Аккумуляторный блок с балластом

Заявляемая полезная модель относится к накопителям энергии, а точнее к литий-ионным аккумуляторам, используемых в качестве накопителя энергии для электрических погрузчиков.
Из уровня техники известен литий-ионный аккумулятор для электрического вилочного погрузчика (Патент CN 209374612 опубликован 10.09.2019), включающий батарейный блок, размещенный на монтажной плате, высоковольтный отсек и модуль преобразования постоянного тока. Аккумулятор располагается на балласте, и вся конструкция заключена в корпус.
Однако известный литий-ионный аккумулятор обладает низкой надежностью.
Также известен аккумуляторный блок (Патент RU 199889 опубликован 24.09.2020), включающий в себя стальной корпус, крышку, размещенные в корпусе аккумуляторную батарею с аккумуляторными ячейками, балласт и устройство управления. Балласт выполняется в виде набора металлических пластин, размещенных под аккумуляторной батареей и окружающих аккумуляторную батарею с боков, при этом аккумуляторный блок снабжен средствами крепления аккумуляторной батареи, которые включают в себя распорные стальные пластины с резьбовыми отверстиями, примыкающие к боковым стенкам корпуса, и болты, вкрученные в указанные резьбовые отверстия, а в боковых стенках корпуса выполнены отверстия для доступа к головкам болтов снаружи корпуса блока.
Тем не менее, известный аккумуляторный блок, также обладает низкой надежностью.
Целью заявляемой полезной модели является устранение выявленного недостатка для достижения такого технического результата, как повышение надежности, определяемой повышением ремонтопригодности.
Поставленная цель достигается следующим образом: аккумуляторный блок с балластом, содержащий металлический корпус, аккумуляторную батарею с электрическими выводами и балласт, где балласт располагается в металлическом корпусе, а аккумуляторная батарея с электрическими выводами жестко закреплена на балласте, характеризующийся тем, что аккумуляторная батарея с электрическими выводами расположена в дополнительном защитном корпусе.
Аккумуляторный блок, в частности, может характеризоваться тем, что металлический корпус снабжен дополнительными вертикальными стойками, расположенными по его углам.
Аккумуляторный блок, в частности, может характеризоваться тем, что металлический корпус снабжен крышкой.
Аккумуляторный блок, в частности, может характеризоваться тем, в качестве балласта использован набор пластин.
Аккумуляторный блок, в частности, может характеризоваться тем, что в качестве балласта использован набор арматуры.
Аккумуляторный блок, в частности, может характеризоваться тем, что балласт дополнительно содержит бетон.
Аккумуляторный блок, в частности, может характеризоваться тем, что в качестве вертикальных стоек металлического корпуса применен металлический уголок.
Аккумуляторный блок, в частности, может характеризоваться тем, что вертикальные стойки металлического корпуса снабжены проушинами.
Аккумуляторный блок, в частности, может характеризоваться тем, что жесткость закрепления аккумуляторной батареи на балласте обеспечивается элементами фиксации, в качестве которых могут использоваться, например, кронштейны, в том числе, лепестковые кронштейны, либо в качестве элементов фиксации могут быть использованы утолщения корпуса аккумуляторной батареи, либо в качестве элементов фиксации могут быть использованы сварные швы, либо в качестве элементов фиксации может быть применено болтовое соединение.
На фигуре схематично показан аккумуляторный блок с балластом, где цифрами обозначено следующее:
1 - дополнительный защитный корпус;
2 - металлический корпус;
3 - элементы фиксации;
4 - вертикальные стойки;
5 - балласт.
6 - электрические выводы аккумуляторной батареи;
7-  крышка металлического корпуса.
Представленный на фигуре аккумуляторный блок с балластом устроен следующим образом.
Дополнительный защитный корпус (1) аккумуляторной батареи располагается сверху металлического корпуса (2) с балластом. Крепление аккумулятора к балласту осуществляется при помощи элементов фиксации (3).
Представленный на фигуре аккумуляторный блок с балластом действует следующим образом.
Литий-ионный аккумулятор в составе блока с балластом, при помощи его электрических выводов (6) подключается к электросети электропогрузчика, обеспечивая его бесперебойное электропитание, необходимое для нормального эксплуатирования. Литий-ионные аккумуляторы являются более удобными в эксплуатации (по сравнению со свинцовыми) за счет меньшей массы, более длительного жизненного цикла, длительного сохранения заряда, способности выдерживать больше циклов заряда/разряда и так далее. Однако, переход на эксплуатацию данного вида аккумуляторов в электропогрузчиках связан с рядом сложностей. Основная проблема - меньший вес литий-ионного аккумулятора, за счет чего возникает дисбаланс электропогрузчика. Поэтому с целью решения данной проблемы, при эксплуатации литий-ионных аккумуляторов используют дополнительный балласт (5), компенсирующий недостаток веса. Условия эксплуатации аккумуляторов диктуют необходимость обеспечения их надежности, в том числе, за счет ремонтопригодности (согласно ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике).
