Цепь нагрева аккумуляторной батареи

Цепь нагрева аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к области электротехники или электроники, в частности к цепи нагрева аккумуляторной батареи.

Уровень техники

Ввиду того, что автомобили вынуждены работать в сложных дорожных условиях и сложных условиях окружающей среды, либо некоторые электронные устройства используются в жестких условиях окружающей среды, то аккумуляторная батарея, которая служит блоком электропитания для автомобилей с электрическим приводом или электронных устройств, должна быть адаптирована к таким сложным условиям. Кроме того, помимо данных условий должны учитываться срок службы и динамика цикла зарядки/разрядки аккумуляторной батареи, особенно при использовании автомобилей с электрическим приводом или электронных устройств в низкотемпературной среде, причем такая аккумуляторная батарея должна обладать отличными характеристиками зарядки/разрядки в условиях низкой температуры и высокой входной/выходной мощностью.

В общем, в условиях низкой температуры сопротивление аккумуляторной батареи будет возрастать, и увеличится поляризация; таким образом, емкость аккумуляторной батареи будет снижаться.

Для сохранения емкости аккумуляторной батареи и улучшения характеристик зарядки/разрядки аккумуляторной батареи в условиях низкой температуры настоящее изобретение обеспечивает цепь нагрева аккумуляторной батареи.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в обеспечении цепи нагрева аккумуляторной батареи для решения проблемы уменьшенной емкости аккумуляторной батареи, вызванной повышенным сопротивлением и поляризацией аккумуляторной батареи в условиях низкой температуры.

Настоящее изобретение обеспечивает цепь нагрева аккумуляторной батареи, содержащую блок переключения, модуль управления переключением, демпфирующий элемент R1, схему накопления энергии и блок совмещения энергии, причем схема накопления энергии соединена с аккумуляторной батареей и содержит элемент L1 накопления тока и элемент С1 накопления заряда, причем демпфирующий элемент R1, блок переключения, элемент L1 накопления тока и элемент С1 накопления заряда соединены последовательно;

модуль управления переключением соединен с блоком переключения и выполнен с возможностью управления включением/выключением блока переключения для управления протеканием энергии между аккумуляторной батареей и схемой накопления энергии;

блок совмещения энергии соединен со схемой накопления энергии и выполнен с возможностью совмещения энергии, содержащейся в схеме накопления энергии, с энергией в аккумуляторной батарее после включения и последующего выключения блока переключения.

Цепь нагрева, обеспеченная в настоящем изобретении, может улучшить характеристики зарядки/разрядки аккумуляторной батареи.

Кроме того, в настоящем изобретении блок совмещения энергии обеспечен в цепи нагрева, и блок совмещения энергии может совмещать энергию, содержащуюся в схеме накопления энергии, с энергией в аккумуляторной батарее после включения и затем выключения блока переключения, таким образом ток разряда в контуре нагрева будет уменьшен при последующим управлении включением блока переключения/ и, следовательно, повысится эффективность работы цепи нагрева.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут дополнительно раскрыты в вариантах реализации, представленных в приведенном ниже описании.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, представленные в качестве неотъемлемой части настоящего описания, приведены для дополнительного облегчения понимания настоящего изобретения и использованы в сочетании с вариантами реализации, представленными в приведенном ниже описании, для пояснения настоящего изобретения, однако они не должны рассматриваться как представляющие собой какое-либо ограничение настоящего изобретения. На чертежах:

На фиг.1 изображена принципиальная схема цепи нагрева аккумуляторной батареи, обеспеченной в настоящем изобретении;

На фиг.2 изображена принципиальная схема варианта реализации блока совмещения энергии, показанного на фиг.1;

На фиг.3 изображена принципиальная схема варианта реализации блока инверсии полярности, показанного на фиг.2

На фиг.4 изображена принципиальная схема варианта реализации блока инверсии полярности, показанного на фиг.2;

