УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АККУМУЛЯТОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ОТ ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к области эксплуатации оборудования, нуждающегося в поддержании температуры, в частности, электрооборудования транспортных средств, использующих в своем составе аккумуляторы, а именно, для защиты аккумулятора автомобиля зимой в условиях безгаражного хранения.
Известно устройство для тепловой подготовки автомобиля, содержащее герметичный теплоизоляционный кожух подкапотного отсека автомобиля в котором расположен тепловой аккумулятор, представляющий собой фазопереходный теплоаккумулирующий материал - эвтектический раствор соли в воде, например, тригидрат ацетата натрия с добавкой - активатором, размещенный в герметичной теплопроводящей емкости (патент РФ №96068 на полезную модель, Мкл. B60H 1/00, опубл. 20.07.2010).
Недостатком этого технического решения является конструктивная сложность реализации и невозможность поддержания оптимальной температуры аккумулятора автомобиля при широком диапазоне наружной температуры.
Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство, содержащее средство теплоизоляции и средство обогрева защищаемого оборудования, блок контроля и управления, выполненный в виде датчика температуры окружающей среды, датчика температуры защищаемого оборудования и управляющего элемента, блок контроля и управления связан с защищаемым оборудованием, нагревательным элементом и окружающей средой. Защищаемое оборудование (аккумулятор) размещено внутри теплоизоляционного кожуха, выполненного в виде термоса. Нагревательный элемент размещен между дном теплоизоляционного кожуха и дном аккумулятора. Управляющий элемент - терморегулятор закреплен сбоку аккумулятора на двусторонний скотч. Датчики температуры прикреплены к теплоизоляционному кожуху соответственно снаружи и изнутри. На автомобиле в условиях безгаражной эксплуатации в качестве блока питания нагревательного элемента используют само защищаемое оборудование - аккумулятор, (патент РФ на полезную модель №105229, Мкл. опубл. 10.06.2011 г.).
Недостатком этого технического решения является малая точность поддержания температуры защищаемого оборудования, возможность перегрева защищаемого аккумулятора и перерасхода энергии, использование двух датчиков температуры. Это обусловлено тем, что нагреватель и датчики температуры разнесены по корпусу защищаемого аккумулятора: Нагревательный элемент находится в непосредственном контакте с аккумулятором с одной стороны его корпуса - между дном теплоизоляционного кожуха и дном аккумулятора. Датчики температуры крепятся к теплоизоляционному кожуху соответственно снаружи и изнутри. Так как датчик температуры, установленный внутри теплоизоляционного кожуха, постоянно подключен к управляющему элементу устройства, он должен быть максимально отдален от нагревательного элемента, чтобы устранить влияние нагревательного элемента на измерение температуры датчиком. При расположении вблизи нагревательного элемента он будет измерять температуру нагревательного элемента. Так как аккумулятор имеет значительный объем, подогрев его нагревательным элементом, установленным между дном теплоизоляционного кожуха и дном аккумулятора, будет происходить неравномерно, возможен перегрев донной части аккумулятора и перерасход электроэнергии, отбираемой от источника питания - аккумулятора.
Технической задачей, решаемой предложением, является повышение надежности работы устройства для защиты аккумулятора транспортного средства от переохлаждения, повышение качества поддержания температуры и экономии электроэнергии на поддержание температуры аккумулятора.
Для решения этой технической задачи предлагается устройство для защиты аккумулятора транспортного средства от переохлаждения, содержащее теплоизолированный корпус, обогреватель, датчик температуры корпуса аккумулятора и блок управления, выход которого включен в цепь питания нагревателя, таймер и ключ, датчик температуры корпуса аккумулятора через ключ подключен к управляющему входу таймера, выходы которого подключены к входу блока управления и к управляющему входу ключа. Датчик температуры корпуса аккумулятора и обогреватель могут быть распределены по внутренней поверхности теплоизолированного корпуса.
