ES2429497T3 - Procedimiento de utilización de un sistema autónomo conectado a una batería - Google Patents

Procedimiento de utilización de un sistema autónomo conectado a una batería Download PDF

Info

Publication number
ES2429497T3
ES2429497T3 ES10762708T ES10762708T ES2429497T3 ES 2429497 T3 ES2429497 T3 ES 2429497T3 ES 10762708 T ES10762708 T ES 10762708T ES 10762708 T ES10762708 T ES 10762708T ES 2429497 T3 ES2429497 T3 ES 2429497T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
battery
voltage
mode
voltage threshold
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES10762708T
Other languages
English (en)
Inventor
David Brun-Buisson
Antoine Labrunie
Pierre Perichon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bubendorff SA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Bubendorff SA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Bubendorff SA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Application granted granted Critical
Publication of ES2429497T3 publication Critical patent/ES2429497T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/443Methods for charging or discharging in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

Procedimiento de utilización de un sistema autónomo que incorpora un accionador (2) conectado auna batería (1), caracterizado porque, en una fase de descarga de la batería (1), el procedimiento comprende almenos un modo de funcionamiento normal (Mn) del sistema y un modo de funcionamiento degradado (Md) delsistema, comprendiendo el sistema las siguientes etapas: - la medida de una temperatura (Tb) representativa de la temperatura de la batería, - la determinación de un primer umbral de tensión (V1) función de la temperatura medida (Tb), - la medida de una tensión (Vb) en bornes de la batería, - la determinación del modo de funcionamiento (Mn, Md), estando dicho sistema autónomo en modo defuncionamiento normal (Mn) cuando la tensión medida (Vb) es superior al primer umbral de tensión (V1) y en modode funcionamiento degradado (Md) cuando la tensión medida (Vb) es inferior a dicho primer umbral de tensión (V1),reduciéndose la corriente suministrada por la batería (1) en un accionamiento al paso del modo normal (Mn) al mododegradado (Md).

Description

Procedimiento de utilización de un sistema autónomo conectado a una batería
Ámbito técnico de la invención
La invención está relacionada con un procedimiento de utilización de un sistema autónomo que incorpora un accionador conectado a una batería.
Estado de la técnica
Los ahorros energéticos y las orientaciones hacia las energías renovables conllevan un desarrollo de nuevas maneras de utilizar las baterías, en particular en el transcurso de sus cargas y de sus descargas. Los actuales sistemas de gestión de cargas y de descargas no están adaptados a las imposiciones de las energías renovables.
En la mayoría de los sistemas autónomos existentes, la descarga de una batería está controlada por un regulador. El principal objetivo de este regulador es el de evitar una descarga profunda de la batería, que puede provocar una degradación física irreversible de esta última.
La patente US4.952.862 describe un procedimiento para predecir en tiempo real el tiempo restante de utilización de una batería. Este procedimiento utiliza medidas a intervalos regulares de la tensión y de la intensidad de la corriente que pasa por la batería para determinar el tiempo restante antes de la parada de esta última. Este procedimiento permite informar a un usuario de la autonomía restante de tiempo en función de la utilización que hace de la batería. Esto no permite optimizar el tiempo de funcionamiento de la batería.
El documento FR-2714772 describe una batería de alimentación utilizada para alimentar un dispositivo. La batería incorpora un borne positivo, un borne negativo y un borne universal. El borne universal permite al dispositivo pilotar la batería.
Objeto de la invención
El objeto de la invención tiene por finalidad optimizar la utilización de una batería de un sistema autónomo a partir de ese sistema, al propio tiempo que se informa a un usuario cuando la autonomía pasa a ser pequeña.
Esta finalidad se consigue mediante las reivindicaciones que se adjuntan y en particular por el hecho de que, en una fase de descarga de la batería, el procedimiento comprende al menos un modo de funcionamiento normal del sistema y un modo de funcionamiento degradado del sistema, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:
-
la medida de una temperatura representativa de la temperatura de la batería,
-
la determinación de un primer umbral de tensión función de la temperatura medida,
-
la medida de una tensión en bornes de la batería,
-
la determinación del modo de funcionamiento, estando dicho sistema autónomo en modo de funcionamiento normal cuando la tensión medida es superior al primer umbral de tensión y en modo de funcionamiento degradado cuando la tensión medida es inferior a dicho primer umbral de tensión, reduciéndose la corriente suministrada por la batería en un accionamiento al paso del modo normal al modo degradado.
