BRPI0900083A2

BRPI0900083A2 - pacote de baterias intrinsecamente seguro e sistema

Info

Publication number: BRPI0900083A2
Application number: BRPI0900083-6A
Authority: BR
Inventors: Rodney Corder
Original assignee: Dwyer Instr
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2010-05-18
Also published as: US20100055549A1; GB2463091B; SG159431A1; CA2654875C; US8129046B2; CA2654875A1; GB2463091A; GB0822007D0

Abstract

PACOTE DE BATERIAS INTRINSECAMENTE SEGURO E SISTEMA. A presente invenção refere-se a um sistema de pacote de baterias que pode incluir um pacote de baterias e um suporte de pacote de baterias. O suporte de pacote de baterias recebe o pacote de baterias e acopla um terminal de pacote de baterias a uma carga associada com o suporte de pacote de baterias. O pacote de baterias inclui um manípulo de operação externo a um alojamento de pacote de baterias. O manípulo de operação está acoplado a um membro de operação através de um eixo de operação que passa através do alojamento. Um circuito de segurança do pacote de baterias acopla a energia suprida por uma bateria aos terminais de pacote de baterias com base na posição do manípulo de operação. Um membro de operação do pacote de baterias estende um membro de travamento para dentro de uma abertura do suporte de pacote de baterias quando o manípulo de operação está na posição acoplada, e recua o membro de travamento da abertura quando o manípulo de operação está na posição desacoplada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PACOTE DEBATERIAS INTRINSECAMENTE SEGURO E SISTEMA".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um pacote de baterias intrinse-camente seguro que pode incluir um circuito de segurança embutido paraimpedir a formação de arco durante a instalação e/ou remoção do pacote debaterias. Tal pacote de baterias inclui um circuito de segurança que dese-nergiza os terminais do pacote de baterias quando um operador desliga aunidade alimentada pelo pacote de baterias. No entanto, se o operador deixade desligar a unidade antes da remoção ou instalação do pacote de baterias,o operador corre o risco de formar um arco, o que pode ter resultados catas-tróficos em certos ambientes perigosos (por exemplo, uma refinaria de petró-leo).

Em outro pacote de baterias, um circuito de segurança introduzum retardo de tempo entre a detecção de uma carga aplicada no pacote debaterias e a energização dos terminais do pacote de baterias. Quando o o-perador liga a unidade, o pacote de baterias energiza os terminais após umretardo de tempo. O retardo de tempo permite que o pacote de baterias sejainstalado em uma unidade que está ligada sem um potencial de formação dearco. A remoção, no entanto, ainda corre o risco de formação de arco se aunidade não for desligada.

A instalação de pacotes de baterias em sensores sem fio deuma rede de sensores pode apresentar obstáculos adicionais. Os sensoressem fio tipicamente não tem uma chave liga / desliga. Como tal, o operadorcomumente é incapaz de desligar o sensor sem fio antes da instalação e/ouremoção de um pacote de baterias. Mais ainda, o operador comumente nãopode esperar até que a bateria do pacote de baterias seja exaurida antes desubstituir o pacote de baterias.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção aqui descrita está ilustrada por meio de exemplo enão por meio de limitação nas figuras acompanhantes. Para simplicidade eclareza de ilustração, os elementos ilustrados nas figuras não estão neces-sariamente desenhados em escala. Por exemplo, as dimensões de algunselementos podem estar exageradas em relação a outros elementos paraclareza. Ainda, onde considerado apropriado as identificações de referênciaforam repetidas entre as figuras para indicar os elementos correspondentesou similares.

Figura 1 mostra um diagrama de circuito de uma modalidade deum pacote de baterias utilizado para alimentar uma carga.

Figura 2a mostra uma operação de chave do pacote de bateriasda figura 1 em resposta a um membro de operação do pacote de bateriassendo colocado em uma posição segura ou desacoplada.

Figura 2b mostra uma operação de chave do pacote de bateriasda Figura 1 em resposta a um membro de operação do pacote de bateriassendo colocado em uma posição acoplada.

Figura 3 mostra um diagrama de circuito de outra modalidade deum pacote de baterias utilizado para alimentar uma carga.

Figura 4a mostra uma operação de chave do pacote de bateriasda Figura 3 em resposta a um membro de operação do pacote de bateriassendo colocado em uma posição segura ou desacoplada.

Figura 4b mostra uma operação de chave do pacote de bateriasda Figura 3 em resposta a um membro de operação do pacote de bateriassendo colocado em uma posição intermediária entre uma posição acopladae uma posição desacoplada.

Figura 4c mostra uma operação de chave do pacote de bateriasda Figura 3 em resposta a um membro de operação do pacote de bateriassendo colocado em uma posição acoplada.

Figura 5 mostra os aspectos mecânicos de um sistema de paco-te de baterias que inclui um suporte de pacote de baterias e um pacote debaterias.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

Referências na especificação a "uma modalidade", "uma modali-dade", "uma modalidade exemplar", etc, indicam que a modalidade descritapode incluir um aspecto, uma estrutura ou uma característica específica,mas todas as modalidades podem não necessariamente incluir o aspecto, aestrutura ou a característica específica. Mais ainda, tais frases não estãonecessariamente se referindo à mesma modalidade. Ainda, quando um as-pecto, uma estrutura ou uma característica específica está descrito em co-nexão com uma modalidade, está subentendido que está dentro do conhe-cimento de alguém versado na técnica efetuar tal aspecto, estrutura ou ca-racterística específica em conexão com outras modalidades sendo ou nãoespecificamente descritas.

