ES2903297T3

ES2903297T3 - Batería de acumuladores conmutados

Info

Publication number: ES2903297T3
Application number: ES18833268T
Authority: ES
Inventors: Yan Lopez; Eric Fernandez; Sylvain Bacquet; Leandro Cassarino; Ghislain Despesse; Remy Thomas
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2038-12-06
Also published as: FR3074977A1; EP3724962A1; EP3724962B1; CA3085325A1; WO2019115915A1; US20210075231A1; US11876390B2; FR3074977B1

Abstract

Sistema eléctrico de células conmutadas que comprende: una primera unidad (C1); una pluralidad de segundas unidades (C2, C3) conectadas en serie con la primera unidad, comprendiendo cada primera y segunda unidad: una célula eléctrica (Acc1, Acc2, Acc3) conectada en serie, por el cátodo, con un primer interruptor (S1, S2, S3, S4), un segundo interruptor (B1, B2, B3, B4) conectado en paralelo con la célula y el primer interruptor, y un primer diodo (D1, D2, D3), estando el ánodo del primer diodo unido al cátodo de la célula, estando los cátodos de los primeros diodos conectados a un nodo de salida (32), estando el ánodo de la célula de la primera unidad conectado a la tierra, estando el ánodo del primer diodo de cada segunda unidad unido al cátodo de la célula por al menos un tercer interruptor (T2,1, T3,2, T3,1, I2, I3); y un circuito de control adaptado para medir unas características de al menos algunas células y para controlar los primeros, segundos y terceros interruptores en función de las características.

Description

DESCRIPCIÓN

Batería de acumuladores conmutados

Campo

La presente solicitud se refiere al campo de las baterías de acumuladores conmutados.

Exposición de la técnica anterior

Una batería de acumuladores conmutados es una batería que comprende una pluralidad de módulos generalmente idénticos conectados en serie y/o en paralelo, cuyo número depende de la tensión deseada en los terminales de la batería. Cada módulo comprende una pluralidad de acumuladores eléctricos. Los interruptores conectados en serie y en paralelo con los acumuladores permiten unir, o no, en serie cada acumulador entre nodos de salida del módulo, para elegir la tensión de salida de entre las diversas combinaciones de tensiones suministradas por los acumuladores. Un ejemplo de tal batería conmutada de este tipo se puede encontrar en el documento EP 2.584.689.

Cada módulo de batería comprende un circuito de control de interruptores. El circuito de control está adaptado para seleccionar los acumuladores a unir entre los nodos de salida de acuerdo con varios criterios, por ejemplo, la tensión de salida deseada o el nivel de carga de cada acumulador.

El circuito de control es alimentado por una tensión de alimentación que es, preferentemente, referenciada a la tierra del módulo. Por lo tanto, el circuito de control es alimentado generalmente por un acumulador del módulo conectado a la tierra.

Un inconveniente de tal batería es que si el acumulador que alimenta el circuito de control se descarga o si sufre una falla que provoca un fallo significativo de la tensión que suministra, el circuito de control ya no se alimenta y los acumuladores ya no se pueden conmutar.

Resumen

De este modo, un objeto de un modo de realización es superar al menos parcialmente los inconvenientes de las baterías de acumuladores conmutados descritas anteriormente.

De este modo, un modo de realización prevé una batería de acumuladores conmutados que comprende: una primera unidad; una pluralidad de segundas unidades conectadas en serie con la primera unidad, comprendiendo cada primera y segunda unidad: un acumulador eléctrico conectado en serie, por el cátodo, con un primer interruptor, un segundo interruptor conectado en paralelo con el acumulador y el primer interruptor, y un primer diodo, estando el ánodo del primer diodo unido al cátodo del acumulador, los cátodos de los primeros diodos están conectados a un nodo de salida, estando el ánodo del acumulador de la primera unidad conectado a la tierra, estando unido el ánodo del primer diodo de cada segunda unidad al cátodo del acumulador mediante al menos un tercer interruptor; y un circuito de control adecuado para medir unas características de al menos algunos acumuladores y para controlar los primeros, segundos y terceros interruptores en función de las características.

Según un modo de realización, el cátodo del acumulador de cada segunda unidad está unido al ánodo del primer diodo de la segunda unidad considerada por tantos terceros interruptores como unidades primera y segundas hay situadas entre la segunda unidad considerada y la tierra.

