ES2928622T3

ES2928622T3 - Procedimiento de control de un equipo de alimentación eléctrica de un sistema eléctrico

Info

Publication number: ES2928622T3
Application number: ES19783091T
Authority: ES
Inventors: Leandro Cassarino; Sylvain Bacquet; Ghislain Despesse; Eric Fernandez; Yan Lopez; Rémy Thomas
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2022-11-21
Anticipated expiration: 2039-08-19
Also published as: EP3847734B1; FR3085558A1; US20210351606A1; EP3847734A1; FR3085558B1; WO2020049237A1; US11811257B2; CA3110428A1

Abstract

La invención se refiere a un método para controlar un dispositivo de suministro de energía de un sistema eléctrico, comprendiendo el dispositivo al menos un conjunto de suministro de energía separado (E_1, E_2, E_3) por fase del sistema eléctrico, comprendiendo cada conjunto de suministro de energía al menos un paquete de baterías definida por un parámetro de estado (STi) y provista de al menos una batería destinada a suministrar una tensión de control a la fase a la que está conectada, teniendo en cuenta al menos un valor de consigna (Xset), método consistente en: - Ejecutar a menos un bloque de corrección (B_CORR) que recibe como entrada cada valor de consigna y el parámetro de estado (STi) de cada paquete de baterías de los conjuntos de alimentación del sistema, y, - Para cada conjunto de alimentación (E_1, E_2, E_3), el El bloque de corrección (B_CORR) está configurado para determinar un valor de corrección (Xcorr -i) que se aplicará directa o indirectamente a su valor de consigna. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de control de un equipo de alimentación eléctrica de un sistema eléctrico

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento de control de un equipo de alimentación eléctrica de un sistema eléctrico, así como a un sistema de control de dicho equipo de alimentación eléctrica.

Estado de la técnica

Es conocido alimentar un sistema tal como una máquina eléctrica, por ejemplo, un motor eléctrico utilizado en un vehículo eléctrico, usando un paquete de baterías. Con referencia a la figura 1, el paquete de baterías BATT suministra una tensión continua que un inversor INV se encarga de convertir para suministrar tensiones de control al motor eléctrico M en sus dos o tres fases (según la configuración del motor). El paquete de baterías puede incluir varias baterías, incluyendo cada batería, a su vez, varias celdas de almacenamiento. El sistema puede ser reversible y el frenado mecánico del motor también puede permitir recargar las baterías del paquete de baterías. En esta topología clásica, como el inversor INV extrae potencia Pbatt de un solo paquete de baterías BATT, incluso si las potencias inyectadas en las fases del motor no son idénticas, esto no influye en el equilibrado de las baterías presentes en el paquete de baterías. En otras palabras, el estado de las diferentes baterías presentes en el paquete de baterías importa poco en tanto la potencia necesaria para el funcionamiento del motor esté disponible (es decir que el paquete de baterías esté suficientemente cargado).

La problemática es diferente cuando la topología de alimentación de una máquina eléctrica utiliza varios conjuntos de alimentación eléctrica distintos E_1, E_2, E_3 (E_i), uno por fase, como se muestra en la figura 2. Los conjuntos de alimentación incluyen entonces cada uno un paquete de baterías distinto o una batería distinta y no tienen enlace de potencia entre ellos (es decir, no es posible ninguna transferencia directa de energía eléctrica desde un conjunto de alimentación a otro conjunto de alimentación). En efecto, en esta topología, como la potencia P1, P2, P3 se toma independientemente de los tres paquetes de baterías, el estado de los diferentes paquetes de baterías afecta el funcionamiento del equipo de alimentación eléctrica global. En esta configuración, con tres paquetes de baterías separados, si las potencias inyectadas en las tres fases no son idénticas, puede aparecer un desequilibrio entre cada uno de los tres paquetes de baterías. En efecto, el control tradicional de un motor se realiza suministrando tres tensiones o tres corrientes, desfasadas en 120°, pero de la misma amplitud. Como los devanados del motor eléctrico M no son perfectamente idénticos, la aplicación de una misma amplitud de tensión o de corriente en las tres fases generará diferentes potencias en las tres fases. En otras palabras, de una fase a otra, incluso aplicando consignas idénticas, los tres paquetes de baterías estarán muy a menudo en estados diferentes. Con el tiempo, por lo tanto, tendrán diferentes comportamientos, en carga o en descarga. Por otra parte, cabe señalar que el desequilibrio entre los tres paquetes de baterías también puede estar relacionado con el hecho de que los paquetes de baterías no son rigurosamente idénticos, que su estado de carga inicial es diferente, que su temperatura de funcionamiento es diferente, o que su estado de salud es diferente (pudiendo este último evolucionar de manera diferente con el tiempo, de un paquete a otro).

Por lo tanto, el objeto de la invención es proponer una solución que permita gestionar las diferencias de estado de los paquetes de baterías en una topología en la que cada fase está conectada a un conjunto de alimentación eléctrica distinto y separado de los otros desde el punto de vista de potencia.

El documento de la técnica anterior US 6.058.032 A describe el preámbulo de las reivindicaciones independientes 1 y 14.

También se identifica el documento US 2016/261123 A1 del estado de la técnica.

Exposición de la invención

Este objeto se logra mediante un procedimiento de control de un equipo de alimentación eléctrica de un sistema eléctrico de varias fases, comprendiendo dicho equipo al menos un conjunto de alimentación eléctrica distinto por fase de dicho sistema eléctrico, comprendiendo cada conjunto de alimentación eléctrica al menos un paquete de baterías definido por un parámetro de estado y dotado de al menos una batería destinada a suministrar una tensión de control a la fase a la que está conectada teniendo en cuenta al menos un valor de consigna, consistiendo dicho procedimiento en:

- Ejecutar al menos un bloque de corrección recibiendo como entrada cada valor de consigna y el parámetro de estado de cada paquete de baterías de los conjuntos de alimentación eléctrica del sistema,

- Para cada conjunto de alimentación eléctrica, estando configurado dicho bloque de corrección para determinar un valor de corrección a aplicar directa o indirectamente a su valor de consigna teniendo en cuenta la diferencia entre el valor del parámetro de estado de su paquete de baterías y el valor de un parámetro de estado óptimo determinado a partir de los valores de los parámetros de estado de los paquetes de baterías de todos los conjuntos de alimentación eléctrica.

Según una particularidad, para cada conjunto de alimentación eléctrica, el parámetro de estado de la batería corresponde a su estado de carga, a su temperatura, a su resistencia interna, a su estado de salud, a su capacidad de carga o a una combinación de varios de estos parámetros.