Uma modalidade de um pacote de baterias 10 utilizado para ali-mentar uma carga 12 está mostrada na Figura 1. O pacote de baterias 10pode compreender um envoltório ou alojamento 20 que aloja uma bateria 30e um circuito de segurança 40. O circuito de segurança 40 pode acoplar ope-rativamente a bateria 30 a um terminal de pacote de baterias positivo 22 eum terminal de pacote de baterias negativo 24 externos ao alojamento 20. Oterminal de pacote de baterias positivo 22 e o terminal de pacote de bateriasnegativo 24 podem estar acoplados destacados na carga 12.

A bateria 30 pode prover energia para a carga 12 através do cir-cuito de segurança 40 e dos terminais 22, 24. Em uma modalidade, a bateria30 inclui uma ou mais células primárias tais como as baterias tamanho AAde Cloreto de Tionil Lítio (LÍ/SOCI2) Tadiran modelo TL-5903. Mais ainda, ascélulas da bateria 30 podem ter uma baixa autodescarga e longas vidas deprateleira as quais são úteis para alimentar as cargas de sensor sem fio debaixa potência. Outras modalidades, no entanto, podem utilizar outros tiposde células primárias ou mesmo as células recarregáveis.

O circuito de segurança 40 pode incluir um terminal de interfacede bateria positivo 42 para interfacear e acoplar eletricamente a um terminalde bateria positivo 32 da bateria 30 e um terminal de interface de bateria ne-gativo 44 para interfacear e acoplar eletricamente a um terminal de baterianegativo da bateria 30. O circuito de segurança 40 pode ainda incluir umachave térmica 50 em série com o terminal de interface de bateria positivo 42.Em uma modalidade, a chave térmica 50 está polarizada para uma posiçãofechada e ativa para uma posição aberta em resposta a uma condição desobretemperatura. Especificamente, a chave térmica 50 pode ser colocadaem contato térmico próximo com a bateria 30 e pode proteger a bateria 30de condições de sobretemperatura. Uma condição de sobretemperatura po-de ocorrer em resposta a vários eventos tais como, por exemplo, (i) uma fa-lha na bateria 30 pode causar uma alta temperatura interna, ou (ii) a tempe-ratura ambiente do pacote de baterias 10 pode exceder uma temperaturalimite associada com um limite superior de uma faixa operação segura.

O circuito de segurança 40 pode ainda incluir um fusível 52 e umlimite de voltagem 62. Como mostrado, o fusível 52 pode estar colocado emsérie com o terminal de interface de bateria positivo 42 e a chave térmica 50.

O limite de voltagem 62 pode estar colocado em paralelo com a combinaçãoem série do terminal de interface de bateria positivo 42, da chave térmica 50e do fusível 52. O limite de voltagem 62 pode começar a conduzir em res-posta à voltagem através do limite de voltagem 62 excedendo uma voltagemlimite Vt. O limite de voltagem 62 pode ser projetado de modo que a volta-gem limite Vt proteja o pacote de baterias 10 e a carga 12 de voltagens alémdos limites de operação seguros. Em uma modalidade, o limite de voltagem62 pode compreender um ou mais diodos Zener em paralelo que começam aconduzir quando a voltagem através dos diodos Zener em paralelo excedeuma voltagem limite Vt selecionada.

O fusível 52 pode proteger o pacote de baterias 10 e a carga 12de condições de sobrecorrente potencialmente altas. Por exemplo, uma altacondição de sobrecorrente pode ocorrer em resposta a um fluxo de correnteatravés do limite de voltagem 62 devido à voltagem através do limite de vol-tagem 62 excedendo a voltagem limite Vt do limite de voltagem 62. No casode uma condição de alta sobrecorrente, o fusível 52 pode abrir ou perma-nentemente ou temporariamente dependendo de sua construção. O fusível52 pode ser selecionado com uma corrente nominal na corrente mais baixade uma corrente de operação segura máxima para a bateria 30 ou a umacorrente máxima permitida por especificações de segurança de um ambientede operação.

O circuito de segurança 40 pode ainda incluir um limite de cor-rente 60. O limite de corrente 60 pode estar colocado em série entre a bate-ria 30 com voltagem limitada, protegida termicamente e contra sobrecorrentee ou o terminal de pacote de baterias positivo 22 ou o terminal de pacote debaterias negativo 24. O limite de corrente 60 pode prover uma proteção desobrecorrente adicional para a bateria 30 e a carga 12. Em uma modalidade,o limite de corrente 60 pode prover um percurso de baixa impedância entre abateria 30 e o terminal de pacote de baterias positivo 22 enquanto a correntede carga está abaixo de um limite de segurança. Conforme a corrente decarga aumenta acima do limite de segurança, a impedância apresentadapelo limite de corrente 60 pode aumentar em uma tentativa de impedir que acorrente de carga exceda um limite de segurança. Quando a bateria 30compreende uma bateria primária, o limite de corrente 60 pode também im-pedir que a corrente flua dos terminais de pacote de baterias 22, 24 para abateria 30. Em uma modalidade na qual a bateria 30 compreende uma bate-ria recarregável, o limite de corrente 60 pode prover uma função de limitaçãode corrente para a corrente que flui dos terminais de pacote de baterias 22,24 para a bateria 30, protegendo adicionalmente a bateria 30 de danos.

