцевые батареи (например, 12 МРЛ-800, ЖФИР.563562.003 ТУ "С", 12 МРЛ 400, ИЛВЕ.563214.009 ТУ "С", изготовитель ОАО "ЛИТИЙ-ЭЛЕМЕНТ", г. Саратов). Батареи собраны из отдельных ХИТ, состоящих из отрицательных литиевых и положительных диоксидмарганцевых электродов, разделенных сепаратором, собранных в призматический блок, пропитанный электролитом. Блок помещен в герметичный корпус из нержавеющей стали. Такие батареи обладают высокой удельной энергией и могут быть собраны последовательно-параллельным соединением отдельных ХИТ на любое номинальное напряжение, кратное 3 В, и практически любую электрическую емкость и мощность.Known lithium manganese dioxide batteries (for example, 12 MPL-800, ZhFIR.563562.003 TU "S", 12 MPL 400, ILVE.563214.009 TU "S", manufacturer of JSC "LITHIUM-ELEMENT", Saratov). Batteries are assembled from individual CITs, consisting of negative lithium and positive manganese dioxide electrodes, separated by a separator, assembled in a prismatic unit soaked in electrolyte. The unit is housed in a sealed stainless steel housing. Such batteries have a high specific energy and can be assembled in series-parallel connection of individual HITs for any rated voltage multiple of 3 V, and almost any electric capacity and power.
Известные батареи обладают высокой сохранностью заряда (более 10 лет) и достаточно высокой надежностью. Однако недостатком литий-диоксид марганцевых батарей является их способность к горению в герметичных батарейных отсеках (без доступа кислорода) при возникновении различных внештатных ситуаций (например, при механическом повреждении отдельных ХИТ при монтаже батарей), что сопровождается повышением давления, приводящему к взрыву батарейного отсека.Known batteries have high charge safety (more than 10 years) and a sufficiently high reliability. However, the disadvantage of lithium-manganese dioxide batteries is their ability to burn in sealed battery compartments (without oxygen access) in the event of various emergency situations (for example, during mechanical damage to individual batteries during battery installation), which is accompanied by an increase in pressure, leading to an explosion of the battery compartment.
Известна также батарея с водным электролитом, например, батарея NaS, содержащая, по крайней мере, две параллельно соединенные ветви, которые соответственно состоят из рядов m+n ячеек, соединенных параллельно, при этом "m" и "n" являются любыми натуральными числами. Батарея снабжена схемой для измерения разбаланса напряжений на соединен амных между собой ячейках батареи, обеспечивающей A battery with an aqueous electrolyte is also known, for example, a NaS battery containing at least two branches connected in parallel, which respectively consist of rows of m + n cells connected in parallel, with “m” and “n” being any natural numbers. The battery is equipped with a circuit for measuring the voltage imbalance on interconnected battery cells, which provides
возможность контролировать состояние частей батареи (см. патент ВОИС на изобретение №8602738, МПК Н 01 М 10/48, G 01 R 31/36, опубл. 09.05.1986 г.).the ability to control the condition of the battery parts (see WIPO patent for invention No. 8602738, IPC N 01 M 10/48, G 01 R 31/36, publ. 05/09/1986).
Так как при последовательно-параллельном соединении источников тока при разряде (заряде) даже незначительный разброс, например, по емкости, отдельных источников тока, приводит к значительному разбалансу, например, по остаточной емкости в конце разряда, групп источников тока, составляющих батарею, то в известном техническом решении предлагается схема контроля разбаланса групп источников тока при разряде (заряде) батареи. Однако низкая надежность и низкая электрическая емкость таких батарей не позволяют их использовать в условиях пожаро- и взрывобезопасной эксплуатации для обеспечения электроэнергией автономной аппаратуры внутритрубных диагностических устройств нефтегазовой промышленности.Since in case of series-parallel connection of current sources during a discharge (charge), even a small spread, for example, in capacitance, of individual current sources, leads to a significant imbalance, for example, in the residual capacity at the end of the discharge, of the groups of current sources that make up the battery, A well-known technical solution proposes a control scheme for the imbalance of groups of current sources during the discharge (charge) of the battery. However, the low reliability and low electrical capacity of such batteries do not allow them to be used in fire and explosion-proof operation to provide electricity to autonomous equipment of in-tube diagnostic devices of the oil and gas industry.
Известны батареи ХИТ, в которых используются различные электронные регуляторы. Например, известно устройство нивелирования разбаланса напряжений, по крайней мере, на двух соединенных между собой ячейках аккумуляторной батареи или, по крайне мере, на двух соединенных между собой батареях, содержащее трансформатор с рабочими обмотками на одном сердечнике, число которых соответствует числу ячеек или батарей, при этом каждая из рабочих обмоток имеет одинаковое число витков, управляющий ключевой элемент, последовательно соединенный с каждой рабочей обмоткой в соответствующей ячейке или батарее, и систему управления в виде коммутирующего элемента питания, соединенного с выводами аккумуляторной батареи, генератора импульсов и формирователя импульсов управления ключевыми элементами, выполненного в виде соединенной с управляющим входом каждого ключевого элемента соответствующей емкости, и соответствующих параллельно соединенных друг с другом резистора и диода, соединенных с управляющим входом соответствующего ключевого элемента и соответствующей ячейкой или батареей, при этом в устройство дополнительно введены системы размагничивания трансформатора, источник питания и драйвер управления, установленный в системе управления, при этом соответствующие емкости формирователя импульсов управления ключевыми элементами объединенным общим выводом соединены с выходом драйвера управления, входом подключенного к выходу генератора импульсов, источник питания соединен с коммутирующим элементом питания и выходом - с цепью питания системы управления, а система размагничивания трансформатора соединена с цепью питания устройства (см. патент РФ на изобретение №2156533, МПК Н 02 J 7/00, Н 02 J 7/34, опубл. 20.09.2000 г.).HIT batteries are known in which various electronic controllers are used. For example, it is known a device for leveling voltage imbalance on at least two interconnected cells of a battery or at least two interconnected batteries, containing a transformer with working windings on one core, the number of which corresponds to the number of cells or batteries, in this case, each of the working windings has the same number of turns, a control key element connected in series with each working winding in the corresponding cell or battery, and the control system in in the form of a switching battery connected to the terminals of the battery, pulse generator and pulse generator control key elements, made in the form of connected to the control input of each key element of the corresponding capacity, and the corresponding resistor and diode connected in parallel with each other, connected to the control input of the corresponding key element and the corresponding cell or battery, while the system is additionally introduced demagnetization systems transform an ator, a power source, and a control driver installed in the control system, while the corresponding capacities of the pulse shaper for controlling the key elements with an integrated common output are connected to the output of the control driver, an input connected to the output of the pulse generator, the power source is connected to the switching power element and the output to the circuit power supply of the control system, and the demagnetization system of the transformer is connected to the power supply circuit of the device (see RF patent for the invention No. 2156533, IPC H 02 J 7/00, H 02 J 7/34, publ. September 20, 2000).
