×
10.10.2014
216.012.fba4

Результат интеллектуальной деятельности: КОНСТРУКТИВНЫЙ АККУМУЛЯТОР (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002530266
Дата охранного документа
10.10.2014
Аннотация: Изобретение относится к аккумуляторным батареям. Технический результат - обеспечение наряду с функциями аккумуляторов функций элементов конструкции транспортных средств. Для создания аккумулятора, обладающего существенной механической прочностью, анод и катод аккумулятора выполнены из углеродного волокна, покрытого соответствующими активными веществами, и разделены твердым электролитом или разделены композитными сепараторами на основе материалов, обладающих электроизоляционными свойствами, и заполнены жидким электролитом. Причем твердый электролит для прочности содержит стекловолокно, или волокна дайнима, или спектра, или вектран, или зайлон, или модифицированный полиэтилен. На основе этих же волокон могут изготовляться сепараторы. Сепараторы могут быть зигзагообразной, волнообразной формы и в виде отдельных столбчатых перемычек. 3 н. и 9 з.п. ф-лы,6 ил.

Изобретение относится к электротехнике и, возможно, открывает новый подкласс классификации изобретений - «конструктивные аккумуляторы». То есть аккумуляторы, интегрированные в конструктивные элементы объектов, на которых они установлены, в первую очередь - транспортных средств.

Известно, что аккумуляторы транспортных средств, например электромобилей, составляют значительную часть их массы. В связи с ограниченностью запасов нефти и газа все острее встает проблема перевода на электродвигатели не только автомобилей, но и маломерных судов, самолетов и вертолетов. Кроме экономии невозобновляемых энергоресурсов это сулит и дополнительные преимущества - экологичность, надежность и малый уровень шума. Эти преимущества особенно актуальны при использовании транспорта в густонаселенных местах, например, для автомобилей-такси, для патрульного полицейского самолета или вертолета и т.п.

Чтобы уменьшить долю массы аккумуляторов в эксплуатационной массе электротранспорта, есть прямой путь - усовершенствование аккумуляторов, и работы в этом направлении ведутся. Но не как альтернатива ему, а как параллельное направление развития возможен и другой путь - создание аккумуляторов, способных выдерживать достаточно большую механическую нагрузку, и придание им формы конструктивных элементов транспортных средств, на которых они используются - кузова автомобиля, корпуса катера, обшивки самолета или вертолета.

Все современные аккумуляторы практически не имеют прочности вообще - более того, чтобы придать устойчивую форму рабочим пластинам анода и катода, чтобы обеспечить их соответствующее взаимное расположение, чтобы обеспечить съем электроэнергии и изоляцию токоведущих частей и чтобы создать объем для удержания электролита, аккумулятор имеет достаточно массивные конструктивные и электропроводящие элементы. Некоторой прочность обладают аккумуляторы с твердым электролитом, например, по пат. № RU 2187178. Однако их прочность не идет ни в какое сравнение с прочностью современных конструкционных материалов, и они могут использоваться только в качестве сотовых заполнителей сэндвичевых конструкций.

Задача изобретения - создание аккумулятора, обладающего существенной механической прочностью. Технический результат изобретения - уменьшение массы электрического транспортного средства при равных энергетических возможностях.

ВАРИАНТ 1. Для этого анод и катод аккумулятора выполнены из углеродного волокна, покрытого соответствующими активными веществами анода и катода, и разделены твердым электролитом. Причем в твердый электролит для повышения прочности могут добавляться волокна, обладающие электроизоляционными свойствами. Такие аккумуляторы могут иметь форму кузова автомобиля, корпуса катера, фюзеляжа и крыльев самолета и.т.п.

Ориентировать такие волокна внутри слоя твердого электролита следует по направлению наибольших механических нагрузок.

ВАРИАНТ 2. Для аккумуляторов с жидким электролитом возможен другой вариант - анод и катод аккумулятора выполнены из углеродного волокна, покрытого соответствующими активными веществами, и разделены композитными сепараторами на основе материалов, обладающих электроизоляционными свойствами. Например, на основе стекловолокна, волокон дайнима, спектра, вектран, зайлон, модифицированный полиэтилен и т.п.

Однако сепараторы должны обладать двумя противоречивыми свойствами - они должны быть достаточно прочными и в то же время хорошо пропускать жидкий электролит и, возможно, образующиеся в процессе зарядки газы. Использующиеся для этого в настоящее время сэндвичевые заполнители - пенопласт высокой плотности и сотовые конструкции - для этого не пригодны.

Рекомендуется применять сепараторы трех типов - зигзагообразные или волнообразные в плоскости, касательной к поверхности анода или катода, или в виде отдельных перемычек между анодом и катодом.

Причем форма зигзагообразных или волнообразных сепараторов может быть упорядоченная, когда выступ одного сепаратора находится напротив впадины другого, или хаотичная. При хаотичной форме сепараторов шаг (то есть - периодичность) их расположения должен быть больше их ширины, иначе возможно соприкосновение выступа одного сепаратора с впадиной другого. А это приведет к образованию тупика и газового пузыря.