De acuerdo con un desarrollo, la medida de la tensión en bornes de la batería se realiza fuera de un accionamiento del accionador.
De acuerdo con un perfeccionamiento, el procedimiento comprende un modo de funcionamiento crítico asociado a un segundo umbral de tensión, en función de la temperatura e inferior al primer umbral de tensión, estando el sistema autónomo en modo de funcionamiento degradado cuando la tensión medida está comprendida entre el primer umbral de tensión y el segundo umbral de tensión y, en modo crítico, cuando la tensión medida es inferior al segundo umbral de tensión, reduciéndose la corriente suministrada por la batería al paso del modo degradado al modo crítico.
Descripción sucinta de los dibujos
Otras ventajas y características se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción subsiguiente de formas de realización particulares de la invención, dadas a título de ejemplos no limitativos y representadas en los dibujos que se adjuntan, en los cuales:
La figura 1 ilustra en esquema de bloques un sistema utilizado según el procedimiento de la invención. La figura 2 ilustra una tabla de correspondencias entre una temperatura y un primer umbral de tensión. La figura 3 ilustra una curva representativa del número de posibles accionamientos del sistema a una temperatura de
-10 °C.
La figura 4 ilustra una curva representativa de la evolución de la tensión en bornes de la batería a una temperatura de 0 °C en una sucesión de accionamientos del sistema. La figura 5 ilustra una curva representativa de la evolución de la tensión en bornes de la batería a una temperatura
de 25 °C en una sucesión de accionamientos del sistema.
La figura 6 ilustra una curva representativa de la evolución de la tensión en bornes de la batería a una temperatura de 55 °C en una sucesión de accionamientos del sistema. La figura 7 ilustra una curva representativa del número de accionamientos del sistema en función de la temperatura
a corriente constante.
La figura 8 ilustra la evolución de la tensión en bornes de la batería en función del número de accionamientos sin gestión de los modos de funcionamiento. La figura 9 ilustra la evolución de la tensión en bornes de la batería en función del número de accionamientos con
gestión de los modos de funcionamiento según la invención.
La figura 10 ilustra el número de posibles accionamientos de una batería en función del número de años simulados para dos valores de corriente constante. La figura 11 ilustra la variación de la tensión en bornes de la batería con el paso del tiempo a una temperatura de
25 °C en modo normal. La figura 12 ilustra un diagrama de funcionamiento de la gestión de la descarga de la batería. La figura 13 ilustra una histéresis del cambio de modo de funcionamiento.
Descripción de una realización preferente de la invención
Un sistema autónomo se puede describir como un sistema que se encarga de su administración de manera independiente. De acuerdo con un ejemplo particular de realización ilustrado en la figura 1, un sistema autónomo puede incorporar un accionador 2, tal como un motor, conectado a una batería 1 que se encarga de su alimentación. La batería 1, por su parte, puede estar unida a un generador de energía renovable 3 para permitir su recarga.
En una fase de descarga de la batería 1, el sistema autónomo puede comprender al menos un modo de funcionamiento normal Mn y un modo de funcionamiento degradado Md. Preferentemente, la corriente viene es dictada por el sistema. La corriente que la batería suministra al accionador en modo normal Mn puede corresponderse con la corriente nominal de la batería. El modo degradado Md permite una mejor autonomía del sistema autónomo a costa de sus prestaciones, para ello, la intensidad de la corriente dispensada por la batería 1 es mayor en el modo normal Mn que en el modo degradado Md.
El procedimiento comprende entonces las siguientes etapas:
-
la medida de una temperatura Tb representativa de la temperatura de la batería 1,
-
la determinación de un primer umbral de tensión V1 función de la temperatura medida Tb,
-
la medida de una tensión Vb en bornes de la batería, preferentemente fuera de un accionamiento del accionador 2 para que la tensión Vb esté estabilizada,
-
la determinación del modo de funcionamiento, estando dicho sistema autónomo en modo de funcionamiento normal Mn cuando la tensión medida Vb es superior al primer umbral de tensión V1 y, en modo de funcionamiento degradado Md, cuando la tensión medida Vb es inferior a dicho primer umbral de tensión V1, reduciéndose la
corriente suministrada por la batería en un accionamiento al paso del modo normal Mn al modo degradado Md.
