ES2586508T3

ES2586508T3 - Batería con equilibrado de celdas inductivo

Info

Publication number: ES2586508T3
Application number: ES10800926.7T
Authority: ES
Inventors: Dirk Hasenkopf
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2016-10-14
Anticipated expiration: 2030-12-21
Also published as: EP2532042B1; WO2011091919A1; DE102010001423A1; EP2532042A1

Abstract

Una batería con una cantidad n de celdas de batería (10-1, ..., 10-5) conectadas en serie entre un terminal de salida positivo y un terminal de salida negativo, siendo n un número par mayor de 1, una cantidad n de primeros conmutadores (12-1, ...,12-5), una cantidad n-1 de segundos conmutadores (13-1, ..., 13-4), una cantidad n-1 de terceros conmutadores (14-1, ..., 14-4) y una cantidad n-1 de bobinas (11-1, ..., 11-4), estando conectados en serie los n primeros conmutadores (12-1, ..., 12-5) entre el terminal de salida positivo y el terminal de salida negativo y estando conectado cada uno de n-1 puntos de conexión entre un m-ésimo primer conmutador (12-1, ..., 12-5) y un m-1-ésimo primer conmutador (12-1, ..., 12-5) con el polo positivo de una m-ésima celda de batería (10-1, ..., 10-5) a través de exactamente una de las n-1 bobinas (11-1, ..., 11-4), asumiendo m cada número entero entre 2 y n, estando conectado el primer extremo de un m-1-ésimo de los n-1 segundos conmutadores (13-1, ..., 13-4) con el m- 1-ésimo punto de conexión y el segundo extremo del m-1-ésimo de los n-1 segundos conmutadores (13-1, ..., 13-4) con el polo negativo de la m-ésima celda de batería (10-1, ..., 10-5) y presentando los n-1 terceros conmutadores (14-1, ..., 14-4) un primer extremo conectado con el polo positivo de la m-1-ésima celda de batería (10-1, ..., 10-5) y un segundo extremo conectado con el m-1-ésimo punto de conexión, y estando configurados para cerrar en cumplimiento de una primera señal de control producida por un controlador en un primer periodo de tiempo el mésimo primer conmutador (12-1, 12-2, ..., 12-5), para finalizar en un segundo periodo de tiempo el controlador una emisión de la primera señal de control generada, debido a lo cual se abre de nuevo el m-ésimo primer conmutador (12-1, 12-2, ..., 12-5) y se cierra mediante una segunda señal de control el m-ésimo segundo conmutador (13-1, ..., 13-4) y se cierra mediante una tercera señal de control el m-1-ésimo tercer conmutador (14-1, ..., 14-4), debido a lo cual se conecta el polo positivo de la (m-1)-ésima celda de batería (10-1, ..., 10-5) con el (m-1)-ésimo punto de conexión.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

DESCRIPCION

Baterla con equilibrado de celdas inductivo Estado de la tecnica

La invencion parte de una baterla con equilibrado de celdas para la compensacion del estado de carga de las celdas de baterla individuales conectadas en serie en la baterla.

En el futuro es de suponer tanto en el caso de usos estacionarios, como por ejemplo, aerogeneradores, grupos electrogenos de emergencia o redes separadas, como tambien en vehlculos, como por ejemplo vehlculos hlbridos o completamente electricos, que se usaran cada vez mas, sistemas de baterla, que estaran sujetos a altas exigencias en lo que se refiere al contenido de energla aprovechable, al grado de actuation de carga y descarga y a la fiabilidad. Para poder hacer frente a las exigencias en lo que se refiere al contenido de energla disponible, al rendimiento maximo y a la tension total, se conectan en serie muchas celdas de baterla individuales y en parte adicionalmente en paralelo. Una cantidad tan grande de celdas de baterla conectadas en serie, conlleva algunos problemas. Debido a motivos de seguridad y para lograr una exactitud suficiente durante la medicion de la tension, las tensiones de las celdas de las celdas de baterla individuales tienen que medirse individualmente y supervisarse en lo que se refiere a llmites superiores e inferiores. Debido a la conexion en serie de las celdas de baterla, todas las celdas de baterla son atravesadas por la misma corriente, es decir, la cantidad de la carga retirada en la descarga o introducida en la carga, tambien es identica para todas las celdas de baterla. Por lo tanto, cuando la capacidad de una celda de baterla difiere de la de otra (por ejemplo, debido a envejecimiento), las celdas de baterla solo pueden cargarse hasta tal punto con una capacidad mayor, como la celda de baterla con la menor capacidad. Ademas de ello, el defecto en una celda de baterla individual conduce al fallo de toda la baterla, ya que no puede fluir corriente por la celda de baterla defectuosa y con ello tampoco por la baterla.

