ES2565459T3 - Sistema formado por unidades de batería y los correspondientes conectores de terminales - Google Patents

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Abstract

Un sistema formado por unidades de batería, cada una de las cuales comprende una o más celdas básicas acopladas en serie, en donde: 1.1 cada unidad de batería (2) tiene la forma de un paralelepípedo recto con una superficie superior (24) formando un área de terminales (3) que comprende dos terminales (6, 7), 1.2 dicha superficie superior (24) tiene unos bordes longitudinales (4) con una longitud (a) y unos bordes estrechos laterales (5) con una anchura (b), 1.3 la longitud (a) es igual o casi igual al doble de la anchura (b), 1.4 la distancia (b/2) de cada terminal (6, 7) a ambos bordes longitudinales (4) así como al borde estrecho contiguo (5) es igual o casi igual a la mitad de la anchura (b), 1.5 los terminales (6, 7) de las unidades de batería contiguas (2, 2') están adaptados para ser interconectados por medio de unos conectores (10) de terminales formados por uniones eléctricas (12), cada uno de las cuales comprende dos puntos de conexión (16, 17) en sus extremos, cuya distancia es igual o casi igual a dicha anchura (b), 1.6 las unidades de batería (2) son apilables de forma que se disponga un hueco (28) entre dos unidades de batería (2, 2') superpuestas, 1.7 la superficie superior (24) de cada unidad de batería (2) está provista de unos elementos separadores (20) que cooperan con las correspondientes partes contrarias (22) situadas sobre la superficie inferior (26) de una unidad de batería (2') superpuesta, 1.8 los elementos separadores (20) facilitan crear dicho hueco (28) entre dicha superficie superior (24) y dicha superficie inferior (26), formando dicho hueco (28) un asiento de dichos conectores (10) de terminales.

Description

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DESCRIPCION
Sistema formado por unidades de batena y los correspondientes conectores de terminales
La invencion se refiere a un sistema formado por unidades de batena y los correspondientes conectores de terminales.
Actualmente hay cientos de tipos de batenas cuyas areas de terminales difieren unas de otras con respecto al tamano, relacion entre dimensiones, posicion de los terminales, apiladores, elevadores y similares. La multitud de tipos de batenas -en la siguiente descripcion los terminos “batena” y “acumulador” se usan como sinonimos- causa al productor de las batenas una gran cantidad de gastos por el diferente equipamiento, fabricacion, almacenamiento, formacion del personal, bibliograffa del producto y servicio posventa. Las empresas industriales que necesitan instalar las batenas en aparatos tales como sillas de ruedas, elevadores de horquilla o vetnculos electricos o que necesiten las batenas para aplicaciones fijas, estan en una posicion para elegir en la fase de planificacion la batena optima de entre los muchos tipos de batenas, pero tan pronto como se toma la decision de usar un cierto tipo de batena, solo se debera tener en cuenta dicho tipo de batena con respecto a las siguientes fases de produccion, adquisicion y suministro de piezas de recambio, lo que puede causar problemas a largo plazo. Por ejemplo, en la practica los tamanos de batena de normas nominales a menudo no se cumplen, de modo que habra unas desviaciones mas o menos grandes con respecto a las dimensiones normalizadas. El usuario final de las batenas tambien se vera afectado por estos problemas.
Por otra parte, la industria de los aparatos electricos y los usuarios finales se enfrentan una y otra vez al problema causado por una conversion de produccion en la industria de la fabricacion de batenas o por su adaptacion a otros pafses, se hace cada vez mas diffcil y caro, en el caso extremo o incluso imposible, obtener el tipo de batena requerido. En tales situaciones, unas soluciones que no son las ideales hacen necesario adaptar los aparatos electricos a diferentes tipos de batenas y adquirir otras piezas de conexion apropiadas para el nuevo tipo de batena.