Como mostrado, o circuito de segurança 40 pode ainda compre-ender uma chave de terminal positivo 70 e uma chave de terminal negativo72. A chave de terminal positivo 70 pode estar colocada em série com a ba-teria 30 com voltagem limitada, protegida termicamente e contra sobrecor-rente e o terminal de pacote de baterias positivo 22. A chave de terminal ne-gativo 72 pode estar colocada em série com a bateria 30 com voltagem limi-tada, protegida termicamente e contra sobrecorrente e o terminal de pacotede baterias negativo 24. Em uma modalidade, cada uma das chaves de ter-minal 70, 72 inclui uma chave de lâminas normalmente aberta, magnetica-mente operada a qual fecha sob a influência de um campo magnético. Maisainda, a presença de tanto uma chave de terminal positivo 70 quanto umachave de terminal negativo 72 pode prover uma tolerância de falha única.

Mais especificamente, se ou a chave de terminal positivo 70 ou a chave determinal negativo 72 falhar fechada, a outra chave de terminal que funcionapode ainda impedir que a bateria 30 supra um potencial de voltagem entre oterminal de pacote de baterias positivo 22 e o terminal de pacote de bateriasnegativo 24. Um potencial de voltagem entre os terminais de pacote de bate-rias 22, 24 quando o pacote de baterias 10 não está acoplado a uma carga12 pode resultar em uma condição insegura em um ambiente perigoso. Ape-sar da modalidade do pacote de baterias 10 mostrada na Figura 1 incluir du-as chaves de terminal 70, 72, outras modalidades de um pacote de bateriaspodem ser implementadas com somente uma chave de terminal positivo ouuma chave de terminal negativo.

Como mostrado nas Figuras 2a e 2b, as chaves de terminal 70,72 em uma modalidade podem compreender chaves de lâminas que podemser atuadas por ímãs 100, 102 de um membro de operação 80. Especifica-mente, a Figura 2a mostra o membro de operação 80 em uma posição de-sacoplada ou segura na qual a bateria 30 está desacoplada dos terminais depacote de baterias 22, 24 do pacote de baterias 10 assim impedindo que abateria 30 supra energia para os terminais de pacote de baterias 22, 24. AFigura 2b ao contrário mostra o membro de operação 80 em uma posiçãoacoplada na qual a bateria 30 está acoplada com os terminais de pacote debaterias 22, 24 do pacote de baterias 10 assim permitindo que a bateria 30supra energia para os terminais de pacote de baterias 22, 24.

O membro de operação 80 pode compreender uma haste, umcilindro, ou algum outro componente formado que tem as porções mais dis-tantes 82, 84 que giram ao redor de um eixo de operação 90. O membro deoperação 80 pode ainda incluir os ímãs 100, 102 posicionados radialmenteafastados do eixo de operação 90 e próximos das porções mais distantes82, 84 do membro de operação 80. Como um resultado do posicionamentodos ímãs 100, 102 radialmente afastados do eixo de operação 90, o membrode operação 80 pode posicionar os ímãs 100, 102 afastados das chaves determinal 70, 72 como um resultado de ser girado para a posição desacopla-da da Figura 2a e pode posicionar os ímãs 100, 102 próximos das chaves determinal 70, 72 como um resultado de ser girado para a posição acoplada daFigura 2b.

Em uma modalidade, as chaves de terminal 70, 72 são polariza-das para uma posição aberta; no entanto, sob a presença de um campomagnético apropriado, as chaves de terminal 70, 72 são ativadas para umaposição fechada. Em tal modalidade, o membro de operação 80 na posiçãodesacoplada ou segura pode colocar os ímãs 100, 102 distantes o suficientedas chaves de lâminas 70, 72 de modo que o campo magnético recebidopelas chaves de terminal 70, 72 seja insuficiente para fechar as chaves determinal 70, 72 como mostrado na Figura 2a. Enquanto o membro de opera-ção 80 está na posição desacoplada, as chaves de terminal 70, 72 perma-necem abertas para impedir que a bateria 30 aplique uma voltagem para osterminais de pacote de baterias 22, 24. Assim, a posição desacoplada podeapresentar uma condição adequada para transportar, instalar e/ou remover opacote de baterias 10 de uma carga 12 que está em um ambiente perigoso.

A Figura 2b ilustra a operação das chaves de terminal 70, 72quando o membro de operação 80 é girado para a posição acoplada. Naposição acoplada, o membro de operação 80 coloca o ímã 100 na proximi-dade imediata da chave de terminal positivo 70 e o ímã 102 na proximidadeimediata da chave de terminal negativo 72, fazendo com que cada uma daschaves 70, 72 ative para a sua respectiva posição fechada. Em uma modali-dade, a posição totalmente acoplada do membro de operação 80 está 90graus deslocada da posição totalmente desacoplada. No entanto, em algu-mas modalidades, a força e o posicionamento dos ímãs 100, 102 pode fe-char ou parcialmente fechar as chaves de terminal 70, 72 antes do membrode operação 80 atingir totalmente o deslocamento de 90 graus da linha debase desacoplada. Similarmente, em algumas modalidades, a força e o po-sicionamento dos ímãs 100, 102 pode resultar nas chaves de terminal 70, 72abrindo antes do membro de operação 80 retornar totalmente para a linha debase desacoplada. A chave de terminal positivo 70 e a chave de terminalnegativo 72 na sua posição fechada permitem que a voltagem seja desen-volvida através, e a corrente flua através do terminal de pacote de bateriaspositivo 22 e do terminal de pacote de baterias negativo 24 para prover e-nergia para a carga 12.