Según una realización particular, para cada conjunto de alimentación eléctrica, dicho valor de consigna se corrige según el siguiente principio:

donde:

- STⁱ corresponde al valor del parámetro de estado del paquete de baterías del conjunto i de alimentación (i=1,2 o 3); - ST^{o p t} corresponde al valor óptimo de los tres valores de parámetros de estado;

- X^{co rrj} corresponde al valor de corrección a aplicar al valor de consigna del conjunto i de alimentación eléctrica; - X^set corresponde al valor de consigna a aplicar al conjunto i de alimentación eléctrica;

Según otra realización particular, para cada conjunto de alimentación eléctrica, dicho valor de consigna se corrige según el siguiente principio:

donde :

- K corresponde a un coeficiente de ponderación;

Según otra realización particular, para cada conjunto de alimentación eléctrica, dicho valor de consigna se corrige implementando un bucle de regulación con un corrector de tipo Integral, Proporcional-Integral o Proporcional-Integral-Derivado, configurado para anular progresivamente las diferencias en el parámetro de estado entre los conjuntos de alimentación eléctrica.

Según una variante de realización, el valor de consigna es un valor de tensión de pico.

Según otra variante de realización, el valor de consigna es un valor eficaz de corriente. Según esta otra variante, el procedimiento consiste en ejecutar un bucle de regulación de corriente, configurado para determinar cada valor de consigna de corriente eficaz a partir de los valores medidos de las corrientes en cada fase del sistema eléctrico.

Según otra variante de realización, el valor de consigna es una potencia eléctrica. Según esta otra variante, el procedimiento incluye una etapa de determinación de un valor de consigna de corriente a partir del valor de consigna de potencia y de las tensiones medidas sobre las fases del sistema eléctrico.

Según una particularidad, el valor de consigna es idéntico para todos los conjuntos de alimentación.

Según una realización particular, el procedimiento consiste en ejecutar un bloque de control de saturación de tensión configurado para determinar un valor de consigna corregido, teniendo en cuenta las tensiones de control a aplicar por cada conjunto de alimentación y de cada valor de consigna y dicho valor de consigna corregido determinado se convierte en el valor de consigna aplicado como entrada de dicho bloque de corrección.

Según otra realización particular, el procedimiento comprende una etapa de lectura de al menos una entrada representativa de un modo de carga o de un modo de descarga de cada paquete de baterías.

La invención también se refiere a un sistema de control de un equipo de alimentación eléctrica de un sistema eléctrico de varias fases, comprendiendo dicho equipo al menos un conjunto de alimentación eléctrica distinto por fase de dicho sistema eléctrico, comprendiendo cada conjunto de alimentación eléctrica al menos un paquete de baterías definido por un parámetro de estado y dotado de al menos una batería destinada a suministrar una tensión de control a la fase a la que está conectada teniendo en cuenta al menos un valor de consigna, comprendiendo dicho sistema:

- Al menos un bloque de corrección que recibe como entrada cada valor de consigna y el parámetro de estado de cada paquete de baterías de los conjuntos de alimentación eléctrica del sistema eléctrico,

- Para cada conjunto de alimentación eléctrica, estando configurado dicho bloque de corrección para determinar un valor de corrección a aplicar directa o indirectamente a su valor de consigna teniendo en cuenta la diferencia entre el valor del parámetro de estado de su paquete de baterías y el valor de parámetro de estado óptimo determinado a partir de los valores de los parámetros de estado de los paquetes de baterías de todos los conjuntos de alimentación eléctrica.

Según una realización particular, el sistema puede incluir un bloque de control de saturación de tensión configurado para determinar un valor de consigna corregido, teniendo en cuenta las tensiones de control a aplicar por cada conjunto de alimentación y cada valor de consigna, convirtiéndose dicho valor de consigna corregido determinado en el valor de consigna aplicado como entrada de dicho bloque de corrección.

Según una realización particular, el sistema puede incluir al menos un bloque de lectura de una entrada que representa un modo de carga o un modo de descarga de cada paquete de baterías.

La invención también se refiere a un equipo de alimentación de energía eléctrica de un sistema eléctrico de varias fases, comprendiendo dicho equipo al menos un conjunto de alimentación eléctrica distinto por fase de dicho sistema eléctrico, comprendiendo cada conjunto de alimentación eléctrica al menos un paquete de baterías definido por un parámetro de estado y dotado de al menos una batería destinada a suministrar una tensión de control en la fase a la que está conectada teniendo en cuenta al menos de un valor de consigna, incluyendo dicho equipo un sistema de control como se definió anteriormente, adaptado para controlar cada conjunto de alimentación eléctrica del equipo para obtener una carga completa o una descarga completa de todas los paquetes de baterías simultáneamente.

Breve descripción de las figuras

Otras características y ventajas aparecerán en la descripción detallada que se da a continuación con respecto a los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 representa un equipo de alimentación de una maquina eléctrica, tal como es conocido en el estado de la técnica. La figura 2 representa un equipo de alimentación de una máquina eléctrica, al que se aplica el principio de la invención. Las figuras 3A y 3B representan dos realizaciones alternativas de un conjunto de alimentación eléctrica empleado en un equipo de alimentación conforme al de la figura 2; La figura 3C ilustra el perfil de tensión suministrada por tres conjuntos de alimentaciones eléctricas como se representan en la figura 3B.

La figura 4 representa un diagrama de bloques de control que ilustra en general el procedimiento de control de la invención. Las figuras 5 a 11 representan sinópticos de controles que ilustran varios modos de realización del procedimiento de control de la invención.

Las figuras 12 y 13 representan diagramas que ilustran el principio de funcionamiento de la invención.

Descripción detallada de al menos un modo de realización

La invención se aplica al control de una máquina eléctrica, por ejemplo un motor eléctrico M. El motor eléctrico puede ser de cualquier tipo, síncrono o asíncrono. Es de dos fases o más. En la descripción que sigue y en las figuras adjuntas, con carácter no limitativo, se describe la invención para un motor eléctrico trifásico M.

El motor eléctrico M está alimentado por un equipo de alimentación eléctrica, que incluye varios conjuntos de suministro de alimentación eléctrica E_1, E_2, E_3 distintos. Un conjunto de alimentación eléctrica distinto está conectado a cada fase del motor eléctrico.

En el resto de la descripción, se hace referencia a paquetes de baterías. Un paquete de baterías BATT incluye al menos una batería, generalmente varias baterías dispuestas en serie y paralelo, para suministrar una tensión continua. Cada batería incluye varias celdas de almacenamiento de energía eléctrica.

Se recuerda que, por celda, se entiende una celda elemental o un grupo de celdas elementales colocadas en serie y/o en paralelo. Por celda elemental, puede tratarse de un elemento de almacenamiento (celda de batería, capacidad eléctrica, pbatería, etc.), de un generador (celda de combustible, batería de zinc-aire, célula fotovoltaica, o una combinación de ambos (generador asociado a un elemento de almacenamiento intermedio). La tensión de una celda está típicamente comprendida entre 2,5V y 50V.

Cada conjunto de alimentación eléctrica puede tomar dos configuraciones distintas:

- Una primera configuración representada en la figura 3A en la que incluye al menos un paquete de baterías BATT y un inversor INV;

- Una segunda configuración representada en la figura 3B en la que incluye al menos un paquete de baterías, del que cada batería es denominada de celdas conmutadas;

En la primera configuración, el inversor INV recibe una tensión continua proveniente del paquete de baterías y es controlado por un sistema de control UC para convertirla en una tensión variable destinada al motor eléctrico.