Según un modo de realización, el cátodo del acumulador de la primera unidad se une al ánodo del primer diodo correspondiente a través de un cuarto interruptor.

Según un modo de realización, cada uno de los terceros interruptores tiene el mismo estado, pasante o bloqueante, que uno de los segundos interruptores.

Según un modo de realización, los estados de los terceros interruptores son independientes de los estados del primer y segundo interruptores.

Según un modo de realización, el estado del primer interruptor y el estado del segundo interruptor de cada primera o segunda unidad son opuestos.

Según un modo de realización, el ánodo del acumulador de cada segunda unidad está conectado al cátodo de un segundo diodo, estando unido el ánodo de dicho segundo diodo a la tierra mediante una resistencia.

Según otro modo de realización, un procedimiento de uso de una batería tal como se describe anteriormente comprende las siguientes etapas: detectar el fallo de un acumulador de una unidad de entre la primera unidad o una de las segundas unidades; hacer pasante el segundo interruptor de dicha unidad y bloqueante el primer interruptor de dicha unidad; y hacer pasante al menos un tercer interruptor de otra unidad de entre la primera unidad o una de las segundas unidades.

Breve descripción de los dibujos

Estas características y ventajas, así como otras, se expondrán en detalle en la siguiente descripción de modos de realización particulares hecha a modo no limitativo en relación con las figuras adjuntas de entre las cuales:

la figura 1 representa, esquemáticamente, un módulo de una batería de acumuladores conmutados;

la figura 2 representa, esquemática y parcialmente, un modo de realización de un módulo de una batería de acumuladores conmutados;

la figura 3 es un cronograma que ilustra el funcionamiento del módulo de batería según el modo de realización de la figura 2; y

las figuras 4 y 5 representan, esquemática y parcialmente, otros modos de realización de un módulo de una batería de acumuladores conmutados.

Descripción detallada

Unos mismos elementos han sido designados por unas mismas referencias en las diferentes figuras y, adicionalmente, las diversas figuras no están trazadas a escala. En aras de la claridad, solo se han representado y detallado los elementos útiles para la comprensión de los modos de realización descritos. En particular, los circuitos de control de los módulos de batería no se representan y su funcionamiento no se describe.

En la descripción que sigue, cuando se utilizan calificadores tales como los términos "izquierda", "derecha", etc., se hace referencia a la orientación de los elementos implicados en las figuras.

Salvo precisión contraria, la expresión "sustancialmente" significa dentro del 10 %, preferentemente con un 5 % de aproximación.

Salvo precisión contraria, cuando se hace referencia a dos elementos conectados entre sí, esto significa que estos dos elementos están conectados directamente sin elementos intermedios que no sean conductores, y cuando se refieren a dos elementos unidos o acoplados entre sí, esto significa que estos dos elementos pueden estar directamente unidos (conectados) o unidos a través de uno o varios elementos.

Cuando se refiere al estado de un interruptor o transistor, se habla del estado pasante o del estado bloqueante. Cuando se refiere a la tensión de un punto o nodo, se considera que es la tensión entre el punto o nodo y la tierra.

Se describirá un modo de realización de un procedimiento de control de un sistema de células conmutadas en el caso de una batería de acumuladores conmutados cuyas células corresponden a acumuladores conmutados. Sin embargo, los presentes modos de realización se aplican a cualquier tipo de sistema de células conmutadas adaptado para suministrar una tensión variable a una carga. Cada célula del sistema de células conmutadas puede corresponder a un elemento de almacenamiento de cargas eléctricas o a un generador eléctrico. Un ejemplo de un elemento de almacenamiento de cargas eléctricas es, por ejemplo, un acumulador eléctrico o un condensador. Un ejemplo de generador eléctrico es, por ejemplo, una pila de combustible, una pila de zinc-aire, una célula fotovoltaica o un sistema de recuperación de energía, en particular, una miniturbina eólica o una miniturbina. El sistema de células conmutadas solo puede comprender elementos de almacenamiento de cargas eléctricas, solo generadores eléctricos o tanto elementos de almacenamiento de cargas eléctricas como generadores eléctricos. Cuando el sistema de células conmutadas comprende solo generadores eléctricos, el uso es teóricamente solo en modo de descarga. No obstante, en caso de potencia reactiva, para breves pasajes por una potencia negativa en cada período, la inercia del generador puede ser suficiente para suavizar la potencia, por ejemplo, debido a la inercia de rotación y capacitancias parásitas. Además, cada generador se puede conectar en paralelo con un elemento resistivo, para aceptar potencias negativas, disipando esta energía. En funcionamiento, el sistema está destinado a unirse a un dispositivo que absorbe o suministra energía según la aplicación prevista. A modo de ejemplo, este dispositivo corresponde a una máquina eléctrica, por ejemplo, a un motor eléctrico, o a la red de distribución eléctrica.