Una medida para la cantidad de energla almacenada en una celda de baterla, es el llamado estado de carga o State-of-Charge (SoC). De el depende, junto a otros parametros, tambien la tension en los bornes de una celda de baterla. Los estados de carga iniciales de las celdas de baterla durante el montaje para dar lugar a una baterla, nunca seran exactamente iguales. Ademas de ello, las celdas de baterla siempre se diferencian ligeramente en sus parametros y con ello tambien en su reaction del estado de carga a una corriente aplicada desde el exterior. Debido al envejecimiento de las celdas de baterla, estas diferencias pueden aumentar. En el caso de una conexion en serie de celdas de baterla, no existe sin embargo ninguna posibilidad de compensar individualmente las diferencias mencionadas anteriormente. Observado en lo que a tecnica de regulation se refiere, el sistema completo no puede controlarse completamente, dado que una variable de control, la corriente de carga, se enfrenta a una cantidad de variables de estado en correspondencia con la cantidad de celdas de baterla. Debido a ello, durante el funcionamiento de una baterla de este tipo, no podrla excluirse sin medidas de conexion adicionales, que los estados de carga de las celdas de baterla individuales se alejasen siempre mas unos de otros. Al descargarse la baterla, la celda de baterla determina no obstante con el estado de carga mas bajo, el momento desde el cual de la baterla ya no puede obtenerse energla electrica, lo cual impide un aprovechamiento del contenido de energla maximo de la baterla y lo cual tendrla como consecuencia un sobredimensionamiento de la baterla. Para evitar una descarga no uniforme de las celdas de baterla, se lleva a cabo por lo tanto un llamado equilibrado de celdas, el cual ha de asegurar que cada celda de baterla presente, tambien al aumentar su edad, al menos aproximadamente el mismo contenido de energla. El estado de la tecnica es en este caso un equilibrado de celdas resistivo, es decir, a una celda de baterla con tension de celda superior a la media, se le conecta en paralelo una resistencia, para descargar de esta manera la celda de baterla. Esto tiene no obstante la desventaja, de que la energla excedente de una celda de baterla se transforma sin aprovecharse, en calor, el cual puede conllevar problemas adicionales durante la evacuation de calor.

Divulgacion de la invencion

Para superar las deficiencias del estado de la tecnica mencionado anteriormente, la invencion presenta una baterla segun la revindication 1.

Mediante un equilibrado de celdas inductivo de este tipo, puede traspasarse energla electrica de una celda de baterla a otra celda de baterla (adyacente), de manera que se logran las ventajas descritas anteriormente de la igualacion de los estados de carga de las celdas de baterla individuales, sin desaprovechar la energla electrica retirada de una celda de baterla con un contenido de energla mayor. El uso del segundo conmutador en lugar de por ejemplo, un diodo, tiene la ventaja de que solo se produce una perdida de rendimiento reducida durante la transferencia de la energla. Un diodo tendrla la desventaja, de que se producirla en el diodo una perdida de rendimiento dependiente, frente a una tension de celda tlpica, de la tension umbral del diodo relativamente grande. Mediante el uso de un conmutador en lugar del diodo se reduce claramente esta capacidad de disipacion, dado que un conmutador cerrado solo presenta una resistencia de conduction muy reducida.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