En la segunda configuración, cada celda de una batería del paquete de baterías BATT se puede conmutar entre un estado activo y un estado inactivo gracias a medios de conmutación adecuados conectados en serie y en paralelo a cada celda. Un sistema de control UC se encarga de controlar los medios de conmutación para variar la tensión obtenida a la salida de cada batería del paquete, y por tanto del paquete de baterías en su totalidad. A continuación, se controla el paquete de baterías para aplicar una tensión variable al motor eléctrico. Este tipo de arquitectura se describe en particular en las solicitudes de patente n2 WO2013/007810A1, WO2012/117111A1, WO2012/117110A2, WO2012/117/109A1 o US9493090B2. Alternativamente, las celdas están conmutadas en serie/paralelo, como se describe en las patentes WO2013007810 o WO2012168426. Este montaje permite en particular la generación de tensiones positivas y negativas, tal como la forma de onda presentada en la fig. 3C.

En la primera configuración, cada tensión de control puede ser generada por el sistema gracias a una modulación de ancho de pulso (MAI o PWM en inglés) que permite determinar las órdenes de control de los interruptores del inversor INV.

En la segunda configuración, la tensión de control es generada por el sistema determinando el número de celdas del paquete de baterías a conectar a la fase del motor eléctrico en función de la tensión de control a aplicar.

En los dibujos adjuntos, se esquematizan tres bloques de control BP_1, BP_2, BP_3 del sistema de control UC para recibir cada uno una tensión de control distinta en valor de pico a aplicar a una fase y para determinar las órdenes de control Cd_1, Cd_2, Cd_3 a aplicar a los tres conjuntos de alimentación eléctrica E_1, E_2, E_3.

En la continuación de la descripción y en los dibujos adjuntos, se hará referencia en general a un conjunto de alimentación eléctrica E_1, E_2, E_3 para tener en cuenta las dos configuraciones expuestas anteriormente. En ambas configuraciones, el conjunto de alimentación eléctrica incluye al menos un paquete de baterías. El sistema de control puede incluir varias unidades de monitorización, cada una de las cuales está asociada con un conjunto de alimentación eléctrica distinto. El sistema de control puede incluir en particular un microprocesador, medios de almacenamiento en memoria y entradas para recibir datos de medición y salidas para enviar las órdenes de control.

En la arquitectura de la figura 2, los tres conjuntos de alimentación E_1, E_2, E_3 están, por supuesto, conectados entre sí para permitir la formación de un bucle cerrado de la corriente entre las fases.

Según un aspecto particular de la invención, los conjuntos de alimentación eléctrica tienen cada uno un funcionamiento independiente. Es imposible una transferencia directa de energía eléctrica desde un paquete de baterías de un conjunto de alimentación eléctrica a un paquete de baterías de otro conjunto de alimentación eléctrica.

Con referencia a la figura 3C, cada conjunto de alimentación eléctrica E_1, E_2, E_3 se controla para generar una tensión variable que tiene un perfil sinusoidal, en el que la sinusoide está formada por varios niveles de tensión sucesivos. Para las tres fases, las tres tensiones están desfasadas en 120°.

Con referencia a la Figura 4, para cada conjunto de alimentación, eléctrica, el sistema de control UC recibe un valor de consigna X^set.

Según diferentes variantes de realización que se describirán a continuación, el valor de consigna X^set puede ser :

- Un valor de tensión eléctrica de pico;

- Un valor eficaz de corriente eléctrica;

- Un valor de la potencia eléctrica a suministrar;

El valor de consigna es ventajosamente común a todas las fases pero, en determinadas configuraciones (por ejemplo, control en bucle abierto), podrá ser distinto para cada fase.

En función de este valor de consigna, el sistema de control UC calcula, para cada fase del motor eléctrico, una tensión de control en valor de pico V^créte_i, V^créte_2, V^créte_3. Para ello, el sistema de control está configurado para ejecutar varios bloques de control, un bloque de control BC_1, BC_2, BC_3 por fase. Como se ilustra en las figuras adjuntas, cada bloque de control recibe un valor de consigna que se generará en la salida y determina la tensión de control en valor de pico V^créte_i, V^créte_2, V^créte_3 a aplicar a cada bloque de control BP_1, BP_2, BP_3.

Se verá a continuación que los bloques de control BC_1, BC_2, BC_3 podrán fabricarse según diferentes variantes de realización.

Cada bloque de control BP_1, BP_2, BP_3 determina para su fase, las órdenes de control Cd_1, Cd_2, Cd_3 a aplicar al conjunto de alimentación eléctrica E_1, E_2, E_3 al que está asignado.

Convencionalmente, los bloques de control BP_1, BP_2, BP_3 están sincronizados con la posición eléctrica del motor, referenciada 9, suministrada por un bloque B_9 de determinación, que utiliza sensores de efecto Hall en el motor. Alternativamente, esta posición 9 se puede estimar sin sensor ("sensorless") mediante un estimador de posición, que puede utilizar las tensiones y/o las corrientes del motor. Alternativamente, el motor puede ser asíncrono, lo que no requiere conocer la posición angular del motor para la sincronización.

Como recordatorio, en realidad, los devanados del motor eléctrico M no son perfectamente idénticos, por lo que la corriente consumida por el motor M, en las tres fases, no solo depende de la tensión y del par aplicado al motor, sino que también depende de las características de los diferentes devanados, de los diferentes circuitos magnéticos, de las imperfecciones de realización. En consecuencia, el consumo no es forzosamente idéntico en cada fase, aunque la tensión aplicada a las tres fases sea de la misma amplitud, y de un conjunto de alimentación eléctrica a otro, los paquetes de baterías no se descargarán por tanto de la misma forma.

Además, los tres paquetes de baterías no son perfectamente idénticos, ya que pueden presentar un estado diferente, definido por un parámetro de estado ST asociado con cada paquete de baterías.

Este parámetro de estado ST puede corresponder a cualquier función de uno o más parámetros, tales como el estado de carga (SOC para "State of Charge") del paquete de baterías, el estado de salud (SOH para "State of Health") de las celdas del paquete de baterías, la capacidad de almacenamiento de las celdas del paquete de baterías, la resistencia interna de las celdas del paquete de baterías, la temperatura de las celdas del paquete de baterías, la corriente demandada, la potencia demandada, los tipos de celdas utilizadas en la batería del paquete de baterías, los tipos de defectos detectados en el paquete de baterías o en las celdas del paquete de baterías. Esta función también puede ser ponderada por parámetros no relacionados con el estado del paquete de baterías. Es posible, por ejemplo, acelerar deliberadamente la carga/descarga del paquete de baterías para caracterizarlo o colocarlo en un estado de carga deseado o en un estado seguro.

Cada paquete de baterías puede así integrar los sensores necesarios para la medición/determinación de estos diferentes parámetros, en particular, por ejemplo, un sensor de temperatura al nivel de cada una de sus celdas, sensores de corriente y de tensión al nivel de cada celda, medios de determinación del estado de carga, del estado de salud con ayuda de algoritmos conocidos, de medios para medir la resistencia interna. Cada paquete de baterías puede incorporar una unidad de monitorización local que le permita calcular y vigilar estos diferentes parámetros.

