Цепь нагрева аккумуляторной батареи

Цепь нагрева аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

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

Цепь нагрева, обеспеченная в настоящем изобретении, может улучшить характеристики зарядки/разрядки аккумуляторной батареи, и, кроме того, поскольку в цепи нагрева схема накопления энергии соединена с аккумуляторной батареей последовательно, то при нагреве батареи можно избежать проблемы безопасности, обусловленной сверхтоком в виде неисправностей и короткого замыкания блока переключения, благодаря наличию элемента накопления заряда, соединенного параллельно, и, таким образом, аккумуляторная батарея может быть эффективно защищена.

Кроме того, в цепи нагрева, обеспеченной в настоящем изобретении, поскольку блок передачи и совмещения энергии может передавать энергию, содержащуюся в схеме накопления энергии, элементу накопления энергии, после выключения блока переключения, и затем совмещать оставшуюся энергию в схеме накопления энергии с энергией в аккумуляторной батарее, то можно повысить эффективность работы такой цепи нагрева и получить циркуляцию энергии.

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, обеспечены 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 к настоящему изобретению. 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 передачи и совмещения энергии, показанного на фиг.1;

На фиг.3 изображена принципиальная схема варианта реализации DC-DC модуля, показанного на фиг.2;

На фиг.4 изображена принципиальная схема варианта реализации блока передачи и совмещения энергии, показанного на фиг.1;

На фиг.5 изображена принципиальная схема варианта реализации блока электроподзарядки, показанного на фиг.4;

На фиг.6 изображена принципиальная схема варианта реализации блока инверсии полярности, показанного на фиг.4;

На фиг.7 изображена принципиальная схема варианта реализации блока инверсии полярности, показанного на фиг.4;

На фиг.8 изображена принципиальная схема варианта реализации блока инверсии полярности, показанного на фиг.4;

На фиг.9 изображена принципиальная схема варианта реализации первого DC-DC модуля, показанного на фиг.8;

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 варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.16 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.17 изображена принципиальная схема варианта реализации блока переключения, показанного на фиг.1;

На фиг.18 изображена принципиальная схема варианта реализации цепи нагрева аккумуляторной батареи, обеспеченной в настоящем изобретении;

На фиг.19 изображена принципиальная схема варианта реализации блока энергопотребления, показанного на фиг.18;

На фиг.20 изображена принципиальная схема варианта реализации цепи нагрева аккумуляторной батареи, обеспеченной в настоящем изобретении;

На фиг.21 представлена диаграмма импульсной последовательности формы волны, соответствующей цепи нагрева, показанной на фиг.20;

На фиг.22 изображена принципиальная схема варианта реализации цепи нагрева аккумуляторной батареи, обеспеченной в настоящем изобретении;

На фиг.23 представлена диаграмма импульсной последовательности формы волны, соответствующей цепи нагрева, показанной на фиг.22.

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, приведены только для описания и пояснения настоящего изобретения и не должны рассматриваться в качестве ограничения 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, обеспечивающему возможность управления включением/выключением посредством электрических сигналов или обеспечивающему 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 очевидно, 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 R 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 аккумуляторов, аналогичным образом, элемент L2 накопления тока относится к элемент накопления тока вне аккумуляторной батареи или относится к паразитной индуктивности в комплекте аккумуляторов.

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 передачи и 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 передачи и совмещения энергии соединен с схемой накопления энергии и выполнен с возможностью передачи энергии, содержащейся в схеме накопления энергии к элементу накопления энергии после включения и последующего выключения блока 1 переключения и затем совмещения оставшейся энергии в схеме накопления энергии с энергией в аккумуляторной батарее.

При использовании технического решения по настоящему изобретению, при наступлении условия нагрева, модуль 100 управления переключением управляет включением блока 1 переключения, и, таким образом, аккумуляторная батарея Е соединена 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 режимах, разрядки и зарядки.

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

Блок передачи и совмещения энергии соединен со схемой накопления энергии и выполнен с возможностью передачи энергии в схеме накопления энергии к элементу накопления энергии после включения и последующего выключения блока 1 переключения, и затем совмещения остающейся энергии в схеме накопления энергии с энергией в аккумуляторной батарее Е.

Посредством передачи энергии достигается повторное использование энергии, а посредством совмещения энергии в контуре нагрева, при повторном включении блока 1 переключения, будет возрастать ток разряда, и, таким образом, будет повышаться эффективность работы цепи нагрева.

Цель передачи энергии заключается в повторном использовании энергии в накопительной схеме, а элемент накопления энергии может представлять собой внешний конденсатор, низкотемпературную аккумуляторную батарею или электрическую сеть, или любое другое электрическое устройство.