На фиг.5 изображена принципиальная схема варианта реализации блока инверсии полярности, показанного на фиг.2;

На фиг.6 изображена принципиальная схема варианта реализации первого DC-DC модуля, показанного на фиг.5;

На фиг.7 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.8 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.9 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.10 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.11 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.12 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.13 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.14 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.15 изображена принципиальная схема предпочтительного варианта реализации цепи нагрева аккумуляторной батареи, обеспеченной в настоящем изобретении;

На фиг.16 изображена принципиальная схема варианта реализации блока энергопотребления, показанного на фиг.15;

На фиг.17 изображена принципиальная схема варианта реализации цепи нагрева аккумуляторной батареи, обеспеченной в настоящем изобретении;

На фиг.18 представлена диаграмма импульсной последовательности формы волны, соответствующей цепи нагрева, показанной на фиг.17;

На фиг.19 изображена принципиальная схема варианта реализации цепи нагрева аккумуляторной батареи, обеспеченной в настоящем изобретении; и

На фиг.20 представлена диаграмма импульсной последовательности формы волны, соответствующей цепи нагрева, показанной на фиг.19.

Подробное описание вариантов реализации

В приведенном ниже описании подробно раскрыты варианты реализации настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Следует понимать, что варианты реализации, приведенные в настоящем описании, обеспечены только для описания и пояснения настоящего изобретения и не должны рассматриваться каким-либо ограничением для настоящего изобретения.

Обращаем вниманием: если иное не оговорено, при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «модуль управления переключением» относится к любому контроллеру, который может выдавать команды управления (например, форма волны импульса) при заранее заданных условиях или в заранее заданные промежутки времени и, таким образом, управляет блоком переключения, соединенным с ним, для соответственно включения или выключения, например модуль управления переключением может представлять собой программируемый логический контроллер;

при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «переключатель» относится к переключателю, обеспечивающий возможность управления включением/выключением посредством электрических сигналов или обеспечивающий возможность управления включением/выключением на основе характеристик элемента или компонента, то есть переключатель может представлять собой однонаправленный переключатель (например, переключатель, состоящий из двунаправленного переключателя и диода, присоединенного последовательно, который может включаться в одном направлении), или двунаправленный переключатель (например, полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник или биполярный транзистор с изолированным затвором с встречным диодом свободного хода);

при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «двунаправленный переключатель» относится к переключателю, который может включаться в двух направлениях, что может обеспечить возможность управления включением/выключением посредством электрических сигналов или обеспечить управление включения/выключения на основе характеристик элемента или компонента, например двунаправленный переключатель может представлять собой полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник или биполярный транзистор с изолированным затвором с встречным диодом свободного хода;

при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «однонаправленный полупроводниковый элемент» относится к полупроводниковому элементу, который может включаться в одном направлении, например диод;

при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «элемент накопления заряда» относится к любому устройству, которое может осуществить накопление заряда, например конденсатор;

при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «элемент накопления тока» относится к любому устройству, которое может накапливать ток, например катушка индуктивности;

при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «прямое направление» относится к направлению, в котором энергия протекает от аккумуляторной батареи к схеме накопления энергии, а термин «обратное направление» относится к направлению, в котором энергия протекает от схемы накопления энергии к аккумуляторной батарее;

при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «аккумуляторная батарея» содержит батарею первичных элементов (например, сухая аккумуляторная батарея или щелочная аккумуляторная батарея и т.д.) и батарею вторичных элементов (например, ионно-литиевая батарея, никель-кадмиевая аккумуляторная батарея, никель-водородная батарея или свинцово-кислотная аккумуляторная батарея и т.д.);

при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «демпфирующий элемент» относится к любому устройству, которое препятствует протеканию тока и, таким образом, осуществляет энергопотребление, например сопротивление и т.д.;

при упоминании в тексте приведенного ниже описания термин «основной контур» относится к электрическому контуру, состоящему из аккумуляторной батареи и демпфирующего элемента, блока переключения и схемы накопления энергии, соединенных последовательно.