La baterla tiene una estructura regular y una cantidad n de celdas de baterla, siendo n un numero par superior a 1, una cantidad (n-1) de bobinas, una cantidad (n-1) de primeros conmutadores y una cantidad (n-1) de segundos conmutadores. Cada bobina presenta en este caso un primer y un segundo extremo y cada primer extremo de la bobina esta conectado con un polo negativo asignado de las celdas de baterla y cada polo negativo de las celdas de baterla con un primer extremo de las bobinas. Los (n-1) primeros conmutadores estan conectados entre el polo positivo de una celda de baterla asignada y el segundo extremo de una bobina asignada. Los (n-1) segundos conmutadores estan conectados entre el segundo extremo de una bobina asignada y el polo negativo de una celda de baterla asignada. Una baterla de este tipo puede adaptarse modularmente de manera sencilla a los requisitos dados para una aplicacion mediante la eleccion de una n adecuada. Es posible para cada celda de baterla, traspasar energla a otra celda de baterla seleccionable directamente adyacente.

La baterla presenta una cantidad n de celdas de baterla, siendo n un numero par mayor que 1, una cantidad n de primeros conmutadores, una cantidad (n-1) de segundos conmutadores, una cantidad (n-1) de terceros conmutadores y una cantidad (n-1) de bobinas. Los n primeros conmutadores estan conectados en serie entre el terminal de salida positivo de la baterla y el terminal de salida negativo de la baterla y cada uno de (n-1) puntos de conexion entre un m-esimo conmutador y un m-esimo-1 primer conmutador esta conectado con el polo positivo de una celda de baterla m-esima a traves de exactamente una de las n bobinas. En este caso m adopta cada numero par entre 2 y n. El primer extremo de un (m-1)-esimo de los (n-1) segundos conmutadores esta conectado con el (m- 1)-esimo punto de conexion y el segundo extremo del (m-1)-esimo de los (n-1) segundos conmutadores con el polo negativo de la celda de baterla m-esima. Los (n-1) terceros conmutadores presentan un primer extremo conectado con el polo positivo de la (m-1)-esima celda de baterla y un segundo extremo conectado con el (m-1)-esimo punto de conexion y estan configurados para conectar a ralz de una tercera senal de control producida por el controlador, el polo positivo de la (m-1)-esima celda de baterla con el (m-1)-esimo punto de conexion. Un ejemplo de una estructura uniforme de este tipo se representa en la Fig. 4. Es posible en este caso, traspasar energla al mismo tiempo de una celda de baterla a dos celdas de baterla directamente adyacentes.

Los segundos conmutadores o eventualmente los terceros conmutadores estan configurados preferiblemente como transistores MOS. Tambien los primeros conmutadores pueden estar configurados por supuesto como transistores MOS. Los transistores MOS presentan en el estado conmutado una tension de drenaje-fuente reducida, de manera que la capacidad de disipacion que se produce en ellos es correspondientemente reducida y pueden conmutarse casi sin retardo entre el estado conductor y el bloqueado.

Se usan preferiblemente transistores MOS, los cuales presentan un diodo de cuerpo con un anodo y un catodo, estando unidos el catodo con el polo positivo de una correspondiente celda de baterla y el anodo con el polo negativo de la correspondiente celda de baterla.

El controlador esta configurado para emitir en un primer periodo de tiempo la primera senal de control al p-esimo primer conmutador y en un segundo periodo de tiempo que sucede al primer periodo de tiempo, finalizar la emision de la primera senal de control y emitir la segunda y/o la tercera senal de control al p-esimo segundo o tercer conmutador.