Preferentemente, la bajada de corriente es significativa de manera que aumente la autonomía del sistema. A título de ejemplo, la corriente suministrada por la batería en un accionamiento se reduce en al menos el veinte por ciento al paso del modo normal Mn al modo degradado Md.
La medida de la temperatura Tb representativa de la batería se puede realizar mediante una sonda de temperatura 4 ubicada en la batería o en las proximidades de la misma.
La determinación del primer umbral de tensión V1 se puede realizar a partir de una tabla que comprende, para una pluralidad de valores de temperatura, o de intervalos de temperatura, valores del primer umbral de tensión V1 asociado. La tabla se puede establecer a partir de una batería patrón para un sistema autónomo dado. Por supuesto, un experto en la materia podrá adaptar cualquier tipo de procedimiento que permita obtener, para una temperatura medida Tb de la batería, el primer umbral de tensión V1. Este primer umbral de tensión V1 podrá ser establecido a partir de baterías patrón en función del número de accionamientos buscados en cada modo.
La medida de la temperatura de la batería Tb permite tomar en consideración la influencia de la temperatura sobre el envejecimiento prematuro de esta última. A baja temperatura, aumenta la impedancia interna de la batería y disminuye la movilidad de los portadores, lo cual disminuye la tensión de descarga a corriente constante y limita la corriente total que la batería puede suministrar. Por el contrario, a alta temperatura, se ven favorecidas las reacciones parásitas degradantes. En otras palabras, el comportamiento de las baterías en función de la temperatura es muy diferente. Este comportamiento se ilustra, por ejemplo, en las figuras 3 a 6. La figura 3 representa la evolución de la tensión en bornes de la batería con el tiempo cuando se realiza una sucesión de accionamientos de un motor a una temperatura de la batería Tb de -10 °C. Cada pico de la curva tiene un valor alto correspondiente al valor de la tensión en bornes de la batería fuera de un accionamiento y un valor bajo correspondiente a la tensión en bornes de la batería durante el accionamiento. Un accionamiento, para obtener esta figura, corresponde a una corriente constante de 2 A durante 30 segundos suministrada por una batería de tipo NiMh basada en un acumulador que tiene una capacidad de 2,1 Ah y una tensión nominal de 1,2 V. En un accionamiento, si la tensión en bornes de la batería alcanza un umbral de tensión de funcionamiento Vf, de 1,1 V para las figuras 3 a 6, se considera que la batería está totalmente descargada y entonces esta última tiene que ser recargada. A la temperatura de -10 °C, la batería sólo permite realizar seis accionamientos (número de picos) antes de que se la considere descargada.
Las figuras 4 a 6 representan las mismas curvas que la figura 3 pero para temperaturas de la batería respectivamente iguales a 0 °C, 25 °C y 55 °C. Según estas figuras, resulta claro que cuanto más aumente la temperatura, más aumentará el número de posibles accionamientos antes de una descarga total de esta última. En efecto, es posible contabilizar 64 accionamientos a 0 °C (figura 4) y 97 accionamientos a 25 °C (figura 5). También queda claramente de manifiesto que la tendencia se invierte cuando la temperatura de la batería se hace demasiado considerable, como en la figura 6, en la cual tan sólo se contabilizan 71 accionamientos antes de una completa descarga de la batería. Esto queda confirmado con la síntesis de las pruebas representada en la figura 7 por la evolución del número de posibles accionamientos de la batería antes del corte en función de la temperatura, la curva es creciente de -10 °C hasta aproximadamente 20 °C y luego se hace decreciente. El primer umbral de tensión V1 utilizado para determinar el modo de funcionamiento del sistema autónomo se puede determinar entonces en función de la temperatura medida Tb.
