ES2529602B1

ES2529602B1 - Método de reparación de baterías

Info

Publication number: ES2529602B1
Application number: ES201331265A
Authority: ES
Inventors: Benjamín BALLESTEROS CABO
Original assignee: SORETSEL LAB CONSULTING S L; SORETSEL LAB CONSULTING SL
Current assignee: Rebattery Ecomobility Sl
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2015-12-04
Anticipated expiration: 2033-08-22
Also published as: ES2529602A1

Abstract

Método de reparación de baterías.#Se describe un método diseñado para reparar baterías y tipos similares de acumuladores de energía eléctrica que se basa en el uso de curvas de carga previa descarga y limpieza de la batería. La carga se realiza de manera selectiva para llevar a cabo un proceso de reparación que permite dejar la batería en sus capacidades originales en lo que respecta a carga y propiedades de la misma. El método de reparación aquí descrito comprende definir voltaje y capacidad nominales de la batería, para posteriormente descargar la batería, dejando la batería en un estado de máxima capacidad de acumulación; y una vez se tiene descargada se procede a aplicar, durante un periodo comprendido entre 24 y 36 horas, a la batería una carga pulsada en función pulsada donde dicha carga pulsada tiene una intensidad asociada a la capacidad nominal de la batería, y realizar una carga completa de la batería.

Description

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MÉTODO DE REPARACIÓN DE BATERÍAS

DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se enmarca en el campo los dispositivos acumuladores, como son las baterías.

El objeto de la invención consiste en método que permite reparar las baterías de tipo Pb más ácido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La principal causa de ineficiencia en las baterías plomo/acido es la sulfatación que como tal es parte del proceso de funcionamiento de las mismas para la acumulación de energía.

Independientemente de si es una batería VRLA (valve regulated lead acid), AGM (absorbed glass matt), Gel (Gelificada), Flooded (Abiertas), ... todas funcionan según el mismo patrón Redox:

PbQ2 + 2H25Q4 + 2e- -» 2H20 + Pb504 + S04 2- Pb + S04 2- -» PbS04 + 2e -

Durante el proceso de carga, el sulfato de plomo es reducido a plomo metal en las placas negativas, mientras que en las positivas se forma óxido de plomo (Pb02). Por lo tanto se trata de un proceso de dismutación. No se libera hidrógeno, ya que la reducción de los protones a hidrógeno elemental está cinéticamente impedida en una superficie de plomo. Durante la descarga se invierten los procesos de la carga. El óxido de plomo es reducido a sulfato de plomo mientras que el plomo elemental es oxidado para dar igualmente sulfato de plomo. Los electrones intercambiados se aprovechan en forma de corriente eléctrica por un circuito externo.

Una vez que las baterías son cicladas (se cargan/descargan), se van acumulando cristales de sulfato en las placas que van reduciendo la superficie de contacto existente entre las placas y el electrolito.

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Este proceso de sulfatación lleva a que se marquen como obsoletas por ineficientes baterías que están severamente sulfatadas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es un método para la reparación de baterías, el método se puede llevar a cabo mediante una equipo que comprende una serie de elementos de carga desulfatación (cargadores), programables y ajustables a los que podemos ponerles 8 curvas de desulfatación diferentes. Las curvas más habituales son la Wa, Wowa e lúa.

Todas las curvas tienen en común que a un voltaje predeterminado, van cambiando las fases de carga llegando a la situación de batería cargada no porque se haya restituido la carga que se ha extraído de la batería sino porque ha llegado esta a un voltaje determinado. Teniendo en cuenta que la cristalización de sulfatos en placa aumenta la resistencia interna de la batería y teniendo en cuenta que V=I*R (voltaje es intensidad por resistencia), como la intensidad que meten los cargadores salvo fallo no cambia, la tensión de corte llega antes cuanto más sulfatada está la batería.

Lo primero que se hace es determinar la aplicación de la batería a tratar: Tracción, arranque, estacionario, Después se determina el tipo de batería en función de su fabricación: Gel, AGM, AGM espiral, VRLA y Plomo Abierto.

Se define voltaje y capacidad nominal de la batería y con uno de nuestros testers se toman valores de voltaje y conductancia, que en nuestras tablas de parámetros nos da un valor de la situación inicial de la batería tanto en SOC (State of Charge) como en SOH (State of Health).