Особенно следует отметить, что ввиду наличия различных особенностей у различных типов аккумуляторных батарей в настоящем изобретении «аккумуляторная батарея» может относиться к идеальной аккумуляторной батарее, которая не имеет внутреннего паразитного сопротивления и паразитной индуктивности или имеет очень низкое внутреннее паразитное сопротивление и паразитную индуктивность, или может относиться к комплекту батарей, имеющему внутреннее паразитное сопротивление и паразитную индуктивность;

таким образом, специалистам в данной области техники следует понимать, что если аккумуляторная батарея представляет собой идеальную аккумуляторную батарею, которая не имеет внутреннего паразитного сопротивления и паразитной индуктивности или имеет очень низкое внутреннее паразитное сопротивление и паразитную индуктивность, демпфирующий элемент R1 относится к демпфирующему элементу, внешнему по отношению к аккумуляторной батарее;

и элемент L1 накопления тока относится к элементу накопления тока, внешнему по отношению к аккумуляторной батарее;

если аккумуляторная батарея представляет собой комплект аккумуляторных батарей, имеющий внутреннее паразитное сопротивление и паразитную индуктивность, демпфирующий элемент R1 относится к демпфирующему элементу, внешнему по отношению к аккумуляторной батарее, или относится к паразитному сопротивлению в комплекте аккумуляторных батарей, аналогичным образом элемент L2 накопления тока относится к элементу накопления тока, внешнему по отношению к аккумуляторной батарее, или относится к паразитной индуктивности в комплекте аккумуляторных батарей.

Для обеспечения нормального срока службы аккумуляторной батареи такая аккумуляторная батарея может быть нагрета в условиях низкой температуры, то есть при наступлении условия осуществления нагрева происходит управление цепью нагрева для начала нагрева аккумуляторной батареи;

при наступлении условия осуществления остановки нагрева происходит управление цепью нагрева для остановки нагрева.

При фактическом применении аккумуляторной батареи условие нагрева аккумуляторной батареи и условие остановки нагрева могут быть установлены согласно фактическим окружающим условиям, для обеспечения нормального выполнения зарядки/разрядки аккумуляторной батареи.

Для подогрева аккумуляторной батареи Е в низкотемпературной окружающей среде согласно фиг.1 настоящее изобретение обеспечивает цепь нагрева аккумуляторной батареи, содержащую блок 1 переключения, модуль 100 управления переключением, демпфирующий элемент R1, схему накопления энергии и блок совмещения энергии, причем схема накопления энергии соединена с аккумуляторной батареей и содержит элемент L1 накопления тока и элемент С1 накопления заряда;

демпфирующий элемент R1, блок 1 переключения, элемент L1 накопления тока и элемент С1 накопления заряда соединены последовательно;

модуль 100 управления переключением соединен с блоком 1 переключения и выполнен с возможностью управления включением/выключением блока 1 переключения для управления протеканием энергии между аккумуляторной батареей и схемой накопления энергии;

блок совмещения энергии соединен со схемой накопления энергии и выполнен с возможностью совмещения энергии, содержащейся в схеме накопления энергии, с энергией в аккумуляторной батарее после включения и последующего выключения блока 1 переключения.

С использованием технического решения по настоящему изобретению при наступлении условия нагрева модуль 100 управления переключением управляет включением блока 1 переключения, и, таким образом, аккумуляторная батарея Е соединяется со схемой накопления энергии последовательно для формирования электрического контура и может разряжаться через электрический контур (т.е. заряжать элемент С1 накопления заряда);

когда ток в контуре достигает нулевого значения в прямом направлении вслед за пиковым значением тока, элемент С1 накопления заряда начинает разряжаться через контур, т.е. заряжать аккумуляторную батарею Е;

в процессе зарядки/разрядки аккумуляторной батареи Е ток в электрическом контуре всегда проходит через демпфирующий элемент R1, независимо от того, протекает ли ток в прямом направлении или обратном направлении, и, таким образом, аккумуляторная батарея Е подогревается теплом, выработанным в демпфирующем элементе R1;

посредством управления временем включения/выключения блока 1 переключения можно осуществлять управление подогревом аккумуляторной батареей Е только в режиме разрядки или в обоих режиме разрядки и режиме зарядки.