El documento DE 3.133.733 C1 se refiere a una combinacion de celdas individuales mas bien que a unidades de batena formadas por una pluralidad de celdas basicas. Las celdas individuales en la realizacion conocida no se combinan para formar una unidad de batena y no hay conectores de terminales para interconectar dos unidades de batena. El objeto principal de su dispositivo de la tecnica anterior es asegurar las unidades individuales de modo que no puedan moverse una con relacion a otra. No se proporcionan medios para apilar una pluralidad de unidades de batena.
En el documento JP 09.245.749 A. se describe una batena de plomo-acido cerrada hermeticamente que esta provista de un rebaje para descargar una gran cantidad de gas generado en la batena.
Es un objeto de la invencion crear una posibilidad de aumentar la eficacia y de proporcionar una normalizacion en la utilizacion de batenas y acumuladores.
Este problema esta resuelto por un sistema formado por unidades de batena y los correspondientes conectores de terminales que tienen las caractensticas de la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes se exponen unas caractensticas convenientes adicionales.
El sistema de acuerdo con la invencion comprende unas unidades de batena o unidades de acumuladores y los correspondientes conectores de terminales. Cada unidad de batena tiene una forma basica de un paralelepfpedo recto, siendo una de sus superficies un area de terminales, que es preferiblemente la superficie superior del paralelepfpedo. El area de terminales tiene un borde longitudinal con la longitud a y un borde estrecho con la longitud (anchura) b y dos terminales. Puede haber otros terminales que, no obstante, en este contexto no tienen importancia alguna. De acuerdo con la invencion, la longitud a es igual o casi igual a 2b, y la distancia entre los dos terminales y los bordes longitudinal y el estrecho contiguo es igual o aproximadamente igual a b/2. En otras palabras, la longitud del area de terminales es el doble de su anchura, y la distancia entre ambos terminales es b, de modo que tienen una posicion simetrica en el area de terminales.
Cada conector de terminales esta adaptado para la conexion de dos terminales de las unidades de batena contiguas y comprende una union electrica que tiene dos puntos de conexion en sus extremos. De acuerdo con la invencion, la distancia de ambos puntos de conexion es igual o casi igual a b. Dicha union electrica puede ser un cable flexible revestido que comprende, por ejemplo, una trenza metalica; otras posibilidades son unas barras metalicas, por ejemplo redondas o planas que pueden tener una forma de cuello de cisne o de estribo con o sin aislamiento. Dicho conductor de terminales puede ser acoplado a un terminal por medio de un punto de conexion. Dichos puntos de conexion pueden tener diversas formas. Por ejemplo, los puntos de conexion pueden tener la forma de ojetes o de orificios perforados en una seccion de metal plana de modo que se puedan insertar unos tornillos para fijar el punto del terminal a un terminal. En estos casos la distancia entre ambos puntos de terminales de un conector de terminales se mide entre los centros de dichos ojetes u orificios.
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La geometna optima del sistema de acuerdo con la invencion es la de a = 2b, y la distancia entre ambos puntos de terminales de un conector de terminales es igual a b. Sin embargo, tambien se han cubierto ligeras diferencias por las reivindicaciones si la idea basica de la invencion se realiza sustancialmente, a pesar de que el hueco sea utilizado de una manera que no llega ser la optima. Ademas, la unidad de batena puede no tener una forma paralelepipedica exacta y usualmente tendra variaciones, por ejemplo, unos bordes suavizados o unas nervaduras de refuerzo.