La disminución de la intensidad de la corriente que tiene que suministrar la batería 1 permite una optimización del número de accionamientos del motor y, por tanto, de la autonomía del sistema autónomo. A título de ejemplo, se ha realizado una batería que comprende 10 acumuladores idénticos al utilizado para la definición de los umbrales. Esta se halla conectada además a un accionador cuyo consumo es diferente al del utilizado en las pruebas. Así, en modo normal Mn, la corriente dispensada por la batería 1 puede estar limitada a una corriente de 2 A y luego a una corriente de 1 A en modo degradado. Esta optimización queda visible en las figuras 8 y 9. La figura 8 representa la evolución de la tensión en bornes de la batería con el paso del tiempo a 25 °C para una sucesión de accionamientos hasta la descarga total. La figura 9 representa lo mismo con la pequeña diferencia de que, en el instante t1, se da un cambio de modo con una bajada de la corriente que pasa por la batería del 50 % (paso de 2 A a 1 A). Comparando las curvas de la figura 8 y de la figura 9, resulta claro que la autonomía del sistema autónomo se ve mejorada.
En consecuencia, la segmentación del funcionamiento del sistema autónomo en función de la temperatura y de la tensión medidas permite una ganancia no desdeñable de duración de funcionamiento. Esta ganancia es crucial en el contexto de los sistemas autónomos, ya que estos últimos no tienen acceso a una fuente de corriente inagotable. En efecto, la recarga de la batería en general depende de las energías renovables tal como, por ejemplo, paneles fotovoltaicos, aerogeneradores o incluso turbinas hidráulicas. Estas fuentes de energía son variables e intermitentes, por lo que no siempre es posible asegurar la carga de la batería. En consecuencia, adquiere importancia el demorar al máximo el corte general del sistema autónomo para aumentar las probabilidades de recarga de la batería 1. Además, ese cambio de modo permite indicar al usuario que la batería empieza a estar descargada y que hay que moderar su utilización. En efecto, la variación de la corriente permite observar un cambio de comportamiento del sistema autónomo.
Con objeto de permitir una recarga de la batería 1, el umbral de tensión de funcionamiento Vf puede ser superior a un valor mínimo de tensión recomendado por el fabricante de la batería. Por supuesto, el umbral de tensión de funcionamiento es inferior al primer umbral V1. Entre el umbral de tensión de funcionamiento Vf y el valor mínimo del fabricante, el sistema autónomo cubre únicamente la gestión de la recarga de la batería, por lo que la capacidad restante queda reservada a un cargador (no representado) que se constituye en interfaz entre la fuente de energía renovable 3 y la batería 1.
Además, la limitación de la intensidad de la corriente de la batería 1 en sus fases de funcionamiento puede tener efectos beneficiosos a largo plazo sobre su autonomía. La figura 10 representa la evolución del número de accionamientos de una batería, tras una recarga completa, en función de los años simulados. La curva de la parte alta representa un número de accionamientos realizados a 2,1 A y la curva de la parte baja, un número de accionamientos realizados a 4,2 A. Mientras que a lo largo de los años la curva a 2,1 A se mantiene relativamente constante en cuanto al número de accionamientos, la curva a 4,2 A experimenta un decrecimiento constante. Este decrecimiento es debido a reacciones parásitas degradantes generadas en la batería cuando las descargas se realizan demasiado rápido. Las reacciones parásitas degradan la batería especialmente en el final de descarga, con el paso de un modo normal Mn a un modo degradado Md que limita la corriente proporcionada por la batería, ello permite disminuir las degradaciones físicas de esta última y brindar así una mejor autonomía a lo largo de los años de utilización. En otras palabras, la disminución de la corriente al paso del modo normal al modo degradado permitirá, además del aumento de la autonomía restante, mejorar la vida útil de la batería.
De acuerdo con un perfeccionamiento, el procedimiento comprende además un modo de funcionamiento crítico Mc asociado a un segundo umbral de tensión V2, en función de la temperatura Tb de la batería e inferior al primer umbral de tensión V1. La tabla de la figura 2 puede tener entonces, para una temperatura dada, o un intervalo dado de temperaturas, una entrada suplementaria representativa del segundo umbral de tensión V2. Así, el sistema autónomo se encuentra en modo de funcionamiento degradado Md cuando la tensión medida está comprendida entre el primer umbral de tensión V1 y el segundo umbral de tensión V2 y, en modo crítico, cuando la tensión medida es inferior al segundo umbral. De igual manera que en el paso del modo normal Mn al modo degradado Md, la corriente suministrada por la batería se reduce al paso del modo degradado Md al modo crítico Mc, de manera que aumenta la autonomía del sistema autónomo. Preferentemente, esta reducción de la corriente es de al menos el veinte por ciento. El paso al modo crítico está ilustrado en el instante t2 de la figura 9.
