ES2192467A1

System and method for the controlled transfer of energy in networks comprising sectors that are powered by two different batteries

Abstract

System and method for controlled energy transfer in networks with sectors powered from two different batteries. In an architecture with two B1, B2 batteries for networks (17, 18) equipped with a CB1, CB2 unit with a control module (10, 11) of the SOC / SOH of B1, B2, SDN1 power distribution boxes, SDN2, SDN3 with microcontroller (1,2,3), and a communication bus (19) have provided a device (30) for detecting voltage and / or polarity of an external power supply capable of connecting to said batteries B1 and B2, and controlled switching devices (33,34) for routing the external energy flow to one of the B1 or B2 batteries, said SDN1, SDN2, SDN3 boxes being interconnected and connected to said units CB1, CB2 for permanent monitoring of the SOC / SOH of said batteries B1 and B2 and provide a controlled transfer of energy between them.

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  1. 1
    ES 2 192 467 A1 REIVINDICACIONES 1. Sistema para una transferencia de energía controlada, en redes con sectores alimentados desde dos baterías distintas, aplicable a vehículos automóviles, con una arquitectura que comprende al menos una primera batería B1 y una segunda batería B2 que pueden ser cargadas desde un generador G, estando ambas baterías B1, B2, dotadas de una unidad CB1, CB2 que integra al menos un míodulo (10, 11) de control del estado de carga y de salud SOC, SOH de dichas baterías B1, B2 las cuales alimentan unas respectivas redes (17, 18), una primera de ellas (17) integrando unos moídulos de seguridad y de supervisioín o espera, y la segunda (18) incluyendo al menos un dispositivo de arranque, distribuyíendose la potencia a dichas redes(17,18) a partir de unas cajas de distribucioín de energía SDN1, SDN2, SDN3 que incluyen un microcontrolador de gestiíon (1, 2, 3), e integrando el sistema un bus de comunicaciones (19), caracterizado por comprender ademaís un dispositivo (30) de deteccioín de un nivel de tensiíon y/o polaridad de una alimentacioín externa susceptible de ser conectada en al menos uno de los bornes de una de dichas baterías B1 y B2, y unos dispositivos de conmutacioín controlada (33,34) para el encaminamiento de dicho flujo de energía externo hacia una de dichas dos baterías B1 o B2, predeterminada, y porque dichas cajas de distribucioín de energía SDN1, SDN2, SDN3 hacia las cargas estaín interconexionadas entre sí y conectadas a dichas unidades CB1, CB2 de control de las baterías B1, B2, para realizar una monitorizaciíon permanente del estado de salud y de carga de dichas dos baterías B1 y B2 y proporcionar una transferencia controlada de energía entre las dos baterías B1, B2, en cualquier momento, incluso en situaciíon de cierre de la llave de encendido del motor del vehículo, independientemente del consumo requerido por las cargas y en previsioín de futuras demandas.
  2. 2
    Sistema, seguín la reivindicacioín 1, caracterizado porque dichos dispositivos de conmutaciíon (33, 34) estían controlados desde un microprocesador (32) que recibe como entrada el nivel de tensiíon o polaridad en un borne auxiliar (30a) destinado para conexiíon de dicha fuente de energía exterior.
  3. 3
    Sistema, seguín la reivindicacioín 1, caracterizado porque dichas dos baterías B1, B2 son de niveles de tensiíon diferenciados y porque cada una de las citadas cajas de distribucioín de energía SDN1, SDN2 y SDN3 incluye un convertidor (25, 26, 27), siendo al menos uno (25) de dichos convertidores bidireccional y permitiendo dicha transferencia de energía de una a otra de dichas baterías B1, B2, en cualquier sentido, seguín el resultado de la citada monitorizaciíon del estado de las mismas.
  4. 4
    Sistema, seguín la reivindicaciíon 1 oí 3,caracterizado porque comprende tres de las citadas cajas de distribucioín de energía SDN1, SDN2 y SDN3, una primera de ellas SDN1 prevista para alimentar cargas de la zona delantera del vehículo, una segunda SDN2 destinada a abastecer una zona central del mismo, y una tercera SDN3 aplicada al suministro de energía a una parte posterior del vehículo.
  5. 5
    Sistema, seguín la reivindicacioín 1 oí 3,caracterizado porque comprende tres de las citadas cajas de distribucioín de energía SDN1, SDN2 y SDN3, una primera de ellas SDN1 para alimentar cargas de la zona delantera del vehículo, una segunda SDN2 destinada a abastecer una zona central del mismo, y una tercera SDN3 prevista para el suministro de energía a una parte posterior del vehículo y porque la primera de dichas cajas SDN1 estía alimentada desde la batería B1 a un nivel de tensiíon inferior e incluye dicho convertidor bidireccional (25) permitiendo alimentar cargas a dicho primer nivel de tensioín y a un segundo nivel de tensioín, superior, estando conectadas las dos restantes cajas de distribuciíon de energía SDN2 y SDN3 a la batería B2, a un nivel de tensiíon superior, e integrando cada una de ellas un convertidor unidireccional (26, 27) que posibilita el suministro de energía a dicho primer nivel de tensiíon, inferior.
