Устройство для хранения электрической энергии и питание ею потребителей непостоянной мощности

Устройство для хранения электрической энергии и питание ею потребителей непостоянной мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение

Предлагаемое изобретение в целом относится к способу, аппаратуре и устройству для хранения электрической энергии и снабжения электрической энергией потребителей, имеющих переменную мощность. В частности, предлагаемое изобретение относится к способу, аппаратуре и устройству, в которых используется гибридная электрическая батарея, обеспечивающая питание потребителей разной мощности, например электродвигатель или двигатель, используемый для приведения в движение сухопутного транспортного средства.

Предпосылки создания предлагаемого изобретения

На предшествующем уровне техники предлагалось много различных технических решений для хранения электрической энергии и питания ею таких потребителей, как приводные электродвигатели. Например, для питания приводных электродвигателей сухопутных транспортных средств в прошлом использовались электрические батареи различных типов, в том числе свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металлогидридные (Ni-MH).

Однако электрическим батареям каждого из этих типов присущи как достоинства, так и недостатки.

Например, свинцово-кислотные электрические батареи обладают тем достоинством, что они способны, при необходимости, обеспечить большую мощность в импульсе. Кроме того, свинцово-кислотные электрические батареи могут обеспечить большие величины электрического тока, достаточные для разгона и поддержания работы приводных электродвигателей сухопутных транспортных средств. Однако свинцово-кислотным электрическим батареям присущ такой недостаток, как низкая плотность энергии - этот параметр иногда выражается или измеряется в ватт-часах на литр (Вт·час/л) - то есть величина запасенной энергии, приходящейся на единицу объема элемента такой электрической батареи, невелика. Сходным образом, у свинцово-кислотных электрических батарей сравнительно низок также и такой показатель, как удельная энергия (может быть выражена в ватт-часах на единицу массы батареи, например, в Вт·час/кг), из чего следует, что для хранения существенного количества энергии требуется относительно большая масса электрической батареи.

В противоположность этому, электрические батареи на основе лития, такие как, например, литиевые батареи, у элементов которых аноды или отрицательные электроды выполнены из металла лития или его сплава, или безводные аккумуляторные (допускающие повторную зарядку) литиевые ионные электрические батареи, описанные, например, в патенте США №6159635, выданном на имя Дас Гупта и др. (Das Gupta et al.), имеют более высокие характеристики плотности энергии и удельной энергии, чем элементы электрических батарей на основе свинца или никеля. Следует заметить, что некоторые типы безводных подзаряжаемых (допускающих повторную зарядку) литиевых ионных батарей называются также полимерными литиевыми батареями, поводом для чего послужило то, что они упакованы и герметизированы в виде слоев из полимерного материала, и в них используются полимерные электролиты, проводящие ионы лития. С другой стороны, литиевые электрические батареи могут не обеспечивать большой мощности в импульсе, в частности, они не обеспечивают высокой плотности электрического тока, причиной чего является большое внутреннее сопротивление элементов таких литиевых электрических батарей. Кроме того, во избежание быстрой деградации элементы литиевых электрических батарей нуждаются в средствах поддержания определенного температурного режима, чтобы температура не выходила за пределы диапазона от -20°С до максимум 70°С. При отдаче энергии в импульсе в элементах литиевых ионных электрических батарей имеет место выделение большого количества тепловой энергии, что без применения надлежащих мер может привести к разрушению батареи.

В сухопутном транспортном средстве с электрическим двигателем желательно иметь устройство для хранения электрической энергии, обладающее высокой характеристикой плотности сохраняемой электрической энергии, с тем чтобы такое устройство для хранения электрической энергии занимало как можно меньший объем, а также обладающее высокой характеристикой удельной энергии, с тем чтобы такое устройство для хранения электрической энергии, перемещающееся вместе с сухопутным транспортным средством, имело как можно меньший вес. Кроме того, представляется желательным также, чтобы такое устройство для хранения электрической энергии могло обеспечивать большую мощность в импульсе. Большая мощность в импульсе требуется, в частности, для преодоления сил трения покоя при трогании транспортного средства с электрическим приводом с места и его разгона, то есть преодоления инерции. Следует заметить, что делались попытки создания таких подзаряжаемых литиевых электрических батарей, которые обеспечивали бы более высокие величины электрического тока, но это приводило к снижению характеристик удельной энергии и плотности энергии таких электрических батарей.