Предлагаемое устройство для защиты аккумулятора транспортного средства от переохлаждения может быть изготовлено на существующем оборудовании по известной технологии, с использованием известных материалов и функциональных элементов. Других технических решений с предлагаемой совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Поэтому заявитель считает, что предложение по данной заявке соответствует критериям охраноспособности полезной модели «новизна» и «промышленная применимость».
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства для защиты аккумулятора транспортного средства от переохлаждения, на фиг. 2 графики, поясняющие его работу.
На фиг. 1 обозначено: теплоизолированный корпус 1, обогреватель 2, датчик 3 температуры, корпус 4 аккумулятора, блок 5 управления, выход которого включен в цепь питания обогревателя 2, датчик 3 температуры корпуса 4 аккумулятора через ключ 6 подключен к управляющему входу таймера 7, выходы которого подключены к управляющим входам ключей 6 и 8. Поз. 9 обозначен блок питания, в качестве которого может быть использован внешний источник питания, или защищаемый аккумулятор.
На фиг. 2 показаны временные диаграммы работы обогревателя 2 (график А) и датчика 3 (график Б) под управлением таймера 7.
Устройство для защиты аккумулятора транспортного средства от переохлаждения работает следующим образом: в исходном состоянии ключ 6 замкнут и выход датчика 3 температуры корпуса 4 аккумулятора подключен к управляющему входу таймера 7. Если температура корпуса 4 аккумулятора выше минимально допустимой, т.е. уровень выходного сигнала датчика 3 температуры корпуса 4 аккумулятора выше порога срабатывания таймера 7, таймер 7 не срабатывает, ключ 8 в цепи питания обогревателя 2 разомкнут, подогрев корпуса 4 аккумулятора отсутствует. Когда температура корпуса 4 аккумулятора снижается ниже минимально допустимой и уровень выходного сигнала датчика 3 температуры корпуса 4 аккумулятора снижается до порога срабатывания таймера 7, он срабатывает, размыкает ключ 6, а ключ 8 на входе блока 5 управления блоком 9 питания обогревателя 2 замыкает, происходит подогрев корпуса 4 аккумулятора в течение времени T1. По истечении этого времени таймер 7 размыкает ключ 8 в цепи блока 9 питания обогревателя 2, прекращается подогрев корпуса 4 аккумулятора. Так как обогреватель 2 имеет крайне малую теплоемкость по сравнению с теплоемкостью корпуса 4 аккумулятора, обогреватель 2 остывает и его температура сравнивается с температурой корпуса 4 аккумулятора. Корпус 4 аккумулятора с обогревателем 2 находится в теплоизолированном корпусе 1, процессы нагрева корпуса 4 аккумулятора и остывания обогревателя 2 до температуры корпуса 4 аккумулятора происходят значительно быстрее охлаждения корпуса 4 аккумулятора наружным воздухом. Ключ 6 остается в разомкнутом состоянии на время T2, которое превышает время T1 на время, достаточное для процесса уравнивания температур корпуса 4 аккумулятора и обогревателя 2. По окончании времени T2 таймер 7 возвращается в исходное состояние, замыкает ключ 6 и выход датчика 3 температуры корпуса 4 аккумулятора вновь подключается к управляющему входу таймера 7. Если измеряемая в этот момент датчиком 3 температура корпуса 4 аккумулятора ниже минимально допустимой, процесс повторяется, если выше этого уровня, устройство остается в ждущем режиме в исходном состоянии.
Так как процесс подогрева корпуса 4 аккумулятора происходит в импульсном режиме со всех сторон корпуса 4, нагрев его происходит равномерно и его перегрев в процессе работы исключается.
Заявителем изготовлен и успешно испытан опытный образец предлагаемого устройства для защиты батареи аккумуляторной свинцовой стартерной типа 6СТ-55А, установленной в транспортном средстве ВАЗ-2110 от переохлаждения в холодном климате с температурой января от -30 до -15 градусов C.