Referindo agora à Figura 3, outra modalidade de um pacote debaterias 110 adequado para utilização em um ambiente perigoso está mos-trada. O pacote de baterias 110 da Figura 3 é similar em construção ao pa-cote de baterias 10 da Figura 1. Como tal, os componentes do pacote debaterias 110 os quais são similares aos componentes do pacote de baterias10 estão apresentados na Figura 1 e na Figura 3 com números de referênciacomuns. Mais ainda, tais componentes similares não são adicionalmentedescritos exceto onde tal descrição auxilia na identificação de diferençasentre os pacotes de baterias 10, 110 e/ou auxilia na compreensão da imple-mentação do pacote de baterias 110.

Como mostrado, além dos componentes similares do pacote debaterias 10, o circuito de segurança 140 do pacote de baterias 110 aindainclui uma chave de desconexão de bateria 112, uma chave de derivação determinal 114 e um resistor de derivação de terminal 120. Como mostrado, achave de desconexão de bateria 112 pode estar colocada em série com abateria 30. A chave de desconexão de bateria 112 pode estar polarizadapara uma posição fechada para permitir o fluxo de corrente quando não ati-vada. Quando ativada, a chave de desconexão de bateria 112 pode abrirpara impedir o fluxo de corrente da bateria 30 para os terminais de pacote debaterias 22, 24. Em uma modalidade, a chave de desconexão de bateria 112pode ser ativada por um campo magnético apropriado. Especificamente, achave de desconexão de bateria 112 pode incluir uma chave de lâminas queestá polarizada na posição fechada mas abre em resposta ao campo mag-nético apropriado.

A chave de derivação de terminal 114 e o resistor de derivaçãode terminal 120 podem estar providos em série, e a combinação em paralelocom o terminal de pacote de baterias positivo 22 e o terminal de pacote debaterias negativo 24. A chave de derivação de terminal 114 pode estar pola-rizada para uma posição aberta para impedir o fluxo de corrente através doresistor de derivação de terminal 120. Quando ativada, a chave de derivaçãode terminal 114 pode fechar para permitir que a corrente flua através do re-sistor de derivação de terminal 120 de modo a dissipar a carga armazenadana carga 12. Em uma modalidade, a chave de derivação de terminal 114pode ser ativada por um campo magnético apropriado. Especificamente, achave de derivação de terminal 114 pode incluir uma chave de lâminas queestá polarizada em uma posição aberta mas fecha em resposta ao campomagnético apropriado.

O valor do resistor de derivação de terminal 120 em uma moda-lidade tem uma baixa resistência (por exemplo, entre aproximadamente 5 eaproximadamente 100 ohms) para descarregar rapidamente qualquer poten-cial entre o terminal de pacote de baterias positivo 22 e o terminal de pacotede baterias negativo 24. Mais ainda, em uma modalidade, o resistor de deri-vação de terminal 120 tem uma resistência baixa o suficiente que, no casoda chave de terminal positivo 70, da chave de terminal negativo 72 e da cha-ve de derivação de terminal 114 serem todas ativadas, ou o limite de corren-te 60 ou o fusível 52 ativa para minimizar o potencial de voltagem através doterminal de pacote de baterias positivo 22 e do terminal de pacote de bateri-as negativo 24 em uma condição de falha.

A Figura 4a mostra a operação das chaves 70, 72, 110, 112quando o membro de operação 80 está em uma posição desacoplada / se-gura. Como mostrado, quando na posição desacoplada, o membro de ope-ração 80 coloca os ímãs 100, 102 afastados da chave de terminal positivo 70e da chave de terminal negativo 72 permitindo-as ficarem na sua posiçãonormalmente aberta. Mais ainda, o membro de operação 80 coloca o ímã100 na proximidade imediata da chave de desconexão de bateria 112, assimabrindo a chave 112 e desconectando a bateria 30 para impedir o fluxo decorrente. Mais ainda, o membro de operação 80 coloca o ímã 102 na proxi-midade imediata da chave de derivação de terminal 114, assim fechando achave 114 e permitindo que a corrente flua entre o terminal de pacote debaterias positivo 22 e o terminal de pacote de baterias negativo 24 atravésdo resistor de derivação de terminal 120. Assim, qualquer diferença de po-tencial de voltagem entre o terminal de pacote de baterias positivo 22 e oterminal de pacote de baterias negativo 24 pode ser dissipada como calorconforme a corrente flua através do resistor de derivação de terminal 120.

