ES2272187B1 - Procedimiento y cargador para la recarga de baterias de potencia, tales como baterias de traccion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento y aparato para la recarga de baterías de potencia, tales como baterías de tracción. El procedimiento comprende una identificación de la batería, así como un reconocimiento de esa identificación, asociado con los parámetros de la batería a cargar, y carga de la batería mediante la aplicación de la tensión, intensidad y etapas de carga necesarias. El aparato incluye una placa de control que comprende, al menos, medios para la lectura de la identificación, tensión y temperatura de la batería, dicha placa de control actuando sobre interruptores del circuito de carga.
Description
Procedimiento y cargador para la recarga de
baterías de potencia, tales como baterías de tracción.
La presente invención tiene por objeto un
procedimiento para la recarga de baterías que comprende una
identificación de la batería por medio de, por ejemplo, un código de
barras, así como un reconocimiento de esa identificación, asociado
con los parámetros de la batería a cargar, y carga de la batería
mediante la aplicación de la tensión e intensidad en el ciclo de
carga.
Se refiere también la presente invención a un
cargador que incluye una placa de control que comprende al menos la
lectura de la identificación, tensión y temperatura de la batería,
dicha placa de control actuando sobre interruptores del circuito de
carga.
Las baterías, tales como las baterías de
tracción, comprenden distintas especificaciones de carga, que son
incluso distintas según los fabricantes para baterías de
características semejantes. En adición a las especificaciones de
carga del fabricante, es conveniente conocer cual ha sido la vida
útil de la batería, no solamente en tiempo, sino también en ciclos
de carga o en energía eléctrica cargada.
Por lo tanto, es deseable que el proceso de
carga de una batería tenga en cuenta la información relativa a la
vida de dicha batería en cuanto al número de ciclos de carga
realizados, energía suministrada, tiempo entre cargas, y todo ello
en adición a las especificaciones de la batería en cuestión.
Existen antecedentes en los que se conocen
dispositivos de reconocimiento del historial de uso de una
batería.
En US 5495503 se conoce un dispositivo de
monitorización asociado a la batería, en el que la batería está
identificada por medio de un dispositivo electrónico que debe ser
automáticamente detectado por el cargador, y que comprende todo el
historial de uso. Sin embargo, en esta invención, no se contempla
un almacenamiento en el cargador o en dispositivos o bases de datos
asociadas a él, de datos generales, tales como las especificaciones
generales de carga.
GB 2151515 se refiere también a una batería
recargable que incorpora una memoria, si bien es para utilización
específica en aparatos electrónicos portátiles. Esta batería
necesita de un correspondiente cargador para llevar a cabo su
carga.
EP 0 803 957 se refiere a un sistema para la
carga de una batería, en el que se comprende un reconocimiento de
la información de la batería, que es electrónica mediante un chip
de memoria, y que por medio de los bornes de carga transmite la
información al sistema.
Además de que ninguna de las invenciones
antedichas está descrita para baterías de potencia, sino para
baterías de aparatos electrónicos que muestran un marcado efecto
memoria, la presente invención pretende simplificar la tecnología
divulgada, de modo que la batería no requiere tener un dispositivo
de memoria, lo que por una parte encarecería la propia batería,
sino que además, el cargador no requiere tampoco tener un
dispositivo de lectura de dicha memoria, de modo que se limita a
introducirse por medio de un teclado o de un lector óptico una
referencia numérica o alfanumérica que responde a la identificación
de la batería, con lo que la carga se realizará conforme a los
parámetros del modelo de batería (almacenado en el cargador), o de
acuerdo con las especificaciones que el operador haya dado para la
recarga de esa batería en concreto.
Además, ninguna de las invenciones antedichas se
refiere a un cargador que gestione la información de la manera que
lo hace el cargador propuesto.
Con objeto de ilustrar la explicación que va a
seguir, adjuntamos a la presente memoria descriptiva dos hojas de
dibujos, en las que en dos figuras se representa la esencia de la
presente invención, y en las que:
La figura 1 muestra un esquema electrónico del
circuito de carga de la invención, y
La figura 2 muestra un esquema de la relación
entre los elementos que componen el cargador.
Se describe, pues, un cargador para baterías de
potencia, tales como baterías de tracción o de las utilizadas en
maquinaria industrial, que comprende un par de líneas de entrada de
corriente alterna 1, un transformador de corriente 6, un puente
rectificador 7 y una salida positivo-negativo de
carga de batería en corriente continua, en la que se dispone un
elemento de control 9 alimentado de la toma de corriente alterna 1
que comanda unos interruptores 3 de una de las líneas de
alimentación que actúan sobre al menos una reactancia 4, y de modo
preferente dos reactancias, que se conectarán alternativa o
simultáneamente, comandados por el elemento de control 9 mediante
las líneas de conexión 17 correspondientes, en función de la
potencia de carga requerida. Los interruptores 3 son dispositivos
semiconductores de potencia.