La figura 11 ilustra el funcionamiento de una batería a una temperatura de 25 °C en modo normal. Esta curva permite determinar los umbrales primero y segundo V1, V2. En modo normal, la batería permite 98 accionamientos. Con objeto de determinar los umbrales, se considera que el modo normal Mn requiere 80 accionamientos, el modo degradado Md, 12 accionamientos y, el modo crítico, 6 accionamientos. En la figura 11, la cima de un pico de tensión es representativa de la tensión de la batería en reposo entre dos accionamientos, es decir, fuera de un accionamiento. El primer umbral V1 es medido entonces fuera de un accionamiento a continuación del octogésimo accionamiento y, el segundo umbral V2, fuera de un accionamiento a continuación del nonagésimo segundo accionamiento. Así, el primer umbral de tensión V1 es de 1,27 V y el segundo umbral de tensión V2 es de 1,22 V. En lo sucesivo, el paso de un modo a otro se determinará mediante la medida, preferentemente entre dos accionamientos, de la tensión Vb en bornes de la batería 1. Por supuesto, según las aplicaciones, es posible determinar los umbrales en función del número de accionamientos que en cada modo de funcionamiento interesen.
En el caso en que se utiliza un segundo umbral de tensión V2 en combinación con el umbral de tensión de funcionamiento Vf, este último es inferior al segundo umbral de tensión V2 y superior al valor aportado por el fabricante. Así, por debajo de dicho umbral de tensión de funcionamiento Vf, el sistema autónomo cubre únicamente la gestión de la recarga de la batería.
Según una variante, el procedimiento comprende un valor mínimo de temperatura Tmín por debajo del cual se inhabilita la utilización del sistema autónomo.
Según otra variante, que se puede adoptar en combinación con la anterior variante, el procedimiento puede comprender un valor máximo de temperatura Tmáx por encima del cual se inhabilita la utilización del sistema autónomo.
Un ejemplo particular de la gestión del sistema tomando en cuenta el perfeccionamiento y las dos variantes que integran valores de temperatura máximo Tmáx y mínimo Tmín de funcionamiento se puede resumir mediante la figura 12. En la figura 12, la tensión está representada en función de la temperatura, y los modos de funcionamiento normal Mn, degradado Md y crítico Mc se representan mediante partes rayadas. Tomando en consideración las diferentes variantes y formas de realización, el sistema autónomo no está activo tan pronto como la temperatura es inferior al umbral mínimo de temperatura Tmín, superior al umbral de temperatura Tmáx, o si la tensión medida Vb es inferior al umbral de funcionamiento Vf. Por debajo de 0 °C, el sistema autónomo no es capaz de funcionar sino en modo degradado Md o crítico Mc. En efecto, en el modo normal Mn, la batería se descargaría demasiado rápido (véase la figura 3). Por debajo de 0 °C, si la tensión de la batería es superior al segundo umbral de tensión V2 (T < 0), entonces el modo de funcionamiento es el modo degradado Md, si no, el sistema autónomo funciona en modo crítico Mc. Para una temperatura positiva, el primer umbral de tensión corresponde a V1 (T0-55) y el segundo umbral de tensión corresponde a V2 (T0-55).
Cuando las condiciones de temperatura son extremas, tanto en temperaturas positivas como en temperaturas negativas, cabe la posibilidad de forzar el modo de funcionamiento al modo crítico Mc por debajo de una temperatura crítica mínima Tmínc superior a la temperatura Tmín y por encima de una temperatura crítica máxima Tmáxc inferior a la temperatura Tmáx. En la figura 12, Tmáxc es igual a 55 °C.
Por supuesto, un experto en la materia podrá adaptar los diferentes umbrales en función de la utilización y del tipo de sistema autónomo.
