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ES2192467B1

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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Expired 31 December 2021, 4.7 years ago.

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  1. 1
    2>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 mídulo (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 distribución 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 detecciíon de un nivel de tensiín y/o polaridad de una alimentación externa susceptible de ser conectada en al menos uno de los bornes de una de dichas baterías B1 y B2, y unos dispositivos de conmutaciín 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 distribución de energía SDN1, SDN2, SDN3 hacia las cargas estían interconexionadas entre sí y conectadas a dichas unidades CB1, CB2 de control de las baterías B1, B2, para realizar una monitorización 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 previsiíon de futuras demandas.
  2. 2
    Sistema, segun la reivindicación 1, caracterizado porque dichos dispositivos de conmutacion (33, 34) estín controlados desde un microprocesador (32) que recibe como entrada el nivel de tensiíon o polaridad en un borne auxiliar (30a) destinado para conexioín de dicha fuente de energía exterior.
  3. 3
    Sistema, seguín la reivindicaciíon 1, caracterizado porque dichas dos baterías B1, B2 son de niveles de tensiíon diferenciados y porque cada una de las citadas cajas de distribuciíon 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 monitorizacioín del estado de las mismas.
  4. 4
    Sistema, segun la reivindicacion 1 í 3, caracterizado porque comprende tres de las citadas cajas de distribución 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 poste467 B1 10 rior del vehículo.
  5. 5
    Sistema, segun la reivindicacion 1 í 3, caracterizado porque comprende tres de las citadas cajas de distribuciín 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 esta 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 distribucioín 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 tensioín, inferior.
  6. 6
    Sistema, seguín la reivindicacioín 3 caracterizado porque dicha unidad de control CB1, CB2 asociada a cada una de las baterías B1, B2 comprende un dispositivo (13, 14) de desconexiín de potencia o BCO (Battery Cut Of) aplicado a la desconexiíon automíatica 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 distribucion 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 desconexion BCO (13, 14).
  8. 8
    Método 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 mídulo (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 distribuciín 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 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 tensiíon 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 actuaciíon 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 B1 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 realizándose dicha transferencia de energáa de una a otra de dichas bateráas B1, B2 a traves de dicho convertidor, en cualquier sentido, segun el resultado de la citada monitorizaciáon del estado de las mismas.
  10. 10
    Mátodo, segun la reivindicacián 8, caracterizado porque dicha unidad de control CB1, CB2 asociada a cada una de las baterías B1, B2 comprende un dispositivo de desconexián o BCO (Battery Cut Off) (13, 14) aplicado a la desconexion automática de la batería B1, B2 de su red (17, 18), en caso de accidente o por instrucciones recibidas desde uno de los microcontroladores de las cajas de distribucion SDN1, SDN2 y SDN3 o desde la propia unidad de control CB1, CB2 y porque dichos dispositivos de desconexioán BCO (13, 14) son susceptibles de habilitar o desactivar manualmente mediante un interruptor (13a, 14a) accesible por un usuario.
  11. 11
    Máetodo, seguán la reivindicaciáon 10, caracterizado porque en el caso de alimentaciáon de la bateráa B2 a un nivel superior de tensiáon desde la bateráa B1, a un nivel de tensioán inferior, se comprobara que el SOC/SOH de la batería B1 de 12 V sea correcto y se controlaran asimismo los ciclos de descarga de dicha bateráa B1.
  12. 12
    Máetodo, seguán la reivindicacioán 11 caracterizado porque para garantizar la eficacia de la carga de la bateráa B2 a un nivel de tensiáon superior se asegura tambiáen que la bateráa B1 a un nivel de carga inferior no suministre energáa a las cargas no necesarias, desconectando a tal efecto dichas cargas a traváes del correspondiente dispositivo de desconexiáon BCO (13).
  13. 13
    Máetodo, seguán la reivindicaciáon 9, caracterizado porque dicho dispositivo dispositivo de desconexián BCO (13, 14) desconecta las bateráas B1, B2 de las redes a las que abastecen conservando la conexiáon entre dichas dos bateráas B1, B2, salvo en caso de activacioán del dispositivo BCO (13, 14) debida a un accidente.
Independent claims13