В предшествующем уровне техники, при попытках создания устройства для хранения электрической энергии, обеспечивающего высокую мощность в импульсе при высоких характеристиках плотности энергии и удельной энергии, предлагалось несколько различных типов устройств для хранения электрической энергии. Например, в патентах США №№5780980 и 5808448, оба выданы на имя Найто (Naito), раскрывается система привода электрического автомобиля, имеющего систему электрического питания постоянного тока, включающую топливный электрический элемент в комбинации со свинцово-кислотной электрической батареей. При работе электрического автомобиля топливный электрический элемент обеспечивает постоянную мощность, когда нагрузка приводного электродвигателя невелика. При увеличении нагрузки приводного электродвигателя его питание обеспечивается от свинцово-кислотной электрической батареи при сохранении питания от топливного электрического элемента. В вышеуказанных патентах США на имя Найто сказано также, что при понижении заряда свинцово-кислотной электрической батареи ниже некоторого заданного значения происходит ее подзарядка от топливного электрического элемента. Однако вышеуказанным изобретениям Найто присущ тот недостаток, что жидкие реагенты, на которых работает топливный электрический элемент, должны перевозиться в соответствующих контейнерах на электрическом автомобиле, что ухудшает характеристику удельной энергии такого устройства для хранения электрической энергии и питания ею потребителей. Кроме того, изобретения Найто включают сложную электрическую схему, с помощью которой осуществляется питание электродвигателя от топливного электрического элемента и свинцово-кислотной электрической батареи.

Гибридные литий-тионилхлоридные - свинцово-кислотные электрические батареи предлагались для потребителей существенно меньшей мощности, например, для объектов микроэлектроники, таких как электрохромные очки. Например, в патентах США №№5900720 и 5455637, оба на имя Каллман (Kallman), раскрывается использование для питания микроэлектронных схем гибридной электрической батареи, в состав которой входит батарея из первичных, то есть не допускающих повторной зарядки литий-тионилхлоридных электрических элементов, и вторичная герметичная свинцово-кислотная батарея, допускающая повторную подзарядку. От этих первичной и вторичной электрических батарей осуществляется питание потребителей, которыми в изобретениях Каллман являются микроэлектронные схемы для электрохромных очков. От первичной электрической батареи осуществляется также питание контроллера, от которого, в свою очередь, осуществляется управление периодической подзарядкой вторичной батареи. Однако в вышеуказанных патентах на имя Каллман не говорится о возможности повторной зарядки первичной литий-тионилхлоридной электрической батареи. Кроме того, устройство по вышеуказанным патентам на имя Каллман разработано как устройство, имеющее малые размеры и относительно низкий общий выход энергии, и поэтому это устройство как таковое не может быть использовано для нагрузок большей мощности.

Кроме того, в предшествующем уровне техники предлагалось использовать конденсаторные батареи, что раскрыто, например, в Европейской патентной заявке №0564149 А2 на имя «Джеол Лтд.» (Jeol Ltd.). Однако, как раскрыто в настоящей заявке, конденсаторы намного более чувствительны к прилагаемому напряжению, и если прилагаемое напряжение превышает номинал, то происходит немедленное понижение емкости конденсатора, и увеличивается утечка электрического тока. По этой причине в Европейской патентной заявке №0564149 А2 раскрыты подробные схемы управления, с помощью которых осуществляется ограничение заряда конденсаторов, но ничего не сказано об использовании электрических батарей и как осуществляется управление электрическими батареями.

Таким образом, в данной отрасли имеется потребность в эффективном устройстве для хранения электрической энергии и питания ею потребителя переменной мощности, которое имело бы относительно высокую характеристику плотности энергии и относительно высокую характеристику удельной энергии для применения с потребителями большой мощности с широким диапазоном изменения потребляемой мощности. Кроме того, хотя плотность энергии сама по себе является важной характеристикой, важно также принять во внимание, каким образом электрические батареи будут размещены внутри транспортного средства. Иначе говоря, нужно учитывать действительный объем устройства, включающего электрические батареи, то есть объем, требуемый для размещения электрических батарей, а не просто суммарный объем отдельных электрических элементов. Кроме того, должен найти решение вопрос зарядки системы после падения выходной мощности ниже установленного уровня.