Los dos efectos citados anteriormente, es decir, una diferencia de consumo entre los paquetes de baterías y paquetes de baterías que no son nunca todos forzosamente idénticos de un conjunto de alimentación a otro, inducen un desequilibrio entre los tres paquetes de baterías, que por lo tanto no se cargarán ni descargarán al mismo nivel y que no podrán llegar al final de la carga o descarga al mismo tiempo. Este fenómeno está particularmente ilustrado por las figuras 12 y 13 que se explicarán a continuación.

La solución propuesta, esquematizada en la figura 4 por el bloque de corrección B_CORR, consiste en corregir el valor de consigna X^set inyectado en cada bloque de control BC_1, BC_2, BC_3, proporcionalmente a la diferencia entre el valor del parámetro de estado STⁱ del paquete de baterías del conjunto de alimentación E_i a controlar y los valores del parámetro de estado del paquete de baterías de los otros dos conjuntos de alimentación eléctrica. Así, se reducirá este valor de consigna X^set para el conjunto de alimentación eléctrica o para los conjuntos de alimentación eléctrica cuyos paquetes de baterías se descargan demasiado rápido y, se va así a permitir descargar los paquetes de baterías de manera homogénea para que lleguen al final de la descarga al mismo tiempo. De esta forma, se aprovecha al máximo la energía del paquete de baterías. El mismo principio se utilizará para la carga: La corrección aplicada permite aumentar el valor de consigna X^set para el conjunto de alimentación eléctrica o los conjuntos de alimentación eléctrica que se cargan demasiado rápido, lo que permite así que los sub-paquetes de baterías se carguen de manera homogénea para hacerles llegar al final de la carga al mismo tiempo.

En la figura 4, el bloque de corrección B_CORR recibe así como entrada los valores STⁱ, ST², ST³ del parámetro de estado de los paquetes de baterías de los tres conjuntos de alimentación eléctrica y luego determina el valor de corrección X^corr_i, X^corr_2, X^corr_3 a aplicar al valor de consigna de manera distinta para cada conjunto de alimentación eléctrica.

Por lo tanto, aplica la siguiente relación:

Xcorrj — f(,ST1,ST2,ST3;Xset')

De forma no limitativa, el valor de consigna X^setpuede ser idéntico para las tres fases (como en la figura 4) o podría elegirse distinto para cada fase.

La corrección X^corr_icalculada se aplica luego al valor de consigna X^seten cada bloque de control BC_i de manera que determine un valor de consigna corregido V^crétejpara cada fase i.

El bloque de corrección puede aplicar diferentes mecanismos de corrección en la función f definida anteriormente: Un primer mecanismo se ilustra mediante la siguiente ecuación:

En la que:

- STⁱ corresponde al valor del parámetro de estado del paquete de baterías del conjunto de alimentación i (i=1,2 o 3);

- ST^{o p t} corresponde al valor óptimo de los tres valores de parámetros de estado; según el parámetro de estado elegido, puede tratarse de un valor máximo o de un valor mínimo;

- X^{co rrj} corresponde al valor de corrección a aplicar al valor de consigna del conjunto i de alimentación eléctrica;

- X^set corresponde al valor de consigna a aplicar al conjunto i de alimentación eléctrica;

Se pueden utilizar otros mecanismos de corrección, por ejemplo, aplicando una ponderación K de la siguiente manera:

Otro mecanismo de corrección del valor de consigna consiste en realizar un bucle de regulación con un corrector de tipo Integral, Proporcional-Integral (PI) o Proporcional-Integral-Derivado (PID), que tiende a anular progresivamente las desviaciones sobre el parámetro de estado. Esta corrección puede ser por ejemplo de tipo integral:

Xcon-j = X¡ í (STi ~~ ST0PT)d t

Jo

Por supuesto, esta integral puede saturarse, por ejemplo, para limitar la separación entre el valor nominal corregido X'^{s e tj} y el valor de consigna X^set, por ejemplo un valor inferior al 5%.

Utilizando la ecuación (1) anterior, se entiende que el valor de consigna del conjunto de alimentación que dispone del parámetro de estado STⁱ óptimo (por lo tanto igual a ST^{o pt}) no será corregido (corrección igual a cero), el valor de consigna de los otros dos conjuntos de alimentación eléctrica será reducido o aumentado proporcionalmente a la diferencia entre el parámetro de estado de su paquete de baterías y el del paquete de baterías cuyo parámetro de estado es óptimo. Cabe señalar que si ninguno de los tres paquetes de baterías tiene su parámetro de estado que está en el estado óptimo ST^{o p t}, cada valor de consigna será corregido.

El bloque de corrección también puede integrar una limitación de los valores de corrección, después de su cálculo, para no comprometer el rendimiento o el funcionamiento correcto del motor, en el caso de que las correcciones sean muy diferentes entre las tres fases. De hecho, con tensiones demasiado diferentes entre sí, el motor corre el riesgo de no funcionar correctamente. Es mejor favorecer el correcto funcionamiento del motor, en detrimento del rendimiento del equilibrado de los tres paquetes de baterías.

Según un aspecto particular de la invención, para todas las configuraciones que se describirán a continuación, es posible añadir un bloque adicional de control de saturación de tensión B_SAT, que reduzca el valor de consigna, si al menos una tensión en las tres fases se satura a su valor máximo. Este bloque recibe como entrada el valor de consigna y las tensiones de control en valor de pico V^cr6te_i, V^cr§te_2, V^créte_3 a aplicar en las tres fases o medidas directamente en las tres fases.

Este bloque B_SAT, que debe conocer el valor máximo de tensión que puede generar cada paquete de baterías, se encarga de reducir el valor de consigna, cuando una primera tensión (entre las 3 fases) se satura en su valor máximo. De esta forma, el bloque de control de saturación de tensión permite asegurar que ninguna tensión se satura y el bloque de corrección B_CORR sobre el valor de consigna puede cumplir su función de equilibrado de los tres paquetes de baterías. En general, este bloque de saturación de tensión aplica la siguiente relación:

X set_i = f (Xset_i> ^cr§te_ 1,2,3)

Se verá a continuación que este bloque de control de saturación de tensión B_SAT puede aplicarse cualquiera que sea la magnitud utilizada para el valor de consigna, es decir corriente, tensión o potencia.

Partiendo de estos principios generales, se presentan a continuación varios modos de realización posibles, utilizando en particular diferentes magnitudes como valores de consigna.

En los diferentes ejemplos a continuación, el parámetro de estado elegido es el estado de carga de cada paquete de baterías, referenciado SOCi, correspondiendo i al índice de referencia del paquete de baterías considerado. El parámetro de estado óptimo mencionado anteriormente corresponde al estado de carga más alto de uno de los tres paquetes de baterías y está referenciado SOC^{m a x}. Por supuesto, debe entenderse que los principios expuestos a continuación son aplicables de manera idéntica para un parámetro de estado diferente.