En un ejemplo de realizacion particularmente preferido de una baterla de este tipo, que presenta ademas de ello transistores MOS con diodo de cuerpo como segundo y tercer conmutador, el controlador esta configurado para elegir de tal manera un momento de conmutacion entre el segundo periodo de tiempo y un tercer periodo de tiempo que sucede al segundo periodo de tiempo, que una corriente libre a traves del segundo y/o del tercer conmutador durante el segundo periodo de tiempo no presenta ningun cambio de senal previa, y durante el tercer periodo de tiempo no se emite la segunda y/o la tercera senal de control. Esto conduce a que el resto de la corriente libre fluya a traves del diodo de cuerpo del segundo o del tercer conmutador desconectado en el momento de conmutacion y lo conmute. Esto tiene no obstante durante el espacio de tiempo restante corto, hasta que la corriente libre alcanza cero, la desventaja mencionada anteriormente de una capacidad de disipacion aumentada, pero asegura que en la correspondiente bobina no puede fluir corriente con senal inversa, lo cual descargarla de nuevo la celda de baterla a cargar y actuarla en contra del equilibrado de celda deseado. La capacidad de disipacion aumenta ademas de ello solo poco, dado que el periodo de tiempo en el que el diodo de cuerpo del conmutador gula la corriente libre restante frente al primer periodo de tiempo y la contribucion de la corriente libre restante frente al mismo durante el primer periodo de tiempo son cortos.

Todas las formas de realizacion de la baterla pueden estar equipadas con al menos una unidad de medicion de la tension de celda conectada o que puede conectarse con las celdas de baterla, la cual esta configurada para determinar una tension de celda de las celdas de baterla y para transmitirla al controlador. El controlador esta configurado en este caso para elegir una celda de baterla con una tension de celda maxima y para traspasar una carga de la celda de baterla elegida a otra celda de baterla mediante una emision adecuada de primeras y segundas senales de control (o eventualmente terceras) senales de control.

Un segundo aspecto inventivo introduce una unidad de suministro de tension con una conexion a una red de suministro de energla electrica, una conexion para al menos un consumidor electrico y un acumulador de energla

electrico configurado como baterla. Segun la invention el acumulador de energla esta configurado como baterla segun el primer aspecto inventivo. Una unidad de suministro de tension de este tipo puede usarse en una red separada, en un suministro de energla de emergencia o en otros usos estacionarios.

Un tercer aspecto inventivo se refiere a un vehlculo de motor con un motor de accionamiento electrico para mover el 5 vehlculo de motor y una baterla conectada con el motor de accionamiento segun el primer aspecto inventivo. Un vehlculo de motor de este tipo puede ser por ejemplo, un llamado vehlculo hlbrido.

Breve description de las figuras

La invencion se explica a continuation con mayor detalle mediante algunas figuras de ejemplos de realization. Muestran:

10 La Fig. 1 un primer ejemplo de realizacion de la invencion;

Las Figs. 2A y 2B un primer procedimiento operativo del primer ejemplo de realizacion de la invencion;

Las Figs. 3A y 3B un segundo procedimiento operativo del primer ejemplo de realizacion de la invencion;

La Fig. 4 un segundo ejemplo de realizacion de la invencion; y

Las Figs. 5A, 5B y 5C curvas de corriente y de tension ejemplares para diferentes momentos de conmutacion en el 15 caso de un ejemplo de realizacion con transistores MOS como conmutadores.

Descripcion detallada de las figuras

La Fig. 1 muestra un primer ejemplo de un circuito compensador de carga. El primer ejemplo de realizacion representa una implementation minima de la idea inventiva con dos celdas de bateria 10-1 y 10-2, una bobina 11 y dos conmutadores 12-1 y 12-2. La bateria de la Fig. 1 permite traspasar mediante la conmutacion con la bobina 11 y 20 los dos conmutadores 12-1 y 12-2, energia de cada una de las celdas de bateria 10-1 o 10-2 a la correspondiente otra. Esto se explica en lo sucesivo mediante las Figs. 2A y 2B para la transferencia de energia de la celda de bateria 10-2 a la celda de bateria 10-1 y las Figs. 3A y 3B para la direction inversa.