La figura 1 representa esquemáticamente un módulo de batería de acumuladores conmutados 10. De manera general, cada módulo de tal batería comprende N unidades Cei, N siendo un número entero e i variando de 1 a N. En el ejemplo de la figura 1, N es igual a 4.

Cada unidad Cei comprende los nodos mi y ni. El nodo ni de la unidad Cei está conectado al nodo mi de la unidad Cei⁺¹, para i variando de 1 a N-1. El nodo ith de la unidad¹está conectado a la tierra. Cada unidad Cei comprende un acumulador Acci conectado en serie por el cátodo con un transistor Si entre los nodos mi y Ni, estando el ánodo del acumulador Cei conectado al nodo mi. El ánodo acumulador Acc-i, por lo tanto, está conectado al nodo th y a la tierra. Cada unidad también comprende un transistor Bi conectado entre nodos mi y Ni, en paralelo con el conjunto que comprende el acumulador Acci y transistor Si. Los transistores Si y Bi tienen la función de interruptores y son controlados respectivamente por señales de control CmdSi y CmdBi. En el presente modo de realización, los transistores Si y Bi son transistores MOS de canal N.

El nodo nN, aquí n⁴, está unido a un nodo de salida V-del módulo 10 mediante un transistor HG, controlado por una señal de control CmdHG. El nodo nN está unido a un nodo de salida V+ del módulo 10 por un transistor HD, controlado por una señal de control CmdHD. El nodo m1 está unido al nodo de salida V- del módulo 10 mediante un transistor BG, controlado por una señal de control CmdBG. El nodo ith está unido al nodo de salida V+ del módulo 10 por un transistor BD, controlado por una señal de control CmdBD. En el presente modo de realización, les transistores HD, HG, BD y BG son transistores MOS de canal N.

Las señales de control son suministradas por un circuito de control, no representado. El circuito de control puede corresponder a un circuito dedicado y/o puede comprender un procesador, por ejemplo, un microprocesador o un microcontrolador, adaptado para ejecutar unas instrucciones de un programa de ordenador almacenado en una memoria. Para la unidad Cei, i variando de 1 a N, las señales de control CmdSi y CmdBi son tales que cuando el transistor Si es pasante, el transistor Bi es bloqueante y viceversa. De este modo, la tensión entre el nodo mi y nodo ni es o cero, si B¹es pasante, sustancialmente igual a la tensión suministrada por el acumulador Acci si el transistor Si es pasante. La tensión entre los nodos ith y Nno es por tanto sustancialmente igual a una combinación de las tensiones suministradas por los diferentes acumuladores Acci de unidades Cei.

Las señales de control de los transistores HG, HD, BG y BD son alimentados por el circuito de control. Los transistores HG, HD, BG, BD puede tener diversas configuraciones, incluidas dos principales. En una primera configuración principal, los transistores HD y BG son pasantes y los transistores HG y BD son bloqueantes. De este modo, la tensión en el nodo de salida V+ es sustancialmente igual a la tensión en el nodo nN y la tensión en el nodo de salida V- es sustancialmente igual a la tensión del nodo ith. En una segunda configuración principal, los transistores HD y BG se bloquean y los transistores HG y BD son pasantes. De este modo, la tensión en el nodo de salida V- es sustancialmente igual a la tensión en el nodo nN y la tensión en el nodo de salida V+ es sustancialmente igual a la tensión del nodo ith. Las dos configuraciones proporcionan tensiones opuestas entre los nodos V+ y V-.

El módulo 10 comprende además sensores, no representados, adaptados a medir al menos una característica de al menos algunos de los acumuladores, preferiblemente de cada acumulador, por ejemplo, la tensión suministrada por el acumulador, su corriente o temperatura, y para proporcionar estas medidas al circuito de control.