El circuito posee medios de protección en la
entrada 2 y en la salida 8 para evitar sobrecargas que pudieran
perjudicar a la batería o al propio circuito de carga.
El elemento de control comprende entradas de
control 12 de identificación de la batería 14, y al menos de
tensión 15 y temperatura 16 de la batería, así como de la corriente
suministrada en el proceso de carga 10. La batería a cargar, por
tanto, debe comprender un dispositivo de identificación, tal como
un código de barras, un código alfanumérico u otro dispositivo
electrónico.
El elemento de control 9 está alimentado
preferentemente por una línea de alimentación 18 procedente de las
líneas de entrada 1.
Además, se dispone de un medidor 10 de la
corriente suministrada por el cargador que por medio de la línea de
conexión correspondiente 11 enviará la información al elemento de
control. Se prevé que el cargador comprenda un dispositivo de
visualización 13.
Se ha previsto la incorporación de un indicador
de carga 5, que está conectado entre las dos líneas de entrada y
corriente debajo de la/s reactancia/s de modo que cuando alguna de
éstas esté conectada se ilumine el testigo correspondiente.
De modo preferente, el elemento de control
dispone de un banco de memoria o base de datos, o de conexión a un
banco de memoria o base de datos externos, en el que se almacenan
los parámetros de carga de cada batería, así como el historial de
cargas realizadas.
El elemento de control comprende un procesador
23 que incorpora puertos de salida, entrada o E/S. Puede observarse
en la figura 2 un esquema que muestra una alimentación 18 común a
todos los elementos de control, unas entradas que incluyen los
sensores de identificación 14 (lector óptico, teclado, o incluso
mediante tecnologías inalámbricas tipo Blue Tooth u otras) de
tensión de batería 15 y de temperatura de batería 16. Dispone de un
puerto de salida para la conexión de un display 13 y uno de
entrada/salida para la conexión de un dispositivo de almacenamiento
25. Está previsto que el display pueda ser una pantalla táctil. Del
procesador se conecta una etapa de control 26 para la regulación 27
de la corriente de carga a partir de los parámetros de los distintos
sensores, y conexión de carga con la batería.
Para la incorporación de los parámetros de carga
o identificación de baterías, se ha previsto que el cargador
comprenda un teclado de introducción de datos.
El proceso de carga tiene lugar de modo que
inicialmente se lee la identificación de la batería a cargar por
medio de un lector óptico, mediante la introducción de los datos por
teclado, o incluso mediante la transmisión de datos por medio de un
dispositivo electrónico. A partir de los datos de identificación,
se realiza la lectura de los parámetros de carga, estándar o
específicos de esa batería, o del modelo de batería, y se procede a
iniciar el proceso de carga (previa conexión de los bornes de
carga). También, a partir de la información de la batería, se
selecciona automáticamente la potencia de carga, que dependerá de
las reactancias que estén conectadas en paralelo. Es el elemento de
control el que comanda la conexión de las reactancias en función de
los parámetros seleccionados.
En el caso de que la batería no esté registrada
en los datos almacenados, el sistema solicitará la información
requerida (marca, modelo, tensión y capacidad de almacenamiento de
la batería), y así iniciarse un primer proceso de carga, en el que,
como en los demás, se almacenará al menos información sobre la
energía suministrada durante la recarga y, en su caso, los ciclos
de carga realizados.
Aún cuando de una manera preferida cada cargador
comprenderá medios para el registro de la información, está
previsto también que la información se registre y obtenga a través
de una central de datos, tal como un servidor de base de datos de un
ordenador central, lo que permitirá que cualquier batería de la
empresa pueda ser cargada en cualquier cargador (con las
características de esta invención), manteniendo las características
de carga y optimizando igualmente la capacidad y la duración de la
batería.
Si la batería se calienta excesivamente o la
tensión de batería es lo suficientemente elevada, el sistema se
detendrá transitoria o definitivamente. Si la parada es transitoria,
tras un tiempo prefijado, y siempre que las condiciones de
temperatura y tensión de batería lo permitan, se reanudará la
recarga. Si la parada es definitiva por haberse completado el ciclo
de carga, además de desconectarse la carga (mediante la apertura del
circuito, y particularmente de las reactancias) se podrá dar un
aviso luminoso o acústico con tal indicación.
Si la tensión es excesivamente baja, es decir
está por debajo de un cierto límite preestablecido, se indicará al
usuario que la tensión es baja, permitiendo la activación del
proceso de carga.
Además, el elemento de control podrá comprender
la regulación de la corriente de carga a través de los medios
destinados al efecto.
Un conjunto de cargadores es susceptible de ser
gestionados desde un sistema informático general o específico, lo
que facilita también la gestión de inventarios y de la vida útil de
las baterías.
El proceso de carga comprende las siguientes
etapas::
Una primera etapa en la que el cargador ofrece
la máxima corriente a la batería, funcionando a Intensidad Máxima.