A Figura 4b ilustra a operação das chaves 70, 72, 112, 114quando o membro de operação 80 está em uma posição intermediária entrea posição desacoplada da Figura 4a e a posição acoplada da Figura 4c.Como mostrado, quando na posição intermediária, o membro de operação80 colocar os ímãs 100, 102 suficientemente distantes da chave de terminalpositivo 70, da chave de terminal negativo 72, da chave de desconexão debateria 112 e da chave de derivação de terminal 114 para impedir a ativaçãode qualquer uma de tais chaves. Como acima mencionado, a chave de ter-minal positivo 70 e a chave de terminal negativo 72 em uma modalidade,estão cada uma polarizadas para uma posição aberta. Mais ainda, a chavede desconexão de bateria 112 em uma modalidade está polarizada para aposição fechada e a chave de derivação de terminal 114 está polarizada pa-ra uma posição aberta. Esta posição intermediária entre a posição desaco-plada e a posição acoplada assegura que a chave de derivação de terminal114 abra antes da chave de terminal positivo 70 ou a chave de terminal ne-gativo 72 feche para impedir uma descarga inadvertida da bateria 30 atravésdo resistor de derivação de terminal 120. Além disso, o fechamento da chavede desconexão de bateria 112 permite que o limite de corrente 60 e o limitede voltagem 50 energizem com antecedência da ativação da chave de ter-minal positivo 70 e da chave de terminal negativo 72.

A Figura 4c ilustra a operação das chaves 70, 72, 112, 114quando o membro de operação 80 está na posição acoplada. Como mostra-do, quando na posição acoplada, o membro de operação 80 coloca os ímãs100, 102 afastados da chave de desconexão de bateria 112 e da chave dederivação de terminal 114 permitindo-as ficarem nas suas posições normal-mente fechada e normalmente aberta, respectivamente. Especificamente omembro de operação 80 coloca o ímã 100 na proximidade imediata da cha-ve de terminal positivo 70 para ativar e fechar a chave de terminal positivo70. Ainda, o membro de operação coloca o ímã 102 na proximidade imediatada chave de terminal negativo 72 para ativar e fechar a chave de terminalnegativo 72. Com tanto a chave de terminal positivo 70 quanto a chave determinal negativo 72 fechadas, a bateria 30 pode energizar o terminal pacotede baterias positivo 22 e o terminal de pacote de baterias negativo 24 e cor-rente pode fluir da bateria 30 para a carga 12.

Devido à seleção da chave de desconexão de bateria 112 comouma chave normalmente fechada e a chave de terminal positivo 70, a chavede terminal negativo 72 e a chave de derivação de terminal 114 como nor-malmente abertas, o circuito de segurança 40 pode manter a sua proteçãomesmo na presença de um grande campo magnético externo. Especifica-mente, um grande campo magnético externo pode ativar e fechar a chave determinal positivo 70, a chave de terminal negativo 72 e a chave de derivaçãode terminal 114 enquanto ativando e abrindo a chave de desconexão de ba-teria 112. Consequentemente, o circuito de segurança 40, na presença docampo magnético externo, desconecta a bateria 30 da carga 12 e mantém asegurança do pacote de baterias 110.

Os aspectos elétricos dos pacotes de baterias 10, 110 foram a-cima descritos com referência às Figuras 1-4. Os aspectos mecânicos deuma modalidade do pacote de baterias 110 estão mostrados na Figura 5com referência a um sistema de pacote de baterias 200. O sistema de paco-te de baterias 200 inclui o pacote de baterias 110 e um suporte de pacote debaterias 220. No entanto, o sistema de pacote de baterias 200 pode tambémser implementado utilizando o pacote de baterias 10 da Figura 1.

Como mostrado, o pacote de baterias 110 inclui o alojamento 20,uma placa de circuito 230, e um conector elétrico 250. O alojamento 20 podeestar dimensionado para conter a bateria ou baterias 30, a placa de circuito230 assim como outros componentes do pacote de baterias 110 tal como omembro de operação 80.

Os componentes elétricos do circuito de segurança 140 podemestar montados na placa de circuito 230. Por exemplo, em uma modalidade,a chave térmica 50, o fusível 52, o limite de corrente 60, o limite de voltagem50, a chave de terminal positivo 70, a chave de terminal negativo 72 a chavede desconexão de bateria 112, a chave de derivação de terminal 114, e oresistor de derivação de terminal 120 estão montados na placa de circuito230. A placa de circuito 230 pode ainda ter montados na mesma ou de outromodo conectados na mesma os terminais de interface de bateria 42, 44. Osterminais de interface de bateria 42, 44 podem acoplar ou de outro modoeletricamente conectar a terminais de bateria 32, 43 da bateria 30 assim co-nectando a bateria 30 nos componentes do circuito de segurança 140.

O alojamento de pacote de baterias 20 pode alojar a bateria 30 ea placa de circuito 230. O alojamento 20 pode ainda definir uma superfícieexterna que foi dimensionada para ser recebida pelo suporte de pacote debaterias 220. O alojamento 20 pode ainda incluir uma porção inferior 212 euma porção superior 214. Em uma modalidade, a porção de alojamento infe-rior 212 define uma porção fêmea do alojamento de pacote de baterias 20que está configurada para receber uma porção macho do alojamento 20 de-finida pela porção de alojamento superior 214. No entanto, em outras moda-lidades a porção inferior 212 e a porção superior 214 podem acoplar meca-nicamente uma à outra utilizando outras técnicas. Por exemplo, a porçãosuperior 214 pode definir a porção fêmea e a porção inferior 212 pode definira porção macho do alojamento de pacote de baterias 20.