En funcionamiento, si el fallo de uno de los acumuladores Acci es detectado, el circuito de control puede modificar los estados de los transistores Si y Bi para que el acumulador Acci ya no se solicita o se solicite solo de determinadas formas. Por ejemplo, un acumulador descargado solo puede utilizarse para una operación de carga.

El circuito de control es alimentado, por ejemplo, por uno de los acumuladores del módulo. La tensión de alimentación del circuito de control es, preferentemente, referenciada a la tierra, la tensión de alimentación para el circuito de control puede ser suministrada por el acumulador Acc¹.

Si el acumulador Acc¹sufre un fallo provocando una caída significativa de la tensión suministrada al circuito de control, el circuito de control ya no se puede alimentar.

La figura 2 representa esquemática y parcialmente un modo de realización de un módulo 30 de una batería de acumuladores conmutados. La figura 3 representa un cronograma que ilustra el funcionamiento del módulo de batería según el modo de realización de la figura 2.

De manera general, el módulo comprende N unidades Ci, con N un número entero e i variando de 1 a N. En la figura 2, N es igual a 3. Cada unidad Ci comprende los elementos de las unidades Cei de la figura 1, es decir, un acumulador Acci y transistores Bi y Si conectados como se describe arriba entre los nodos mi y ni. Al igual que antes, el nodo ith está conectado a la tierra y los nodos ith y nN, aquí n³, están unidos a los nodos de salida V+ y V- por los transistores HD, HG, BD y BG que no se representan en la figura 2. El funcionamiento de los acumuladores conmutados es similar al funcionamiento descrito en relación con la figura 1.

Cada unidad Ci, i variando de 1 a N, además, comprende un diodo Di. El cátodo del acumulador Acci está unido al ánodo del diodo Di. El cátodo del diodo Di está conectado a un nodo 32. Se llama Vout a la tensión del nodo 32. La tensión Vout alimenta el circuito de control, no representado.

El cátodo de cada acumulador Acci, con i variando de 2 a N, está unido al ánodo del diodo Di por i-1 transistores Ti,j en serie controlados por las señales de control CmdSj, con j variando de 1 a i-1. Por ejemplo, en la figura 2, el cátodo del acumulador Acc³está unido al ánodo del diodo D³por un transistor T^3,2controlado por la señal de control CmdS²y un transistor T³,¹controlado por la señal de control CmdS¹. Los transistores Ti,j tienen la función de interruptor. En el presente modo de realización, los transistores Ty son transistores MOS de canal P.

De este modo, para una unidad Ci dada, todos los interruptores Ty, j variando de 1 a i-1, conectados entre el cátodo del acumulador Acci y el diodo Di son pasantes cuando todos los interruptores Tv,w, v variando de 1 a i-1 y w variando de 1 a v-1, son pasantes.

Los diodos Di constituyen un bloque que implementa la función lógica OR. De este modo, la tensión Vout en el nodo 32, constituyendo la salida del bloque, es sustancialmente igual a la tensión más alta de entre las tensiones al nivel de los ánodos de los diodos Di, constituyendo las entradas del bloque.

Las señales de control se eligen de tal manera que, para una unidad Cj dada, cuando el transistor Sj está en un primer estado, bloqueante o pasante, el transistor Bj y los transistores Ty con i pudiendo variar de j+1 a N, están en un segundo estado, pasante o bloqueante.

La figura 3 representa un ejemplo de evolución en función del tiempo del estado de los transistores B¹y B²y el estado de los diodos D¹, D²y D³. El estado del transistor B¹o B²está representado por una señal en un nivel alto cuando el transistor es pasante y por una señal en un nivel bajo cuando el transistor es bloqueante. El estado del diodo D¹, D²o D³está representado por un nivel alto cuando la tensión en el ánodo del diodo es la tensión suministrada por el acumulador asociado y que este último puede utilizarse para alimentar el circuito de control. El estado del diodo D¹, D²o D³está representado por un nivel bajo cuando la tensión en el ánodo del diodo no se puede usar para alimentar el circuito de control, por ejemplo, porque al menos uno de los interruptores entre el ánodo del diodo y el cátodo del acumulador asociado no es pasante o porque el acumulador asociado ha sufrido un fallo.