А форма перемычек в упомянутой плоскости может быть достаточно разнообразной - в виде кругов, квадратов, шестигранников, колец, дуг, угловых фигур с углом между двумя поверхностями 30-150 градусов.

ВАРИАНТ 3. Для придания волокну жесткости и для превращения его тем самым в композитный материал используется связующее - синтетические смолы, чаще всего полиэфирные или эпоксидные. Они обладают хорошими электроизоляционными свойствами, что полезно при изготовлении сепараторов. Но для придания прочности на изгиб и сжатие аноду и катоду следует придать этим смолам как можно большую электропроводность, для чего в связующее надо добавить сажу, уголь или молотый графит в количестве 0,0001-50%. Или можно использовать конъюгированные легированные электропроводящие пластмассы при условии их достаточной механической прочности, химической стойкости и технологической пригодности (полимеризация на месте применения), например полиацетилен.

Особенно целесообразно использование такого электропроводящего связующего при приклейке сэндвичевых заполнителей, так как загрязнение поверхностей анода и катода обычным связующим может резко уменьшить и емкость аккумулятор, и его внутреннее сопротивление.

Так как отдельные гальванические элементы батареи таких аккумуляторов (любого варианта) целесообразно выполнять как отдельные конструктивные элементы, допустим, электросамолета - верхняя поверхность правой консоли крыла, нижняя поверхность правой консоли крыла, правая часть фюзеляжа и т.п. - то наружные слои таких конструкций следует выполнять из электроизоляционного армирующего материала, например вектрана, и с изолирующим связующим. Иначе возможно короткое замыкание при соприкосновении самолета с металлическими или углепластиковыми деталями.

А отдельные конструктивные элементы, являющиеся отдельными гальваническими элементами, например верхняя и нижняя поверхность крыла, должны соединяться без применения электропроводящих материалов.

Так как площадь отдельных конструктивных элементов может быть разная, то разной будет и их электрическая емкость. Для выравнивания электрических емкостей, и, следовательно, для рационального использования всей энергии аккумулятора гальванические элементы меньшей емкости должны иметь параллельно подключенные гальванические элементы любой конструкции такой электрической емкости, чтобы суммарные емкости всех последовательно соединенных гальванических элементов были равны.

На прилагаемых эскизах показаны: на фиг.1 - упорядоченные сепараторы зигзагообразной формы, на фиг.2 - неупорядоченной (хаотичной). На фиг.3 показаны сепараторы упорядоченной волнообразной формы, на фиг.4 - неупорядоченной (хаотичной). На фиг.5 показаны сепараторы сотовой структуры из столбчатых элементов 2 (см. фиг.6). На фиг.6 показан разрез конструктивного сэндвичевого элемента, являющегося гальваническим элементом, здесь: А - анод, К - катод, 1 - изолирующие слои композитного материала, 2 - отдельный столбчатый сепаратор сотовой конструкции, 3 - жидкий электролит.

Работает аккумулятор на прочность, как обычная сэндвичевая панель, а как гальванический элемент, конструктивный аккумулятор работает, как обычный.


КОНСТРУКТИВНЫЙ АККУМУЛЯТОР (ВАРИАНТЫ)
КОНСТРУКТИВНЫЙ АККУМУЛЯТОР (ВАРИАНТЫ)
КОНСТРУКТИВНЫЙ АККУМУЛЯТОР (ВАРИАНТЫ)
КОНСТРУКТИВНЫЙ АККУМУЛЯТОР (ВАРИАНТЫ)
КОНСТРУКТИВНЫЙ АККУМУЛЯТОР (ВАРИАНТЫ)
КОНСТРУКТИВНЫЙ АККУМУЛЯТОР (ВАРИАНТЫ)
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 311.
10.08.2015
№216.013.6ac6

Держатель колпачка шприца

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для снятия и надевания колпачка иглы одноразового шприца. С целью защиты руки от укола иглой держатель колпачка иглы одноразового шприца состоит из двух шарнирно или пружинно закрепленных половинок, имеющих между собой конусную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558892
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6ccc

Боевая машина /варианты/

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту боевая машина содержит двигатель и трансмиссию. Транспортно-боевой отсек имеет две продольно шарнирно закрепленные крышки. Крышки снабжены сервосистемой из гидроцилиндров или электроталрепов и кинематикой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559410
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff0

Мускульный привод староверова (варианты)

Группа изобретений относится к вариантам мускульного привода. Привод по первому варианту содержит педали или рукоятки и крутильную пружину, которая с одного конца соединена с нагрузкой, например с движителем, а с другого конца соединена с обгонной муфтой, закрепленной в станине, и с еще одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560226
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff4

Усиленный патрон /варианты/ и способ его изготовления

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к усиленным патронам и способам их изготовления. Усиленный патрон содержит пулю, гильзу, шашку и капсюль. Шашка состоит из двух или более поперечных слоев пороха с разной скоростью горения. В другом варианте шашка приклеена к задней части пули...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560230
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff5

Пуля-2

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к пулям без центрального тела. Пуля без центрального тела выполнена в виде трех или более крылообразных элементов, лучеобразно расположенных относительно продольной оси. Достигается повышение эффективности пули. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560231
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.08.2015
№216.013.73a7