При наступлении условия остановки нагрева модуль 100 управления переключением может управлять выключением блока 1 переключения и, таким образом, останавливать работу цепи нагрева.

Блок совмещения энергии соединен со схемой накопления энергии и выполнен с возможностью совмещения энергии в схеме накопления энергии с энергией в аккумуляторной батарее, после включения и последующего выключения блока 1 переключения, для того, чтобы ток разряда в контуре нагрева был увеличен при повторном включении блока 1 переключения, и вследствие этого повышается эффективность работы цепи нагрева.

В варианте реализации настоящего изобретения, показанного на фиг.2, блок совмещения энергии содержит блок 102 инверсии полярности, соединенный со схемой накопления энергии и выполненный с возможностью инвертирования полярности напряжения у элемента С1 накопления заряда после включения и затем выключения блока 1 переключения. Поскольку напряжение элемента С1 накопления заряда может быть последовательно совмещено с напряжением аккумуляторной батареи Е после инверсии полярности, ток разряда в контуре нагрева будет увеличен при повторном включении блока 1 переключения.

В качестве варианта реализации блока 102 инверсии полярности, показанного на фиг.3, блок 102 инверсии полярности содержит однополюсный переключатель J1 на два направления и однополюсный переключатель J2 на два направления, соответственно расположенные на двух концах элемента С1 накопления заряда;

входные провода однополюсного переключателя J1 на два направления соединены в схеме накопления энергии, первый выходной провод однополюсного переключателя J1 на два направления соединен с первой пластиной электрода элемента С1 накопления заряда, а второй выходной провод однополюсного переключателя J1 на два направления соединен со второй пластиной электрода элемента С1 накопления заряда;

входные провода однополюсного переключателя J2 на два направления соединены в схеме накопления энергии, первый выходной провод однополюсного переключателя J2 на два направления соединен со второй пластиной электрода элемента С1 накопления заряда, а второй выходной провод однополюсного переключателя J2 на два направления соединен с первой пластиной электрода элемента С1 накопления заряда;

модуль 100 управления переключением также соединен соответственно с однополюсным переключателем J1 на два направления и однополюсным переключателем J2 на два направления и выполнен с возможностью инвертирования полярности напряжения элемента С1 накопления заряда путем изменения взаиморасположения соединения между соответствующими входными проводами и выходными проводами однополюсного переключателя J1 на два направления и однополюсного переключателя J2 на два направления.

Согласно данному варианту реализации взаиморасположение соединения между соответствующими входными проводами и выходными проводами однополюсного переключателя J1 на два направления и однополюсного переключателя J2 на два направления может быть установлено заранее так, чтобы входные провода однополюсного переключателя J1 на два направления были соединены с первым выходным проводом однополюсного переключателя J1 на два направления переключения и входные провода однополюсного переключателя J2 на два направления были соединены с первым выходным проводом однополюсного переключателя J2 на два направления переключения при включении блока К1 переключения;

причем при выключении блока К1 переключения под управлением модуля 100 управления переключением входные провода однополюсного переключателя J1 на два направления переключаются для соединения со вторым выходным проводом однополюсного переключателя J1 на два направления переключения, и входные провода однополюсного переключателя J2 на два направления переключаются для соединения со вторым выходным проводом однополюсного переключателя J2 на два направления переключения, и, таким образом, происходит инвертирование полярности напряжения у элемента С1 накопления заряда.