Краткое описание предлагаемого изобретения

В соответствии с вышеизложенным целью предлагаемого изобретения является по меньшей мере частичное преодоление недостатков предшествующего уровня техники. Кроме того, целью предлагаемого изобретения является также создание эффективного устройства для хранения электрической энергии и питания ею потребителей с относительно широким диапазоном изменения потребляемой мощности, таких как приводные электродвигатели сухопутных транспортных средств, при этом желательно, чтобы устройство имело высокие характеристики плотности энергии и удельной энергии, и при этом оно должно обеспечивать большую мощность в импульсе без выхода за пределы контролируемого температурного диапазона.

Таким образом, в одном из аспектов осуществления настоящим изобретением предлагается источник электрической энергии для питания приводного электродвигателя с переменной потребляемой мощностью, при этом этот источник электрической энергии содержит: некоторую первую подзаряжаемую электрическую батарею (энергетическая батарея), характеризуемую некоторой первой плотностью энергии и предназначенную для хранения электрической энергии; некоторую вторую подзаряжаемую электрическую батарею (мощностная батарея), характеризуемую некоторой второй плотностью энергии, которая меньше, чем первая плотность энергии, и предназначенную для хранения электрической энергии и питания ею электродвигателя с переменной потребляемой мощностью; контроллер электрических батарей, предназначенный для непрерывной подзарядки мощностной батареи электрической энергией от энергетической батареи, при этом питание приводного электродвигателя при разных значениях потребляемой им электрической мощности осуществляется электрической энергией, хранимой в энергетической батарее, через посредство мощностной батареи.

Еще в одном аспекте осуществления настоящим изобретением предлагается устройство для хранения электрической энергии, предназначенной для питания потребителя электрической энергии, при этом это устройство для хранения электрической энергии содержит: некоторую первую подзаряжаемую электрическую батарею, характеризуемую некоторой первой плотностью энергии и выполненную с возможностью электрического соединения с внешним источником электрической энергии; некоторую вторую подзаряжаемую электрическую батарею, характеризуемую некоторой второй плотностью энергии, которая меньше, чем первая плотность энергии, и имеющую электрическое соединение с потребителем; при этом во время работы вторая электрическая батарея соединена с потребителем и обеспечена возможность питания потребителя электрической энергией от второй электрической батареи и в то же время обеспечена возможность непрерывной подзарядки второй электрической батареи электрической энергией от первой электрической батареи; при этом обеспечена возможность периодического подсоединения первой электрической батареи к внешнему источнику электрической энергии для ее подзарядки по мере необходимости.

Еще в одном аспекте осуществления настоящим изобретением предлагается устройство для хранения электрической энергии, предназначенной для питания потребителя электрической энергии, при этом это устройство для хранения электрической энергии содержит:

подзаряжаемую электрическую батарею (первая электрическая батарея), характеризуемую некоторой первой плотностью энергии и выполненную с возможностью электрического соединения с внешним источником электрической энергии; подзаряжаемое электрическое устройство (вторая электрическая батарея), характеризуемое некоторой второй плотностью энергии, которая меньше, чем первая плотность энергии, при этом эта вторая электрическая батарея выполнена с возможностью электрического соединения с первой электрической батареей и с возможностью электрического соединения с потребителем; при этом во время работы подзаряжаемое электрическое устройство (вторая электрическая батарея) соединено с потребителем и обеспечена возможность питания потребителя электрической энергией от этого подзаряжаемого электрического устройства (второй электрической батареи) и в то же время обеспечена возможность непрерывной подзарядки подзаряжаемого электрического устройства (второй электрической батареи) электрической энергией от подзаряжаемой электрической батареи (первой электрической батареи); при этом обеспечена возможность периодического подсоединения подзаряжаемой электрической батареи (первой электрической батареи) к внешнему источнику электрической энергии для ее подзарядки по мере необходимости.

Еще в одном аспекте осуществления настоящим изобретением предлагается способ хранения электрической энергии, предназначенной для питания потребителя электрической энергии с переменной потребляемой мощностью, при этом этот способ включает следующие стадии: зарядка некоторой первой подзаряжаемой электрической батареи (энергетическая батарея), характеризуемой некоторой первой плотностью энергии; зарядка некоторой второй подзаряжаемой электрической батареи (мощностная батарея), характеризуемой некоторой второй плотностью энергии, которая меньше, чем первая плотность энергии; подача электрической энергии от второй электрической батареи (мощностная батарея) к потребителю электрической энергии при разных значениях потребляемой мощности; и подзарядка второй электрической батареи (мощностная батарея) электрической энергией от первой электрической батареи (энергетическая батарея).