  6. 6
    Sistema, seguín la reivindicaciíon 3 caracterizado porque dicha unidad de control CB1, CB2 asociada a cada una de las baterías B1, B2 comprende un dispositivo (13, 14) de desconexiíon de potencia o BCO (Battery Cut Of) aplicado a la desconexioín automaítica de la batería B1, B2 de su red, en caso de accidente o por instrucciones recibidas desde uno de los microcontroladores de las cajas de distribuciíon SDN1, SDN2, SDN3 o desde la propia unidad de control CB1, CB2.
  7. 7
    Sistema, seguín la reivindicacioín 6, caracterizado por integrar un interruptor 13a, 14a, accesible por un usuario, para habilitar o desactivar dichos dispositivos de desconexiíon BCO (13, 14).
  8. 8
    Míetodo para control de transferencia de energía en redes con sectores alimentados desde dos baterías distintas, aplicable a vehículos automoíviles, con una arquitectura que comprende al menos una primera batería B1 y una segunda batería B2 que pueden ser cargadas desde un generador G, estando ambas baterías B1, B2, dotadas de una unidad CB1, CB2 que integra al menos un moídulo (10, 11) de control del estado de carga y de salud SOC, SOH de dichas baterías B1, B2 las cuales alimentan unas respectivas redes (17, 18), una primera de ellas (17) integrando unos moídulos de seguridad y de supervisiíon o espera, y la segunda (18) incluyendo al menos un dispositivo de arranque, distribuyeíndose la potencia a dichas redes(17, 18) a partir de unas cajas de distribucioín de energía SDN1, SDN2, SDN3 que incluyen un microcontrolador de gestioín (1, 2, 3), e integrando el sistema un bus de comunicaciones (19), caracterizado por realizar una monitorizaciíon permanente del estado de salud (SOH) y de carga (SOC) de cada una de dichas dos baterías B1, B2 y de la tensioín o polaridad de una alimentacioín externa susceptible de ser conectada a uno de los bornes de una de dichas baterías B1, B2, y por realizar una actuacioín mediante microcontroladores para asegurar una transferencia de energía entre dichas dos baterías B1, B2, en cualquier momento deseado.
  9. 9
    Míetodo, seguín la reivindicacioín 7, caracterizado porque dichas dos baterías B1, B2 son de niveles de tensiíon diferenciados y porque ES 2 192 467 A1 cada una de las citadas cajas de distribución de energía SDN1, SDN2, SDN3 incluye un convertidor CC/CC (25, 26, 27), siendo al menos uno de dichos convertidores (25) bidireccional y realizóandose dicha transferencia de energóa de una a otra de dichas bateróas B1, B2 a traves de dicho convertidor, en cualquier sentido, seguón el resultado de la citada monitorizacióon del estado de las mismas.
  10. 10
    Móetodo, seguón la reivindicacioón 8, caracterizado porque dicha unidad de control CB1, CB2 asociada a cada una de las bateróas B1, B2 comprende un dispositivo de desconexióon o BCO (Battery Cut Off) (13, 14) aplicado a la desconexioón automaótica de la bateróa B1, B2 de su red (17, 18), en caso de accidente o por instrucciones recibidas desde uno de los microcontroladores de las cajas de distribucióon SDN1, SDN2 y SDN3 o desde la propia unidad de control CB1, CB2 y porque dichos dispositivos de desconexioón BCO (13, 14) son susceptibles de habilitar o desactivar manualmente mediante un interruptor (13a, 14a) accesible por un usuario.
  11. 11
    Móetodo, seguón la reivindicacióon 10, caracterizado porque en el caso de alimentacióon de la bateróa B2 a un nivel superior de tensioón desde la bateróa B1, a un nivel de tensióon inferior, se comprobaróa que el SOC/SOH de la bateróa B1 de 12 V sea correcto y se controlaróan asimismo los ciclos de descarga de dicha bateróa B1.
  12. 12
    Móetodo, seguón la reivindicacioón 11 caracterizado porque para garantizar la eficacia de la carga de la bateróa B2 a un nivel de tensióon superior se asegura tambióen que la bateróa B1 a un nivel de carga inferior no suministre energóa a las cargas no necesarias, desconectando a tal efecto dichas cargas a travóes del correspondiente dispositivo de desconexióon BCO (13).
  13. 13
    Móetodo, seguón la reivindicacioón 9, caracterizado porque dicho dispositivo dispositivo de desconexioón BCO (13, 14) desconecta las bateróas B1, B2 de las redes a las que abastecen conservando la conexioón entre dichas dos bateróas B1, B2, salvo en caso de activacióon del dispositivo BCO (13, 14) debida a un accidente.
Independent claims13