В качестве другого варианта реализации блока 102 инверсии полярности, показанного на фиг.4, блок 102 инверсии полярности содержит однонаправленный полупроводниковый элемент D3, элемент L2 накопления тока и переключатель К9;

элемента С1 накопления заряда, элемент L2 накопления тока и переключатель К9 соединены последовательно один за другим для формирования электрического контура;

однонаправленный полупроводниковый элемент D3 соединен последовательно между элементом С1 накопления заряда и элементом L2 накопления тока или между элементом L2 накопления тока и переключателем К9;

модуль 100 управления переключением также соединен с переключателем К9 и выполнен с возможностью инвертирования полярности напряжения элемента С1 накопления заряда путем управления включением переключателя К9.

Согласно варианту реализации, представленному в приведенном выше описании, при выключении блока 1 переключения модуль 100 управления переключением может управлять включением переключателя К9, и, таким образом, элемент С1 накопления заряда, однонаправленный полупроводниковый элемент D3, элемент L2 накопления тока и переключатель К9 формируют колебательный контур LC, и элемент С1 накопления заряда разряжается через элемент L2 накопления тока, таким образом, полярность напряжения элемента С1 накопления заряда будет инвертирована, когда ток, проходящий через элемент L2 накопления тока, достигнет нулевого значения после прохождения током в колебательном контуре положительной половины цикла.

В качестве другого варианта реализации блока 102 инверсии полярности, показанного на фиг.5, блок 102 инверсии полярности содержит первый DC-DC модуль 2 и элемент С2 накопления заряда;

первый DC-DC модуль 2 соединен соответственно с элементом С1 накопления заряда и элементом С2 накопления заряда;

модуль 100 управления переключением также соединен с первым DC-DC модулем 2 и выполнен с возможностью передачи энергии в элементе С1 накопления заряда к элементу С2 накопления заряда посредством управления работой первого DC-DC модуля 2 и последующей передачи энергии в элементе С2 накопления заряда назад к элементу С1 накопления заряда для инвертирования полярности напряжения элемента С1 накопления заряда.

Первый DC-DC модуль 2 представляет собой схему преобразования DC-DC (постоянного тока в постоянный ток) для инверсии полярности напряжения, распространенную в данной области техники. Настоящее изобретение не ограничено конкретной схемной структурой первого DC-DC модуля 2 при условии, что модуль может выполнять инверсию полярности напряжения элемента С1 накопления заряда. При необходимости специалисты в данной области техники могут добавить, заменить или исключить элементы в схеме.

На фиг.6 показан вариант реализации первого DC-DC модуля 2, обеспеченный в настоящем изобретении. Согласно фиг.6 первый DC-DC модуль 2 содержит: двунаправленный переключатель Q1, двунаправленный переключатель Q2, двунаправленный переключатель Q3, двунаправленный переключатель Q4, первый трансформатор Т1, однонаправленный полупроводниковый элемент D4, однонаправленный полупроводниковый элемент D5, элемент L3 накопления тока, двунаправленный переключатель Q5, двунаправленный переключатель Q6, второй трансформатор Т2, однонаправленный полупроводниковый элемент D6, однонаправленный полупроводниковый элемент D7 и однонаправленный полупроводниковый элемент D8.

В данном варианте реализации двунаправленный переключатель Q1, двунаправленный переключатель Q2, двунаправленный переключатель Q3 и двунаправленный переключатель Q4 представляют собой полевые транзисторы со структурой металл-оксид-полупроводник, а двунаправленный переключатель Q5 и двунаправленный переключатель Q6 представляют собой биполярные транзисторы с изолированным затвором.

Контакты 1, 4 и 5 первого трансформатора Т1 представляют собой точечные выводы и контакты 2 и 3 второго трансформатора Т2 представляют собой точечные выводы.