Одним из преимуществ предлагаемого изобретения является то, что электрическая батарея, определенная выше как энергетическая батарея, может представлять собой известную свинцово-кислотную электрическую батарею, которая находит широкое использование в сухопутных транспортных средствах. При таком применении свинцово-кислотной электрической батареи обеспечивается достаточная для привода электродвигателя сухопутного транспортного средства, являющегося пользователем устройства по предлагаемому изобретению, мощность в импульсе и достаточная величина электрического тока при различной потребляемой мощности. Однако в предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения энергетическая батарея представляет собой батарею на основе литиевых электрических элементов, или же электрическую батарею с высокими показателями плотности энергии и удельной энергии. Таким образом, при непрерывной подзарядке мощностной батареи электрической энергией от энергетической батареи обеспечивается возможность поддержания заряда мощностной батареи на уровне, близком к оптимальному, что должно способствовать продлению срока службы мощностной батареи. Кроме того, при уровне заряда мощностной батареи, близком к оптимальному, обеспечивается возможность поддержания энергогенерирующей способности энергетической батареи и возможность питания потребителя электрической энергией при различных значениях выходной мощности, благодаря чему легко обеспечивается подача к потребителю требуемой мощности. При этом применение устройства хранения электрической энергии и электрического питания по предлагаемому изобретению приведет к сравнительно незначительному увеличению объема и массы сухопутного транспортного средства с электрическим приводом, так как основная хранящая электрическую энергию часть системы электрического питания по предлагаемому изобретению, то есть энергетическая батарея, обладает высокими показателями плотности энергии и удельной энергии.

Еще в одном из вариантов осуществления предлагаемого изобретения литиевая электрическая батарея является полимерной литиевой электрической батареей, которая представляет собой безводную подзаряжаемую литиевую ионную батарею, заключенную в пластмассовое покрытие и герметизированную, содержащую твердый полимерный и жидкий органический электролиты, проводящие ионы лития. Такой полимерной литиевой ионной батарее при изготовлении может быть придана любая геометрическая форма, и она может быть помещена в корпус любой формы применительно к свободному пространству в транспортном средстве. Благодаря этому можно добиться уменьшения действительного объема устройства для хранения электрической энергии и электрического питания, так как свободное пространство вокруг энергетической батареи будет небольшим.

Еще одним достоинством устройства для хранения электрической энергии по предлагаемому изобретению является то, что обе электрические батареи, входящие в его состав, являются подзаряжаемыми. Как упоминалось выше, имеет место практически постоянная подзарядка мощностной батареи электрической энергией от энергетической батареи. При этом, по мере необходимости, энергетическая батарея также подвергается подзарядке путем подсоединения ее к внешнему источнику электрической энергии. Таким образом, обеспечивается возможность легкого восстановления работоспособности устройства для хранения электрической энергии по предлагаемому изобретению для дальнейшего использования без необходимости пополнения жидкими реагентами или замены электрических батарей. Кроме того, в одном из предпочтительных вариантов осуществления устройства для хранения электрической энергии по предлагаемому изобретению в целях повышения эффективности подзарядки обеспечена возможность подзарядки от внешнего источника электрической энергии, во время подзарядки энергетической батареи, также и мощностной батареи.

Еще одно достоинство предлагаемого изобретения состоит в том, что при использовании свинцово-кислотной батареи могут быть использованы известные технологии рекуперации электрической энергии. В частности, во время торможения транспортного средства с электрическим приводом электрическая энергия может быть направлена на повышение заряда свинцово-кислотной электрической батареи. Такое торможение часто называется рекуперативным торможением.