Según se ha explicado anteriormente, la temperatura puede provocar una variación de la tensión. Así, cuando la batería pasa a encontrarse en un estado próximo a un cambio de modo, la variación de la temperatura puede hacer oscilar la tensión por encima y por debajo del umbral asociado al cambio de modo. Esto también puede producirse en una fluctuación de la corriente o en una fase de relajación de la batería entre dos accionamientos. Para evitar que este fenómeno induzca una inestabilidad en la gestión del sistema y cambios de modo de funcionamiento demasiado frecuentes, es posible definir una histéresis en las tensiones de paso de un modo a otro. Tal histéresis se ilustra en la figura 13. Así, en la figura 13, el paso del modo normal Mn al modo degradado Md se lleva a cabo a una tensión medida Vnd, el paso del modo degradado Md al modo normal Mn se lleva a cabo a una tensión Vdn superior a la tensión Vnd. El paso del modo degradado Md al modo crítico Mc se lleva a cabo a una tensión Vdc inferior a la tensión Vnd y el paso del modo crítico Mc al modo degradado Md se lleva a cabo a una tensión Vcd comprendida entre las tensiones Vnd y Vdn, o entre las tensiones Vdc y Vnd. El accionador del sistema autónomo queda bloqueado si la tensión alcanza la tensión mínima de funcionamiento Vf y desbloqueado si la tensión vuelve a hacerse superior o igual a la tensión Vdc. Los valores de tensión de la histéresis se determinan con el fin de garantizar una estabilidad suficiente en los diferentes modos y, por tanto, un funcionamiento tranquilizador para el usuario.
Se puede realizar una histéresis similar para los cambios efectuados con un sólo umbral cuando la temperatura de la batería es negativa (habilitándose sólo dos modos de funcionamiento).
La gestión del procedimiento puede ser gestionada por un controlador dotado de memoria y de un procesador que permita tratar los diferentes datos y llevar a la práctica las variantes y formas de realización del procedimiento.
Las leyes de gestión del procedimiento anteriormente descritas se pueden aplicar en diferentes sistemas con diferentes objetivos.
Por ejemplo, en una iluminación mediante un panel de LEDs, el flujo luminoso generado por los LEDs es proporcional a la corriente que los alimenta. Si se desea indicar al usuario que la batería está casi descargada, disminuyendo la intensidad luminosa en un 20 %, hay que disminuir la corriente en un 20 %. En este caso, el paso del modo normal al modo degradado se traducirá en una disminución de la corriente de descarga de la batería del 20 %. Si esta iluminación viene integrada en un PC portátil y se desea avisar al usuario de la escasa carga de la batería, disminuir la intensidad de la iluminación de la pantalla es potencialmente el mejor modo de avisarle. En un PC de la gama alta, la potencia consumida por el sistema es del orden de 250 W y el consumo relacionado con la pantalla es del orden de 25 W. Por lo tanto, una disminución en un 20 % de la potencia de alimentación de los LEDs se traducirá como máximo en una bajada de 5 W del consumo relacionado con la pantalla. Estos 5W tan sólo representan el 2 % del consumo del sistema global. En este caso, un paso del modo normal al modo degradado se traducirá por tanto en una disminución de la corriente de descarga de la batería del 2 %. Es de señalar que, en este ejemplo, probablemente no es posible disminuir en un 20 % el consumo del sistema sin impedir su funcionamiento.
En el caso de una persiana autónoma de vivienda, la principal expectativa referente a los diferentes modos es la información al usuario. En efecto, por su diseño y la naturaleza de sus pérdidas (rozamientos secos), la disminución de la potencia de alimentación del motor de la persiana no disminuye mucho la energía necesaria para su desplazamiento. Por lo tanto, la definición de la corriente en el modo degradado es función de un cierto número de imposiciones de uso: es necesario que la persiana se desplace suficientemente despacio para que el usuario se percate de que la batería funciona en condiciones deficientes, manteniendo al propio tiempo un servicio satisfactorio.
A efectos prácticos, se puede duplicar o triplicar el tiempo. Para alcanzar este resultado, se puede disminuir el valor de la corriente de mando en un 20 a un 40 %.