Los estados de los transistores S¹, S², T^2,1, T^3,1y T^3,2no se representan y se pueden deducir del estado de los transistores B¹y B². Como se ha descrito anteriormente, los transistores S¹, S²y S³están controlados para estar respectivamente en el estado opuesto al estado de los transistores B¹, B²y B³. Los transistores T^2,1y T^3,1están controlados para estar en el mismo estado que el transistor B¹. El transistor T^3,2está controlado para estar en el mismo estado que el transistor B². Los estados de los transistores de la unidad Cn, aquí los transistores B³y S³de la unidad C³, no tienen influencia sobre el suministro del circuito de control.

El cronograma se divide en tres partes 40, 42 y 44. La parte 40, a la izquierda, corresponde a un funcionamiento normal del módulo de batería 30. La parte 42, en el centro, comienza en un instante t1 y corresponde al funcionamiento durante un fallo del acumulador Acc¹. La parte 44, a la derecha, comienza en un instante t²y corresponde al funcionamiento en caso de fallo del acumulador Acc²después del fallo del acumulador Acc¹.

En funcionamiento normal, la tensión al ánodo del diodo D1, es decir, la tensión en una entrada del bloque que implementa la función lógica OU, es constante y sustancialmente igual a la tensión suministrada por el acumulador Acc¹, independientemente del estado de los transistores B¹y B². De este modo, el estado del diodo D¹está representado por un alto nivel en funcionamiento normal. La tensión en el ánodo del diodo D², es decir, la tensión en otra entrada del bloque que implementa la función lógica OU, es sustancialmente igual a la tensión suministrada por el acumulador Acc²cuando el transistor B¹es pasante, lo que permite hacer referencia al acumulador Acc²a la tierra. El estado del diodo D², por lo tanto, está representado en el nivel alto cuando el transistor B¹es pasante. Cuando el transistor B¹es bloqueante, la tensión en el ánodo del diodo D²ya no es la tensión suministrado por el acumulador y el estado del diodo D²está representado por un nivel bajo. La tensión en el ánodo del diodo D³, es decir, la tensión en otra entrada del bloque que implementa la función lógica OU, es sustancialmente igual a la tensión suministrada por el acumulador Acc³cuando los transistores B¹y B²ambas son pasantes. El estado del diodo D³luego representado en el alto nivel. Cuando al menos uno de los transistores B¹y B²es bloqueante, la tensión en el ánodo del diodo D³ya no es la tensión suministrada por el acumulador Acc³y el estado del diodo D³está representado por un nivel bajo.

La tensión Vout corresponde a la tensión en la salida del bloque que implementa la función lógica OU y, por lo tanto, es sustancialmente igual a la tensión máxima de entre las tensiones en los ánodos de los diodos D¹, D²o D³.

De manera más general, la tensión en el ánodo de un diodo Di asociado con una unidad Ci es sustancialmente igual a la tensión suministrada por el acumulador Acci de la misma unidad cuando todos los transistores Bj con j variando de 1 a i-1 son pasantes.

De este modo, en funcionamiento normal, la tensión Vout puede tener tres valores diferentes:

la tensión Vout es sustancialmente igual a la tensión suministrada por el acumulador Acc¹, cuando el transistor B¹es bloqueante, lo que corresponde a los períodos A del cronograma;

la tensión Vout es sustancialmente igual al valor máximo entre la tensión suministrada por el acumulador Acc¹y la suministrada por el acumulador Acc², cuando el transistor B¹es pasante y el transistor B²es bloqueante, lo que corresponde a los períodos B del cronograma; o

la tensión Vout es sustancialmente igual al valor máximo entre las tensiones suministradas por los acumuladores Acc¹, Acc²y Acc³, cuando los transistores B¹y B²son pasantes, lo que corresponde a los períodos C del cronograma.

En el instante t¹, el acumulador de Acc¹comienza a fallar. Esto está representado por un paso al nivel bajo del estado del diodo D¹. Este fallo es detectado por el circuito de control gracias a los sensores que no están representados en la figura 2. En respuesta a este fallo, el circuito de control modifica las señales de control para hacer que los transistores B¹, T²,¹y T³,¹sean pasantes y el transistor S¹bloqueante. De este modo, el ánodo del acumulador Acc²está referenciado a la tierra y la tensión en el ánodo del diodo D²es sustancialmente igual a la tensión suministrado por el acumulador Acc².