Недостатком описанного выше известного устройства является его недостаточная надежность вследствие сложности конструкции. При этом батарея также практически неприменима из-за сложности и низкой надежности при количестве отдельных ХИТ, составляющих батарею, например, более 10 штук.The disadvantage of the above known device is its lack of reliability due to the complexity of the design. At the same time, the battery is also practically inapplicable due to the complexity and low reliability with the number of individual HITs making up the battery, for example, more than 10 pieces.
Известна также первичная литиевая батарея, содержащая, по крайней мере, две параллельных цепи, каждая из которых состоит, по крайней мере, из двух последовательно соединенных первичных литиевых источников тока (ИТ), объединенных в едином корпусе, оборудованном контактными выводами, при этом в качестве первичных литиевых ИТ используют ИТ, энергия которых лежит в диапазоне 25-125 Вт·час, а разброс электрической емкости между ИТ составляет не более 15%, при этом батарея дополнительно снабжена электронным регулятором, который содержит, по крайней мере, четыре диода, каждый из которых соединен параллельно с одним ИТ, и, по крайней мере, две цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные термопредохранитель и диод и подключена к выходу каждого ИТ, являющимся последним в каждой цепи последовательно соединенных ИТ (см. патент РФ на полезную модель №39745, МПК Н 01 М 10/48, опубл. 10.08.2004 г.).A primary lithium battery is also known, containing at least two parallel circuits, each of which consists of at least two series-connected primary lithium current sources (IT), combined in a single housing equipped with contact leads, while primary lithium ITs use IT, whose energy is in the range of 25-125 W · h, and the dispersion of the electric capacitance between IT is no more than 15%, while the battery is additionally equipped with an electronic controller, which contains at least at least four diodes, each of which is connected in parallel with one IT, and at least two circuits, each of which contains a thermal fuse and a diode in series, and is connected to the output of each IT, which is the last in each circuit of series-connected IT (see RF patent for utility model No. 39745, IPC H 01 M 10/48, publ. 10.08.2004).
Каждая цепь последовательно соединенных ИТ известной батареи содержит термопредохранитель, который, однако, не решает проблемы возникновения внутрисхемных замыканий, таких, например, как замыканий всей последовательно соединенной цепи ИТ или ее части, а также междуцепных замыканий, например, замыканий трех элементов ИТ одной цепи с двумя ИТ соседней цепи. Последствия таких внутрисхемных замыканий непредсказуемы и могут приводить к взрыву батареи внутри герметичного батарейного отсека, разрушению батарейного отсека. Это приводит к снижению безопасности при эксплуатации батареи.Each circuit of a series-connected IT of a known battery contains a thermal fuse, which, however, does not solve the problem of occurrence of in-circuit faults, such as, for example, short circuits of the entire series-connected IT circuit or part thereof, as well as inter-circuit faults, for example, short circuits of three IT elements of one circuit with two IT adjacent circuit. The consequences of such in-circuit short circuits are unpredictable and can lead to battery explosion inside the sealed battery compartment, destruction of the battery compartment. This results in reduced battery safety.
Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является первичная литиевая батарея, содержащая, по крайней мере, две параллельных цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, объединенных в едином корпусе, оборудованном контактными выводами, при этом батарея дополнительно снабжена электронным регулятором, который содержит диоды, каждый из которых соединен параллельно с одним ИТ, и, по крайней мере, два диода, подключенных последовательно после каждого ИТ, являющегося последним в каждой цепи последовательно соединенных ИТ. При этом батарея содержит литиевые ИТ одной электрохимической системы, а все цепи содержат одинаковое количество ИТ, при этом разность между значениями выходного напряжения батареи The closest technical solution to the proposed utility model is a primary lithium battery, containing at least two parallel circuits, each of which consists of series-connected primary lithium IT, combined in a single housing equipped with contact leads, while the battery is additionally equipped with an electronic regulator , which contains diodes, each of which is connected in parallel with one IT, and at least two diodes connected in series after each IT, which is after days in each circuit in series with IT. In this case, the battery contains lithium IT of one electrochemical system, and all circuits contain the same amount of IT, while the difference between the output voltage values of the battery
без внешней нагрузки и выходного напряжения батареи под нагрузкой не превышает четырехкратного значения выходного напряжения любого ИТ батареи, измеренного без нагрузки (см. патент РФ на полезную модель №43106, МПК H 01 М 10/48, опубл. 27.12.2004 г.).without external load and the output voltage of the battery under load does not exceed four times the output voltage of any IT battery, measured without load (see RF patent for utility model No. 43106, IPC H 01 M 10/48, published on December 27, 2004).
Так как известная первичная литиевая батарея имеет большое количество первичных литиевых ИТ и достаточно сложный объемный монтаж, то в процессе эксплуатации возможно повреждение целостности монтажа и возникновение внутрисхемных замыканий. Внутрисхемные замыкания могут приводить к непредсказуемым последствиям, включая нагрев батареи до взрыва ИТ и полного разрушения батареи. Это приводит к снижению безопасной эксплуатации батареи и уменьшению ресурса ее безаварийной работы.Since the well-known primary lithium battery has a large number of primary lithium IT and a rather complicated volumetric installation, during operation, damage to the integrity of the installation and the occurrence of in-circuit short circuits are possible. In-circuit short circuits can lead to unpredictable consequences, including heating the battery before IT explodes and the battery is completely destroyed. This leads to a decrease in the safe operation of the battery and a decrease in the resource of its trouble-free operation.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание первичной литиевой батареи, обладающей безопасностью в эксплуатации и повышенным ресурсом использования.The task the utility model is aimed at is the creation of a primary lithium battery with operational safety and an increased resource of use.
Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является исключение последствий внутрисхемных замыканий в процессе эксплуатации первичной литиевой батареи.The technical result achieved by using the utility model is the elimination of the effects of in-circuit short circuits during operation of the primary lithium battery.
Поставленная задача достигается тем, что в первичной литиевой батарее, по первому варианту, содержащей, по крайней мере, две параллельных цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, объединенных в едином корпусе, оборудованном контактными выводами, при этом батарея дополнительно снабжена электронным регулятором, который содержит диоды, каждый из которых соединен параллельно с одним ИТ, и, по крайней мере, два диода, подключенных последовательно после каждого ИТ, являющегося последним в каждой цепи последовательно соединенных ИТ, согласно полезной модели, каждая цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителем, включенным между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи.The task is achieved in that in the primary lithium battery, according to the first embodiment, containing at least two parallel circuits, each of which consists of series-connected primary lithium IT, combined in a single housing equipped with contact leads, while the battery is additionally equipped with an electronic controller that contains diodes, each of which is connected in parallel with one IT, and at least two diodes connected in series after each IT, which is the last in each center and serially connected IT, according to the utility model, each series-connected primary lithium IT is further provided with a fuse connected between a common wire of parallel chains and the first IT chain.
Поставленная задача также достигается тем, что в первичной литиевой батарее, по второму варианту, содержащей, по крайней мере, две параллельных цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, объединенных в едином корпусе, оборудованном контактными выводами, при этом батарея дополнительно снабжена электронным регулятором, который содержит диоды, каждый из которых соединен параллельно с одним ИТ, и, по крайней мере, два диода, The task is also achieved by the fact that in the primary lithium battery, according to the second embodiment, containing at least two parallel circuits, each of which consists of series-connected primary lithium IT, combined in a single housing equipped with contact leads, while the battery is additionally equipped with an electronic controller that contains diodes, each of which is connected in parallel with one IT, and at least two diodes,
подключенных последовательно после каждого ИТ, являющегося последним в каждой цепи последовательно соединенных ИТ, согласно полезной модели, каждая цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителями, включенными между каждым ИТ цепи и его соединением с диодом, включенным параллельно ИТ.connected in series after each IT, which is the last in each circuit of series-connected IT, according to a utility model, each circuit of series-connected primary lithium ITs is additionally equipped with fuses connected between each IT circuit and its connection with a diode connected in parallel with IT.
Поставленная задача также достигается тем, что в первичной литиевой батарее, по третьему варианту, содержащей, по крайней мере, две параллельных цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, объединенных в едином корпусе, оборудованном контактными выводами, при этом батарея дополнительно снабжена электронным регулятором, который содержит диоды, каждый из которых соединен параллельно с одним ИТ, и, по крайней мере, два диода, подключенных последовательно после каждого ИТ, являющегося последним в каждой цепи последовательно соединенных ИТ, согласно полезной модели, по крайней мере, одна цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителем, включенным между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи, при этом, по крайней мере, одна цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителями, включенными между каждым ИТ цепи и его соединением с диодом, включенным параллельно ИТ.The task is also achieved by the fact that in the primary lithium battery, according to the third embodiment, containing at least two parallel circuits, each of which consists of series-connected primary lithium IT, combined in a single housing equipped with contact leads, while the battery is additionally equipped with an electronic controller that contains diodes, each of which is connected in parallel with one IT, and at least two diodes connected in series after each IT, which is the last in According to a utility model, at least one circuit of series-connected primary lithium ITs is further provided with a fuse connected between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit, while at least one circuit of series-connected primary lithium IT IT is additionally equipped with fuses connected between each IT circuit and its connection to a diode connected in parallel with IT.
Все три варианта выполнения предложенной первичной литиевой батареи направлены на решение одной и той же технической задачи при достижении общего технического результата.All three options for the implementation of the proposed primary lithium battery are aimed at solving the same technical problem while achieving a common technical result.
Введение в электрическую схему первичной литиевой батареи предохранителей и их включение либо в разрыв каждой цепи между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи (по первому варианту осуществления батареи), либо в разрыв каждой цепи между каждым ИТ цепи и его соединением с диодом, включенным параллельно ИТ (по второму варианту осуществления батареи), либо в разрыв каждой цепи между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи, а также в разрыв цепи между каждым ИТ цепи и его соединением с диодом, включенным параллельно ИТ (по третьему варианту осуществления батареи), позволяет повысить безопасность при эксплуатации батареи и значительно увеличить ресурс использования батареи, по сравнению с прототипом, за счет исключения последствий внутрисхемных замыканий, таких, например, как замыканий всей последовательно соединенной Introducing fuses into the electric circuit of the primary lithium battery and their inclusion either in the break of each circuit between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit (in the first embodiment of the battery), or in the break of each circuit between each IT circuit and its connection to the diode connected parallel to IT (according to the second embodiment of the battery), or to open each circuit between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit, as well as to open the circuit between each IT circuit and its connection to the diode connected in parallel Only IT (according to the third embodiment of the battery) allows to increase safety during battery operation and significantly increase the battery usage life, in comparison with the prototype, by eliminating the consequences of in-circuit short circuits, such as, for example, short circuits of the entire series connected
цепи ИТ или ее части, а также междуцепных замыканий, например, замыканий трех элементов ИТ одной цепи с двумя ИТ соседней цепи.IT circuits or parts thereof, as well as inter-circuit faults, for example, faults of three IT elements of one circuit with two IT of an adjacent circuit.