Как некоторые потребители электрической энергии требуют эпизодических или периодических импульсов, также и некоторые зарядные устройства обеспечивают время от времени импульсные выбросы энергии. Рекуперативное торможение транспортного средства является одним из примеров такой импульсной подзарядки электрической батареи. Если устройство для хранения электрической энергии способно воспринимать большую мощность зарядки, то эти энергетические импульсы могут быть эффективно использованы. Одно из достоинств предлагаемого изобретения состоит в том, что эпизодические или периодические выбросы рекуперируемой энергии могут быть использованы для быстрой подзарядки мощностной батареи при мощностях, которые могут быть неприемлемыми для энергетической батареи или которые могут нанести вред энергетической батарее. Эта рекуперируемая энергия импульсных выбросов могла бы быть впоследствии пущена на преодоление увеличившейся нагрузки непосредственно от мощностной батареи. В альтернативном варианте эта энергия могла бы быть пущена от мощностной батареи на подзарядку энергетической батареи при меньшей мощности и в течение более длительного времени. Какой путь использования рекуперируемой энергии наиболее эффективен на практике, зависит, конечно, от конкретных сиюминутных энергетических нужд потребителя электрической энергии и конкретного применения устройства для хранения электрической энергии.

Другие аспекты предлагаемого изобретения станут понятны из дальнейшего его подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых проиллюстрированы некоторые предпочтительные варианты осуществления предлагаемого изобретения.

Краткое описание прилагаемых чертежей

На фиг.1 схематично показана электрическая система, представляющая собой устройство для хранения электрической энергии по одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг.2А показан график разряда свинцово-кислотной аккумуляторной электрической батареи во времени.

На фиг.2В показан график разряда безводной подзаряжаемой литиевой энергетической батареи по времени.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретения

Как говорилось выше, в одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретения устройство для хранения электрической энергии включает энергетическую батарею, соединенную с мощностной батареей. Энергетическая батарея обладает высокой плотностью энергии и большой величиной удельной энергии, благодаря чему с ее помощью может быть легко и эффективно обеспечено хранение большого количества электрической энергии. Кроме того, энергетическая батарея выполнена с возможностью подзарядки от внешнего источника. Энергетическая батарея способна обеспечить относительно стабильную выходную мощность, но обеспечиваемая ею величина электрического тока относительно невелика. Иными словами, принципиальной функцией энергетической батареи является эффективное хранение большого количества электрической энергии, при этом ее масса не является слишком большой, и она не занимает слишком много места, однако она не может обеспечить большие или изменяющиеся в широком диапазоне величины электрического тока или вариабельность выходной мощности.

В противоположность этому мощностная батарея выполнена с возможностью обеспечения вариабельности выходной мощности и способна обеспечивать кратковременные импульсные выбросы электрического тока большой величины. Например, мощностная батарея способна обеспечивать импульсные выбросы электрической энергии при больших значениях электрического тока, если этого требует потребитель, такой как приводной электродвигатель сухопутного транспортного средства. Однако при этом мощностная батарея может не иметь высокой плотности энергии или высокого значения удельной энергии. В частности, мощностная батарея является подзаряжаемой, и ее подзарядка электрической энергией может осуществляться от энергетической батареи, а факультативно также от внешнего источника.

Во время работы мощностная батарея удовлетворяет потребности потребителя в переменной электрической мощности и электрическом токе непостоянной величины, при этом осуществляется непрерывная подзарядка мощностной батареи электрической энергией от энергетической батареи. Таким образом, устройство для хранения электрической энергии по этому варианту осуществления предлагаемого изобретения представляет собой гибридную электрическую батарею, которая благодаря наличию энергетической батареи обладает высокими характеристиками плотности энергии и удельной энергии и в то же время благодаря наличию мощностной батареи обладает способностью обеспечивать вариабельность выходной мощности, а также импульсные выбросы электрического тока большой величины, если этого требует потребитель электрической энергии.

Устройство для хранения электрической энергии по предлагаемому изобретению содержит также контроллер, предназначенный для управления зарядкой и работой как энергетической батареи, так и мощностной батареи. С помощью этого контроллера осуществляется также управление зарядкой и работой энергетической батареи и мощностной батареи с точки зрения сохранения продолжительности их срока службы, в частности, путем недопущения избыточных зарядок мощностной батареи и перегрева энергетической батареи. Контроллер может факультативно быть снабжен приборной панелью, на которой отображаются значения тока и напряжения питания мощностной батареи от энергетической батареи и питания потребителя от мощностной батареи. Кроме того, контроллер может выдавать сигнал, например, через посредство некоторого аварийного прибора, о приближении к наинизшему допустимому уровню заряда энергетической батареи, так чтобы можно было обеспечить своевременную подзарядку энергетической батареи. Зарядка энергетической батареи, а факультативно также и мощностной батареи может осуществляться от внешнего источника. С помощью контроллера может также осуществляться управление зарядкой энергетической батареи, а также мощностной батареи от внешнего источника электрической энергии.