O conector elétrico 250 pode acoplar destacáveis os terminaisde pacote de baterias 22, 24 na carga 12 quando o pacote de baterias 110está colocado dentro do suporte de pacote de baterias 220. Como mostrado,o conector elétrico 250 pode estar acoplado ou de outro modo preso na por-ção inferior 212 do alojamento 20.

O eixo de operação 90 pode estender através da porção de alo-jamento superior 214 para a porção de alojamento inferior 212 passandoentre as baterias 30 e através da placa de circuito 230. Um manipulo de ope-ração 92 pode estar acoplado no eixo de operação 90 para girar o eixo 90entre uma posição acoplada e uma posição desacoplada. O membro de ope-ração 80 pode também estar preso no eixo de operação 90 para girar omembro de operação 80 quando o manipulo de operação 92 é girado.

Como acima mencionado, o membro de operação 80 pode com-preender uma haste, um cilindro, ou algum outro componente formado quetem as porções mais distantes 82, 84 que giram ao redor do eixo de opera-ção 90. O membro de operação 80 pode ainda incluir os ímãs 100, 102 posi-cionados radialmente afastados do eixo de operação 90 e próximos das ex-tremidades mais distantes 82, 84 do membro de operação 80.

Os membros de acoplamento 260, 262 podem estar presos nomembro de operação 80, e os membros de travamento 270, 272 podem es-tar presos flexíveis nos membros de acoplamento 260, 262. Os membros deacoplamento 260, 262 podem posicionar os membros de travamento 270,272 de modo que os membros de travamento 270, 272 acoplem deslizantese estendam através de aberturas 216 do alojamento 20 e de aberturas 222do suporte de pacote de baterias 220 quando o manipulo de operação 92está na posição acoplada. Assim, quando acoplados, os membros de trava-mento 270, 272 travam o alojamento de pacote de baterias 20 no suporte depacote de baterias 220 e impedem a remoção da bateria 30 do alojamentode pacote de baterias 20. Além disso, se o manipulo de operação 92 estiverna posição acoplada enquanto o pacote de baterias 110 é removido do su-porte de pacote de baterias 220, os membros de acoplamento 260, 262 es-tendem os membros de travamento 270, 272 de modo que os membros detravamento 270, 272 impeçam que o pacote de baterias 110 seja inserido nosuporte de pacote de baterias 220. Mais ainda, os membros de travamento270, 272 estendidos em conjunto com o manipulo de operação 92 impedemque a porção superior 214 do alojamento 20 seja removida da porção inferior212 e por meio disto impedem a substituição da bateria 30 enquanto o ma-nipulo de operação 92 estiver na posição acoplada.

O membro de operação 80 através dos membros de acoplamen-to 260, 262 pode ainda recuar os membros de travamento 270, 272 das a-berturas 216 e 222 quando o manipulo de operação 92 está na posição de-sacoplada. Como um resultado de recuar os membros de travamento 270,272, o alojamento de pacote de baterias 20 pode ser removido do suporte depacote de baterias 220. Mais ainda, como um resultado de recuar os mem-bros de travamento 270, 272, a porção superior 214 pode ser removida daporção inferior 212 do alojamento 20 para permitir a substituição da bateria30 quando o manipulo de operação 92 está na posição desacoplada.

Apesar da descrição ter sido ilustrada e descrita em detalhesnos desenhos e na descrição acima, tal ilustração e descrição devem serconsideradas como exemplares e não restritivas em caráter, sendo compre-endido que somente modalidades ilustrativas foram mostradas e descritas eque todas as mudanças e modificações que estejam dentro do espírito dadescrição sejam desejadas, serem protegidas.

Claims

1. Pacote de baterias para alimentar uma carga que tem um su-porte de pacote de baterias associado, que compreendeuma pluralidade de terminais de pacote de baterias para forne-cer a energia para a carga,um manipulo de operação móvel entre uma posição acoplada euma posição desacoplada,um circuito de segurança que compreende um ou mais terminaisde interface de bateria para acoplar a um ou mais terminais de uma bateria,o circuito de segurança para acoplar seletivamente a energia suprida para osum ou mais terminais de interface de bateria para a pluralidade de terminaisde pacote de baterias com base na posição do manipulo de operação, eum membro de travamento para impedir a remoção do pacote debaterias do suporte de pacote de baterias se o manipulo de operação estiverna posição acoplada.

2. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 1, aindacompreendendo uma bateria acoplada aos um ou mais terminais de interfa-ce de bateria para suprir a energia para a carga através do circuito de segu-rança e a pluralidade de terminais de pacote de baterias.

3. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 1, aindacompreendendo um alojamento de pacote de baterias para receber a bateri-a, um circuito de segurança e um membro de travamento, em queo membro de travamento estende-se além do alojamento paraacoplar o suporte de pacote de baterias para impedir a remoção do pacotede baterias do suporte de pacote de baterias se o manipulo de operaçãoestiver colocado na posição acoplada.

4. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 1, aindacompreendendo um alojamento de pacote de baterias para receber a bateri-a, um circuito de segurança e um membro de travamento, em queo membro de travamento estende-se além do alojamento de pa-cote de baterias e impede a inserção do pacote de baterias no suporte depacote de baterias se o manipulo de operação estiver colocado na posiçãoacoplada.

5. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 1, aindacompreendendoum membro de operação acoplado no manipulo de operação, eum ou mais ímãs acoplados no membro de operação, em queo circuito de segurança compreende uma pluralidade de chavesque são magneticamente ativadas,o circuito de segurança acopla seletivamente a energia aos ter-minais de pacote de baterias com base na ativação seletiva da pluralidadede chaves, eo membro de operação posiciona os um ou mais ímãs em rela-ção à pluralidade de chaves para ativar seletivamente a pluralidade de cha-ves com base na posição do manipulo de operação.

6. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 5, em quepelo menos uma chave da pluralidade de chaves está polarizadaem uma posição aberta e ativa para uma posição fechada em resposta aomembro de operação colocando um ímã dos um ou mais ímãs em proximi-dade imediata, epelo menos uma chave da pluralidade de chaves está polarizadaem uma posição fechada e ativa para uma posição aberta em resposta aomembro de operação colocando um ímã dos um ou mais ímãs em proximi-dade imediata.

7. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 6, em que ocircuito de segurança ainda compreendeum limite de corrente para limitar o fluxo de corrente para osterminais de pacote de baterias, eum limite de voltagem para limitar a voltagem através dos termi-nais de pacote de baterias.

8. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 7, em que ocircuito de segurança ainda compreende uma chave térmica polarizada emuma posição fechada, a chave térmica para ativar para uma posição abertaque desacopla uma bateria da pluralidade de terminais de pacote de bateriasem resposta a uma condição térmica do pacote de baterias excedendo umlimite de temperatura associado com o limite superior de uma faixa de ope-ração segura.

9. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 6, em queo circuito de segurança ainda compreende um resistor de deri-vação,a pluralidade de chaves inclui uma chave de derivação de termi-nal polarizada para uma posição aberta,o resistor de derivação está acoplado na pluralidade de terminaisde pacote de baterias através da chave de derivação de terminal, eo membro de operação posiciona os um ou mais ímãs de modoque a chave de derivação de terminal seja ativada para uma posição fecha-da quando o manipulo de operação estiver em uma posição desacoplada.

10. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 6, em quea pluralidade de chaves inclui uma chave de terminal positivo euma chave de terminal negativo que estão cada uma polarizadas em umaposição aberta,a chave de terminal positivo está posicionada em série com umterminal de bateria positivo do circuito de segurança e um terminal de pacotede baterias positivo da pluralidade de terminais de pacote de baterias,a chave de terminal negativo está posicionada em série com umterminal de bateria negativo do circuito de segurança e um terminal de paco-te de baterias negativo da pluralidade de terminais de pacote de baterias, eo membro de operação posiciona os um ou mais ímãs de modoque a chave de terminal positivo e a chave de terminal negativo sejam ativa-das para uma posição fechada quando o manipulo de operação estiver emuma posição acoplada.

11. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 6, em queo circuito de segurança ainda compreende um resistor de deri-vação,a pluralidade de chaves inclui uma chave de derivação de termi-nal polarizada para uma posição aberta, uma chave de terminal positivo po-larizada para uma posição aberta, uma chave de terminal negativo polariza-da para uma posição aberta, e uma chave de desconexão de bateria polari-zada para uma posição fechada,o resistor de derivação está acoplado na pluralidade de terminaisde pacote de baterias através da chave de derivação de terminal,a chave de terminal positivo está posicionada em série com umterminal de bateria positivo do circuito de segurança e um terminal de pacotede baterias positivo da pluralidade de terminais de pacote de baterias,a chave de terminal negativo está posicionada em série com umterminal de bateria negativo do circuito de segurança e um terminal de paco-te de baterias negativo da pluralidade de terminais de pacote de baterias,a chave de desconexão de bateria está posicionada em sériecom o terminal de bateria negativo e o terminal de pacote de baterias negativo, eo membro de operação posiciona os um ou mais ímãs de modoque a chave de terminal positivo, a chave de terminal negativo e a chave dederivação de terminal sejam desativadas e abertas, e a chave de descone-xão de bateria seja desativada e fechada quando o manipulo de operaçãoestiver em uma posição intermediária entre a posição desacoplada e a posição acoplada.

12. Sistema de pacote de baterias para alimentar uma carga,que compreendeum pacote de baterias que compreende um circuito de seguran-ça, uma bateria, um membro de operação, pelo menos um membro de tra-vamento, pelo menos um terminal de pacote de baterias, e um alojamentopara alojar o circuito de segurança, a bateria, e o membro de operação, eum suporte de pacote de baterias associado com a carga, o su-porte de pacote de baterias para receber o pacote de baterias e acoplar opelo menos um terminal de pacote de baterias à carga, o suporte de pacotede baterias ainda compreendendo pelo menos uma abertura posicionadapara receber o pelo menos um membro de travamento, em queo pacote de baterias ainda compreende um manipulo de opera-ção externo ao alojamento e acoplado no membro de operação através deum eixo de operação que passa através do alojamento,o circuito de segurança acopla seletivamente a energia supridapela bateria para o pelo menos um terminal de bateria com base na posiçãodo manipulo de operação, eo membro de operação gira ao redor do eixo de operação con-forme o manipulo de operação move entre uma posição acoplada e umaposição desacoplada, estende o pelo menos um membro de travamento pa-ra dentro da pelo menos uma abertura do suporte de pacote de bateriasquando o manípuio de operação está na posição acoplada, e recua o pelomenos um membro de travamento da pelo menos uma abertura do suportede pacote de baterias quando o manípuio de operação está na posição de-sacoplada.