Las Figs. 2A y 2B muestran un primer funcionamiento a modo de ejemplo de un proceso de circuito compensador de carga en el que se traspasa energla de la celda de baterla 10-2 a la celda de bateria 10-1. De esta manera puede 25 compensarse un estado de carga mas alto de la celda de bateria 10-2 frente al de la celda de baterla 10-1. En un primer periodo de tiempo (Fig. 2A) se cierra el conmutador 12-2, de manera que comienza a fluir una corriente desde la celda de baterla 10-2 a traves de la bobina 11. En un segundo periodo de tiempo que sucede al primer periodo de tiempo, se vuelve a abrir ahora el conmutador 12-2 y se cierra en la medida de lo posible al mismo tiempo el conmutador 12-2. La energia almacenada en el campo magnetico de la bobina 11 y recogida de la celda de bateria 30 10-2, provoca que la bobina continue entregando corriente, debido a lo cual se reduce el campo magnetico.

Mediante el cierre del conmutador 12-1, la bobina esta unida ahora no obstante, con el polo positivo de la celda de baterla 10-1, de manera que la corriente entregada por la bobina funciona ahora mas bien como corriente de carga para la celda de baterla 10-1. A exception de perdidas ohmicas debido a componentes no ideales, puede transferirse de esta manera casi sin perdidas, energia desde la celda de bateria 10-2 a la celda de baterla 10-1, 35 debido a lo cual resulta posible un equilibrado de celdas, el cual no presenta las desventajas del equilibrado de celdas resistivo del estado de la tecnica. En lugar del conmutador 12-1 tambien podrla usarse un diodo, esto tendrla no obstante como consecuencia, mayores perdidas durante la transferencia de energla y una flexibilidad menor de la conmutacion, como quedara claro a partir del ejemplo de las Figs. 3A y 3B.

Las Figs. 3A y 3B muestran un segundo procedimiento operativo del primer circuito de ejemplo. La diferencia 40 esencial con respecto al primer procedimiento operativo consiste en que se traspasa ahora energia de la celda de bateria 10-1 a la celda de baterla 10-2. La invencion ofrece de esta manera la posibilidad de traspasar de forma flexible energla entre las celdas de bateria 10-1 y 10-2 en direccion cualquiera. En un primer periodo de tiempo se cierra ahora el conmutador 12-1, mientras el conmutador 12-2 permanece abierto. Fluye por su parte una corriente a traves de la bobina 11, en este caso no obstante, con senal inversa y desde la celda de bateria 10-1. En un segundo 45 periodo de tiempo se vuelve a abrir el conmutador 12-1 y se cierra en la medida de lo posible al mismo tiempo el conmutador 12-2. La energla almacenada en el campo magnetico de la bobina 11 y retirada de la celda de baterla 10-1 provoca ahora una corriente de carga para la celda de bateria 10-2.

La Fig. 4 muestra el ejemplo de realizacion de la invencion, el cual esta configurado con cinco celdas de bateria conectadas en serie, pero que dependiendo del caso de aplicacion, puede configurarse con una cantidad cualquiera 50 de tres o mas celdas de baterla. El ejemplo de realizacion tiene una estructura regular, de manera que es correspondientemente facil de adaptar a una cantidad modificada de celdas de baterla.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

En paralelo con respecto a las celdas de baterla 10-1 a 10-5 conectadas en serie, se proporciona una cantidad correspondiente de primeros conmutadores 12-1 a 12-5, los cuales tambien estan conectados en serie. Los puntos de conexion entre los primeros conmutadores 12-1 a 12-5 estan conectados mediante correspondientemente una bobina 11-1 a 11-4 con correspondientes puntos de conexion entre las celdas de baterla. Dado que la cantidad de los correspondientes puntos de conexion es a razon de uno menos que la de las celdas de baterla 10-1 a 10-5 o de los primeros conmutadores 12-1 a 12-5, solo se usan en correspondencia con ello cuatro bobinas 11-1 a 11-4. La conmutacion del ejemplo de realizacion tiene ademas de ello dos conmutadores 13-1 a 13-4 y terceros conmutadores 14-1 a 14-4. De esta manera es posible traspasar energla desde la celda de baterla 10-1 a 10-5 al mismo tiempo a las dos celdas de baterla adyacentes. Fluirla por ejemplo mediante el cierre del primer conmutador

