MX2012012806A

Bipolar overvoltage battery pulser and method.

Abstract

A bipolar overvoltage battery pulser and method are provided that apply a positive pulse voltage and a negative pulse voltage alternately across the terminals of a battery. The object of the bipolar overvoltage battery pulser and method is to increase the cycle lifetime and capacity of storage batteries, such as lead acid batteries. The rise times for the leading edges of the positive pulses and for the trailing edges of the negative pulses are short compared to the ionic relaxation time in the electrochemical solution. Alternating between the positive and negative pulses gives each new pulse an equal starting condition without realizing any memory effect that otherwise may result if the last applied pulse was of the same polarity, which reduces the extent of overvoltage that may be applied to the battery and decrease the highest useable pulse cycling frequencies that could be achieved without experiencing pulse overlapping. The shape, type and timing of the pulses may be adjusted to create overvoltage pulses having high duration and amplitude.

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  1. 1
    REIVINDICACIONES 1. Un generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar caracterizado porque comprende:un generador de impulso configurado para producir un voltaje de impulso positivo y un voltaje de impulso negativo;un controlador de voltaje de impulso positivo configurado para convertir el voltaje de impulso positivo en una forma de onda de voltaje de impulso positivo;un controlador de voltaje de impulso negativo configurado para convertir el voltaje de impulso negativo en una forma de onda de voltaje de impulso negativo;y un distribuidor de voltaje de impulso configurado para fusionar la forma de onda de voltaje de impulso positivo y la forma de onda de voltaje de impulso negativo en una forma de onda de voltaje de impulso y aplicar la forma de onda de voltaje de impulso a través de las terminales de una batería, en donde la forma de onda de voltaje de impulso comprende por lo menos un impulso de voltaje positivo que tiene un borde delantero y una amplitud de pulso positiva seguida por al menos un impulso de voltaje negativo que tiene un borde trasero y una amplitud de pulso negativo, en donde un tiempo de subida del borde delantero y un tiempo de subida del borde trasero son cada uno menores que el tiempo de relajación de una solución electrolítica de la batería.
  2. 2
    El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende adicionalmente un 5 microcontrolador, en donde el generador de impulso se configura en el microcontrolador.
  3. 3
    El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de impulso comprende un 10 generador de impulso positivo configurado para generar el voltaje de impulso positivo y un generador de impulso negativo configurado para generar el voltaje de impulso negativo.
  4. 4
    El generador de impulsos de batería de 15 sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de impulso comprende un conmutador inversor alternativo, caracterizado porque el conmutador inversor alternativo procesa alternativamente el voltaje de impulso en un voltaje de impulso pasante y un 20 voltaje de impulso invertido, en donde el voltaje de impulso pasante es uno del voltaje de impulso positivo y el voltaje de impulso negativo y el voltaje de impulso invertido es el otro del voltaje de impulso positivo y el voltaje de impulso negativo. 25 5. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador de voltaje de impulso positivo y el controlador de voltaje de impulso negativo cada uno comprende:un conformado de impulso;y un generador de sincronización, en donde el conformador de impulso y el generador de sincronización se configuran para convertir un voltaje de impulso en una forma de onda de voltaje de impulso. 6. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende: un amplificador de voltaje positivo configurado para amplificar la forma de onda de voltaje de impulso positivo;y un amplificador de voltaje negativo configurado para amplificar la forma de onda de voltaje de impulso negativo. 7. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tiempo de subida del borde delantero y el tiempo de subida del borde de ajuste se encuentran aproximadamente un tercio del tiempo de relajación. 8. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la amplitud de impulso positivo y la amplitud de impulso negativo son cada una mayor que un voltaje de la batería. 9. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la amplitud de impulso positivo y la amplitud de impulso negativo cada una tiene por lo menos dos veces el voltaje de la batería. 10. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la forma de onda de voltaje de impulso tiene una frecuencia de ciclo de impulso de manera que un ancho de impulso de por lo menos un impulso de voltaje positivo y un ancho de impulso de por lo menos un impulso de voltaje negativo no se solapan. 11. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ancho de impulso de por lo menos un impulso de voltaje positivo y un ancho de impulso de por lo menos un impulso de voltaje negativo exceden cada uno el tiempo de relajación. 12. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende adicionalmente: un controlador;y un dispositivo de medición configurado para medir un voltaje de la batería, en donde: el controlador se configura para identificar un estado de la batería utilizando el voltaje de la batería;y el controlador se configura para activar el generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar basado en el estado de la batería. 13. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la batería es cualquiera de una batería de plomo ácido y una batería sin plomo ácido. 14. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un amplificador de voltaje configurado para amplificar la forma de onda de voltaje de impulso. 