Подобные замыкания возможны, например, в следующем случае. Вследствие ограниченности пространства внутри корпуса батареи ХИТ и электрические компоненты батареи находятся на близком расстоянии друг от друга. В процессе транспортировки батареи, ее монтажа в батарейную секцию электрическая изоляция компонентов батареи может нарушиться, что приведет к пробою изоляции в процессе эксплуатации батареи и возникновению внутрисхемных замыканий. Предохранители, включенные в цепи батареи, согласно вариантам предложенной полезной модели, позволяют электрически отключить либо всю цепь ХИТ, либо конкретный источник, в зависимости от степени повреждения изоляции и величины пробоя, что позволяет безопасно эксплуатировать батарею в дальнейшем, увеличивая ее ресурс. При этом возможно размещение предохранителей на корпусе ИТ, что не усложняет монтаж батареи и позволяет сохранить габаритные размеры первичной литиевой батареи.Such closures are possible, for example, in the following case. Due to the limited space inside the battery case, the HIT and the electrical components of the battery are close to each other. During the transportation of the battery, its installation in the battery section, the electrical insulation of the battery components may be broken, which will lead to a breakdown of insulation during operation of the battery and the occurrence of in-circuit short circuits. Fuses included in the battery circuit, according to the variants of the proposed utility model, allow you to electrically disconnect either the entire CHIT circuit or a specific source, depending on the degree of damage to the insulation and the magnitude of the breakdown, which allows you to safely operate the battery in the future, increasing its battery life. At the same time, it is possible to place fuses on the IT case, which does not complicate the installation of the battery and allows you to save the overall dimensions of the primary lithium battery.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан пример выполнения электрической принципиальной схемы предложенной первичной литиевой батареи, по первому варианту осуществления батареи; на фиг.2 - пример выполнения электрической принципиальной схемы предложенной первичной литиевой батареи, по второму варианту осуществления батареи; на фиг.3 - первый пример выполнения электрической принципиальной схемы предложенной первичной литиевой батареи, по третьему варианту осуществления батареи; на фиг.4 - второй пример выполнения электрической принципиальной схемы предложенной первичной литиевой батареи, по третьему варианту осуществления батареи; на фиг.5 - третий пример выполнения электрической принципиальной схемы предложенной первичной литиевой батареи, по третьему варианту осуществления батареи.The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows an example of an electrical circuit diagram of a primary lithium battery according to the first embodiment of the battery; figure 2 is an example of an electrical circuit diagram of the proposed primary lithium battery according to the second embodiment of the battery; figure 3 is a first example of the electrical circuit of the proposed primary lithium battery according to the third embodiment of the battery; figure 4 is a second example of the electrical circuit of the proposed primary lithium battery according to the third embodiment of the battery; figure 5 is a third example of the electrical circuit of the proposed primary lithium battery according to the third embodiment of the battery.
Цифрой 1 на схеме обозначен блок измерительных приборов.The number 1 in the diagram indicates the block of measuring instruments.
Буквенные обозначения на схемах соответствуют следующему: UT1.1-UTN.M - первичные литиевые ИТ (где N - количество параллельных цепей; М - количество последовательных соединенных ИТ в каждой из параллельных цепей); VD1.1-VDN.M - диоды, обеспечивающие шунтирование ИТ при их полном разряде для исключения глубокой переполюсовки; VD1-VDN - диоды, исключающие заряд отдельных цепей за счет энергии других цепей; FU - плавкий предохранитель; PV - вольтметр для измерения напряжения отдельных последовательно соединенных цепей ИТ (может не встраиваться в конструкцию электронного регулятора); SA - переключатель цепей The letter designations on the diagrams correspond to the following: UT 1.1 -UT NM - primary lithium IT (where N is the number of parallel circuits; M is the number of consecutive IT connected in each of the parallel circuits); VD 1.1 -VD NM - diodes that provide IT shunting when fully discharged to eliminate deep polarity reversal; VD 1 -VD N - diodes excluding the charge of individual circuits due to the energy of other circuits; FU - fuse; PV - a voltmeter for measuring the voltage of individual series-connected IT circuits (may not be built into the design of an electronic controller); SA - circuit switch
(если вольтметр PV в конструкции батареи не предусмотрен, то вместо переключателя цепей в батарее монтируется технологический разъем для осуществления измерения внешним вольтметром напряжения отдельных последовательно соединенных цепей ИТ); R1-RN - добавочные сопротивления; Uбат - напряжение первичной батареи; - предохранители, включенные в разрыв цепи между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи, последовательно соединенных ИТ; - предохранители, включенные в разрыв цепи между ИТ цепи и его соединением с диодом, включенным параллельно ИТ.(if the PV voltmeter is not provided in the battery design, then instead of the circuit switch in the battery, the technological connector is mounted to measure the voltage of individual series-connected IT circuits with an external voltmeter); R 1 -R N - additional resistance; U bah - voltage of the primary battery; - fuses included in the open circuit between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit, connected in series by IT; - fuses included in the open circuit between the IT circuit and its connection to a diode connected in parallel with IT.
Первичная литиевая батарея представляет собой набор первичных литиевых ИТ UT1.1-UTN.M, в количестве необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости (энергии), объединенных в прочном едином защитном герметичном корпусе, выполненном в виде блока, оборудованным контактными выводами, например, электрическими разъемами.The primary lithium battery is a set of primary lithium IT UT 1.1 -UT NM , in the amount necessary to provide the required battery voltage and electric capacity (energy), combined in a strong single protective sealed enclosure made in the form of a unit equipped with contact leads, for example, electrical connectors.
Источники тока UT1.1-UTN.M электрически соединяются, по крайней мере, в две параллельные цепи (то есть N=2), при этом все цепи могут содержать одинаковое количество ИТ-М, например, пять.The current sources UT 1.1 -UT NM are electrically connected in at least two parallel circuits (i.e., N = 2), while all circuits can contain the same amount of IT-M, for example, five.
Батарея дополнительно снабжена электронным регулятором, который содержит диоды VD1.1-VDN.M, количество которых равно количеству ИТ и каждый из которых соединен параллельно с одним ИТ, а также диоды, например, VD1-VDN, подключенные последовательно после каждого ИТ, являющимся последним в каждой цепи последовательно соединенных ИТ, например, UT1.M. Причем количество таких диодов равно количеству параллельно подключенных цепей ИТ, соединенных последовательно между собой, например, N.The battery is additionally equipped with an electronic controller, which contains VD 1.1- VD NM diodes, the number of which is equal to the number of ITs and each of which is connected in parallel with one IT, as well as diodes, for example, VD 1 -VD N , connected in series after each IT, which is the last in each circuit of series-connected IT, for example, UT 1.M. Moreover, the number of such diodes is equal to the number of parallel connected IT circuits connected in series with each other, for example, N.