Como el transistor B¹es pasante, la parte 42 solo comprende los períodos B y C. Como la tensión en el ánodo del diodo D¹no puede suministrar el circuito de control después del instante ti, debido, por ejemplo, a una disminución excesiva de la tensión suministrada por el acumulador, se considera que la tensión en el ánodo del diodo D¹es menor que las tensiones en los ánodos de los diodos D²y D³. Durante los períodos B, la tensión Vout por lo tanto tiene el valor de la tensión suministrada por el acumulador Acc²y durante los períodos C, la tensión Vout tiene el valor máximo entre los valores de las tensiones suministradas por los acumuladores Acc²y Acc³.

En el instante t², el acumulador Acc²comienza a fallar. Esto está representado por un paso de nivel bajo del estado del diodo D². Este fallo es detectado por el circuito de control gracias a los sensores. En respuesta a este fallo, el circuito de control modifica las señales de control para hacer que los transistores B²y T^3,2sean pasantes y el transistor S²bloqueante. De este modo, el ánodo del acumulador Acc³está referenciado a la tierra y la tensión en el ánodo del diodo D³es sustancialmente igual a la tensión suministrado por el acumulador Acc³.

Como los transistores B¹y B²son pasantes, la parte 44 corresponde a un período C durante el cual la tensión Vout tiene el valor máximo entre las tensiones suministradas por los acumuladores Acci, Acc²y Acc³. Como los acumuladores Acci y Acc²son defectuosos, el circuito de control es alimentado por el acumulador Acc³.

De manera ventajosa, siempre que uno de los acumuladores no falle, el circuito de control se alimenta.

Las unidades Ci, con i variando de 1 a N-1, de la figura 2 comprenden, además, un diodo D0i, cuyo cátodo está acoplado al nodo ni y cuyo ánodo está acoplado a la tierra mediante una resistencia Ri. Las resistencias Ri son relativamente débiles, por ejemplo, comprendidos entre 1 y 10 ohmios. Estos componentes permiten mejorar la referenciación de los acumuladores Acci a la tierra durante los períodos durante los cuales los transistores Bi y Si no están pilotados. Es posible que estos componentes no estén presentes. Una ventaja del modo de realización de la figura 2 es que utiliza las mismas señales de control para el control de los transistores Ti, j que los ya utilizados para cambiar los acumuladores. En efecto, por la estructura del circuito, los valores de las señales de control CmdSi están en rangos adecuados para hacer simultáneamente el transistor Si es pasante y los transistores j con j estrictamente mayor que i, bloqueantes y viceversa. Por tanto, se simplifica el diseño del circuito de control.

La figura 4 representa, esquemática y parcialmente, comprendiendo otro modo de realización de un módulo 50 de una batería de acumuladores conmutados N unidades Ci. En la figura 4, N es igual a 3. La figura 4 comprende el conjunto los elementos representados en la figura 2 con la diferencia de que para una unidad Ci dada, los transistores Ty con j variando de 1 a j-1, son reemplazados por un interruptor Ii controlado por una señal de control Cmdmicroi.

Las señales de control Cmdmicroi son alimentados por el circuito de control, no se representa, y se puede elegir independientemente de las señales de control de los transistores Bi y Si. En caso de un fallo del acumulador Acc¹, por lo tanto, es posible elegir por alimentar el circuito de control con cualquiera de los otros acumuladores Acci, con i variando de 2 a N.

Cada interruptor Ii, con i variando de 2 a N, comprende en la figura 4 un transistor Mai conectado entre el cátodo del acumulador Acci y el ánodo del diodo Di. El cátodo del acumulador Acci está, adicionalmente, unido a la tierra por una resistencia Rai en serie con un transistor Mbi controlado por la señal de control Cmdmicroi. El cátodo del acumulador Acci también está unido a la tierra por una resistencia Rbi en serie con un transistor Mci controlado por el nodo de conexión entre la resistencia Rai y el transistor Mbi. El transistor Mai es controlado por el nodo de conexión entre la resistencia Rbi y el transistor Mci.

La figura 5 representa una variante del modo de realización de la figura 4 en donde el cátodo del acumulador Acc¹está unido al ánodo del diodo D1 mediante un interruptor h que tiene una estructura similar a la de los interruptores ii descritos previamente.

En los presentes modos de realización, los transistores Mai, Mbi y Mci, para i variando de 1 a N, son, por ejemplo, transistores MOS.

