RU2269186C2

RU2269186C2 - Self-contained accumulator

Info

Publication number: RU2269186C2
Application number: RU2004106521/09A
Authority: RU
Inventors: Евгений Владиславович Двойченко (RU); Евгений Владиславович Двойченко
Original assignee: Евгений Владиславович Двойченко; Герасёв Виктор Федорович; Бирюков Сергей Михайлович
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2006-01-27
Also published as: RU2004106521A

Abstract

FIELD: electrical engineering; self-charging accumulators.

SUBSTANCE: proposed self-contained accumulator has electrolytic cell accommodated in jar and is provided with at least one photoelectric converter disposed on outer surface of jar and connected to electrodes of electrolytic cell. Preferable shape of accumulator jar is cylindrical. Accumulator is provided with photoelectric converters made in the form of rings installed on cylindrical surface of jar. Accumulator may be provided, in addition, with charge-discharge controller disposed within its jar and inserted between photoelectric converter and electrolytic cell electrodes.

EFFECT: ability of charging accumulator in any position with respect to light source.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к самозаряжающимся автономным электрическим аккумуляторам.The invention relates to electrical engineering, namely to self-charging autonomous electric batteries.

На протяжении ряда десятилетий для питания различных приборов, освещения и других потребителей тока в качестве накопителей и для сохранения электрической энергии человек использует аккумулятор.For several decades, a person uses a battery to power various devices, lighting and other current consumers as storage devices and to save electrical energy.

Аккумуляторы самых различных типов и конструкций необходимо заряжать, используя для этой цели различные зарядные устройства и адаптеры, что в ряде случаев не всегда удобно из-за различных технических трудностей и проблем.Batteries of various types and designs must be charged using various chargers and adapters for this purpose, which in some cases is not always convenient due to various technical difficulties and problems.

Известны никель-кадмиевые аккумуляторы, которые для восстановления подключают к зарядно-разрядному блоку (см. RU 2165009 С2, Н 01 М 10/54, опубл. 19.07.2002).Nickel-cadmium batteries are known which are connected to a charge-discharge block for recovery (see RU 2165009 C2, H 01 M 10/54, publ. 19.07.2002).

Наиболее близким к предложенному является аккумулятор с функцией самовосстановления, содержащий размещенный в цилиндрическом корпусе гальванический элемент и фотоэлектрический преобразователь, соединенный с электродами гальванического элемента, расположенный на внешней поверхности корпуса и выполненный в виде листа, накрученного на цилиндрический корпус (патент США 6380710, опуб. 30.04.2005). Для зарядки аккумулятора фотоэлектрический преобразователь разматывают и подвергают воздействию световых лучей его наружную поверхность.Closest to the proposed is a battery with a self-healing function, containing a galvanic cell located in a cylindrical housing and a photoelectric converter connected to the electrodes of the galvanic cell located on the outer surface of the housing and made in the form of a sheet wound onto a cylindrical housing (US Pat. No. 6,380,710, publ. 30.04 .2005). To charge the battery, the photoelectric converter is unwound and exposed to light rays on its outer surface.

Техническим результатом изобретения является повышение удобства зарядки и пользования аккумулятором за счет исключения необходимости разматывания листового фотоэлектрического преобразователя и специального размещения его наружной поверхности со стороны воздействия световых лучей и обеспечения возможности его зарядки в любом его положении по отношению к источнику света.The technical result of the invention is to increase the convenience of charging and using the battery by eliminating the need to unwind the sheet of the photoelectric transducer and the special placement of its outer surface from the side of exposure to light rays and making it possible to charge in any position relative to the light source.

Технический результат достигается тем, что аккумулятор содержит размещенный в цилиндрическом корпусе гальванический элемент и фотоэлектрический преобразователь, размещенный на внешней поверхности корпуса и соединенный с электродами гальванического элемента, при этом аккумулятор содержит фотоэлектрические преобразователи, имеющие форму колец, установленных на цилиндрической поверхности корпуса.The technical result is achieved in that the battery contains a galvanic cell located in a cylindrical housing and a photoelectric converter located on the outer surface of the housing and connected to the electrodes of the galvanic cell, while the battery contains photoelectric converters having the shape of rings mounted on the cylindrical surface of the housing.