По первому варианту осуществления батареи каждая из параллельных цепей последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена, по крайней мере, одним предохранителем, , включенным в разрыв цепи между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ каждой цепи, последовательно соединенных ИТ (фиг.1). При этом число предохранителей равно числу параллельных цепей.According to the first embodiment of the battery, each of the parallel circuits of the series-connected primary lithium IT is additionally equipped with at least one fuse, included in the open circuit between the common wire of all parallel circuits and the first IT of each circuit connected in series by IT (figure 1). The number of fuses equal to the number of parallel circuits.
По второму варианту осуществления батареи каждая из параллельных цепей последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителями, , включенными в разрыв цепи между каждым ИТ цепи и его соединением с диодом VD1.1-VDN.M, включенным параллельно ИТ (фиг.2). При In a second embodiment of the battery, each of the parallel circuits of the series-connected primary lithium IT is further provided with fuses, included in the open circuit between each IT circuit and its connection with the diode VD 1.1 -VD NM , connected in parallel with IT (figure 2). At
этом число предохранителей равно числу ИТ. Включение предохранителей может быть осуществлено следующим образом. Например, одна цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ снабжена предохранителями , включенными последовательно после каждого ИТ UT-1.1...UT-1.M между ним и его соединением с диодом VD1.1-VD1.M, включенным параллельно ИТ, а другая цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ снабжена предохранителями , включенными последовательно с каждым ИТ UT2.1...UT2.M перед ним и его соединением с диодом VD2.1-VD2.M (фиг.2). То есть предохранители будут выполнять свою функцию по разрыву электрической цепи независимо от места их последовательного включения относительно ИТ.this number of fuses equal to the number of IT. Fuse can be implemented as follows. For example, one circuit of series-connected primary lithium IT fuses connected in series after each IT UT- 1.1 ... UT-1.M between it and its connection to the diode VD 1.1 -VD 1.M connected in parallel to IT, and the other circuit of the series-connected primary lithium IT is fused connected in series with each IT UT 2.1 ... UT 2.M in front of him and his connection to the diode VD 2.1 -VD 2.M ( figure 2). That is, fuses will perform their function of breaking the electrical circuit, regardless of where they are connected in series with respect to IT.
По третьему варианту осуществления батареи, по крайней мере, одна из параллельных цепей последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителем, включенным в разрыв цепи между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи, при этом, по крайней мере, одна из параллельных цепей последовательно соединенных первичных литиевых ИТ дополнительно снабжена предохранителями, включенными в разрыв цепи между каждым ИТ цепи и его соединением с диодом VD1.1-VDN.M, включенным параллельно ИТ (фиг.3-5).According to a third embodiment of the battery, at least one of the parallel circuits of the series-connected primary lithium IT is additionally equipped with a fuse included in the open circuit between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit, while at least one of the parallel circuits is connected in series connected primary lithium IT is additionally equipped with fuses included in the open circuit between each IT circuit and its connection with the diode VD 1.1 -VD NM connected in parallel with IT (Fig.3-5).
Так, например, батарея может содержать две параллельные цепи, которые содержат предохранители и , включенные в разрыв цепи между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи. При этом батарея также содержит, по крайней мере, одну цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, которая дополнительно снабжена предохранителями , включенными в разрыв цепи между каждым ИТ UTN.1...UT-N.M цепи и его соединением с диодом VDN.1-VDN.M, включенным параллельно ИТ (фиг.3).For example, a battery may contain two parallel circuits that contain fuses and included in the open circuit between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit. Moreover, the battery also contains at least one circuit of series-connected primary lithium IT, which is additionally equipped with fuses included in the open circuit between each IT UT N.1 ... UT- NM circuit and its connection to the diode VD N.1 -VD NM , connected in parallel IT (figure 3).
Батарея также может содержать, например, две параллельные цепи последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, каждая из которых дополнительно снабжена предохранителями , включенными в разрыв цепи между каждым ИТ UT1.1...UT1.M и UT2.1...UT2.M и его соединением с диодом VD1.1-VD2.M, включенным параллельно ИТ, при этом батарея также содержит, по крайней мере, одну цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, которая содержит предохранитель , включенный в разрыв цепи между общим проводом всех параллельных The battery may also contain, for example, two parallel circuits of series-connected primary lithium IT, each of which is additionally equipped with fuses included in the open circuit between each IT UT 1.1 ... UT 1.M and UT 2.1 ... UT 2.M and its connection to the diode VD 1.1 -VD 2.M connected in parallel with IT, while the battery also contains, at least one lithium IT primary circuit in series that contains a fuse included in the open circuit between the common wire of all parallel
цепей и первым ИТ цепи. При этом предохранители могут быть включены относительно ИТ как до него, так и после. Например, одна цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ снабжена предохранителями , включенными последовательно после каждого ИТ UT1.1...UT1.M между ним и его соединением с диодом VD1.1-VD1.M, включенным параллельно ИТ, а другая цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ снабжена предохранителями , включенными последовательно с каждым ИТ UT2.1...UT2.M перед ним и его соединением с диодом VD2.1-VD2.M (фиг.4).chains and the first IT chain. In this case, fuses can be included regarding IT both before and after. For example, one circuit of series-connected primary lithium IT fuses connected in series after each IT UT 1.1 ... UT 1.M between it and its connection to the diode VD 1.1 -VD 1.M connected in parallel to IT, and the other circuit of the series-connected primary lithium IT is fused connected in series with each IT UT 2.1 ... UT 2.M in front of him and his connection to the diode VD 2.1 -VD 2.M (figure 4).