Valor de consigna en valor pico de tensión

En la figura 5, el valor de consigna es un valor pico de tensión Vcrete. El bloque de corrección B_CORR aplica así la siguiente relación:

Vcorrj ~ f(SO C g lácrete)

El bloque de corrección B_CORR determina así tres valores de corrección V^corr_i, V^corr_2, V^{c o j} a aplicar al valor de consigna V^crete de manera que se obtengan tres valores de consigna corregidos que corresponden a las tres tensiones de control V^crete_i, V^crete_2, V^cr§te_3. Cada bloque de control definido anteriormente consiste así en aplicar el valor de corrección calculado al valor de consigna para determinar directamente las tres tensiones de control V^{c m te j}, V^cr§te_2, V^cr§te_3.

Un ejemplo de corrección del valor de consigna, relativo a la figura 5, viene dado por la siguiente ecuación:

Se pueden usar otras ecuaciones de corrección, por ejemplo, se puede utilizar una ponderación K:

Otro ejemplo de corrección de la consigna consiste en realizar un bucle de regulación que tiende a anular progresivamente las diferencias en el estado de carga. Esta corrección puede ser por ejemplo del tipo integral:

Vr , i = K i f CSOCi ~ SOCMAX)d t

Jo

Por supuesto, esta integral puede saturarse, por ejemplo, para limitar la diferencia entre la tensión de control V^cretej y el valor de consigna V^crete a menos del 5%.

Utilizando la fórmula (2) anterior, el valor de consigna aplicado al conjunto de alimentación eléctrica dotado del paquete de baterías que dispone del estado de carga SOCⁱ más elevado (igual a SOC^{m ax}) no será corregido (corrección igual a cero), el valor de consigna de los otros dos conjuntos de alimentación eléctrica será reducido proporcionalmente a la diferencia entre el estado de carga SOCⁱ de su paquete de baterías y el estado de carga del paquete de baterías más elevado. El bloque de corrección también puede integrar una limitación de los valores de corrección, después de su cálculo, para no comprometer el rendimiento o el funcionamiento correcto del motor, en el caso de que las correcciones sean muy diferentes entre las tres fases. De hecho, con tensiones demasiado diferentes entre sí, el motor corre el riesgo de no funcionar correctamente. Es mejor favorecer el correcto funcionamiento del motor, en detrimento del rendimiento del equilibrado de los tres paquetes de baterías.

En una variante de realización, el control del motor eléctrico puede realizarse en bucle abierto, con tres valores de consigna distintos por fase.

El bloque B_SAT de saturación de tensión también se puede integrar de manera idéntica a la expuesta anteriormente. Cabe señalar que la solución de la figura 5 es aplicable a la carga o a la descarga. De hecho, en un control de tensión, por ejemplo durante un frenado regenerativo, se impone la velocidad del motor y el sistema está así sujeto al valor de la corriente. Para gobernar la corriente de carga, entonces es posible medir las corrientes en las tres fases y aplicar una corrección sobre las consignas de tensión de pico de la misma manera que en el modo de descarga.

Valor de consigna de corriente eficaz

En las figuras 6A a 6C, el valor de consigna es un valor eficaz de corriente i^ett_set.

Como la consigna es de corriente eficaz, el sistema puede utilizar un bucle de regulación de corriente. Este bucle de regulación utiliza un corrector (referenciado PI+SAT) por fase que calcula las tensiones de control V^{c re te j}, V^crete_2, V^crete_3, teniendo en cuenta el error del bucle de corriente correspondiente (para anular este error).

Se puede incluir directamente una saturación de tensión en cada corrector del bucle de regulación. El bucle de regulación puede incluir un bloque B_i^etti,2,3 de determinación de las corrientes eficaces i^{e tn}, i^ett-2, i^ett-3 para las tres fases, a partir de las medidas de corriente instantánea i ⁱ, i², i³ en el motor M. Alternativamente, este bloque B_i^etti,2,3 de determinación podrá utilizar sólo dos corrientes instantáneas, para calcular las tres corrientes eficaces.

Como anteriormente, los tres paquetes de baterías pueden estar desequilibrados, debido a una diferencia de consumo en las tres fases o debido a una diferencia estructural o funcional entre los paquetes de baterías (estado de carga, estado de salud, capacidad de carga, resistencia interna, temperatura...).

Un bloque de corrección B_CORR en el valor de consigna de corriente eficaz i^{e f j e}t por lo tanto, se aplica a los tres bloques de control, como se muestra en la figura 6A. Este bloque de corrección aplica así la siguiente relación:

El bloque de corrección B_CORR determina así tres valores de corrección i^corr_1,i^corr_2, i^corr_3 a aplicar al valor eficaz de consigna de corriente para obtener tres valores de consigna de corriente corregidos i^eff_setj, i^etf_set_2, i^eff_set_3. Estos tres valores de consigna corregidos se inyectan a continuación como entrada del bucle de regulación de corriente. En el bucle de regulación de corriente, estos tres valores de consigna corregidos i^eff_set_i, i^eff_set_2, i^eff_set_3, se comparan con los tres valores eficaces i^eff-i, i^eff-2, i^f determinados por el bloque B_i^efii,2,3 para determinar los errores en la corriente i^err_i, i^er_2, i^err_3 sobre las tres fases. El corrector de bucle de regulación de corriente permite a continuación determinar las tres tensiones de control V^{c re te j}, V^crete_2, V^Cr§te_3 a enviar a los bloques de control BP_1, BP_2, BP_3.

La corrección implementada por el bloque de corrección B_CORR, proporcional a la diferencia en el estado de carga SOCⁱ del paquete de baterías de un conjunto de alimentación y los de los paquetes de baterías de los otros conjuntos de alimentación eléctrica, permite reducir el valor eficaz de consigna i^eff_set de corriente para el paquete de baterías o los paquetes de baterías que se descargan demasiado rápidamente y generar una corriente diferencial de compensación entre las tres fases, a fin de descargar los paquetes de baterías de manera homogénea y hacerles llegar al final de la descarga al mismo tiempo. Como para el ejemplo anterior, el mismo procedimiento es aplicable a la carga.

Un ejemplo de corrección del valor de consigna de corriente, realizado en el bloque de corrección B_CORR, viene dado por la siguiente ecuación:

Son posibles otras ecuaciones de corrección.

Otro ejemplo de corrección del valor de consigna consiste en realizar un bucle de regulación que tiende a anular progresivamente las diferencias en el estado de carga. Esta corrección puede ser por ejemplo de tipo integral:

Por supuesto, esta integral puede saturarse para limitar la diferencia entre el valor de consigna ieff_set y el valor de consigna corregido ieff_set_i a un valor dado, por ejemplo igual a menos del 15%.

Utilizando la ecuación (3) anterior, el valor de consigna de corriente eficaz del paquete de baterías con el estado de carga en SOC^{m a x} no será corregido (corrección igual a cero).