Кроме того, аккумулятор может быть снабжен размещенным внутри корпуса контроллером заряда-разряда, включенным между фотоэлектрическим преобразователем и электродами гальванического элемента.In addition, the battery can be equipped with a charge-discharge controller located inside the housing, connected between the photoelectric converter and the electrodes of the galvanic cell.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана функциональная схема предложенного аккумулятора, на фиг.2 показаны внешний вид аккумулятора и схема расположения и компоновки его элементов.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a functional diagram of the proposed battery, figure 2 shows the appearance of the battery and the layout and layout of its elements.

На фиг.1 и 2 обозначены фотоэлектрический преобразователь 1, чип-контроллер 2 заряда-разряда источника постоянного тока и/или постоянного напряжения и корпус 3 аккумулятора. Позицией 4 обозначена линия связи и выводы чип-контроллера 2 и электродов гальванического элемента аккумулятора. Позицией 5 обозначены линия связи и выход фотоэлектрического преобразователя 1 и дополнительного вывода чип-контроллера 2. Позицией 6 обозначен один из выходов чип-контроллера 2, выполненный с возможностью подключения к потребителю для подачи ему от аккумулятора постоянного тока и/или постоянного напряжения.1 and 2, a photoelectric converter 1, a chip controller 2 of a charge-discharge source of a direct current and / or constant voltage, and a battery case 3 are indicated. Position 4 indicates the communication line and the conclusions of the chip controller 2 and the electrodes of the battery cell. Position 5 indicates the communication line and the output of the photoelectric converter 1 and the additional output of the chip controller 2. Position 6 indicates one of the outputs of the chip controller 2, configured to be connected to a consumer for supplying a direct current and / or constant voltage from the battery.

Фотоэлектрический преобразователь 1 по-другому может называться солнечной батареей.Photoelectric converter 1 may be called a solar battery in a different way.

Принцип функционирования автономного аккумулятора заключается в следующем. Преобразующий световую энергию в электрическую фотоэлектрический преобразователь 1 посылает полученный электрический сигнал по линии 5 связи чип-контроллера 2 заряда-разряда источника постоянного тока и/или постоянного напряжения, который позволяет не только контролировать включение и выключение заряда гальванического элемента 6, но и регулировать функцию «мягкости» начала заряда-разряда и функцию «мягкости» конца заряда-разряда. Все эти режимы осуществляются с помощью регулятора напряжения, который входит в состав чип-контроллера 2. Вследствие приведенного выше алгоритма функционирования аккумулятора на выходе 7 чип-контроллера 2, являющемся и выходом аккумулятора, появляется электрический сигнал, соответствующий значениям постоянного тока и/или постоянного напряжения от аккумулятора.The principle of operation of an autonomous battery is as follows. Converting light energy into an electric photoelectric converter 1 sends the received electrical signal through the communication line 5 of the chip controller 2 of the charge-discharge of a constant current source and / or constant voltage, which allows not only to control the on and off charge of the galvanic cell 6, but also to regulate the function softness "of the beginning of the charge-discharge and the function of" softness "of the end of the charge-discharge. All these modes are carried out using the voltage regulator, which is part of the chip controller 2. Due to the above algorithm of battery operation, the output 7 of the chip controller 2, which is also the battery output, an electrical signal appears corresponding to the values of direct current and / or constant voltage from the battery.

В случае применения совместной компоновки аккумулятор с корпусом 3 цилиндрической формы имеет напряжение, например, 1,2 вольта и емкость 0,6 ампер и нанесенных на его поверхность 4-5 фотоэлектрических преобразователей в виде колец с рабочим напряжением каждого 2-2,5 вольта и силой тока 50-60 мА, что вполне достаточно для постоянной его зарядки в течение светового дня. При этом следует иметь в виду, что для увеличения срока службы аккумулятора и практического отсутствия в нем так называемых циклов заряда-разряда внутри корпуса устройства для эксплуатации аккумулятора находится регулятор напряжения контроллера, позволяющий не только контролировать включение и выключение зарядки, но и имеющий функцию «мягкости» начала заряда-разряда и функцию «мягкости» конца заряда-разряда аккумулятора 3.In the case of a joint arrangement, the battery with the cylindrical body 3 has a voltage of, for example, 1.2 volts and a capacity of 0.6 amperes and 4-5 photoelectric converters deposited on its surface in the form of rings with an operating voltage of each 2-2.5 volts and with a current strength of 50-60 mA, which is quite enough for constant charging during the daylight hours. It should be borne in mind that to increase the battery life and the practical absence of the so-called charge-discharge cycles inside the housing of the device for battery operation, there is a controller voltage regulator, which allows not only to control the on and off charging, but also has a softness function »The beginning of the charge-discharge and the softness function of the end of the charge-discharge of the battery 3.