На фиг.1 проиллюстрирована электрическая система, обозначенная в целом позицией 1, в которой использовано устройство 2 для хранения электрической энергии по одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретения. Как можно видеть из фиг.1, к устройству 2 для хранения электрической энергии, входящему в состав электрической системы 1, подключен потребитель, который представляет собой, как показано на фиг.1, приводной электродвигатель 3.

Кроме того, на фиг.1 показано, что в состав устройства 2 для хранения электрической энергии входят две подзаряжаемые батареи, обозначенные позициями 4 и 5. Первая электрическая батарея представляет собой энергетическую батарею 4, а вторая - мощностную батарею 5.

Кроме того, на фиг.1 можно видеть, что энергетическая батарея 4 соединена с мощностной батареей 5 через первое соединительное средство 6. А мощностная батарея 5, в свою очередь, соединена с потребителем электрической энергии, которым в рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения является приводной электродвигатель 3, через второе соединительное средство 7. Во время работы через посредство второго соединительного средства 7 осуществляется питание приводного электродвигателя 3 электрической энергией от мощностной батареи 5, в то время как от энергетической батареи 4 через посредство первого соединительного средства 6 осуществляется практически непрерывная подзарядка электрической энергией мощностной батареи 5.

Питание приводного электродвигателя 3 электрической энергией от мощностной батареи 5 через посредство второго соединительного средства 7 осуществляется при втором напряжении V-2 и втором электрическом токе I-2. Должно быть понятно, что значения второго напряжения V-2 и второго электрического тока I-2 изменяются, с тем чтобы была обеспечена возможность выдачи мощностной батареей 5 импульсов электрического тока и мощности большой величины в зависимости от потребности приводного электродвигателя 3. Соответственно мощностная батарея 5 выбрана и выполнена таким образом, чтобы удовлетворялись требования к мощности в импульсе, а также к значениям второго напряжения V-2 и второго электрического тока I-2, предъявляемые потребителем электрической энергии.

В варианте осуществления предлагаемого изобретения, в котором потребителем электрической энергии является приводной электродвигатель 3, этот приводной электродвигатель 3 может представлять собой, например, электродвигатель с рабочим напряжением 96 В, работающий при токах в диапазоне от 75 до 500 А. В этом случае предпочтительно, чтобы мощностная батарея 5 имела емкость по меньшей мере 5 киловатт-часов или выше. В этом случае предпочтительно использование в качестве мощностной батареи 5 свинцово-кислотной электрической батареи, с тем чтобы для приводного электродвигателя 3 были обеспечены выбросы мощности в виде коротких импульсов при больших величинах электрического тока. Но вместо свинцово-кислотных электрических батарей в качестве мощностной батареи 5 могут быть использованы и высокомощные электрические батареи других типов, например, никель-металлогидридные или никель-сплавогидридные электрические батареи либо же никель-кадмиевые электрические батареи.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого изобретения устройство 2 для хранения электрической энергии может в дополнение к электрическим батареям содержать другие подзаряжаемые средства для хранения электрической энергии.

Что же касается энергетической батареи 4, то она, напротив, предназначена для хранения большого количества электрической энергии и выполнена с возможностью обеспечения этой функции. В предпочтительном варианте энергетическая батарея 4 как таковая имеет относительно высокую плотность энергии, предпочтительно больше, чем плотность энергии у мощностной батареи 5. Таким образом, энергетическая батарея 4 обеспечивает эффективное хранение больших количеств электрической энергии. Кроме того, поскольку мощностная батарея 5 выбрана таким образом, что она обеспечивает удовлетворение меняющейся потребности в мощности приводного электродвигателя 3, энергетическая батарея 4 может быть выбрана без учета характеристик этого приводного электродвигателя 3. Вместо этого энергетическая батарея 4 может быть выбрана из соображений обеспечения возможности эффективного хранения электрической энергии и расходования ее, с желаемым уровнем мощности и при надлежащих уровнях напряжения и электрического тока, для практически непрерывной подзарядки мощностной батареи 5, так чтобы обеспечивалась возможность поддержания работоспособности мощностной батареи 5.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения энергетическая батарея 4 является литиевой электрической батареей, однако в качестве энергетической батареи может быть использована и электрическая батарея другого типа, способная выполнять соответствующие функции. Более предпочтительно использование в качестве энергетической батареи 4 безводной подзаряжаемой литиевой ионной батареи.