La eficacia de la solución presentada en la figura 6A está limitada en el caso en que las tres tensiones de control Vcrete^j, Vcréte^_2, Vcrete_3 calculadas por los correctores PI, se saturan a la tensión máxima alcanzable por los paquetes de baterías. En este caso, de hecho, los tres paquetes de baterías suministran una tensión que es independiente de la corrección de corriente producida por el bloque de corrección B_CORR, por lo tanto, independiente de su diferencia de estado. Ya no es posible el equilibrado de los tres paquetes de baterías, porque la corrección no podrá generar una corriente de compensación diferencial. Esta situación puede ocurrir si el par de contra-reacción al par suministrado por el motor es demasiado bajo, con respecto al valor de consigna de corriente (por ejemplo, en el caso de un motor que gira en vacío, sin carga). Para alcanzar la corriente de consigna, teóricamente se necesitaría una tensión superior a la que puede suministrar el paquete de baterías y/o a la que puede soportar el motor.

Para suprimir esta limitación con respecto al equilibrado, se debe añadir a la consigna de corriente eficaz, el bloque B_SAT de control de saturación de la tensión de pico, que reduce la consigna de corriente eficaz, si al menos una tensión de pico de las tres fases se satura en su valor máximo.

Este bloque, como se muestra en la figura 6B, recibe como entrada el valor eficaz de consigna de corriente ie«_set y las tensiones de control Vcrete^j, Vcrete^_2, V^Cr§te_3, y calcula la nueva consigna de corriente eficaz, según la siguiente relación:

I eff_set ~ f ( j e f f _set > ^créte_ 1,2,3)

Alternativamente, este bloque B_SAT de control de saturación de la tensión de pico puede obtener los valores de tensión de pico de las tres fases, midiendo directamente la tensión de salida de los tres paquetes de baterías.

Este bloque B_SAT, que debe conocer el valor máximo de tensión que puede generar cada paquete de baterías, se encarga de reducir el valor de consigna de corriente eficaz I^eff_set para darle el valor I’^eftset que luego será enviado al bucle de regulación de corriente, cuando una primera tensión (entre las tres fases) se sature en su valor máximo. De esta forma, este bloque B_SAT de control de saturación de tensión de pico permite asegurar que ninguna de las tensiones se sature. El bloque B_CORR de corrección sobre la consigna de corriente eficaz puede entonces realizar su función de equilibrado de los tres paquetes de baterías.

Como el bloque B_SAT de control de saturación de tensión de pico asegura que ninguna de las tensiones se sature, sería posible eliminar la función de saturación de la tensión de pico en los correctores PI. Sin embargo, en este ejemplo, los correctores PI integran siempre esta función, para hacer que el sistema sea más robusto. De hecho, el efecto del bloque de control de saturación de las tensiones de pico puede tener un retraso, debido al bucle de subordinación y de los correctores PI, así como el eventual retraso de comunicación entre los bloques y el cálculo de las funciones de los diferentes bloques. La saturación de la tensión de pico, realizada (en el bloque PI) justo antes de que se suministre al bloque de control correspondiente BP_1, BP_2, BP_3, asegura que no se suministre nunca un valor de tensión de pico superior al valor máximo, alcanzable por el paquete de baterías.

La figura 6C representa una realización alternativa a las soluciones de las figuras 6A y 6B. En esta variante, en lugar de corregir el valor eficaz de consigna de corriente ^{f s e t}, el bloque de corrección B_CORr aplica los valores de corrección I^corr_1, I^corr_2, I^corr_3, calculados, para cada fase, directamente sobre los errores de corriente ³ determinados por el bucle de regulación, antes de ser alimentados al corrector PI destinado a determinar las tensiones de control V^crétej , V^créte_2, V^créte_3. El bloque de corrección B_CORR recibe entonces como entrada los errores en la corriente eficaz I^err_i, I^err_2, I^err_3 y los estados de carga SOC^i,2,3 de los tres paquetes de baterías.

El bloque B_CORR de corrección ya no realiza directamente una corrección que sea proporcional a la consigna de corriente I^eff_set sino más bien al error de corriente interna al bucle de regulación de corriente de la fase a corregir.

h o r r j = ¡ e f f .s e t * ( l ~ SOc MAX) (3)

resulta entonces

IcorrJ — f ( S O C i ,2,3', Ierr_ 1,2,3)

Sea, por ejemplo, integrando el mismo principio de corrección:

Valor de consigna de potencia

Con referencia a la figura 7A, el sistema se controla en potencia con un mismo valor de consigna P^set para las tres fases y contiene un bucle de regulación de potencia por fase. Un bloque P^1,2,³ de determinación de la potencia calcula la potencia de salida de las tres fases, a partir de las tensiones Vⁱ, V² , V³ y de las corrientes I1, I2, I3 a la salida de los tres conjuntos de alimentación eléctrica. Los correctores de tipo PI (proporcional-integral) calculan para cada fase, a partir del error de potencia P^err_i, P^err_2, P^err_3 ,la tensión de control V^{créte i}, V^créte_2,V^créte_3 a generar por el correspondiente conjunto de alimentación eléctrica, incluyendo opcionalmente en él una función de saturación de esta tensión a un valor máximo de tensión alcanzable por el conjunto de alimentación eléctrica.

Como antes, para garantizar el equilibrado de carga entre los paquetes de baterías, el sistema incluye un bloque de corrección específico B_CORR sobre el valor de consigna de potencia P^set que permite reducir el valor de consigna de potencia del paquete de baterías o de los paquetes de baterías que se descargan demasiado rápido y generar una corriente de compensación diferencial entre las tres fases. La corrección de potencia para cada paquete de baterías es proporcional a la diferencia en el estado de carga SOCⁱ del paquete de baterías del conjunto de alimentación eléctrica cuyo valor de consigna se desea corregir y el de los otros paquetes de baterías.

El bloque B_CORR de corrección aplica así la siguiente relación:

En la que P’^e corresponde al valor de consigna de potencia corregido después de aplicación del bloque B_SAT de saturación de tensión sobre el valor de consigna P^set (véase a continuación).

Un ejemplo de corrección del valor de consigna de potencia viene dado por la siguiente ecuación:

También es posible utilizar un bucle de regulación que ajusta el valor de corrección P^corrj para anular la diferencia entre el estado de carga SOCⁱ y el estado de carga más elevado SOC^{m a x}. El corrector de este bucle de subordinación puede ser por ejemplo de tipo integral, proporcional integral, proporcional integral derivado, u otro.

Utilizando la ecuación (4) anterior, el valor de consigna de potencia del conjunto de alimentación eléctrica dorado del paquete de baterías con el estado de carga SOCⁱ más elevado (igual a SOC^{m a x}) no será corregido (corrección igual a cero), el valor de consigna de los otros dos conjuntos de alimentación eléctrica será corregido proporcionalmente a la diferencia entre el estado de carga de su paquete de baterías y el estado de carga más elevado SOC^{m a x .}

Asimismo, el principio es aplicable a la carga de los paquetes de baterías y permite hacerlo de manera que todos los paquetes de baterías lleguen al final de la carga al mismo tiempo.

La figura 7B representa una realización alternativa a la configuración de la figura 7A. En esta variante de realización, el valor de consigna de potencia se puede convertir directamente en varios valores de consigna de corriente, simplemente aplicando la siguiente relación:

Ieff_set_i ~ P s e t/ V e ff_ i

en la que Ve«_i es la tensión eficaz medida en la fase considerada.