El sistema de acuerdo con la invencion ofrece la posibilidad de evitar o al menos reducir significativamente las dificultades antes mencionadas. Las unidades de batena del sistema pueden estar situadas en un area dada en donde pueden ser combinadas por medio de un unico tipo de conector, el cual es el del conector de terminales descrito con el fin de obtener la combinacion de las unidades de batena basica para crear cualquier multiplo de tension y capacidad de la unidad de batena basica. Con el fin de multiplicar una tension, un numero deseado de unidades de batena tienen que ser conectadas en serie por medio de dichos conectores de terminales, en tanto que las unidades de batena tienen que ser conectadas en paralelo cuando se tiene que aumentar la capacidad. Tambien es posible un agrupamiento mixto mediante un acoplamiento serie-paralelo. Como consecuencia, solamente es necesario un unico tipo de batena basica, es decir la unidad de batena del sistema, junto con un tipo de conector, es decir el del conector de terminales del sistema, con el fin de cumplir la mayona de las condiciones con respecto a la fabricacion y al uso de dispositivos electricos tales como sillas de ruedas, elevadores de horquilla o vehfculos electricos. Con el fin de adaptar el sistema a una variedad de aplicaciones diferentes, puede ser util proporcionar una variedad de tamanos de unidades de batena estructurales diferentes y de conectores de terminales, por ejemplo, con unas alturas diferentes.
La unidad de batena apropiada comprende una celda basica del tipo utilizado de una batena qmmica que significa que la tension entre ambos terminales de dicha unidad de batena es la tension basica. Ademas esto puede ser util para combinar en una unidad de batena de celdas basicas que puedan ser acopladas en serie.
El conector de terminales antes mencionado ofrece la posibilidad de interconectar las unidades de batena horizontalmente obteniendo de este modo unos grupos mayores de batenas. Con el fin de hacer uso de la tercera dimension del espacio, de acuerdo con una caractenstica preferida de la invencion, las unidades de batena del sistema pueden ser apiladas. En este caso es ventajoso que la superficie superior de cada unidad de batena forme el area de terminales provista de unos elementos separadores que cooperen con las correspondientes partes contrarias situadas en la superficie inferior de una batena superpuesta de modo que haya un hueco entre dicha superficie superior y dicha superficie inferior en donde el hueco se use como un asiento para los conectores de terminales. En otras palabras, dicho hueco ofrece un espacio suficiente para alojar los conectores de terminales. Las partes contrarias situadas en la superficie inferior pueden ser unas patas salientes de enganche que por ejemplo corresponden a los rebajes dispuestos en la superficie superior de la unidad de batena inferior, proporcionando de este modo una proteccion contra el desplazamiento; en este caso tambien dichos rebajes son los llamados “elementos separadores”.
Si dos o mas unidades de batena estan dispuestas en capas, estando las unidades dentro de cada capa interconectadas por los conectores de terminales antes mencionados, en algunos casos puede ser necesario interconectar algunos terminales de unidades de batena pertenecientes a capas contiguas. Para este fin, el sistema de acuerdo con la invencion proporciona un tipo adicional de conector que es un conector vertical. Los terminales contiguos de dos unidades de batena contiguas y apiladas tienen una distancia h. Dichos conectores verticales estan adaptados para la conexion de dichos dos terminales. Cada conector vertical preferiblemente tiene la forma basica de un estribo con una parte central y dos brazos que sobresalen de los extremos de dicha parte central, teniendo cada brazo en su extremo libre un punto de conexion. La longitud de la parte central es igual o casi igual a la distancia h, y la longitud de cada brazo hasta su punto de conexion es igual o casi igual a b/2. Dependiendo de la posicion del conector vertical que puede hacer contacto con la pared exterior de una unidad de batena o que puede preferiblemente aplicarse en un rebaje dispuesto en la pared de la unidad de batena, puede variar la longitud de dichos brazos. Tambien la longitud exacta de la parte central depende de los detalles constructivos. Los puntos de conexion de esos conectores verticales debenan ser tales que pudieran ser conectados a los terminales de las unidades de batena sin provocar unas tensiones mecanicas excesivas.
De acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, el espacio intermedio entre los terminales de una unidad de batena y/o del hueco entre la superficie superior de una unidad de batena y la superficie inferior de la unidad de batena adicional superpuesta esta adaptado para contener unos dispositivos para una monitorizacion y/o control electrico o electronico. El espacio encima del area de terminales que no es necesario para la transmision de la corriente puede no solo ser usado para dispositivos que ayuden a apilar las unidades de batena (elementos separadores que cooperan con las partes contrarias como se ha descrito, por ejemplo tambien en la forma de unos bordes elevados que cooperan con las correspondientes partes contrarias), sino tambien para alojar unos dispositivos electricos o electronicos para monitorizar o controlar dichas unidades de batena o dichos grupos de batenas formados por una pluralidad de unidades de batena, por ejemplo para la monitorizacion y/o el control de parametros de batena como el voltaje, la intensidad, la temperatura, la presion del gas, el estado de carga, el numero de ciclos de carga, etc.
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En lo que sigue se describiran algunas realizaciones de la invencion que estan ilustradas en el dibujo, en el que:
la Figura 1 es una vista en planta de dos unidades de batena situadas en paralelo y una al lado de la otra,
la Figura 2 muestra dos vistas en planta a y b de dos disposiciones diferentes de unidades de batena en una
conexion en serie,
la Figura 3 es una vista lateral de algunas unidades de batena apiladas,
la Figura 4 es una vista lateral similar a la de la Figura 3 en la que dichas unidades de batena estan
interconectadas en serie por medio de unos conectores verticales, y
la Figura 5 es una vista esquematica desde arriba de una realizacion de la unidad de batena en la que la
cubierta de la carcasa ha sido retirada.
La Figura 1 es una vista desde arriba esquematica del componente del sistema 1. En este ejemplo, dos unidades de batena 2 y 2' estan situadas una al lado de la otra y estan interconectadas en paralelo por medio de dos conectores de terminales. Dicha unidad de batenas 2 tiene la forma basica de un paralelepfpedo recto cuya superficie superior forma un area 3 de terminales. Ese area 3 de terminales tiene un borde longitudinal 4 con una longitud a y unos bordes estrechos 5 con una anchura b. En dicha area 3 de terminales estan dispuestos dos terminales 6 y 7, en el ejemplo de la Figura 1, el terminal 6 es el polo positivo y el terminal 7 es el polo negativo. La distancia de cada terminal 6, 7 a los bordes longitudinales 4 asf como al borde estrecho contiguo 5 es igual a b/2. Esto significa que la distancia entre ambos terminales 6, 7 es b referida por ejemplo a los ejes de las roscas de tornillo dispuestas en los terminales 6 y 7.
Como esta ilustrado en la Figura 1, dos unidades de batena 2 estan situadas una al lado de la otra, en donde la unidad inferior en la Figura 1 tiene el numero de referencia 2'. Como ambas unidades 2 y 2' de batenas son identicas, los numeros de referencia adicionales no diferiran uno de otro. Ambos terminales 6 estan interconectados por medio de un conector 10 de terminales. En la realizacion ilustrada el conector 10 de terminales esta formado por una barra plana 12 de metal cuyos extremos estan ampliados y forman unos ojetes de modo que constituyen los puntos de conexion 16 y 17 que tienen unos orificios pasantes (los centros de los ojetes). La distancia entre los puntos de conexion 16 y 17 es b, referida a los ejes de dichos orificios. En la realizacion, el conector 10 de terminales esta fijado a cada uno de dichos terminales 6 por medio de una tuerca de tornillo. Un conector 10 de terminales identico interconecta los terminales 7 de ambas unidades de batena 2 y 2', es decir los polos negativos. Como se ha mencionado antes, son posibles otros conectores de terminales.
De acuerdo con el ejemplo de la Figura 1, ambas unidades de batena 2 y 2' estan conectadas en paralelo. De esta forma se consigue un grupo de batenas que tiene la tension de cada una de las unidades de batena 2, pero en el que cada unidad de batena 2 individual tiene el doble de la capacidad de carga de cada una de las unidades de batena 2 y suministra el doble de la intensidad.