Вместе с этим в чип-контроллере 2 заряда-разряда источника постоянного тока и/или постоянного напряжения имеется функция отключения аккумулятора от потребителя в случае понижения напряжения и емкости в нем ниже допустимого предела, т.е. ниже их заданных значений. В связи с этим при работе всего устройства и входящего в него аккумулятора их невозможно вывести из строя при глубоком разряде аккумулятора.At the same time, in the chip controller 2 of the charge-discharge of the DC source and / or DC voltage, there is a function of disconnecting the battery from the consumer in case of lowering the voltage and capacity in it below the permissible limit, i.e. below their setpoints. In this regard, during the operation of the entire device and the battery included in it, it is impossible to disable them with a deep discharge of the battery.

Таким образом, в данном устройстве отсутствуют циклы «заряд-разряд», полный разряд аккумулятора, имеется возможность заряда (самовосстановления) аккумулятора без каких-либо зарядных устройств, возможность заряда аккумулятора 3 без демонтажа из корпуса всего устройства для эксплуатации аккумулятора, возможность заряда аккумулятора 3 в любом положении, в каком бы он не находился по отношению к источникам света.Thus, in this device there are no “charge-discharge” cycles, a complete discharge of the battery, there is the possibility of charging (self-healing) the battery without any chargers, the ability to charge battery 3 without removing the entire device to operate the battery from the housing, the ability to charge battery 3 in any position, no matter what it is in relation to the light sources.

Использование данного изобретения позволяет также увеличить срок службы аккумулятора и устранить циклы «заряд-разряд» аккумулятора.The use of this invention also allows to increase the battery life and eliminate the charge-discharge cycles of the battery.

В случае применения аккумулятора, не имеющего эффекта памяти, рассчитанного на большой запас циклов заряд-разряд и не боящегося глубокой разрядки и перезарядки или уже имеющего в своей конструкции устройство контроля зарядкой и разрядкой, чип-контроллер 2 зарядки-разрядки может быть исключен из функциональной схемы автономного аккумулятора.In the case of using a battery that does not have a memory effect, designed for a large supply of charge-discharge cycles and is not afraid of deep discharging and recharging, or which already has a charging and discharging control device in its design, the charge-discharging controller 2 can be excluded from the functional circuit autonomous battery.

Предложенный аккумулятор имеет следующие особенности.The proposed battery has the following features.

а) встроенный в корпус сверхмалый солнечный источник тока,a) an ultra-small solar power source integrated in the housing,

б) встроенный в корпус чип-контроллер - регулятор напряжения,b) a chip controller built into the housing - a voltage regulator,

в) отсутствие у аккумулятора циклов заряд-разряд,c) the absence of charge-discharge cycles in the battery,

г) отсутствие полного разряда аккумулятора,d) the lack of a complete discharge of the battery,

д) возможность заряда (самовосстановления) аккумулятора без применения каких-либо дополнительных зарядных устройств,e) the possibility of charging (self-healing) the battery without the use of any additional chargers,

е) возможность заряда аккумулятора без демонтажа из корпуса в устройстве-потребителе в случае применения прозрачного корпуса изделия,f) the possibility of charging the battery without removing it from the housing in the consumer device in the case of using a transparent housing of the product,

ж) стоимость применяемого в аккумуляторе дополнительного оборудования - фотопреобразователь, чип-контроллер заряда-разряда, ничтожно мала и составляет менее 10% от стоимости всего изделия, следовательно, будет доступна широкому кругу потребителей,g) the cost of the additional equipment used in the battery - a photoconverter, a charge-discharge chip controller, is negligible and amounts to less than 10% of the cost of the entire product, therefore it will be available to a wide range of consumers,

з) возможность заряда аккумулятора в любом положении, в каком бы он не находился по отношению к свету, благодаря кольцеобразной схеме расположения фотопреобразователя.h) the ability to charge the battery in any position, in whatever position it is in relation to the light, due to the annular arrangement of the photoconverter.

Claims

1. A battery comprising a galvanic cell located in a cylindrical housing and at least one photovoltaic cell mounted on the outer surface of the housing and connected to the electrodes of the galvanic cell, characterized in that it contains photovoltaic cells having the shape of rings mounted on the cylindrical surface of the housing .

2. The battery according to claim 1, characterized in that it is equipped with a charge-discharge controller located inside the housing, connected between the photoelectric converter and the electrodes of the galvanic cell.