Причем положительный электрод однонаправленного полупроводникового элемента D7 соединен с концом «а» элемента С1 накопления заряда, а отрицательный электрод однонаправленного полупроводникового элемента D7 соединен с электродами стока двунаправленного переключателя Q1 и двунаправленного переключателя Q2, соответственно;

электрод истока двунаправленного переключателя Q1 соединен с электродом стока двунаправленного переключателя Q3, и электрод истока двунаправленного переключателя Q2 соединен с электрод стока двунаправленного переключателя Q4;

электроды истока двунаправленного переключателя Q3 и двунаправленного переключателя Q4 соединены соответственно с концом «b» элемента С1 накопления заряда. Таким образом, сформирована полная мостовая схема, причем полярность напряжения конца «а» элемента С1 накопления заряда положительна, тогда как полярность напряжения конца «b» элемента С1 накопления заряда отрицательна.

В полной мостовой схеме двунаправленный переключатель Q1, двунаправленный переключатель Q2 образуют верхнее плечо мостовой схемы, тогда как двунаправленный переключатель Q3 и двунаправленный переключатель Q4 образуют нижнее плечо мостовой схемы.

Полная мостовая схема соединена с элементом С2 накопления заряда через первый трансформатор Т1;

контакт 1 первого трансформатора Т1 соединен с первым узловым соединением N1, контакт 2 первого трансформатор Т1 соединен со вторым узловым соединением N2, контакт 3 и контакт 5 первого трансформатор Т1 присоединены соответственно к положительному электроду однонаправленного полупроводникового элемента D4 и положительному электроду однонаправленного полупроводникового элемента D5;

отрицательный электрод однонаправленного полупроводникового элемента D4 и отрицательный электрод однонаправленного полупроводникового элемента D5 соединены с одним концом элемента L3 накопления тока, а другой конец элемента L3 накопления тока соединен с концом «d» элемента С2 накопления заряда;

контакт 4 трансформатора Т1 соединен с концом «с» элемента С2 накопления заряда, положительный электрод однонаправленного полупроводникового элемента D8 соединен с концом «d» элемента С2 накопления заряда, а отрицательный электрод однонаправленного полупроводникового элемента D8 соединен с концом «b» элемента С1 накопления заряда;

здесь полярность напряжения конца «с» элемента С2 накопления заряда отрицательна, тогда как полярность напряжения конца «а» элемента С2 накопления заряда положительна.

При этом конец «с» элемента С2 накопления заряда соединен с эмиттерным электродом двунаправленного переключателя Q5, коллекторный электрод двунаправленного переключателя Q5 соединен с контактом 2 трансформатора Т2, контакт 1 трансформатора Т2 соединен с концом «а» элемента С1 накопления заряда, контакт 4 трансформатора Т2 соединен с концом «а» элемента С1 накопления заряда, контакт 3 трансформатора Т2 соединен с положительным электродом однонаправленного полупроводникового элемента D6, отрицательный электрод однонаправленного полупроводникового элемента D6 соединен с коллекторным электродом двунаправленного переключателя Q6, и эмиттерный электрод двунаправленного переключателя Q6 соединен с концом «b» элемента С2 накопления заряда.

Причем соответственным включением и выключением двунаправленного переключателя Q1, двунаправленного переключателя Q2, двунаправленного переключателя Q3, двунаправленного переключатель Q4, двунаправленного переключателя Q5 и двунаправленного переключателя Q6 управляет модуль 100 управления переключением.

Далее описан процесс работы первого DC-DC модуль 2:

1. После выключения блока 1 переключения модуль 100 управления переключением управляет выключением двунаправленного переключателя Q5 и двунаправленного переключателя Q6 и управляет одновременным включением двунаправленного переключателя Q1 и двунаправленного переключателя Q4 для формирования фазы А;

управляет одновременным включением двунаправленного переключателя Q2 и двунаправленного переключателя Q3 для формирования фазы В. Таким образом, посредством управления поочередным включением фазы А и фазы В сформирована полная мостовая схема.