12- 3 una corriente desde la celda de baterla 10-3 a traves de las bobinas 11-2 y 11-3, y generarla en estas correspondientes campos magneticos, los cuales cargan entonces tras la apertura del primer conmutador 12-3 a traves del segundo conmutador 13-3, la celda de baterla 10-4 y a traves del tercer conmutador 14-2 la celda de baterla 10-2. Mediante los primeros conmutadores 12-1 a 12-5 se logra de esta manera una realizacion mas rapida del equilibrado de celdas y una mayor flexibilidad.

El funcionamiento del ejemplo de realizacion ha de explicarse en lo sucesivo mediante un ejemplo, en el cual la celda de baterla 10-3 ha de ser descargada. En un primer periodo de tiempo se cierra el conmutador 12-3, debido a lo cual fluye una corriente desde la celda de baterla 10-3 a traves de las bobinas 11-2 y 11-3 y genera en cada una de las bobinas 11-2 y 11-3 un campo magnetico. En un segundo periodo de tiempo el conmutador 12-3 vuelve a abrirse y en la medida de lo posible al mismo tiempo se cierran los conmutadores 14-2 y 13-3. Desde la bobina 11-2 fluye de esta manera una corriente de carga a traves del conmutador 14-2 a la celda de baterla 10-2, desde la bobina 11-3 por el contrario a la celda de baterla 10-4. De esta manera puede transferirse energla electrica de una celda de baterla al mismo tiempo a las dos celdas de baterla adyacentes.

Si ha de traspasarse energla electrica de una celda de baterla solo a una celda de baterla adyacente, puede procederse de la siguiente forma (nuevamente con el ejemplo de la celda de baterla 10-3):

En un primer periodo de tiempo se cierra el conmutador 13-2, debido a lo cual fluye una corriente desde la celda de baterla 10-3 a traves de la bobina 11-2. En un segundo periodo de tiempo vuelve a abrirse entonces el conmutador

13- 2, y en lugar de ello se cierra del conmutador 14-2, debido a lo cual fluye una corriente de carga desde la bobina 11-2 a la celda de baterla 10-2. La celda de baterla 10-4 por el contrario, no se carga. Alternativamente tambien puede traspasarse energla de la celda de baterla 10-3 a la celda de baterla 10-4. Para ello se cierra primeramente el conmutador 14-3, debido a lo cual fluye corriente de la celda de baterla 10-3 a traves de la bobina 11-3. Entonces se abre el conmutador 14-3 y se cierra el conmutador 13-3, despues de lo cual fluye una corriente de carga a la celda de baterla 10-4.

El ejemplo de realizacion de la Fig. 4 permite traspasar energla electrica de forma flexible entre las celdas de baterla individuales y llevar a cabo de esta manera una compensacion de estado de carga casi libre de perdidas en el transcurso del equilibrado de celdas. En este caso es posible transmitir desde una celda de baterla cualquiera, energla al mismo tiempo a las dos celdas de baterla adyacentes, o tambien solo a una de las dos celdas de baterla adyacentes. En una variante menos completa sin los conmutadores 12-1 a 12-5 se suprime la primera opcion mencionada del traspaso simultaneo a las dos celdas de baterla adyacentes, pero pueden llevarse a cabo no obstante traspasos secuenciales a cada una de las celdas de baterla adyacentes.