Se descarga la batería estableciendo el rango de corte que en fichas establezca el fabricante para esa batería y que suele oscilar entre 1,7 V por celda a C5 (descarga a corriente constante en 5h.) y 1,85 V por celda a C15 (descarga a corriente constante en 15h.). Se pasa vapor a presión para limpiar la batería y evitar corrientes de fuga indeseadas.

Para poder llevar a cabo de manera eficiente dicha descarga se miden la evolución del voltaje de la batería celda a celda en esa primera descarga lo que nos permite

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definir si dentro de la batería (conjunto de celdas), existe alguna celda que por su mal estado condiciona el rendimiento del resto.

Una vez descargada la batería, se aplica una curva de carga especial pulsada, programada por SLC, existen 5 curvas de reparación:

- SLC Gel

- SLC AGM

- SLC AGM-e

- SLC VRLA

- SLC Flooded

Definida la curva se programan, tanto el voltaje nominal (en voltios) como la capacidad nominal (en amperios hora).... De la batería que vamos a reparar y el equipo en función de nuestra curva programada hace el resto.

Una vez finalizado el ciclo que dura entre 24-36h., se pone a cargar la batería usando para ello las recomendaciones que proporcione el fabricante en la ficha técnica de la batería. Como durante la reparación ya ha ido cogiendo carga este proceso no tarda más allá de 4-6h.

Una vez finalizado se deja reposar la batería 2 horas para que repose completamente y pueda refrescarse el electrolito.

Tras el reposo se vuelven a tomar con nuestro tester los valores de Conductancia y voltaje y se vuelve a descargar con los mismos datos de la primera descarga para establecer la situación de la batería. Si en se detectara alguna celda con valores desviados más de un 10% de la media por abajo se sustituye para evitar que condicione al resto.

El proceso de reparación se puede repetir mientras los valores de conductancia vayan mejorando al final del mismo. Para determinar el valor objetivo se tendrá en cuenta las necesidades del cliente, si bien en telecomunicación suele ser necesario que la eficiencia (en descarga) de la batería sea >= 90% y en tracción >=75%. El proceso de reparación viene definido por el método de la invención el cual comprende los siguientes pasos : definir voltaje y capacidad nominales de la batería, descargar la batería, dejando la batería en un estado de máxima capacidad de acumulación,

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aplicar, durante un periodo comprendido entre 24 y 36 horas, a la batería una carga pulsada en función pulsada donde dicha carga pulsada tiene una intensidad asociada a la capacidad nominal de la batería, y realizar una carga completa de la batería. Dicha intensidad de la carga especial pulsada es igual a un valor resultante de calcular el valor resultante de dividir entre 30 el valor de capacidad nominal de la batería.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Para llevar a cabo el método objeto de la invención se procede primeramente a descargar una batería a reparar y adicionalmente comprende limpiar cada celda mediante aplicación de vapor y/o medir un voltaje de celda de cada celda de la batería, para iniciar un proceso limpio en el que debemos añadir a la batería toda su capacidad de acumulación. La descarga se lleva a cabo mediante un establecimiento de rango de corte que en fichas establezca el fabricante para esa batería, donde dicho rango de corte se encuentra comprendido 1,7 V por celda a C5 y 1,85 V por celda a C15; donde el rango de corte es de 1,7 V por celda C5 y la descarga se lleva a cabo a corriente constante durante 5h y es de 1,85 V por celda C15 y la descarga se lleva a cabo a corriente constante durante 15h.

Se procede a introducir en un equipo de reparación de baterías unos valores de voltaje nominal y la capacidad nominal de la batería, donde la definición de voltaje y capacidad nominales se lleva a cabo mediante toma de medidas de voltaje y conductancia de la batería por equipos de testeo; y se procede a seleccionar un tipo de curva que se selecciona de ente el grupo consistente en: SLC Gel, SLC AGM, SLC AGM-e, SLC VRLA y SLC Flooded y se introducen los correspondientes parámetros de carga (Imax, Vmax, ...) que dependen del tipo de curva ya que no son iguales para flooded, agm, gel, vria y agm espiral,.

Para llevar a cabo la reparación se calcula un valor de intensidad de reparación que la calculamos dividiendo la capacidad nominal de la batería entre 30.