В другом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения используемая в качестве энергетической батареи безводная подзаряжаемая литиевая ионная батарея может представлять собой полимерную литиевую ионную батарею, которая может быть выполнена в разных геометрических формах. Это значит, что геометрическая форма такой полимерной литиевой ионной батареи может быть приспособлена к форме выделенного для нее в транспортном средстве пространства, благодаря чему обеспечивается возможность уменьшения действительного объема, необходимого для размещения устройства 2 для хранения электрической энергии. Кроме того, полимерной литиевой ионной батарее может быть придана такая геометрическая форма, чтобы было обеспечено использование пространства, которое иначе никак не может быть использовано, например, пространство между некоторыми частями транспортного средства или элементами его корпуса. Еще в одном предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения полимерной литиевой ионной батарее может быть придана такая геометрическая форма, чтобы она могла быть использована в качестве корпуса или вместилища для устройства 2 для хранения электрической энергии в целом, благодаря чему обеспечивается возможность дальнейшего уменьшения действительного объема, необходимого для размещения устройства 2 для хранения электрической энергии.

Обеспечиваемые энергетической батареей 4 значения протекающего через первое соединительное средство 6 первого электрического тока I-1 и первого напряжения V-1 на его выходе выбираются таким образом, чтобы были обеспечены оптимальные сроки службы энергетической батареи 4 и мощностной батареи 5. В частности, представляется предпочтительным, чтобы величина первого электрического тока I-1 была выбрана из соображений минимизации вредных для энергетической батареи 4 эффектов, таких как перегрев энергетической батареи 4. Кроме того, представляется предпочтительным также, чтобы величина первого электрического тока I-1 была выбрана из соображений обеспечения поддержания энергетического выхода на желаемом уровне, с тем чтобы была обеспечена возможность непрерывной подзарядки мощностной батареи 5 и поддержания тем самым работоспособности последней во всех режимах работы, для которых она предназначена, с одновременным соблюдением требований, касающихся обеспечения оптимальных сроков службы энергетической батареи 4 и мощностной батареи 5. Таким образом, с точки зрения обеспечения оптимальных сроков службы обеих батарей представляется предпочтительным, чтобы величины первого напряжения V-1 и первого электрического тока I-1 выбирались таким образом, чтобы электрическая мощность, передаваемая от энергетической батареи 4 к мощностной батарее 5, была достаточной для удовлетворения мощностной батареей 5 потребностей потребителя, которым является приводной электродвигатель 3, но чтобы в то же время эта мощность не была слишком велика, так чтобы нагревание энергетической батареи 4 было по возможности меньше.

Кроме того, в том случае, когда в качестве мощностной батареи 5 используется свинцово-кислотная батарея, максимальный срок ее службы может быть обеспечен при условии поддержания ее заряда вблизи его верхнего значения. В одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретения это условие выполнено путем обеспечения непрерывного протекания через мощностную батарею 5 первого электрического тока I-1, так чтобы осуществлялась непрерывная подзарядка мощностной батареи 5 электрической энергией от энергетической батареи 4. При сравнительно низком значении первого электрического тока I-1 передаваемая электрическая мощность (энергия в единицу времени) также соответственно невелика, однако достаточное пополнение заряда мощностной батареи 5 может быть осуществлено благодаря практически непрерывной ее подзарядке электрической энергией от энергетической батареи 4.

Для управления величинами электрического тока и электрической мощности, передаваемой от энергетической батареи 4 к мощностной батарее 5, устройство 2 для хранения электрической энергии снабжено контроллером 8. Для обеспечения возможности регулирования процесса передачи электрической мощности от энергетической батареи 4 к мощностной батарее 5 контроллер 8 соединен с энергетической батареей 4 и мощностной батареей 5, а также с первым соединительным средством 6.

Как можно видеть на фиг.1, через посредство пятого соединительного средства 9 с мощностной батареей 5 соединена система рекуперативного торможения 10. В соответствии со способами, известными в данной отрасли, система рекуперативного торможения 10 выполнена с возможностью преобразования кинетической энергии движущегося электроприводного сухопутного транспортного средства при замедлении движения этого транспортного средства в энергию электрическую. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения рекупер