La Figura 2 ilustra una disposicion adicional de unidades de batena 2 que estan situadas en el mismo nivel y que estan interconectadas por los conectores 10 de terminales. En la parte a de la Figura 2 el grupo de batenas ilustrado es una fila, en tanto que en la parte b hay dos filas de unidades de batena 2. En ambos casos el terminal 6 (polo positivo) de una unidad de batena 2 esta conectado al terminal 7 (polo negativo) de la unidad de batena 2 contigua, de modo que las unidades de batena 2 estan conectadas en serie. Esto significa que la tension total entre los terminales libres del miembro 2 de la ultima batena es un multiplo de la tension de cada una de las unidades de batena 2.
La Figura 3 ilustra un grupo de batenas que comprende varias unidades de batena 2 apiladas. Con el fin de facilitar el apilado de dichas unidades de batena 2, varios elementos separadores 20 sobresalen de la superficie superior (area 3 de terminales) de cada unidad de batena 2 que se aplica en los correspondientes rebajes 22 dispuestos en la superficie inferior de la unidad de batena superpuesta 2'. De esta forma, las unidades de batena 2, 2' no pueden desplazar una a otra. Entre la superficie superior 24 de la unidad de batena 2 y la superficie inferior 26 de la unidad de batena 2' hay un hueco 28 de modo que hay un espacio suficiente para interconectar las unidades de batena 2 de una capa determinada por medio de los conectores 10 de terminales como esta ilustrado en las Figuras 1 y 2. Ademas, dicho hueco 28 puede ser usado como un asiento para los componentes electronicos que pueden ser usados para monitorizar las unidades de batena 2 individuales o todo el grupo de batenas.
Con el fin de crear una mayor variabilidad de las posibilidades de conexion el sistema comprende ademas unos conectores verticales 30 con el fin de interconectar los terminales de las unidades de batena 2 en las capas contiguas del bloque de batenas. Esto esta ilustrado en la Figura 4.
Cada conector vertical 30 tiene la forma basica de un estribo que comprende, cuando esta montado, una parte central vertical 32 y dos brazos 34 y 35. La longitud de la parte central 32 es h, que corresponde a la distancia entre los terminales contiguos de dos unidades de batena 2 y 2' directamente superpuestas, o que corresponde aproximadamente a esa distancia. Los extremos libres de los brazos 34 y 35 son unos puntos de conexion similares a los del conector 10 de terminales, y pueden ser fijados al terminal 6 o 7 respectivamente por medio de unas tuercas de tornillo. La Figura 4 ilustra una disposicion en la que las unidades de batena 2 y 2' estan conectadas en serie.
La longitud de cada brazo 34, 35 es igual a b/2. En la realizacion de la Figura 4 los brazos 34, 35 son ligeramente mas largos. Si la parte central 32 de un conector vertical 30 se aplica en un rebaje dispuesto en la pared de una unidad de batena 2, la longitud de los brazos 34, 35 puede ser ligeramente menor que b/2.
La Figura 5 ilustra esquematicamente la superficie superior (area 3 de terminales) de una unidad de batena 2 de la que se ha retirado la cubierta. Los terminales 6, 7 no estan situados directamente en alineacion con los accesos electricos 40, 41 respectivamente de la correspondiente celda de batena de la unidad de batena 2 (que en este ejemplo esta formada por una pluralidad de celdas basicas), sino escalonados con respecto a ellos. El enlace entre 10 los terminales 6, 7 y los accesos 40, 41 es realizado por medio de unos conectores electricos 42 y 43. En el ejemplo el conector electrico 42 esta provisto de una derivacion 44 que esta adaptada para obtener una informacion para ser usada en la monitorizacion y el control de la unidad de batena 2. Ademas, una unidad electronica 46 esta dispuesta entre los terminales 6 y 7, la cual se usa para monitorizar o controlar la unidad de batena. Dicha unidad electronica 46 puede tambien ser colocada encima de la cubierta de la carcasa. Las interconexiones electricas de dicha unidad 15 electronica 46 y los terminales 6 y 7 y la derivacion 44 no estan ilustrados en la Figura 5.