Según un último ejemplo, referente a baterías que alimentan un vehículo eléctrico, se puede desear bajar el
5 consumo del sistema con el fin de aumentar la autonomía y permitir que el usuario llegue a una estación de recarga. Sin embargo, no será posible disminuir a voluntad la potencia suministrada al motor sin comprometer la seguridad del usuario (capacidad de aceleración y velocidad máxima del vehículo, por ejemplo en autopista). Por lo tanto, la mínima potencia que se podrá proporcionar al sistema tan sólo dependerá de la necesidad física del requerimiento (potencia necesaria para alcanzar una velocidad mínima) independientemente de su potencia nominal. Así, para
10 circular a 90 km/h (considerando que ello representa la velocidad mínima para circular con seguridad en autopista) hace falta una potencia del orden de 15 kW. Si la potencia nominal del vehículo es de 45 kW, por tanto se puede disminuir la corriente en aproximadamente el sesenta por ciento, pero si esta es de 30 kW, tan sólo se puede bajar en el 50 %.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de utilización de un sistema autónomo que incorpora un accionador (2) conectado a una batería (1), caracterizado porque, en una fase de descarga de la batería (1), el procedimiento comprende al menos un modo de funcionamiento normal (Mn) del sistema y un modo de funcionamiento degradado (Md) del sistema, comprendiendo el sistema las siguientes etapas:
    -
    la medida de una temperatura (Tb) representativa de la temperatura de la batería,
    -
    la determinación de un primer umbral de tensión (V1) función de la temperatura medida (Tb),
    -
    la medida de una tensión (Vb) en bornes de la batería,
    -
    la determinación del modo de funcionamiento (Mn, Md), estando dicho sistema autónomo en modo de funcionamiento normal (Mn) cuando la tensión medida (Vb) es superior al primer umbral de tensión (V1) y en modo de funcionamiento degradado (Md) cuando la tensión medida (Vb) es inferior a dicho primer umbral de tensión (V1), reduciéndose la corriente suministrada por la batería (1) en un accionamiento al paso del modo normal (Mn) al modo degradado (Md).
  2. 2.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la medida de la tensión (Vb) en bornes de la batería (1) se realiza fuera de un accionamiento del accionador (2).
  3. 3.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por comprender un modo de funcionamiento crítico (Mc) asociado a un segundo umbral de tensión (V2), en función de la temperatura e inferior al primer umbral de tensión (V1), estando el sistema autónomo en modo de funcionamiento degradado (Md) cuando la tensión medida (Vb) está comprendida entre el primer umbral de tensión (V1) y el segundo umbral de tensión (V2) y, en modo crítico (Mc), cuando la tensión medida (Vb) es inferior al segundo umbral de tensión (V2), reduciéndose la corriente suministrada por la batería (1) al paso del modo degradado (Md) al modo crítico (Mc).
  4. 4.
    Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por comprender un umbral de tensión de funcionamiento (Vf), superior a un valor aportado por el fabricante de la batería e inferior al primer umbral de tensión (V1), por debajo de dicho umbral de tensión de funcionamiento (Vf) el sistema autónomo cubre únicamente la gestión de la recarga de la batería (1).
  5. 5.
    Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por comprender un umbral de tensión de funcionamiento (Vf), superior a un valor aportado por el fabricante de la batería e inferior al segundo umbral de tensión (V2), por debajo de dicho umbral de tensión de funcionamiento (Vf) el sistema autónomo cubre únicamente la gestión de la recarga de la batería (1).
  6. 6.
    Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por comprender un valor mínimo de temperatura (Tmín) por debajo del cual se inhabilita la utilización del sistema autónomo.
  7. 7.
    Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por comprender un valor máximo de temperatura (Tmáx) por encima del cual se inhabilita la utilización del sistema autónomo.
ES10762708T 2009-09-08 2010-08-26 Procedimiento de utilización de un sistema autónomo conectado a una batería Active ES2429497T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0904266A FR2949909B1 (fr) 2009-09-08 2009-09-08 Procede d'utilisation d'un systeme autonome connecte a une batterie