Las Figs. 5A, 5B y 5C muestran curvas de corriente y de tension ejemplares para diferentes momentos de conmutacion en el caso de un ejemplo de realizacion con transistores MOS como conmutadores. Correspondientemente un primer diagrama parcial muestra el flujo de drenaje aplicado con la senal inversa, de un conmutador, durante el segundo periodo de tiempo Tii y de un tercer periodo de tiempo Tm que le sigue, que se corresponde con la corriente de carga de una de las celdas de baterla. Un segundo diagrama parcial muestra la tension de drenaje-fuente correspondientemente resultante del transistor MOS usado como conmutador. El tercer diagrama parcial muestra el transcurso temporal de la tension de fuente de entrada. El ejemplo se produce para un transistor NMOS, de manera que durante el segundo periodo de tiempo Tii el transistor esta interconectado (tension de fuente de entrada positiva) y bloqueado durante el tercer periodo de tiempo Tiii (tension de fuente de entrada igual a cero).

La Fig. 5A muestra el caso optimo, en el que la desconexion del transistor se produce exactamente en el momento en el que el flujo de drenaje es igual a cero (momento de conmutacion entre el segundo periodo de tiempo Tii y el tercer periodo de tiempo Tiii). Mientras fluye una corriente, existe una tension de drenaje-fuente negativa reducida que pasa a cero cuando el flujo de drenaje tambien alcanza cero. En el momento en el que el transistor se desconecta, la tension de bloqueo se corresponde con la tension de la correspondiente celda de baterla conectada en paralelo.

La Fig. 5B explica el caso cuando la desconexion del transistor se produce solo una vez que el flujo de corriente ya ha cambiado la senal (vease periodo tD). Debido a ello fluye nuevamente una corriente desde la celda de baterla a cargar, de manera que esta vuelve a descargarse algo y se genera de nuevo un campo magnetico en la bobina.

Debido al cambio de senal de la corriente de drenaje, tambien cambia de senal la tension de drenaje-fuente. Solo cuando se desconecta el transistor la corriente de drenaje pasa a ser permanentemente cero y la tension de drenaje- fuente crece hasta la tension de bloqueo. Queda claro que ha de evitarse una desconexion demasiado tardla. Puede ser diflcil ahora determinar de forma segura el momento optimo para la desconexion del conmutador. Es 5 conveniente por lo tanto en una puesta en practica de la invention, llevar a cabo por motivos de seguridad la desconexion justo antes del paso a cero de la corriente de drenaje. La Fig. 5C muestra los diagramas ejemplares resultantes.

En el primer diagrama parcial se indica por su parte la corriente de drenaje, la cual aun no ha alcanzado cero, cuando se desconecta el transistor (tercer diagrama parcial). La desconexion del transistor se produce a razon de un 10 periodo de seguridad At antes de alcanzarse el punto cero de la corriente de drenaje. Correspondientemente la tension de drenaje-fuente tampoco ha alcanzado aun cero. Dado que la bobina aun contiene un campo magnetico residual, el cual ha de ser descargado, la bobina genera una tension creciente, que interconecta el diodo de cuerpo del transistor MOS, de manera que durante el periodo de seguridad At continua fluyendo corriente a traves del transistor. La tension de drenaje-fuente del transistor crece en este caso de golpe a una tension directa Ud del diodo 15 (debido a la orientation del diodo de cuerpo la tension de drenaje-fuente resultante es -Ud). La desconexion anticipada del transistor no impide de esta manera el flujo de la corriente de carga, pero asegura debido a la propiedad del diodo del transistor desconectado, que la celda de baterla a cargar no vuelve a descargarse.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Una baterla con una cantidad n de celdas de baterla (10-1, 10-5) conectadas en serie entre un terminal de