Для дополнительного повышения эффективности работы цепи нагрева элемент накопления энергии предпочтительно представляет собой аккумуляторную батарею Е, обеспеченную в настоящем изобретении;

таким образом, посредством передачи энергии, содержащейся в схеме накопления энергии, к аккумуляторной батарее Е, переданная энергия может быть использована циклически после повторного включения блока 1 переключения.

Совмещение остающейся энергии в схеме накопления энергии с энергией в аккумуляторной батарее Е может быть осуществлено различными способами, например, совмещение может быть выполнено путем инвертирования полярности напряжения элемента С1 накопления заряда, и после инверсии полярности, напряжение на элементе С1 накопления заряда может быть периодически добавлено к напряжению аккумуляторной батареи Е последовательно.

Следовательно, согласно варианту реализации настоящего изобретения, показанному на фиг.2, в цепи нагрева, обеспеченной в настоящем изобретении, блок передачи и совмещения энергии содержит DC-DC модуль 4, который соединен с элементом С1 накопления заряда и аккумуляторной батареей Е соответственно;

модуль 100 управления переключением также соединен с DC-DC модулем 4, и выполнен с возможностью передачи энергии в элементе С1 накопления заряда к элементу накопления энергии посредством управления работой DC-DC модуля 4, и затем совмещения остающейся энергии в элементе С1 накопления заряда с энергией в аккумуляторной батарее Е. В данном варианте реализации элементом накопления энергии выступает аккумуляторная батарея Е.

DC-DC модуль 4 представляет собой схему преобразования DC-DC (постоянного тока в постоянный ток) для передачи энергии и инверсии полярности напряжения, обычно используемую в данной области техники. Настоящее изобретение не ограничено конкретной схемной структурой DC-DC модуля 4, при условии, что модуль может выполнять передачу энергии от элемента С1 накопления заряда и инверсию полярности напряжения элемента С1 накопления заряда. При необходимости, специалисты в данной области техники смогут добавить, заменить или исключить элементы в схеме.

В варианте реализации DC-DC модуля 4, показанного на фиг.3, DC-DC модуль 4 содержит: двунаправленный переключатель S1, двунаправленный переключатель S2, двунаправленный переключатель S3, двунаправленный переключатель S4, двунаправленный переключатель S5, двунаправленный переключатель S6, четвертый трансформатор Т4, однонаправленный полупроводниковый элемент D13, однонаправленный полупроводниковый элемент D14, элемент L4 накопления тока и четыре однонаправленных полупроводниковых элемента. В данном варианте реализации, двунаправленный переключатель S1, двунаправленный переключатель S2, двунаправленный переключатель S3, и двунаправленный переключатель S4 представляют собой полевые транзисторы со структурой металл-оксид-полупроводник, тогда как двунаправленный переключатель S5 и двунаправленный переключатель S6 представляют собой биполярные транзисторы с изолированным затвором.

Причем контакт 1 и контакт 3 четвертого трансформатора Т3 представляют собой точечные выводы;

отрицательные электроды двух однонаправленных полупроводниковых элементов среди четырех однонаправленных полупроводниковых элементов соединены в группу, и их точка соединения соединена с положительным полюсом аккумуляторной батареи Е через элемент L4 накопления тока;

положительные электроды других двух однонаправленных полупроводниковых элементов соединены в группу, и их точка соединения соединена с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи Е;

кроме того, точки соединения между группами соединены с контактом 3 и контактом 4 третьего трансформатора Т3 через соответственно двунаправленный переключатель S5 и двунаправленный переключатель S6 и, таким образом, формируют мостовую цепь выпрямителя.

Причем электрод истока двунаправленного переключателя S1 соединен с электродом стока двунаправленного переключателя S3, электрод истока двунаправленного переключателя S2 соединен с электродом стока двунаправленного переключателя S4, электроды стока двунаправленного переключателя S1 и двунаправленного переключателя S2 соединены с положительным концом элемента С1 накопления заряда через однонаправленный полупроводниковый элемент D13, электроды истока двунаправленного переключателя S3 и двунаправленного переключателя S4 соединены с отрицательным концом элемента С1 накопления заряда через однонаправленный полупроводниковый элемент D14;

таким образом формируется полная мостовая схема.