FR0904266 2009-09-08
PCT/FR2010/000582 WO2011030010A1 (fr) 2009-09-08 2010-08-26 Procédé d'utilisation d'un système autonome connecté à une batterie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2429497T3 true ES2429497T3 (es) 2013-11-15

Family

ID=42133385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES10762708T Active ES2429497T3 (es) 2009-09-08 2010-08-26 Procedimiento de utilización de un sistema autónomo conectado a una batería

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8816642B2 (es)
EP (1) EP2476158B1 (es)
JP (1) JP2013504300A (es)
CN (1) CN102754270A (es)
ES (1) ES2429497T3 (es)
FR (1) FR2949909B1 (es)
PL (1) PL2476158T3 (es)
WO (1) WO2011030010A1 (es)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015123880A1 (zh) * 2014-02-23 2015-08-27 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 电池管理装置、移动电源和电池管理方法
FR3027742B1 (fr) * 2014-10-24 2016-11-04 Renault Sa Dispositif et procede de charge d'une batterie a partir d'un reseau triphase, ayant un mode charge degrade
JP6269647B2 (ja) * 2015-12-14 2018-01-31 トヨタ自動車株式会社 電源システム
CN105790223B (zh) * 2016-02-29 2019-09-06 东莞新能德科技有限公司 一种电池欠压保护动态调整方法及系统
US11043723B2 (en) 2016-11-24 2021-06-22 R & WJ Enterprises Pty Ltd Low voltage protector for systems battery
CN111834675B (zh) * 2019-04-15 2022-02-22 东莞新能安科技有限公司 电池充放电管理方法、电子装置以及存储介质
CN112305941A (zh) * 2019-07-30 2021-02-02 苏州科瓴精密机械科技有限公司 一种机器的控制方法
US11392151B2 (en) * 2020-07-29 2022-07-19 Cirrus Logic, Inc. Dual-level detection to reduce voltage droop on critical battery voltage nodes
FR3131639A1 (fr) * 2022-01-05 2023-07-07 Psa Automobiles Sa Surveillance des sous-tensions d’une batterie principale d’un système

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4952862A (en) 1989-09-29 1990-08-28 At&T Bell Laboratories Apparatus and method for adaptively predicting battery discharge reserve time
FR2714772B3 (fr) * 1993-12-31 1996-04-05 Texas Instruments France Perfectionnements apportés à des batteries d'alimentation.
JPH10174297A (ja) * 1996-12-17 1998-06-26 Yamaha Motor Co Ltd 蓄電池の放電制御方法及びその装置
KR100433532B1 (ko) * 2001-12-29 2004-05-31 삼성전자주식회사 전원 관리 장치 및 방법
CN1235309C (zh) * 2003-12-12 2006-01-04 王斯成 防止蓄电池过放电的控制方法及控制器和系统
JP3897027B2 (ja) * 2004-03-16 2007-03-22 ソニー株式会社 バッテリ装置及びバッテリ装置の放電制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2949909A1 (fr) 2011-03-11
PL2476158T3 (pl) 2014-01-31
US8816642B2 (en) 2014-08-26
FR2949909B1 (fr) 2011-10-07
CN102754270A (zh) 2012-10-24
JP2013504300A (ja) 2013-02-04
EP2476158A1 (fr) 2012-07-18
EP2476158B1 (fr) 2013-07-10
WO2011030010A1 (fr) 2011-03-17
US20120187912A1 (en) 2012-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2429497T3 (es) Procedimiento de utilización de un sistema autónomo conectado a una batería
US8330427B2 (en) Charge control circuit, and charging device and battery pack incorporated with the same
ES2880598T3 (es) Estado de autonomía de carga
ES2963188T3 (es) Aparato de gestión de batería y método para proteger una celda de fosfato de litio y hierro de la sobretensión usando el mismo
JP3706565B2 (ja) ハイブリッドカー用の電源装置
JP5302945B2 (ja) 車両用電源装置
US9150106B2 (en) Vehicle operating system and method of controlling the same
EP2769872A1 (en) Hybrid battery system for an electric vehicle
KR102441505B1 (ko) 전기 자동차의 배터리 충전 방법
US20160339795A1 (en) On-Board Electrical System, and Method for Operating an On-Board Electrical System
US20140132063A1 (en) Vehicle power unit
ES2432890A2 (es) Conjunto generador eléctrico híbrido
ES2931025T3 (es) Procedimiento de gestión de un estado de carga de una batería que se ha dejado en reposo
US20160204649A1 (en) Apparatus for controlling solar charging and method therefor
WO2011083424A1 (en) Battery operated devices
EP2907702B1 (en) Vehicle battery system
JP2004120857A (ja) 電源装置
KR20160126338A (ko) Ldc 출력 전압을 제어하는 시스템 및 방법
JPWO2014068884A1 (ja) 回生制動する車両の電源装置
JP2006304548A (ja) 充電制御装置
ES2081930T3 (es) Sistema de distribucion de corriente electrica.
JP4098805B2 (ja) 充放電システムおよび電子機器
JP4907599B2 (ja) 太陽電池付き照明装置
US20050095471A1 (en) Method of operating a hybrid power system within a state of charge window
KR102555198B1 (ko) 슈퍼커패시터를 이용한 전압제어식 태양광 및 풍력 가로등 장치