Батарея также может содержать, например, две параллельные цепи последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, одна из которых снабжена предохранителем , включенным в разрыв цепи между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи UT1.1, а другая снабжена предохранителями , включенными в разрыв цепи между каждым ИТ UT1.1...UT2.M и их соединением с диодом VD1.1-VD2.M, включенным параллельно ИТ. При этом батарея также содержит, по крайней мере, одну цепь последовательно соединенных первичных литиевых ИТ, которая содержит как предохранитель , включенный в разрыв цепи между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи UTN.1, так и предохранители, включенные в разрыв цепи между каждым ИТ UTN.1...UTN.M и их соединением с диодом VDN.1-VDN.M, включенным параллельно ИТ (фиг.5).The battery may also contain, for example, two parallel circuits of series-connected primary lithium IT, one of which is fused included in the open circuit between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit UT 1.1 , and the other is fused included in the open circuit between each IT UT 1.1 ... UT 2.M and their connection to the diode VD 1.1 -VD 2.M , connected in parallel with IT. Moreover, the battery also contains at least one chain of series-connected primary lithium IT, which contains as a fuse included in the open circuit between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit of UT N.1 , and the fuses included in the open circuit between each IT UT N.1 ... UT NM and their connection to the diode VD N.1 - VD NM connected in parallel to IT (FIG. 5).
Все предохранители или или некоторые из них могут располагаться на корпусе ИТ.All fuses or or some may be located on the IT enclosure.
Целесообразно, чтобы в батарее в качестве первичных литиевых ИТ были использованы ИТ одной электрохимических систем, например, литий-тионилхлорид или литий-сульфурилхлорид.It is advisable that in the battery, as the primary lithium IT, IT of one electrochemical system be used, for example, lithium thionyl chloride or lithium sulfuryl chloride.
В качестве диодов VD1.1...VDN.M могут быть использованы, например, отечественные кремниевые диоды типа 2Д213А,Б, ГОСТ В22468-77 и 3.362.008ТУ или зарубежные диоды Шоттки серии 12CTQ040 производства «International Rektifier», (США).As diodes VD 1.1 ... VD NM , for example, domestic silicon diodes of the type 2D213A, B, GOST B22468-77 and 3.362.008TU or foreign Schottky diodes of the 12CTQ040 series manufactured by International Rektifier, (USA) can be used.
В качестве предохранителей и могут быть использованы самовосстанавливающиеся предохранители, например, типа RU E 160 производства Тусо Electronics Corporation Raychem CIRCUIT PROTECTION.As fuses and resettable fuses, for example, type RU E 160 manufactured by Tuso Electronics Corporation Raychem CIRCUIT PROTECTION, can be used.
В качестве диодов VD1...VDN могут быть использованы, например, кремниевые диоды 1N4001-1N4004 производства «International Rektifier» (США).As diodes VD 1 ... VD N , for example, silicon diodes 1N4001-1N4004 manufactured by International Rektifier (USA) can be used.
Первичная литиевая батарея используется следующим образом.The primary lithium battery is used as follows.
Батарея после хранения или транспортировки подключается к нагрузке. При этом в момент включения батареи возможно кратковременное небольшое неравномерное распределение токов по параллельным цепям, затем выравнивание токов при снижении выходного напряжения батареи по сравнению с выходным напряжением батареи без нагрузки. Затем по истечении короткого промежутка времени после включения (10-20 с) ток, протекающий через каждую параллельную цепь, становится практически равен току разряда батареи, деленному на количество параллельных цепей. Снимаемая электрическая емкость на этой стадии работы незначительна и составляет десятые доли процентов заложенной электрической емкости батареи.The battery is connected to the load after storage or transportation. At the same time, at the time of switching on the battery, a short-term slight uneven distribution of currents in parallel circuits is possible, then the currents are aligned when the output voltage of the battery decreases compared to the output voltage of the battery without load. Then, after a short period of time after switching on (10-20 s), the current flowing through each parallel circuit becomes almost equal to the battery discharge current divided by the number of parallel circuits. The removable electric capacity at this stage of operation is negligible and amounts to tenths of a percent of the incorporated electric capacity of the battery.
В процессе эксплуатации первичная литиевая батарея характеризуется равномерным распределением токов по параллельным цепям и дальнейшим плавным снижением выходного напряжения батареи по сравнению с ее выходным напряжением без нагрузки. При этом количество отдаваемой емкости составляет 75-80% от заложенной электрической емкости батареи. Однако из-за различий электрических характеристик отдельных ИТ UT1.1-UTN.M (даже незначительных, например, доли процентов) может происходить перераспределение токов по параллельным цепям. В цепях, в которых имеются ИТ с меньшей электрической емкостью, ток резко уменьшается, что приводит к росту тока разряда в отдельных цепях. Чем больше имеет батарея параллельных цепей, тем более значительным может быть перераспределение токов.During operation, the primary lithium battery is characterized by a uniform distribution of currents along parallel circuits and a further gradual decrease in the output voltage of the battery compared to its output voltage without load. In this case, the amount of delivered capacity is 75-80% of the accumulated electric capacity of the battery. However, due to differences in the electrical characteristics of individual IT UT 1.1 -UT NM (even insignificant, for example, a fraction of a percent), redistribution of currents along parallel circuits can occur. In circuits that have IT with a lower electric capacity, the current decreases sharply, which leads to an increase in the discharge current in individual circuits. The more the battery has parallel circuits, the more significant the redistribution of currents can be.
Превышение допустимой токовой нагрузки может приводить к разгерметизации ИТ UT1.1-UТN.M (взрыву) и дальнейшим непредсказуемым последствиям. При дальнейшем разряде и снижении напряжения батареи токи в параллельных цепях выравниваются. При этом разность между выходным напряжением батареи без нагрузки и выходным напряжением батареи под нагрузкой приблизительно равна значению выходного напряжения любого ИТ UT1.1-UTN.M. Это означает, что в каждой параллельной цепи имеется по одному полностью разряженному ИТ. На этом этапе количество отдаваемой электрической емкости батареи составляет до 20% общей емкости батареи.Exceeding the permissible current load can lead to depressurization of IT UT 1.1 -UT NM (explosion) and further unpredictable consequences. With a further discharge and a decrease in battery voltage, the currents in parallel circuits are equalized. In this case, the difference between the output voltage of the battery without load and the output voltage of the battery under load is approximately equal to the value of the output voltage of any IT UT 1.1 -UT NM . This means that in each parallel circuit there is one fully discharged IT. At this stage, the amount of electric capacity delivered to the battery is up to 20% of the total battery capacity.