Парашютная система /варианты/ и система управления ею /варианты/

Группа изобретений относится к оборудованию летательных аппаратов. Варианты парашютных систем отличаются видом системы управления, варианты которой включают пиротехнический заряд, электродвигатель, плавно отпускающий фал рифления по командам системы управления, реле ускорения торможения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561182
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.758e

Система отопления салона автомобиля

Изобретение относится к транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания: автомобилям, боевой, сельскохозяйственной и строительной технике, судам, легкомоторным летательным аппаратам. Система отопления салона содержит вентилятор и электронагревательный элемент, имеющий полную или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561669
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.759e

Оптический прицел и оружие для него /варианты/

Изобретение относится к стрелковому оружию, в частности к оптическому прицелу и оружию для него. Прицел выполнен с оптической осью окуляра, смещенной вниз относительно объектива. Оружие для прицела содержит ствол, прицел, ручки и приклад. Оружие имеет откидной или постоянный второй приклад,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561685
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.7617

Ракетный двигатель староверова-8 /варианты/

Ракетный двигатель бессоплового типа содержит шашку твердого ракетного топлива, имеющую один или несколько продольных каналов на всю длину шашки заполненных более быстро горящим топливом, чем основное топливо. Наружная поверхность шашки упрочнена трубой из плавящегося или сгораемого материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561820
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7fa5

Метательное взрывчатое вещество староверова - 20 /варианты/

Изобретение относится к смесевым метательным взрывчатым веществам, то есть к смесевым порохам. Метательное взрывчатое вещество основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагируют с азотом и увеличивает энергетику реакции. При этом реализуются тройные (три компонента) и двойные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564274
Дата охранного документа: 27.09.2015
Показаны записи 141-150 из 311.
10.08.2015
№216.013.6ac6

Держатель колпачка шприца

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для снятия и надевания колпачка иглы одноразового шприца. С целью защиты руки от укола иглой держатель колпачка иглы одноразового шприца состоит из двух шарнирно или пружинно закрепленных половинок, имеющих между собой конусную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558892
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6ccc

Боевая машина /варианты/

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту боевая машина содержит двигатель и трансмиссию. Транспортно-боевой отсек имеет две продольно шарнирно закрепленные крышки. Крышки снабжены сервосистемой из гидроцилиндров или электроталрепов и кинематикой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559410
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff0

Мускульный привод староверова (варианты)

Группа изобретений относится к вариантам мускульного привода. Привод по первому варианту содержит педали или рукоятки и крутильную пружину, которая с одного конца соединена с нагрузкой, например с движителем, а с другого конца соединена с обгонной муфтой, закрепленной в станине, и с еще одной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560226
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff4

Усиленный патрон /варианты/ и способ его изготовления

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к усиленным патронам и способам их изготовления. Усиленный патрон содержит пулю, гильзу, шашку и капсюль. Шашка состоит из двух или более поперечных слоев пороха с разной скоростью горения. В другом варианте шашка приклеена к задней части пули...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560230
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ff5

Пуля-2

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к пулям без центрального тела. Пуля без центрального тела выполнена в виде трех или более крылообразных элементов, лучеобразно расположенных относительно продольной оси. Достигается повышение эффективности пули. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560231
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.08.2015
№216.013.73a7

Парашютная система /варианты/ и система управления ею /варианты/

Группа изобретений относится к оборудованию летательных аппаратов. Варианты парашютных систем отличаются видом системы управления, варианты которой включают пиротехнический заряд, электродвигатель, плавно отпускающий фал рифления по командам системы управления, реле ускорения торможения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561182
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.758e

Система отопления салона автомобиля

Изобретение относится к транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания: автомобилям, боевой, сельскохозяйственной и строительной технике, судам, легкомоторным летательным аппаратам. Система отопления салона содержит вентилятор и электронагревательный элемент, имеющий полную или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561669
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.759e

Оптический прицел и оружие для него /варианты/

Изобретение относится к стрелковому оружию, в частности к оптическому прицелу и оружию для него. Прицел выполнен с оптической осью окуляра, смещенной вниз относительно объектива. Оружие для прицела содержит ствол, прицел, ручки и приклад. Оружие имеет откидной или постоянный второй приклад,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561685
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.7617

Ракетный двигатель староверова-8 /варианты/

Ракетный двигатель бессоплового типа содержит шашку твердого ракетного топлива, имеющую один или несколько продольных каналов на всю длину шашки заполненных более быстро горящим топливом, чем основное топливо. Наружная поверхность шашки упрочнена трубой из плавящегося или сгораемого материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561820
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7fa5

Метательное взрывчатое вещество староверова - 20 /варианты/

Изобретение относится к смесевым метательным взрывчатым веществам, то есть к смесевым порохам. Метательное взрывчатое вещество основано на том, что бор или бериллий экзотермически реагируют с азотом и увеличивает энергетику реакции. При этом реализуются тройные (три компонента) и двойные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564274
Дата охранного документа: 27.09.2015
+ добавить свой РИД