13. Sistema de pacote de baterias de acordo com a reivindica-ção 12, em queo alojamento compreende uma porção superior e uma porçãoinferior acoplada destacável na porção superior, eo manípuio de operação, o eixo de operação e pelo menos ummembro de travamento impedem a remoção da porção superior da porçãoinferior quando o pelo menos um membro de travamento está estendido a-través da pelo menos uma abertura do suporte de pacote de baterias.

14. Sistema de pacote de baterias de acordo com a reivindica-ção 12, em que o membro de operação, em resposta ao manípuio de opera-ção estando na posição acoplada, estende o membro de travamento alémdo alojamento do pacote de baterias para impedir a inserção do pacote debaterias no suporte de pacote de baterias.

15. Sistema de pacote de baterias de acordo com a reivindica-ção 12, em queo circuito de segurança compreende uma pluralidade de chavesque são magneticamente ativadas,o circuito de segurança acopla seletivamente a energia ao pelomenos um terminal de pacote de baterias com base na ativação seletiva dapluralidade de chaves, eo membro de operação compreende pelo menos um ou maisímãs e posiciona os um ou mais ímãs em relação à pluralidade de chavespara ativar seletivamente a pluralidade de chaves com base na posição domanipulo de operação.

16. Sistema de pacote de baterias de acordo com a reivindica-ção 12, em queo circuito de segurança ainda compreende um resistor de deri-vação, uma chave de derivação de terminal polarizada para uma posiçãoaberta, uma chave de terminal positivo polarizada para uma posição aberta,uma chave de terminal negativo polarizada para uma posição aberta, e umachave de desconexão de bateria polarizada para uma posição fechada,o resistor de derivação está acoplado no pelo menos um termi-nal de pacote de baterias através da chave de derivação de terminal,a chave de terminal positivo está posicionada em série com umterminal de bateria positivo da bateria e um terminal de pacote de bateriaspositivo do pelo menos um terminal de pacote de baterias,a chave de terminal negativo está posicionada em série com umterminal de bateria negativo da bateria e um terminal de pacote de bateriasnegativo do pelo menos um terminal de pacote de baterias,a chave de desconexão de bateria está posicionada em sériecom o terminal de bateria positivo da bateria e o terminal de pacote de bate-rias positivo, eo membro de operação compreende um ou mais ímãs e posicio-na os um ou mais ímãs de modo que a chave de terminal positivo, a chavede terminal negativo e a chave de derivação de terminal sejam desativadas eabertas, e a chave de desconexão de bateria seja desativada e fechadaquando o manipulo de operação estiver em uma posição intermediária entrea posição desacoplada e a posição acoplada.

17. Pacote de baterias para alimentar uma carga que tem umsuporte de pacote de baterias associado, o pacote de baterias compreen-dendoum alojamento que define uma superfície externa e dimensiona-do para ser recebido pelo suporte de pacote de baterias,uma pluralidade de terminais de pacote de baterias externa aoalojamento,uma bateria dentro do alojamento para suprir a energia para acarga,um manipulo de operação externo ao alojamento e acoplado aum membro de operação dentro do alojamento através de um eixo de ope-ração que passa através do alojamento,uma placa de circuito dentro do alojamento, a placa de circuitocompreendendo um circuito de segurança para acoplar a bateria na plurali-dade de terminais de pacote de baterias em resposta ao manipulo de opera-ção estando em uma posição acoplada e desacoplar a bateria da pluralidadede terminais de pacote de baterias em resposta ao manipulo de operaçãoestando em uma posição desacoplada, euma pluralidade de membros de travamento acoplada no mem-bro de operação, em queo membro de operação estende a pluralidade de membros detravamento para fora do alojamento quando o manipulo de operação estáem uma posição acoplada e recua a pluralidade de membros de travamentopara dentro do alojamento quando o manipulo de operação está na posiçãodesacoplada.

18. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 17, emque os membros de operação impedem que o pacote de baterias seja remo-vido do suporte de pacote de baterias quando o manipulo de operação estána posição acoplada.

19. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 17, emque os membros de operação impedem que o pacote de baterias seja inse-rido no suporte de pacote de baterias quando o manipulo de operação estána posição acoplada.

20. Pacote de baterias de acordo com a reivindicação 17, emqueo circuito de segurança compreende uma pluralidade de chavesmagneticamente ativadas que acopla seletivamente a bateria na pluralidadede terminais de pacote de baterias com base em um campo magnético, eo membro de operação compreende pelo menos um ímã e posi-ciona o pelo menos um ímã em relação à pluralidade de chaves magnetica-mente ativadas de modo que a pluralidade de chaves magneticamente ati-vadas acople a bateria na pluralidade de terminais de pacote de bateriasquando o manipulo de operação está na posição acoplada e desacopla abateria da pluralidade de terminais de pacote de baterias quando o manipulode operação está na posição desacoplada.