Esta variante puede entonces integrar el bucle de regulación de corriente ya descrito anteriormente para regular las corrientes a su valor de consigna iejet.

En este ejemplo y sus diferentes variantes, por supuesto, es posible aplicar el bloque B_SAT de saturación de tensión sobre el valor de consigna de potencia Pset. Esto se basa en la siguiente relación:

P s e t j ~ (.Pset’ ^créte_ 1,2,3)

Otras variantes de realización

Como se ha descrito anteriormente, la consigna de corriente eficaz de la configuración de la figura 6A o 6B puede limitarse teniendo en cuenta otros parámetros, como por ejemplo:

- La temperatura de las celdas usadas en cada paquete de baterías;

- El tiempo de utilización de las celdas presentes en cada paquete de baterías;

- La corriente máxima que pueden soportar las celdas de un paquete de baterías dependiendo de su estado (estado de carga SOC, su estado de salud, su envejecimiento, su resistencia interna, etc.). Por ejemplo, cuanto mayor sea la corriente que atraviesa una celda, mayor será la caída de tensión relacionada con la resistencia interna de la celda. Esta caída de tensión puede hacer que una celda vuelva a su límite bajo de tensión de funcionamiento y es posible que el sistema sea llevado a no utilizar esta celda. Regular la consigna de corriente permite optimizar el funcionamiento de las celdas de los paquetes de baterías según las prestaciones buscadas, por lo tanto, una consigna más baja permite aprovechar al máximo la carga de las celdas o una consigna "no reducida" permite optimizar el funcionamiento del sistema alimentado.

La figura 8 ilustra así el principio de corrección del valor de consigna en función de un parámetro adicional al ya utilizado en el bloque de corrección (parámetro de estado STⁱ tal como el estado de carga SOCⁱ). En este ejemplo también se trata de tener en cuenta la temperatura T^ce^ll_^k de las celdas de los paquetes de baterías, determinando/midiendo las temperaturas de todas las celdas de los tres paquetes de baterías y reteniendo, por ejemplo, la de mayor valor. Este valor de temperatura más alto, entre todos los de las celdas, se inyecta en un bloque B_TEMP de control de saturación de la consigna, teniendo en cuenta este valor máximo T^ce^l_^MAx. Este bloque de control de saturación aplica la siguiente relación:

^{ê f f_se t ~ f ( j e f f j s e t > ^ccll_M AX} )

Alternativamente, en lugar de la temperatura más elevada, es posible tener en cuenta la temperatura media de todas las celdas, o la temperatura más elevada entre las tres temperaturas medias determinadas para los tres paquetes de baterías.

En las figuras 9 a 11 también se presentan variantes de realización. Permiten tener en cuenta la carga de los paquetes de baterías. En efecto, la utilización de una consigna de corriente eficaz significa que, por definición, siempre sea positiva y no permite diferenciar los casos de carga y descarga.

En la figura 9, se integra en el sistema una entrada adicional, referenciada CH/DCH (para carga o descarga), para distinguir la carga de la descarga. El procedimiento incluye una etapa de lectura de esta entrada adicional.

En este ejemplo, en caso de carga, la máquina eléctrica será un generador eléctrico trifásico y cada paquete de baterías deberá sincronizarse a la tensión de la fase correspondiente. Buscando reducir la tensión en cada paquete de baterías con relación a la tensión que proporcionaría el generador en vacío, cada paquete de baterías puede regular su corriente de carga. La entrada CH/DCH se aplica a los correctores PI del bucle de regulación de corriente. Estará en modo CH (carga) y la consigna en corriente eficaz será una corriente de carga eficaz o en modo DCH (descarga) y la consigna de corriente eficaz será una corriente de descarga eficaz.

En la figura 10, alternativamente a la entrada CH/DCH añadida a los correctores PI, el sistema puede multiplicar por -1 los errores de entrada de los tres correctores PI (Ierr_ 1, Ierr_2, Ierr_ ³) del bucle de regulación de corriente, en caso de sistema en carga, y dejarlos sin cambios en caso de descarga.

En las variantes de las figuras 9 y 10, los demás bloques ya explicados anteriormente quedan sin cambios.

En la variante de realización de la figura 11, el valor de consigna I de corriente, así como todos los demás valores de corriente h, I², I³, tienen un valor con signo. El signo de las corrientes medidas está directamente relacionado con el hecho de que la corriente medida está en fase o en oposición de fase con la tensión aplicada al motor. Esta consigna con signo permite, por tanto, gestionar tanto la carga como la descarga. Se inyecta como entrada del sistema y es común a las tres fases.

Las figuras 12 y 13 permiten ilustrar el principio de funcionamiento de la invención, cualquiera que sea sinóptico de control implementado.

A modo de ejemplo, se sitúa uno, en la configuración de la figura 6A, y para un funcionamiento en descarga se analizan los dos casos de figura siguientes.

En el primer caso, representado en la figura 12, los tres paquetes de baterías se cargan inicialmente a diferentes niveles de SOC (SOC¹, SOC², SOC³), En ausencia de corrección (es decir, sin el bloque B_CORR de corrección descrito anteriormente), la descarga finaliza (en Tf) cuando el primer paquete de baterías está completamente descargado, incluso si los otros dos paquetes de baterías aún no están completamente descargados (primer diagrama D1 de la figura 12). Con el bloque B_CORR de corrección de la invención, como se puede ver en el diagrama D2, los diferentes estados de carga SOCⁱde los tres paquetes de baterías convergen durante la descarga para ser todos descargados completamente en Tf. Esto permite descargar completamente todos los paquetes de baterías y por lo tanto poder aprovechar toda la energía que estaba almacenada en los tres paquetes de baterías, lo que aumenta la autonomía del sistema. El diagrama D3 muestra las correcciones aplicadas a los valores de consigna (en corriente en este ejemplo, pero el principio también sigue siendo válido para los valores de consigna de tensión y de potencia según las configuraciones descritas anteriormente).

En el segundo caso, representado en la Figura 13, los tres paquetes de baterías se cargan inicialmente con el mismo estado de carga SOCi, pero se utilizan de forma desequilibrada. Por ejemplo, el motor M conectado a los paquetes de baterías consumen diferentes corrientes en las tres fases o incluso los tres paquetes de baterías tienen un estado de salud (SOH) diferente (es decir, una capacidad diferente). En ausencia de corrección (es decir, sin el bloque B_CORR de corrección descrito anteriormente), como se puede ver en el diagrama D10, aparece una diferencia cada vez mayor entre los niveles de carga de los tres paquetes-batería y la descarga termina en Tf cuando el primer paquete de baterías está completamente descargado, incluso si los otros dos paquetes de baterías aún no están completamente descargados. Con el bloque B_CORR de corrección de la invención, como se puede ver en el diagrama D20, los estados de carga SOCi de los 3 paquetes de baterías quedan equilibrados durante toda la descarga, hasta Tf. Esto permite descargar completamente todos los paquetes de baterías y por lo tanto poder aprovechar toda la energía almacenada en los tres paquetes de baterías, lo que aumenta la autonomía del sistema. Al igual que el diagrama D3, el diagrama D30 muestra las correcciones aplicadas a los valores de consigna de corriente (el principio también sigue siendo válido para los valores de consigna de tensión y de potencia).