В этом случае при разряде отдельного ИТ UT1.1...UТN.M срабатывает диод VD1.1...VDN.M электронного регулятора, подключенный параллельно к этому ИТ, после чего ток начинает идти через этот диод, минуя разряженный ИТ, исключая переполюсовку In this case, when a separate IT UT 1.1 ... UT NM is discharged, the diode VD 1.1 ... VD NM of the electronic regulator is connected, connected in parallel to this IT, after which the current begins to flow through this diode, bypassing the discharged IT, eliminating the reverse polarity
(изменение полярности) разряженного ИТ. Таким образом, исключается глубокая переполюсовка, которая, например, для литиевых ИТ может привести к их взрыву.(polarity reversal) discharged IT. Thus, a deep polarity reversal is excluded, which, for example, for lithium IT can lead to their explosion.
В случае повреждения целостности монтажа батареи и при чрезмерном нагреве ИТ при разряде ИТ для исключения последствий возникновения в процессе эксплуатации батареи внутрисхемных замыканий, например, замыканий всей последовательно соединенной цепи ИТ или ее части, срабатывают предохранители , включенные в разрыв цепи между общим проводом всех параллельных цепей и первым ИТ цепи (по первому варианту осуществления батареи).In the event of damage to the integrity of the battery installation and excessive heating of the IT during an IT discharge to eliminate the consequences of in-circuit short circuits during battery operation, for example, short circuits of the entire series IT circuit or part thereof, fuses included in the open circuit between the common wire of all parallel circuits and the first IT circuit (according to the first embodiment of the battery).
Для исключения последствий возникновения в процессе эксплуатации батареи замыканий между разными цепями, например, замыканий трех элементов ИТ одной цепи с двумя ИТ соседней цепи, срабатывают предохранители , включенные в разрыв цепи между каждым ИТ цепи и его соединением с диодом, включенным параллельно ИТ (по второму варианту осуществления батареи). При этом предохранитель обеспечивает защиту от возможного теплового пробоя диода при разогреве батареи и/или короткого замыкания при механическом повреждении диода. В случае теплового пробоя диода или при его механическом повреждении на ИТ происходит короткое замыкание, при этом срабатывает предохранитель, подключенный после этого ИТ, и вся цепь, последовательно подключенных ИТ, отключается от нагрузки, устраняя, в том числе, короткое замыкание.To eliminate the consequences of faults between different circuits during battery operation, for example, faults of three IT elements of one circuit with two IT of an adjacent circuit, fuses are activated included in the open circuit between each IT circuit and its connection with a diode connected in parallel with IT (in the second embodiment of the battery). In this case, the fuse provides protection against possible thermal breakdown of the diode when the battery warms up and / or short circuit when the diode is mechanically damaged. In the event of a thermal breakdown of the diode or its mechanical damage to the IT, a short circuit occurs, and the fuse connected after this IT is activated, and the entire circuit of the IT connected in series is disconnected from the load, eliminating, inter alia, the short circuit.
При одновременном совпадении в процессе эксплуатации батареи множественных повреждений, например, в виде возникновения как замыканий внутри схемы, так и замыканий между разными цепями, срабатывают предохранители и/или (по третьему варианту осуществления батареи). При этом может быть отключена как вся цепь последовательно соединенных источников тока, так и отдельные ИТ.In the event of simultaneous coincidence during operation of the battery of multiple damage, for example, in the form of both short circuits inside the circuit and short circuits between different circuits, fuses and / or (according to the third embodiment of the battery). At the same time, the entire circuit of series-connected current sources, as well as individual ITs, can be disconnected.
Во всех описанных выше случаях при срабатывании предохранителей или происходит отключение электрических компонентов батареи. Например, при наличии и срабатывании предохранителей отключается целиком цепь последовательно соединенных ИТ, а при срабатывании предохранителей отключается один или несколько ИТ, после чего ток начинает идти через диод VD1.1...VDN.M, подключенный параллельно к этому ИТ, минуя ИТ и, например, In all cases described above, when fuses are activated or The electrical components of the battery are disconnected. For example, if fuses are present and trip the whole series of connected IT is disconnected, and when fuses are triggered one or several IT is switched off, after which the current begins to flow through the VD 1.1 ... VD NM diode connected in parallel to this IT, bypassing IT and, for example,
поврежденное место изоляции, исключая перегрев поврежденного ИТ, внутри- и межцепные замыкания.damaged insulation location, excluding overheating of damaged IT, intra- and interchain short circuits.
В случае чрезмерного разряда одной из цепей, вызванного, например, разрядами большого числа последовательно соединенных ИТ, находящихся в одной цепи, происходит отключение этой цепи, при помощи диодов VD1...VDN, включенных в каждую цепь в отдельности.In the event of an excessive discharge of one of the circuits, caused, for example, by discharges of a large number of series-connected IT located in one circuit, this circuit is switched off using the diodes VD 1 ... VD N , included in each circuit separately.
В процессе эксплуатации батареи предложенной конструкции возможно выполнение любой из следующих операций:During operation of the battery of the proposed design, it is possible to perform any of the following operations:
- измерение напряжения отдельных последовательно соединенных цепей ИТ для оценки отсутствия внутренних и/или внешних шунтов ИТ до начала их разряда;- voltage measurement of individual series-connected IT circuits to assess the absence of internal and / or external IT shunts prior to their discharge;
- шунтирование каждого литиевого ИТ при его полном разряде для исключения глубокой переполюсовки;- shunting of each lithium IT with its full discharge to eliminate deep polarity reversal;
- отключение последовательно соединенных цепей ИТ, имеющих пониженное напряжение, для исключения возможности их заряда от цепей, имеющих более высокое напряжение;- disconnection of series-connected IT circuits having a low voltage, to exclude the possibility of their charge from circuits having a higher voltage;
- отключение отдельных ИТ или нескольких ИТ при возникновении внутрисхемных замыканий, возникающих, например, при механическом повреждении батареи;- shutdown of individual ITs or several ITs in case of in-circuit short circuits arising, for example, during mechanical damage to the battery;
- отключение батареи в целом от нагрузки при внешнем коротком замыкании коммутационных цепей или разряде батареи токами, превышающими допустимые значения, перегреве батареи для исключения внештатных нерегламентированных режимов разряда,- disconnecting the battery as a whole from the load during an external short circuit of the switching circuits or when the battery discharges with currents exceeding the permissible values, overheating of the battery to exclude non-standard non-regulated discharge modes,
на этой стадии происходит отключение батареи в целях избежания разгерметизации (взрыва) отдельных ИТ UT1.1-UN.M.at this stage, the battery shuts off in order to avoid depressurization (explosion) of individual IT UT 1.1 -U NM .