Los interruptores Ii descritos aquí son ejemplos de implementación de interruptores que pueden ser reemplazados por otras implementaciones de interruptores.

Una ventaja del modo de realización de la figura 5 es que es posible elegir, en cualquier momento, qué acumulador alimenta el circuito de control.

Otra ventaja del modo de realización de las figuras 4 y 5 es que la tensión Vout no varía según la conmutación de los acumuladores. En efecto, las tensiones presentes en la entrada del bloque que implementa la función lógica OU solo dependen de las señales de control Cmdmicroi, y no el estado de los transistores Bi y Si.

Una ventaja de estos modos de realización es que solo necesitan la implementación de unos pocos componentes elementales y, por lo tanto, son relativamente económicos.

Se han descrito unos modos de realización particulares. Diversas variantes y modificaciones aparecerán al experto en la materia. En particular, los transistores que constituyen los interruptores en unidades pueden ser reemplazados por otros tipos de interruptores según las necesidades del circuito.

Más arriba, se han descrito diversos modos de realización con diversas variantes. Se apreciará que el experto en la técnica podrá combinar diversos elementos de estos diversos modos de realización y variantes sin dar muestra de actividad inventiva.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema eléctrico de células conmutadas que comprende:

una primera unidad (Ci);

una pluralidad de segundas unidades (C², C³) conectadas en serie con la primera unidad, comprendiendo cada primera y segunda unidad:

una célula eléctrica (Acc¹, Acc², Acc³) conectada en serie, por el cátodo, con un primer interruptor (S¹, S², S³, S⁴),

un segundo interruptor (B¹, B², B³, B⁴) conectado en paralelo con la célula y el primer interruptor, y un primer diodo (D¹, D², D³), estando el ánodo del primer diodo unido al cátodo de la célula,

estando los cátodos de los primeros diodos conectados a un nodo de salida (32), estando el ánodo de la célula de la primera unidad conectado a la tierra, estando el ánodo del primer diodo de cada segunda unidad unido al cátodo de la célula por al menos un tercer interruptor (T²,¹, T³,², T3,1, I², I³); y

un circuito de control adaptado para medir unas características de al menos algunas células y para controlar los primeros, segundos y terceros interruptores en función de las características.

2. Sistema eléctrico de células conmutadas según la reivindicación 1, en donde el cátodo de la célula de cada segunda unidad (C², C³) está unido al ánodo del primer diodo (D², D³) de la segunda unidad considerada por tantos terceros interruptores (T²,¹, T³,², T³,¹, I², I³) como unidades primera y segundas hay situadas entre la segunda unidad considerada y la tierra.

3. Sistema eléctrico de células conmutadas según la reivindicación 1 o 2, en donde el cátodo de la célula de la primera unidad (C¹) está unido al ánodo del primer diodo (D¹) correspondiente a través de un cuarto interruptor (I¹).

4. Sistema eléctrico de células conmutadas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde cada uno de los terceros interruptores (T²,¹, T³,², T³,¹) tiene el mismo estado, pasante o bloqueante, que uno de los segundos interruptores.

5. Sistema eléctrico de células conmutadas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los estados de los terceros interruptores (I¹, I², I³) son independientes de los estados de los primeros (S¹, S², S³, S⁴) y segundos (B¹, B², B³, B⁴) interruptores.

6. Sistema eléctrico de células conmutadas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el estado del primer (S¹, S², S³, S⁴) interruptor y el estado del segundo interruptor (B¹, B², B³, B⁴) de cada primera (C¹) o segunda (C², C³) unidad son opuestos.

7. Sistema eléctrico de células conmutadas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el ánodo de la célula de cada segunda unidad está conectado al cátodo de un segundo diodo (DO¹, DO²), estando el ánodo de dicho segundo diodo unido a la tierra por una resistencia (R¹, R²).

8. Procedimiento de uso de un sistema eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende las siguientes etapas:

detectar el fallo de una célula (Acc¹, Acc², Acc³) de una unidad de entre la primera unidad o una de las segundas unidades;

hacer pasante el segundo interruptor (B¹, B², B³) de dicha unidad y bloqueante el primer interruptor (S¹, S², S³) de dicha unidad; y

hacer pasante al menos un tercer interruptor (T²,¹, T³,¹, T³,², I¹, I², I³) de otra unidad de entre la primera unidad o una de las segundas unidades.