La curva de carga usada comprende iniciar una carga a un valor de intensidad máximo Imax constante hasta llegar a un primer valor de voltaje voltajel. Manteniendo el voltaje en dicho valor voltaje 1 se procede a disminuir el valor de la intensidad desde Imax hasta:

- llegar a un segundo valor de intensidad 12 y/o

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- haya transcurrido un determinado periodo de tiempo preestablecido.

Se continúa manteniendo 12 constante y se procede a aumentar el voltaje hasta llegar a un valor de voltaje gaseo (Vmax), y una vez que llega a ese voltaje, en lugar de disparar como haría un cargador normal, se procede a comparar la capacidad nominal de la batería con un valor resultante de calcular:

Los amperios hora que hemos cargado + 13% como factor perdida por el efecto joule.

Si el valor de Capacidad Introducida >= Capacidad Nominal +13%, entonces se para la carga y se da por finalizado el método, si no es así, se procede a hacer una pausa de 30 minutos y se vuelve a repetir el proceso hasta el paso de comparación y así sucesivamente hasta que el valor de la Capacidad Introducida >= Capacidad Nominal

+ 13%.

De manera esquemática se puede representar el método de reparación de baterías aquí descrito de la siguiente manera una vez se ha procedido a la descarga:

i. Cargar a intensidad máxima Imax constante hasta llegar a un primer valor de voltaje voltajel.

ii. disminuir Imax hasta que se llegue a un valor de intensidad 12

iii. subir el voltaje hasta llegar a un valor de voltaje gaseo

Vmax,

iv. calcular un valor resultante de:

(número de amperios por hora cargados en la batería)* 1.13

v. comparar la capacidad nominal de la batería con un valor resultante del paso anterior, y

vi. esperar un tiempo no inferior a 30 minutos y volver al paso iii cuando el valor resultante sea menor que la capacidad nominal introducida.

Claims

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ES 2 529 602 Al

REIVINDICACIONES

1. Método de reparación de baterías caracterizado porque comprende:

• definir voltaje y capacidad nominales de la batería,

• descargar la batería, dejando la batería en un estado de máxima capacidad de acumulación,

• aplicar, durante un periodo comprendido entre 24 y 36 horas, a la batería una carga pulsada en función pulsada siguiendo una curva de reparación donde dicha carga pulsada tiene una intensidad asociada a la capacidad nominal de la batería, y

• realizar una carga completa de la batería.
2. Método según reivindicación 1 caracterizado porque comprende calcular la intensidad de la carga pulsada la se calcula dividiendo la capacidad nominal de la batería entre 30.
3. Método según reivindicación 1 caracterizado porque la curva de reparación se selecciona de ente el grupo consistente en: SLC Gel, SLC AGM, SLC AGM-e, SLC VRLA y SLC Flooded.
4. Método según reivindicación 1 caracterizado porque la fase de descargar la batería adicionalmente comprende medir un voltaje de celda de cada de la batería.
5. Método según reivindicación 1 caracterizado porque la fase de descargar la batería adicionalmente comprende limpiar cada celda mediante aplicación de vapor.
6. Método según reivindicación 1 caracterizado porque la definición de voltaje y capacidad nominales se lleva a cabo mediante toma de medidas de voltaje y conductancia de la batería por equipos de testeo.
7. Método según reivindicación 1 caracterizado porque la descarga se lleva a cabo mediante un establecimiento de rango de corte que en fichas establezca el fabricante para esa batería, donde dicho rango de corte se encuentra comprendido 1,7 V por celda a C5 y 1,85 V por celda a C15
8. Método según reivindicación 7 donde el rango de corte es de 1,7 V por celda C5 caracterizado porque la descarga se lleva a cabo a corriente constante durante 5h.
9. Método según reivindicación 7 donde el rango de corte es de 1,85 V por celda C15 caracterizado porque la descarga se lleva a cabo a corriente constante durante 15h.
10. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la aplicación de carga pulsada comprende:

i. cargar a intensidad máxima Imax constante hasta llegar a un primer valor de voltaje [voltaje 1],

¡i. disminuir Imax hasta que se llegue a un valor de intensidad [12]

i¡¡. subir el voltaje hasta llegar a un valor máximo de voltaje de

gaseo [Vmax],

iv. calcular un valor resultante de :

(número de amperios por hora cargados en la batería)* 1.13

v. comparar la capacidad nominal de la batería con un valor resultante del paso anterior, y

vi. esperar un tiempo no inferior a 30 minutos y volver al paso iii cuando el valor resultante sea menor que la capacidad nominal introducida.