В полной мостовой схеме двунаправленный переключатель S1 и двунаправленный переключатель S2 составляют верхнее плечо мостовой схемы, а двунаправленный переключатель S3 и двунаправленный переключатель S4 составляют нижнее плечо мостовой схемы;

контакт 1 четвертого трансформатора Т4 соединен с узловым соединением между двунаправленным переключателем и двунаправленным переключателем S3, а контакт 2 четвертого трансформатора Т4 соединен с узловым соединением между двунаправленным переключателем S2 и двунаправленным переключателем S4.

Причем, управление соответственно включением и выключением двунаправленного переключателя S1, двунаправленного переключателя S2, двунаправленного переключателя S3 и двунаправленного переключателя S4, двунаправленного переключателя S5 и двунаправленного переключателя S6 осуществляет модуль 100 управления переключением.

Далее будет описан рабочий процесс DC-DC модуля 4:

1. После выключения блока 1 переключения, при необходимости электроподзарядки от элемента С1 накопления заряда (т.е. передачи энергии от элемента С1 накопления заряда назад к аккумуляторной батарее Е) для выполнения передачи энергии, модуль 100 управления переключением управляет включением двунаправленного переключателя S5 и S6 и одновременно управляет включением двунаправленного переключателя S1 и двунаправленного переключателя S4 для образования фазы A;

модуль 100 управления переключением управляет одновременным включением двунаправленного переключателя S2 и двунаправленного переключателя S3 для образования фазы B. Таким образом, посредством управления поочередным включением фазы A и фазы B формируется полная мостовая схема;

2. При работе полной мостовой схемы, энергия элемента С1 накопления заряда передается аккумуляторной батарее Е через четвертый трансформатор Т4 и выпрямительную схему;

выпрямительная схема преобразовывает входной переменный ток в постоянный ток и выдает постоянный ток аккумуляторной батарее E для осуществления электроподзарядки;

3. При необходимости выполнения инверсии полярности элемента С1 накопления заряда для осуществления совмещения энергии, модуль 100 управления переключением управляет выключением двунаправленного переключателя S5 и двунаправленного переключателя S6 и управляет включением любой из двух групп (двунаправленного переключателя S1 и двунаправленного переключателя S4 или двунаправленного переключателя S2 и двунаправленного переключателя S3);

теперь, энергия в элементе С1 накопления заряда протекает через положительный конец элемента С1 накопления заряда, двунаправленный переключатель S1, первичную обмотку четвертого трансформатора Т4 и двунаправленный переключатель S4 назад к отрицательному концу элемента С1 накопления заряда, или протекает через положительный конец элемента С1 накопления заряда, двунаправленный переключатель S2, первичную обмотку четвертого трансформатора Т4 и двунаправленный переключатель S3 назад к отрицательному концу элемента С1 накопления заряда. Таким образом, цель инверсии полярности напряжения у элемента С1 накопления заряда достигается посредством индуктивности намагничивания в первичной обмотке Т4.

В другом варианте реализации, в цепи нагрева, обеспеченной в настоящем изобретении, блок передачи и совмещения энергии может содержать блок совмещения энергии и блок передачи энергии, причем блок передачи энергии соединен со схемой накопления энергии и выполнен с возможностью передачи энергии в схеме накопления энергии к элементу накопления энергии после включения и последующего выключения блока 1 переключения;

блок совмещения энергии соединен со схемой накопления энергии и выполнен с возможностью совмещения остающейся энергии в схеме накопления энергии с энергией в аккумуляторной батарее Е после выполнения передачи энергии блоком передачи энергии.

Для дополнительного повышения эффективности работы цепи нагрева элемент накопления энергии предпочтительно представляет собой аккумуляторную батарею Е, обеспеченную в настоящем изобретении, блок передачи энергии содержит блок 103 электроподзарядки, который соединен со схемой накопления энергии и выполнен с возможностью передачи энергии, содержащейся в схеме накопления энергии, к аккумуляторной батарее Е после включения и последующего выключения блока 1 переключения, и, таким образом, осуществляется повторное использование переданной энергии согласно фиг.4.

Совмещение остающейся энергии в схеме накопления энергии с энергией в аккумуляторной батарее Е может быть выполнено различными способами, например, совмещение может быть выполнено путем инвертирования полярности напряжения у элемента С1 накопления заряда. В варианте реализации, показанном на фиг.4, блок совмещения энергии содержит блок 102 инверсии полярности, который соединен со схемой накопления энергии и выполнен с возможностью инвертирования полярности напряжения у элемента С1 накопления заряда после выполнения передачи энергии блоком передачи энергии.

В приведенных ниже вариантах реализации будет описан процесс работы блока 103 электроподзарядки и блока 102 инверсии полярности.