Cuando el equipo detecta que el nivel de tensión ha llegado a un
valor preestablecido en el ciclo de carga, cambia de nivel de
corriente pasando a una segunda etapa.
Una segunda etapa en que la carga tiene lugar a
una Intensidad Media. El cargador inyecta dicha corriente a la
batería hasta que se detecta que se ha alcanzado un nivel de tensión
predefinido.
Una tercera etapa, una vez terminada la segunda,
en la que se lleva a cabo una carga de igualación con Intensidad
Mínima.
Una cuarta etapa en la que se lleva a cabo la
carga en forma de pulsos (carga por impulsos). Se trata de pulsos
de corta duración que pretenden asentar la carga recibida sin
sobrecalentar la batería, asegurar una carga efectiva y prolongar la
vida útil.
En todas las etapas se vigila la temperatura de
un elemento piloto y la tensión para no dañar la batería y disminuir
su vida útil, debido a que si una batería se sobrecalienta, se
produce un burbujeo excesivo lo que conlleva una mayor evaporación
de gases, lo que aumentará la necesidad de vigilancia y
mantenimiento de la misma, reduciendo su vida.
Es de aplicación en la recarga de baterías de
tracción.
Claims (9)
1. Procedimiento para la recarga de baterías de
tracción que incluye la conexión de los bornes de carga en los
bornes de batería, caracterizado por comprender las
siguientes etapas:
- \bullet
- Lectura de la identificación de la batería (14), por medio de un lector óptico, transmisión por medio de un dispositivo electrónico, o a través de un teclado alfanumérico,
- \bullet
- Lectura de los parámetros de carga específicos de esa batería (25), del modelo de batería, o en defecto de los anteriores petición de nuevos parámetros o selección de los parámetros de carga estándar,
- \bullet
- Selección automática de la potencia de carga, dicha selección realizada por medio de un elemento de control (9), que activa la conexión a la línea de entrada a través de al menos una reactancia (4),
- \bullet
- Lectura de los parámetros actuales de batería, en los que se incluyen:
- \circ
- Tensión actual de la batería (15),
- \circ
- Temperatura actual de la batería (16), y
- \circ
- Corriente actual suministrada a la batería (10).
2. Procedimiento para la recarga de baterías de
tracción, según la reivindicación 1, caracterizado por
producirse interrupciones transitorias o definitivas en función de
la tensión o temperatura actual de la batería, así como de los
parámetros predeterminados de la batería a cargar.
3. Procedimiento para la recarga de baterías de
tracción, según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado por comprender además el almacenamiento de los
parámetros de carga que incluyen al menos:
- \bullet
- Energía suministrada durante la recarga
- \bullet
- Ciclos de carga realizados,
- \bullet
- Fecha de carga
- \bullet
- Tiempo empleado en la carga.
4. Procedimiento para la recarga de baterías de
tracción, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado por que la lectura y almacenamiento de los
datos tiene lugar a través de una fuente de datos externa.
5. Procedimiento para la recarga de baterías de
tracción, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el proceso de carga comprende las
siguientes etapas:
Una primera etapa en la que el cargador ofrece
la máxima corriente a la batería, funcionando a Intensidad Máxima,
de modo que cuando el equipo detecta que el nivel de tensión ha
llegado a un valor preestablecido en el ciclo de carga, cambia de
nivel de corriente pasando a una segunda etapa;
Una segunda etapa en que la carga tiene lugar a
una Intensidad Media., de modo que el cargador inyecta dicha
corriente a la batería hasta que se detecta que se ha alcanzado un
nivel de tensión prede-
finido;
finido;
Una tercera etapa, una vez terminada la segunda,
en la que se lleva a cabo una carga de igualación con Intensidad
Mínima; y
Una cuarta etapa en la que se lleva a cabo la
carga en forma de pulsos (carga por impulsos), siendo éstos pulsos
de corta duración que pretenden asentar la carga recibida sin
sobrecalentar la batería, asegurar una carga efectiva y prolongar la
vida útil.
6. Cargador para la recarga de baterías de
tracción, que lleva a cabo el procedimiento de recarga de las
reivindicaciones 1 a 5, que comprende un transformador, un
rectificador y protecciones frente a sobretensiones,
caracterizado por comprender un elemento de control con
entradas al menos para la lectura de la corriente de carga, la
temperatura de la batería y la tensión de batería.
7. Cargador para la recarga de baterías de
tracción, según la reivindicación 6, caracterizado porque el
elemento de control actúa sobre al menos un interruptor que conecta
al menos una reactancia en serie con el circuito de carga o un
conjunto de reactancias en paralelo entre sí.
8. Cargador para la recarga de baterías de
tracción, según cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7,
caracterizado por comprender además un banco de memoria de
almacenamiento de datos, y un interfaz de usuario, tal como un
teclado alfanumérico.
9. Cargador para la recarga de baterías de
tracción, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8,
caracterizado por comprender una conexión a una fuente de
datos externa.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20070416 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2272187B1 Country of ref document: ES |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180809 |