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
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    40
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    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema formado por unidades de batena, cada una de las cuales comprende una o mas celdas basicas acopladas en serie, en donde:
    1.1 cada unidad de batena (2) tiene la forma de un paralelepfpedo recto con una superficie superior (24) formando un area de terminales (3) que comprende dos terminales (6, 7),
    1.2 dicha superficie superior (24) tiene unos bordes longitudinales (4) con una longitud (a) y unos bordes estrechos laterales (5) con una anchura (b),
    1.3 la longitud (a) es igual o casi igual al doble de la anchura (b),
    1.4 la distancia (b/2) de cada terminal (6, 7) a ambos bordes longitudinales (4) asf como al borde estrecho contiguo (5) es igual o casi igual a la mitad de la anchura (b),
    1.5 los terminales (6, 7) de las unidades de batena contiguas (2, 2') estan adaptados para ser interconectados por medio de unos conectores (10) de terminales formados por uniones electricas (12), cada uno de las cuales comprende dos puntos de conexion (16, 17) en sus extremos, cuya distancia es igual o casi igual a dicha anchura (b),
    1.6 las unidades de batena (2) son apilables de forma que se disponga un hueco (28) entre dos unidades de batena (2, 2') superpuestas,
    1.7 la superficie superior (24) de cada unidad de batena (2) esta provista de unos elementos separadores (20) que cooperan con las correspondientes partes contrarias (22) situadas sobre la superficie inferior (26) de una unidad de batena (2') superpuesta,
    1.8 los elementos separadores (20) facilitan crear dicho hueco (28) entre dicha superficie superior (24) y dicha superficie inferior (26), formando dicho hueco (28) un asiento de dichos conectores (10) de terminales.
  2. 2. Un sistema de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde:
  3. 2.1 los terminales contiguos (6, 7) de dos unidades de batena (2, 2') contiguas y apiladas estan interconectadas mediante un conector vertical (30) que tiene la forma de un estribo,
  4. 2.2 dicho estribo esta formado por una parte central vertical (32) y dos brazos (34, 35) que sobresalen horizontalmente de los extremos de la parte vertical (32),
  5. 2.3 cada brazo (34, 35) tiene en su extremo libre un punto de conexion (16, 17) para ser acoplado al terminal correspondiente (6, 7),
  6. 2.4 la longitud (b/2) de la parte central (32) es igual o casi igual a la distancia entre los terminales contiguos (6, 7) de dos unidades de batena (2, 2') directamente superpuestas.
  7. 3. Un sistema de acuerdo con la reivindicacion 2, en donde las paredes de dichas unidades de batena (2, 2') estan provistas de unos rebajes para la aplicacion de dichos conectores verticales (30).
  8. 4. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en donde el espacio intermedio entre los terminales (6, 7) de una unidad de batena (2) y/o el hueco (28) entre la superficie superior (24) de una unidad de batena (2) y la superficie inferior (26) de la posterior unidad de batena (2') superpuesta esta adaptado para contener unos dispositivos para una monitorizacion y/o un control electrico o electronico.
  9. 5. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en donde al menos uno de los terminales (6, 7) no esta colocado directamente en alineacion con el acceso electrico (40, 41) en la correspondiente celda de la batena sino escalonado con respecto a el, a cuyo acceso esta conectado por medio de un conector electrico (42, 43), preferiblemente provisto de una derivacion (44).
  10. 6. Un sistema de acuerdo con la reivindicacion 5, en donde dicha derivacion (44) esta adaptada para obtener una informacion para ser usada para la monitorizacion y el control de la unidad de batena (2).
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