15. El generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar se integra con la batería. 16. Un método para tratar una pluralidad de baterías de un paquete de batería, cada batería que tiene un generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar, caracterizado porque comprende controlar los generadores de impulsos de batería de sobretensión bipolar de manera que no más de uno de los generadores de impulsos de batería de sobretensión bipolar aplica una sobretensión en cualquier momento, en donde la el generador de impulsos de batería de sobretensión bipolar comprende: un generador de impulso configurado para producir un voltaje de impulso positivo y un voltaje de impulso negativo;un controlador de voltaje de impulso positivo configurado para convertir el voltaje de impulso positivo en una forma de onda de voltaje de impulso positivo;un controlador de voltaje de impulso negativo configurado para convertir el voltaje de impulso negativo en una forma de onda de voltaje de impulso negativo;un distribuidor de voltaje de impulso configurado para fusionar la forma de onda de voltaje de impulso positivo y la forma de onda de voltaje de impulso negativo en una forma de onda de voltaje de impulso y aplicar la forma de onda de voltaje de impulso a través de las terminales de una batería;un amplificador de voltaje positivo configurado para amplificar la forma de onda de voltaje de impulso positivo;y un amplificador de voltaje negativo configurado para amplificar la forma de onda de voltaje de impulso negativo, en donde la forma de onda de voltaje de impulso positivo comprende un borde delantero y una amplitud de impulso positivo y la forma de onda de voltaje de impulso negativo que tiene un borde trasero y una amplitud de impulso negativo, en donde el tiempo de subida del borde delantero y un tiempo de subida del borde trasero son cada uno menor que un tiempo de relajación de una solución electrolítica de la pluralidad de baterías. 17. Un método caracterizado porque comprende: proporcionar una forma de onda de voltaje de impulso positivo que tiene un impulso positivo simple y una forma de onda de voltaje de impulso negativo que tiene un impulso negativo simple;y aplicar en la forma de onda de voltaje de impulso positivo y la forma de onda de voltaje de impulso negativo alternativamente a través de las terminales de una batería, en donde la forma de onda de voltaje de impulso positivo comprende un borde delantero y una amplitud de impulso positivo y la forma de onda de voltaje de impulso negativo que tiene un borde trasero y una amplitud de impulso negativo, en donde el tiempo de subida del borde delantero y un tiempo de subida del borde trasero son cada uno menor que un tiempo de relajación de una solución electrolítica de la batería. 18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque adicíonalmente fusionar la forma de onda de voltaje de impulso positivo y la forma de onda de voltaje de impulso negativo en una forma de onda de voltaje de impulso antes de aplicarse a través de las terminales de la batería. 19. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque aplicar la forma de onda de voltaje de impulso positivo y la forma de onda de voltaje de impulso negativo alternativamente atraviesa las terminales de una batería de plomo ácido y una batería sin plomo ácido. 20. Un método caracterizado porque comprende: producir un voltaje de impulso positivo y un voltaje de impulso negativo;convertir el voltaje de impulso positivo en una forma de onda de voltaje de impulso positivo y el voltaje de impulso negativo en una forma de onda de voltaje de impulso negativo;fusionar la forma de onda de voltaje de impulso positivo y la forma de onda de voltaje de impulso negativo en una forma de onda de voltaje de impulso;y aplicar la forma de onda de voltaje de impulso a través de las terminales de una batería, en donde la forma de onda de voltaje de impulso comprende por lo menos un impulso de voltaje positivo que tiene un borde delantero y una amplitud de impulso positivo seguido por al menos un impulso de voltaje negativo que tiene un borde trasero y una amplitud de impulso negativo, en donde el tiempo de subida del borde delantero y un tiempo de subida del borde trasero son cada uno menor que un tiempo de relajación de una solución electrolítica de la batería. 21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende adicionalmente amplificar por lo menos uno de la forma de onda de voltaje de impulso positivo, la forma de onda de voltaje de impulso negativo, y la forma de onda de voltaje de impulso. 22. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque producir un voltaje de impulso positivo y un voltaje de impulso negativo comprende: generar un voltaje de impulso;y procesar el voltaje de impulso, alternativamente, en un voltaje de impulso pasante y un voltaje de impulso invertido, en donde el voltaje de impulso pasante es cualquiera de un voltaje de impulso positivo y el voltaje de impulso negativo, y el voltaje de impulso invertido es el otro del voltaje de impulso positivo y el voltaje de impulso negativo. 23. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque convertir el voltaje de impulso positivo en una forma de onda de voltaje de impulso positivo y el voltaje de impulso negativo en una forma de onda de voltaje de impulso negativo comprende: Conformar el voltaje de impulso positivo y el voltaje de .impulso negativo respectivamente en una forma de voltaje de impulso positivo y una forma de voltaje de impulso
  5. 5
    5 negativo;y Sincronizar una distribución de la forma de voltaje de impulso positivo y una distribución de la forma de voltaje de impulso negativo respectivamente en la forma de onda de voltaje de impulso positivo y la forma de onda de voltaje de
  6. 6
    10 impulso negativo. 24. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque aplicar la forma de onda de voltaje de impulso a través de las terminales de uno de la batería de plomo ácido y uno de la batería sin plomo ácido.