Погружной аккумуляторный модуль для аккумуляторных батарей подводных аппаратов

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для работ под водой по обеспечению автономного электропитания электрооборудования, требующего повышенных энергетических и эксплуатационных характеристик. В предлагаемой полезной модели решается задача расширения функциональных возможностей, повышения ресурса работы, удельных характеристик и надежности аккумуляторного модуля как составной части аккумуляторной батареи. Погружной аккумуляторный модуль для аккумуляторных батарей подводных аппаратов размещен в контейнере с диэлектрической жидкостью и отличается тем, что он состоит из литий-гельполимерных аккумуляторов, соединенных по параллельно-последовательной схеме, корпуса и системы контроля и управления зарядно-разрядным процессом. Аккумулятор герметичен и не выделяет газов. При помещении аккумулятора в диэлектрическую жидкость электролит с ней не соприкасается. Полезная модель касается разработанных ОАО «Аккумуляторная компания «Ригель» (г.Санкт-Петербург) погружных аккумуляторных модулей с литий-гельполимерными аккумуляторами емкостью 100÷200 Ач, размещенных в призматическом корпусе из алюминия или титана, соединенных между собой в парралельно-последовательную электрическую цепь.

Предлагаемая полезная модель относится к химическим источникам тока для работы под водой в условиях высоких гидростатических давлений по обеспечению автономного электропитания электрооборудования, требующего повышенных энергетических и эксплуатационных характеристик.

Из уровня техники известны погружные аккумуляторные батареи для работы под водой см., например, заявка Японии 54-2367, Кл. Н01М 2/02. 1979, заявка Японии 58-26777, кл. Н01М 2/12, 1983.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является погружная аккумуляторная батарея, состоящая из разгруженного от гидростатического давления корпуса, заполненного диэлектрической жидкостью с газовыпускным узлом. В разгруженном от давления корпусе размещены аккумуляторы, подкрышечное пространство которых заполнено диэлектрической жидкостью, с вентиляционными пробками, с размещенными в них фильтрами для отделения газа от жидкой фазы и каналами для выпуска газа, вентиляционные пробки каждого аккумулятора снабжены патрубками оканчивающимися в подкрышечном пространстве и выполненными в виде стакана, на боковой поверхности которого у донышка расположены сквозные отверстия, см. патент Российской федерации 2007789, опуб. в б. 3 от 15.02.94.

Недостатками такой погружной аккумуляторной батареи являются:

- выделение газа;

- постоянное соприкосновение электролита с диэлектрической жидкостью и возможность соприкосновения диэлектрической жидкости с электродным блоком аккумуляторов (при больших кренах и дифферентах), что может привести к снижению емкости аккумуляторов и выходу их из строя;

- небольшой ресурс работы батареи.

Полезная модель касается разработанных ОАО «Аккумуляторная компания «Ригель» (г.С.Петербург) погружных аккумуляторных модулей с литий-гельполимерными аккумуляторами емкостью 100÷200 Ач, размещенных в призматическом корпусе из алюминия или титана, соединенных между собой в параллельно-последовательную электрическую цепь.

В предлагаемой полезной модели решается задача расширения функциональных возможностей, повышение ресурса работы, удельных характеристик и надежности аккумуляторного модуля как составной части аккумуляторной батареи.

Поставленная задача решается тем, что аккумуляторный модуль комплектуется литий-гельполимерными аккумуляторами емкостью 100-200 Ач. Конструкция и технология изготовления литий-гельполимерного аккумулятора в гибкой оболочке таковы, что все составные части аккумулятора состоят из несжимаемых материалов и при помещении аккумулятора в повышенное гидростатическое давление он не теряет своей герметичности. Разрядные характеристики литий-гельполимерного аккумулятора остаются без изменений, что подтверждено испытаниями (разряд аккумулятора при атмосферном и при изменяющемся гидростатическом давлении фиг.1). Аккумуляторы такой конструкции не требуют размещения аккумуляторного модуля в прочном корпусе подводного аппарата.

Аккумулятор герметичен и не выделяет газов. При помещении аккумулятора в диэлектрическую жидкость электролит с ней не соприкасается.

Для размещения аккумуляторного модуля не требуется специального контейнера погружной аккумуляторной батареи для электропитания подводных технических средств, описанного в патенте Российской федерации 2153734 (дата публ. от 27.07.2000 г.). Нет необходимости разделения контейнера на две части с «тяжелой» (плотность жидкости выше плотности морской воды) и «легкой» (плотность жидкости ниже плотности морской воды и электролита аккумулятора) диэлектрической жидкостью, что значительно улучшает надежность работы аккумуляторной батареи.

Удельные характеристики литий-гельполимерных аккумуляторов значительно выше характеристик известных погружных аккумуляторов. Ресурс литий-гельполимерных аккумуляторов составляет не менее 400 циклов.

Пример осуществления полезной модели аккумуляторного модуля: в состав комплектации аккумуляторного модуля входят 16 шт. литий-гельполимерных аккумуляторов емкостью 200 Ач, соединенных по параллельно-последовательной схеме (восемь последовательно соединенных групп аккумуляторов по два параллельно соединенных аккумулятора в каждой группе); корпус аккумуляторного модуля из алюминиевого листа; для контроля электрических параметров аккумуляторов и аккумуляторного модуля в его состав входит система контроля и управления разрядом и зарядом (СКУ), помещенная в герметичный контейнер.

Для разделения токопроводящих частей аккумуляторов и забортной воды аккумуляторный модуль помещается в контейнер подводного аппарата, заполненный диэлектрической жидкостью и имеющий компенсаторы давления.

Пример полезной модели показан на фиг.2:

1 - аккумуляторный модуль;

2 - литий-гельполимерные аккумуляторы в гибкой оболочке;

3 - силовые шины аккумуляторного модуля;

4 - контейнер с системой контроля управления;

5 - корпус аккумуляторного модуля.

Электрическая емкость аккумуляторного модуля составляет 400 Ач, среднее разрядное напряжение 29 В. Ориентировочно габариты аккумуляторного модуля в контейнере составляют 646×370×448 мм. При этом масса аккумуляторного модуля составит не более 200 кг.

Система контроля и управления осуществляет контроль напряжения каждой последовательно соединенной пары аккумуляторов и аккумуляторном модуле в процессе заряда и разряда, выдает команды на отключение аккумуляторного модуля от нагрузки или зарядного устройства при достижении конечного зарядного и разрядного напряжения во время заряда или разряда соответственно.

Погружной аккумуляторный модуль для аккумуляторных батарей подводных аппаратов, размещенный в контейнере с диэлектрической жидкостью, отличающийся тем, что модуль состоит из литий-гельполимерных аккумуляторов, соединенных по параллельно-последовательной схеме, корпуса и системы контроля и управления зарядно-разрядным процессом.