Измерение напряжения в каждой цепи батареи может также производиться блоком измерительных приборов 1, содержащим, например, вольтметр PV.The voltage measurement in each circuit of the battery can also be performed by the unit of measuring devices 1, containing, for example, a voltmeter PV.
Это также повышает надежность первичной литиевой батареи и ее пожаро- и взрывобезопасность в процессе эксплуатации.It also increases the reliability of the primary lithium battery and its fire and explosion safety during operation.
Таким образом, защита первичной литиевой батареи самовосстанавливающимися предохранителями, включенными в схеме батареи по предложенным вариантам, исключает последствия, как внутрисхемных замыканий, так и замыканий между разными цепями, а также одновременное совпадение множественных замыканий, которые могут приводить к непредсказуемым последствиям, включая нагрев батареи до взрыва ИТ и полного разрушения батареи, взрыву батареи внутри герметичного батарейного Thus, the protection of the primary lithium battery with self-resetting fuses included in the battery circuit according to the proposed options eliminates the consequences of both internal circuits and short circuits between different circuits, as well as the simultaneous coincidence of multiple short circuits, which can lead to unpredictable consequences, including heating the battery to IT explosion and complete destruction of the battery, battery explosion inside a sealed battery
отсека и разрушению батарейного отсека. Исключение аварийных ситуаций повышает безопасность при эксплуатации первичной литиевой батареи и увеличивает ресурс безаварийной работы.compartment and destruction of the battery compartment. The elimination of emergency situations increases the safety during operation of the primary lithium battery and increases the resource of trouble-free operation.
Предложенная конструкция батареи может быть использована при производстве батарей из первичных ХИТ, например, с литий-тионилхлоридными или литий-сульфурилхлоридными элементами, обладает безопасностью и повышенной эксплуатационным ресурсом при исключении последствий внутрисхемных замыканий в процессе эксплуатации первичной литиевой батареи.The proposed design of the battery can be used in the manufacture of batteries from primary ChIT, for example, with lithium-thionyl chloride or lithium-sulfuryl chloride cells, has safety and increased operational life while eliminating the effects of in-circuit short circuits during operation of the primary lithium battery.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005103574/22U RU46388U1 (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | PRIMARY LITHIUM BATTERY (OPTIONS) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005103574/22U RU46388U1 (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | PRIMARY LITHIUM BATTERY (OPTIONS) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU46388U1 true RU46388U1 (en) | 2005-06-27 |
Family
ID=35837216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005103574/22U RU46388U1 (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | PRIMARY LITHIUM BATTERY (OPTIONS) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU46388U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2587988C2 (en) * | 2012-02-08 | 2016-06-27 | Солсона Энтерпрайз, Ллк | Accumulator for variable configuration and method of changing configuration thereof |
| RU173458U1 (en) * | 2016-10-31 | 2017-08-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Научный центр "Автономные источники тока" | LITHIUM BATTERY |
| US9876347B2 (en) | 2012-08-30 | 2018-01-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus and methods for restoring power cell functionality in multi-cell power supplies |
-
2005
- 2005-02-14 RU RU2005103574/22U patent/RU46388U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2587988C2 (en) * | 2012-02-08 | 2016-06-27 | Солсона Энтерпрайз, Ллк | Accumulator for variable configuration and method of changing configuration thereof |
| US9876347B2 (en) | 2012-08-30 | 2018-01-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus and methods for restoring power cell functionality in multi-cell power supplies |
| RU2644009C2 (en) * | 2012-08-30 | 2018-02-07 | Сименс Акциенгезелльшафт | Device and methods for restoring functionality of power elements in multi-element power supply |
| RU173458U1 (en) * | 2016-10-31 | 2017-08-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Научный центр "Автономные источники тока" | LITHIUM BATTERY |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR19990063342A (en) | Power storage protector | |
| WO2005114810A1 (en) | Automated battery cell shunt pypass | |
| US8737031B2 (en) | Voltage monitoring circuit, and vehicle equipped with same | |
| CN103208785B (en) | Protection circuit for batteries | |
| EP4170852A1 (en) | Fault response bypass system for an energy storage bank | |
| KR20120104840A (en) | Lithium secondary battery pack for use in solar streetlight | |
| CN104025369A (en) | Battery system and motor vehicle | |
| US9759780B2 (en) | System for power balance monitoring in an energy storage battery | |
| RU46388U1 (en) | PRIMARY LITHIUM BATTERY (OPTIONS) | |
| JP2000197277A (en) | Power supply with built-in electric double layer capacitor | |
| KR100624942B1 (en) | Battery pack | |
| EP3401980A1 (en) | Battery module with reduced short circuit current | |
| CN105518956A (en) | Apparatus for preventing battery overcharge | |
| US20240128616A1 (en) | Battery pack | |
| RU94383U1 (en) | PRIMARY LITHIUM BATTERY | |
| RU43106U1 (en) | PRIMARY LITHIUM BATTERY | |
| RU71819U1 (en) | PRIMARY LITHIUM BATTERY | |
| RU62292U1 (en) | PRIMARY LITHIUM BATTERY (OPTIONS) | |
| RU164335U1 (en) | LITHIUM BATTERY | |
| RU39745U1 (en) | PRIMARY LITHIUM BATTERY (OPTIONS) | |
| EP3396739A1 (en) | Fast discharge process and unit, arrangement of a plurality of battery cells, battery and apparatus | |
| RU152522U1 (en) | LITHIUM BATTERY | |
| JP2018129896A (en) | Battery Management Unit | |
| RU94059U1 (en) | PRIMARY LITHIUM BATTERY | |
| RU62484U1 (en) | PRIMARY LITHIUM BATTERY |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RH1K | Copy of utility model granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20060830 |
|
| PC1K | Assignment of utility model |
Effective date: 20061009 |
|
| ND1K | Extending utility model patent duration |
Extension date: 20180214 |