В варианте реализации блока 103 электроподзарядки, показанном на фиг.5, блок 103 электроподзарядки содержит второй DC-DC модуль 3, который соединен соответственно с элементом С1 накопления заряда и аккумуляторной батареей Е;

модуль 100 управления переключением также соединен со вторым DC-DC модулем 3 и выполнен с возможностью управления работой второго DC-DC модуля 3 для передачи энергии в элементе С1 накопления заряда к аккумуляторной батарее Е.

Второй DC-DC модуль 3 представляет собой схему преобразования DC-DC (постоянного тока в постоянный ток) для передачи энергии, широко используемой в данной области техники. Настоящее изобретение не ограничено конкретной схемной структурой второго DC-DC модуля 3 при условии, что модуль может передавать энергию в элементе С1 накопления заряда. При необходимости специалисты в данной области техники могут добавить, заменить или исключить элементы в схеме.

На фиг.5 показан вариант реализации второго DC-DC модуля 3, обеспеченного в настоящем изобретении. Согласно фиг.5 второй DC-DC модуль 3 содержит: двунаправленный переключатель S1, двунаправленный переключатель S2, двунаправленный переключатель S3, двунаправленный переключатель S4, третий трансформатор Т3, элемент L4 накопления тока и четыре однонаправленных полупроводниковых элемента. В данном варианте реализации двунаправленный переключатель S1, двунаправленный переключатель S2, двунаправленный переключатель S3 и двунаправленный переключатель S4 представляют собой полевые транзисторы со структурой металл-оксид-полупроводник.

При этом контакт 1 и контакт 3 третьего трансформатора Т3 представляют собой точечные выводы;

отрицательные электроды двух однонаправленных полупроводниковых элементов среди четырех однонаправленных полупроводниковых элементов соединены в группу, и их точка соединения соединена с положительным полюсом аккумуляторной батареи Е через элемент L4 накопления тока;

положительные электроды других двух однонаправленных полупроводниковых элементов соединены в группу, и их точка соединения соединена с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи Е;

кроме того, точки соединения между группами соединены соответственно с контактом 3 и контактом 4 третьего трансформатора Т3 и, таким образом, формируют мостовую цепь выпрямителя.

При этом электрод истока двунаправленного переключателя S1 соединен с электродом стока двунаправленного переключателя S3, электрод истока двунаправленного переключателя S2 соединен с электродом стока двунаправленного переключателя S4, электроды стока двунаправленного переключателя S1 и двунаправленного переключателя S2 соединены соответственно с положительным концом элемента С1 накопления заряда, электроды истока двунаправленного переключателя S3 и двунаправленного переключателя S4 соединены соответственно с отрицательным концом элемента С1 накопления заряда;

таким образом, формируется полная мостовая схема.

В полной мостовой схеме двунаправленный переключатель S1 и двунаправленный переключатель S2 образуют верхнее плечо мостовой схемы, а двунаправленный переключатель S3 и двунаправленный переключатель S4 образуют нижнее плечо мостовой схемы;

контакт 1 третьего трансформатора Т3 соединен с узловым соединением между двунаправленным переключателем S1 и двунаправленным переключателем S3, а контакт 2 третьего трансформатора Т3 соединен с узловым соединением между двунаправленным переключателем S2 и двунаправленным переключателем S4.

Причем управление соответственно включением и выключением двунаправленного переключателя S1, двунаправленного переключателя S2, двунаправленного переключателя S3 и двунаправленного переключателя S4 осуществляет модуль 100 управления переключением.

Далее описан процесс работы второго DC-DC модуля 3:

1. После выключения блока 1 переключения, модуль 100 управления переключением управляет одновременным включением двунаправленного переключателя S1 и двунаправленного переключателя S4 для формирования фазы A;

и управляет одновременным включением двунаправленного переключателя S2 и двунаправленного переключателя S3 для формирования фазы B. Таким образом, посредством управления включением фазы A и фазы B формируется полная мостовая схема;

2. При работе полной мостовой схемы происходит передача энергии в элементе С1 накопления заряда аккумуляторной батарее Е через третий трансформатор Т3 и выпрямительную схему;

и выпрямительная схема преобразовывает входной переменный ток в постоянный ток и выдает постоянный ток аккумуляторной батарее E для достижения цели электроподзарядки.

В качестве варианта реализации блока 102 инверсии полярности, показанного на фиг.6, 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 заранее установлено 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 КI 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 элемента С1 накопления заряда.

В качестве другого варианта реализации блока 102 инверсии полярности, показанного на фиг.7, 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 контур колебания 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 схеме колебания положительной половины цикла.

В качестве другого варианта реализации блока 102 инверсии полярности, показанного на фиг.8, 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