2. При работе полной мостовой схемы энергия в элементе С1 накопления заряда передается через первый трансформатор Т1, однонаправленный полупроводниковый элемент D4, однонаправленный полупроводниковый элемент D5 и элемент L3 накопления тока к элементу С2 накопления заряда;

теперь полярность напряжения конца «с» элемента С2 накопления заряда отрицательна, тогда как полярность напряжения конца «d» элемента С2 накопления заряда положительна.

3. Модуль 100 управления переключением управляет включением двунаправленного переключателя Q5, и поэтому цепь от элемента С1 накопления заряда до элемента С2 накопления заряда сформирована через второй трансформатор Т2 и однонаправленный полупроводниковый элемент D8, таким образом, энергия в элементе С2 накопления заряда передается назад к элементу С1 накопления заряда, причем некоторая энергия будет сохранена во втором трансформаторе Т2.

Теперь модуль 100 управления переключением управляет выключением двунаправленного переключателя Q5 и управляет включением двунаправленного переключателя Q6, и, таким образом, энергия, сохраненная во втором трансформаторе Т2, передается элементу С1 накопления заряда вторым трансформатором Т2 и однонаправленным полупроводниковым элементом D6;

теперь полярность напряжения элемента С1 накопления заряда инвертирована таким образом, что конец «а» имеет отрицательную полярность, а конец «b» имеет положительную полярность. Таким образом, достигается цель инвертирования полярности напряжения у элемента С1 накопления заряда.

Для предотвращения зарядки аккумуляторной батареи Е от элемента С1 накопления заряда при низкой температуре и для обеспечения характеристик зарядки/разрядки аккумуляторной батареи Е в предпочтительном варианте реализации цепи нагрева, обеспеченном в настоящем изобретении, модуль 100 управления переключением выполнен с возможностью управления включением/выключением блока 1 переключения для управления протеканием энергии только от аккумуляторной батареи Е к схеме накопления энергии, и, таким образом, зарядка аккумуляторной батареи Е элементом С1 накопления заряда исключена.

Для управления протеканием энергии только от аккумуляторной батареи Е к элементу С1 накопления заряда в варианте реализации настоящего изобретения, показанном на фиг.7, блок 1 переключения содержит переключатель К1 и однонаправленный полупроводниковый элемент D1, причем переключатель К1 и однонаправленный полупроводниковый элемент D1 соединены друг с другом последовательно и затем последовательно подключены в схему накопления энергии;

модуль 100 управления переключением соединен с переключателем К1 и выполнен с возможностью управления включением/выключением блока 1 переключения посредством управления включением/выключением переключателя К1.

При последовательном подключении однонаправленного полупроводникового элемента D1 в схеме, противоток энергии от элемента С1 накопления заряда может быть предотвращен, и, таким образом, можно избежать зарядки аккумуляторной батареи Е в случае неисправности переключателя К1.

Как и в случае варианта реализации, в котором энергия протекает только от аккумуляторной батареи Е к элементу С1 накопления заряда, модуль 100 управления переключением выполнен с возможностью управления выключением блока 1 переключения в момент достижения или до достижения током, проходящим через блок 1 переключения, нулевого значения после включения блока 1 переключения, при условии управления протеканием тока только от аккумуляторной батареи Е к элементу С1 накопления заряда.

Поскольку частота падения силы тока очень высока при выключении переключателя К1 на элементе L1 накопления тока будет индуцироваться высокое перенапряжение, которое может стать причиной повреждения переключателя К1, так как ток и напряжение выходят за пределы диапазона безопасной работы.

Таким образом, предпочтительно модуль 100 управления переключением выполнен с возможностью управления выключением переключателя К1 при достижении тока, протекающего через блок 1 переключения, нулевого значения после включения блока 1 переключения.