Ремонтопригодность заявляемой полезной модели достигается за счет расположения аккумуляторной батареи в дополнительном защитном корпусе. Дополнительный защитный корпус и возможность его отсоединения от металлического корпуса балласта обеспечивают оперативную и легкую замену аккумуляторной батареи, без необходимости демонтажа всего блока с балластом с вилочного погрузчика. Поскольку срок службы металлического корпуса с балластом превышает срок службы аккумуляторной батареи, то надежность заявляемого конструкторско-технологического решения, обусловленная его ремонтопригодностью, обеспечивает длительную и непрерывную эксплуатацию. Дополнительный защитный корпус может располагаться, например, на крышке металлического корпуса (7). Наличие крышки обеспечивает дополнительную надежность удержания балласта внутри металлического корпуса.
Надежность соединения дополнительного защитного корпуса с металлическим корпусом с балластом, обеспечивается при помощи кронштейнов, или лепестковых кронштейнов, или при использовании утолщений корпуса аккумуляторной батареи (за которые осуществляется крепление), также может применяться резьбовое соединение при фиксации. Указанные типы фиксации с одной стороны обеспечивают надежность и жесткость соединения, с другой стороны, являются быстроразборными и обеспечивают технологичность снятия/установки аккумуляторной батареи.
С целью обеспечения надежности, за счет повышения ремонтопригодности заявляемого технического решения, металлический корпус с балластом, представляет собой основание, на котором размещается аккумулятор, с вертикальными стойками (4), располагаемыми по углам. Вертикальные стойки призваны обеспечить механическую надежность конструкции во время ее эксплуатации. Например, при использовании заявляемой полезной модели на вилочном погрузчике, возможны различные ситуации, подвергающие риску механической деформации аккумуляторную батарею. Вертикальные стойки обеспечивают надежную и безопасную эксплуатацию, одновременно обеспечивая беспрепятственный доступ к аккумуляторной батарее, в случае необходимости. За счет такого исполнения, облегчается доступ к элементам фиксации аккумуляторной батареи. Повышается технологичность снятия/установки аккумулятора. Упрощается и повышается экономичность сервисного обслуживания. Высокая ремонтопригодность также достигается за счет возможности замены только одного аккумулятора, без необходимости демонтажа всей конструкции. Учитывая более продолжительный срок службы самого балласта (по сравнению с аккумулятором), то в дальнейшем, за счет ремонтопригодности заявляемой полезной модели, возможна замена только вышедшего из строя аккумулятора. Также, при необходимости замены только массы балласта, отсутствует необходимость одновременной замены и аккумулятора.
Балласт может представлять собой набор пластин, либо набор арматуры, которые для обеспечения большей надежности эксплуатации могут быть залиты бетоном. Использование балласта, представляющего собой набор утяжелителей, также призван обеспечить надежность и связанную с ним ремонтопригодность. Например, при использовании заявляемой полезной модели на разном типе погрузчиков, возможен точный подбор веса необходимо балласта, без необходимости содержания широкого модельного ряда аккумуляторных батарей с балластом, для каждого из типов погрузчиков. Повышается ремонтопригодность, за счет возможности замены только определенных пластин, без необходимости монтажа/демонтажа всего набора балласта, в целом. Наборный балласт позволяет более точно подбирать вес, что в целом повышает надежность заявляемой полезной модели, снижаются эксплуатационные нагрузки на погрузчик. Снижение эксплуатационных нагрузок на погрузчик достигается, в том числе, благодаря балансировке веса по продольной оси, между правыми и левыми колесами, снижается износ шин.
Вертикальные стойки каркаса могут представлять собой металлический уголок. Металлический уголок обладает высокой прочностью на изгиб, что делает конструкцию с его применением надежной. Кроме того, например, за счет большой площади внешней поверхности, на него могут быть закреплены дополнительные элементы (такие как листы, сетка, арматура и так далее), позволяющие повысить надежность конструкции. Также, вертикальные стойки, в заявляемом конструкторско-технологическом решении, могут содержать проушины, которые возможно использовать в качестве зацепа, при монтаже/демонтаже всей конструкции. Таким образом, за счет наличия проушин, увеличивается ремонтопригодность заявляемой конструкции.
Таким образом, применение в конструкции аккумуляторного блока с балластом, дополнительного защитного корпуса аккумуляторной батареи, позволяет достигать заявляемый технический результат, а именно - надежность, в том числе определяемую повышением ремонтопригодности.
Промышленная применимость.
Заявляемый аккумуляторный блок с балластом может применяться при переходе на литий-ионные аккумуляторы, взамен свинцовых, в том числе для автономного электропитания спецтехники различного назначения. Изготавливается на предприятиях по производству химических источников электроэнергии.