salida positivo y un terminal de salida negativo, siendo n un numero par mayor de 1, una cantidad n de primeros conmutadores (12-1, .,12-5), una cantidad n-1 de segundos conmutadores (13-1, ..., 13-4), una cantidad n-1 de terceros conmutadores (14-1, ..., 14-4) y una cantidad n-1 de bobinas (11-1, ..., 11-4), estando conectados en serie los n primeros conmutadores (12-1, ..., 12-5) entre el terminal de salida positivo y el terminal de salida negativo y estando conectado cada uno de n-1 puntos de conexion entre un m-esimo primer conmutador (12-1, ..., 12-5) y un m-1-esimo primer conmutador (12-1, ..., 12-5) con el polo positivo de una m-esima celda de baterla (10-1, ..., 10-5) a traves de exactamente una de las n-1 bobinas (11-1, ..., 11-4), asumiendo m cada numero entero entre 2 y n, estando conectado el primer extremo de un m-1-esimo de los n-1 segundos conmutadores (13-1, ..., 13-4) con el m- 1-esimo punto de conexion y el segundo extremo del m-1-esimo de los n-1 segundos conmutadores (13-1, ..., 13-4) con el polo negativo de la m-esima celda de baterla (10-1, ..., 10-5) y presentando los n-1 terceros conmutadores (14-1, ..., 14-4) un primer extremo conectado con el polo positivo de la m-1-esima celda de baterla (10-1, ..., 10-5) y un segundo extremo conectado con el m-1-esimo punto de conexion, y estando configurados para cerrar en cumplimiento de una primera senal de control producida por un controlador en un primer periodo de tiempo el m- esimo primer conmutador (12-1, 12-2, ..., 12-5), para finalizar en un segundo periodo de tiempo el controlador una emision de la primera senal de control generada, debido a lo cual se abre de nuevo el m-esimo primer conmutador (12-1, 12-2, ..., 12-5) y se cierra mediante una segunda senal de control el m-esimo segundo conmutador (13-1, ..., 13-4) y se cierra mediante una tercera senal de control el m-1-esimo tercer conmutador (14-1, ..., 14-4), debido a lo cual se conecta el polo positivo de la (m-1)-esima celda de baterla (10-1, ..., 10-5) con el (m-1)-esimo punto de conexion.
2. La baterla de la reivindicacion 1, en la que los primeros (12-1; 12-1, ..., 12-5) segundos conmutadores (12-2; 13-1, ..., 13-4) y/o terceros conmutadores (14-1, ..., 14-4) estan configurados como transistores MOS.
3. La baterla de la reivindicacion 1, en la que los transistores MOS presentan un diodo de cuerpo con un anodo y un catodo, estando conectado el catodo con el polo positivo de una celda de baterla (10-1, ..., 10-5) correspondiente y el anodo con el polo negativo de la celda de baterla (10-1, ..., 10-5) correspondiente.
4. La baterla de la reivindicacion 3, en la que el controlador esta configurado para elegir de tal manera un momento de conmutacion entre el segundo periodo de tiempo y un tercer periodo de tiempo que sigue al segundo periodo de tiempo, que una corriente libre a traves del segundo (12-2; 13-1, ..., 13-4) y/o tercer conmutador (14-1, ..., 14-4) no presenta durante el segundo periodo de tiempo ningun cambio de signo, y para no emitir durante el tercer periodo de tiempo la segunda y/o la tercera senal de control.
5. La baterla de una de las reivindicaciones anteriores, con al menos una unidad de medicion de tension de celda conectada o que puede conectarse con las celdas de baterla (10-1, ..., 10-5), la cual esta configurada para determinar una tension de celda de las celdas de baterla (10-1, ..., 10-5) y para transmitirla al controlador, estando configurado el controlador para elegir una celda de baterla (10-1, ..., 10-5) con una tension de celda maxima y para traspasar una carga de la celda de baterla (10-1, ..., 10-5) elegida a otra celda de baterla (10-1, ..., 10-5) mediante una emision adecuada de primeras y segundas senales de control.
6. Una unidad de suministro de tension con una conexion a una red de suministro de energla electrica, una conexion para al menos un consumidor electrico y un acumulador de energla electrica configurado como baterla, caracterizada porque el acumulador de energla esta configurado como baterla segun una de las reivindicaciones anteriores.
7. Un vehlculo de motor con un motor de accionamiento electrico para mover el vehlculo de motor y una baterla conectada con el motor de accionamiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6.