Для увеличения эффективности нагрева в другом варианте реализации настоящего изобретения, показанном на фиг.8, модуль 100 управления переключением предпочтительно выполнен с возможностью управления выключением блока 1 переключения до достижения током, протекающим через блок 1 переключения, нулевого значения после включения блока 1 переключения;

блок 1 переключения содержит однонаправленный полупроводниковый элемент D9, однонаправленный полупроводниковый элемент D10, переключатель К2, демпфирующий элемент R4 и элемент C3 накопления заряда, причем однонаправленный полупроводниковый элемент D9 и переключатель К2 соединены последовательно в схеме накопления энергии, демпфирующий элемент R4 и элемент накопления заряда C3 соединены последовательно и затем присоединены параллельно переключателю К2;

однонаправленный полупроводниковый элемент D10 соединен параллельно демпфирующему элементу R4 и выполнен с возможностью переноса тока к элементу L1 накопления тока при выключении переключателя К2;

модуль 100 управления переключением соединен с переключателем К2 и выполнен с возможностью управления включением/выключением блока 1 переключения посредством управления включением/выключением переключателя К2.

Однонаправленный полупроводниковый элемент D10, демпфирующий элемент R4 и элемент C3 накопления заряда образуют контур поглощения, выполненный с возможностью снижения частоты падения силы тока в схеме накопления энергии при выключении переключателя К2.

Таким образом, при выключении переключателя К2, индуцированное напряжение, выработанное на элементе L1 накопления тока, будет побуждать включение однонаправленного полупроводникового элемента D10 и обеспечит возможность свободного протекания тока с помощью элемента C3 накопления заряда для снижения частоты изменения тока в элементе L1 накопления тока и подавления индуцированного напряжения на элементе L1 накопления тока для обеспечения напряжения на переключателе К2 в пределах безопасного рабочего диапазона.

При повторном включении переключателя К2 энергия, сохраненная в элементе C3 накопления заряда, может потребляться через демпфирующий элемент R4.

Для повышения эффективности работы цепи нагрева потоком энергии можно управлять в одну сторону и другую сторону между аккумуляторной батареей Е и схемой накопления энергии для использования протекания тока через демпфирующий элемент R1 в прямом направлении и в обратном направлении для обеспечения возможности нагревания.

Следовательно, в предпочтительном варианте реализации цепи нагрева, обеспеченном в настоящем изобретении, модуль 100 управления переключением выполнен с возможностью управления включением/выключением блока 1 переключения так, чтобы энергия в одну сторону и другую сторону протекала между аккумуляторной батареей Е и схемой накопления энергии при включенном блоке 1 переключения.

Для обеспечения потока энергии в одну сторону и другую сторону между аккумуляторной батареей Е и схемой накопления энергии, в варианте реализации настоящего изобретения блок 1 переключения представляет собой двунаправленный переключатель К3;

согласно фиг.9 модуль 100 управления переключением управляет включением/выключением двунаправленного переключателя К3, т.е. при необходимости нагрева аккумуляторной батареи Е можно управлять включением двунаправленного переключателя К3, когда нагрев необходимо приостановить или он не требуется, то можно управлять выключением двунаправленного переключателя К3.

Использование отдельного двунаправленного переключателя К3 для реализации блока 1 переключения может упростить схему, уменьшить отпечаток системы и облегчить реализацию;

однако для выполнения отсечки обратного тока в настоящем изобретении дополнительно обеспечен следующий предпочтительный вариант реализации блока 1 переключения.

Предпочтительно блок 1 переключения содержит первое однонаправленное ответвление, выполненное с возможностью обеспечения потока энергии от аккумуляторной батареи Е к схеме накопления энергии, и второе однонаправленное ответвление, выполненное с возможностью обеспечения потока энергии от схемы накопления энергии к аккумуляторной батарее Е;

причем модуль 100 управления переключением соединен с любым или обоими из первого однонаправленного ответвления и второго однонаправленного ответвления для управления включением/выключением соединенных ответвлений.

При необходимости нагрева аккумуляторной батареи можно управлять включением первого однонаправленного ответвления и второго однонаправленного ответвления;

при необходимости приостановки нагрева можно управлять выключением любого или обоих из первого од