Se entiende de lo anterior que la solución de la invención tiene muchas ventajas, entre ellas:

- Permite mantener un equilibrio entre los estados de los paquetes de baterías en una topología de alimentación de una máquina eléctrica como la de la figura 2;

- Es simple de implementar porque utiliza datos ya disponibles en el funcionamiento normal del control de la máquina eléctrica;

- Se adapta a todas las situaciones, en particular, cualquiera que sea el tipo de valor de consigna utilizado, corriente, tensión o potencia;

- Puede tener en cuenta un conjunto de parámetros de monitorización de un paquete de baterías, tal como por ejemplo el estado de carga del paquete de baterías, el estado de salud de las celdas, la resistencia interna de las celdas, etc.

- Permite tanto aumentar la autonomía de los equipos de alimentación como prolongar su vida útil;

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de control de un equipo de alimentación eléctrica de un sistema eléctrico de varias fases, comprendiendo dicho equipo al menos un conjunto de alimentación eléctrica (E_1, E_2, E_3) distinto por fase de dicho sistema eléctrico, comprendiendo cada conjunto de alimentación eléctrica al menos un paquete de baterías definido por un parámetro de estado (STⁱ) y dotado de al menos una batería destinada a suministro una tensión de control a la fase a la que está conectada, teniendo en cuenta al menos un valor de consigna (X^set ), que consiste en:

- Ejecutar al menos un bloque (B_CORR) de corrección que recibe como entrada cada valor de consigna y el parámetro de estado (ST) de cada paquete de baterías de los conjuntos de alimentación eléctrica del sistema, y que está caracterizado por que:

- Para cada conjunto de alimentación eléctrica (E_1, E_2, E_3), dicho bloque (B_CORR) de corrección está configurado para determinar un valor (X^con-J) de corrección a aplicar directa o indirectamente a su valor de consigna, teniendo en cuenta la diferencia entre el valor del parámetro de estado (ST) de su paquete de baterías y el valor de un parámetro de estado óptimo (ST^opt) determinado a partir de los valores de los parámetros de estado de los paquetes de baterías de todos los conjuntos de alimentación eléctrica.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que, para cada conjunto de alimentación eléctrica (E_1, E_2, E_3), el parámetro de estado de la batería corresponde a su estado de carga, su temperatura, su resistencia interna, su estado de salud, su capacidad de carga o una combinación de varios de estos parámetros.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que, para cada conjunto de alimentación eléctrica, dicho valor de consigna se corrige según el siguiente principio:

donde:

- STⁱ corresponde al valor del parámetro de estado del paquete de baterías del conjunto i de alimentación;

- SToprcorresponde al valor óptimo de los tres valores de parámetros de estado;

- Xcomtcorresponde al valor de corrección a aplicar al valor de consigna del conjunto i de alimentación eléctrica;

4. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que para cada conjunto de alimentación eléctrica (E_1, E_2, E_3) se corrige dicho valor de consigna según el siguiente principio:

donde :

- ST^{o p t} corresponde al valor óptimo de los tres valores de parámetros de estado;

- X^corr_i corresponde al valor de corrección a aplicar al valor de consigna del conjunto i de alimentación eléctrica;

- K corresponde a un coeficiente de ponderación;

5. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que, para cada conjunto de alimentación eléctrica (E_1, E_2, E_3), dicho valor de consigna (X^set) es corregido implementando un bucle de regulación con corrector de tipo integral, Proporcional-Integral (PI) o Proporcional-Integral-Derivado (PID), estando configurado dicho bucle para anular progresivamente las diferencias sobre el parámetro de estado entre los conjuntos de alimentación eléctrica.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el valor de consigna es un valor de tensión de pico (V^créte)

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el valor de consigna es un valor eficaz de corriente (^{f set)}.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que consiste en ejecutar un bucle de regulación de corriente, configurado para determinar cada valor de consigna de corriente eficaz a partir de los valores medidos de las corrientes en cada fase del sistema eléctrico.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el valor de consigna es una potencia eléctrica (P^set).

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que incluye una etapa de determinación de un valor de consigna de corriente a partir del valor de consigna de potencia y de las tensiones medidas en las fases del sistema eléctrico.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el valor de consigna es idéntico para todos los conjuntos de alimentación.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que consiste en ejecutar un bloque (B_SAT) de control de saturación de tensión configurado para determinar un valor de consigna corregido, teniendo en cuenta las tensiones de control (V^aétej ^,V^aée>_2,V^cr§te_3) a aplicar por cada conjunto de alimentación y de cada valor de consigna y por que dicho valor de consigna corregido determinado se convierte en el valor de consigna aplicado como entrada en dicho bloque (B_CORR) de corrección.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que incluye una etapa de lectura de un parámetro de entrada representativo de un modo de carga o de un modo de descarga de cada paquete de baterías.

14. Sistema de control de un equipo de alimentación eléctrica de un sistema eléctrico (M) de varias fases, comprendiendo dicho equipo al menos un conjunto de alimentación eléctrica (E_1, E_2, E_3) distinto por fase de dicho sistema eléctrico, comprendiendo cada conjunto de alimentación eléctrica al menos un paquete de baterías definido por un parámetro de estado (ST) y dotado de al menos una batería destinada a suministrar una tensión de control a la fase a la que está conectada, teniendo en cuenta al menos un valor de consigna ⁽X^set), dicho sistema incluye:

- Al menos un bloque (B_CORR) de corrección que recibe como entrada cada valor de consigna y el parámetro de estado (ST) de cada paquete de baterías de los conjuntos de alimentación de energía eléctrica del sistema, y porque dicho sistema se caracteriza por que:

- Para cada conjunto de alimentación eléctrica (E_1, E_2, E_3), dicho bloque (B_CORR) de corrección está configurado para determinar un valor de corrección ⁽X^corr_i) a aplicar directa o indirectamente a su valor de consigna, teniendo en cuenta la diferencia entre el valor del parámetro de estado (STⁱ ) de su paquete de baterías y el valor de un parámetro de estado óptimo (ST^opt) determinado a partir de los valores de los parámetros de estado de los paquetes de baterías de todos los conjuntos de alimentación eléctrica.

15. Equipo de alimentación eléctrica de un sistema eléctrico de varias fases, comprendiendo dicho equipo al menos un conjunto de alimentación eléctrica (E_1, E_2, E_3) distinto por fase de dicho sistema eléctrico, comprendiendo cada conjunto de alimentación eléctrica al menos un paquete de baterías definido por un parámetro de estado ⁽ST⁾ y dotado de al menos una batería destinada a suministrar una tensión de control a la fase a la que está conectada, teniendo en cuenta al menos un valor de consigna ⁽X^set), caracterizado por que incluye un sistema de control tal como el definido en la reivindicación 14, apto para controlar cada conjunto de alimentación eléctrica del equipo para obtener una carga completa o una descarga completa de todos los paquetes de baterías simultáneamente.