ES2951907A1

ES2951907A1 - Sistema de bateria

Info

Publication number: ES2951907A1
Application number: ES202230229A
Authority: ES
Inventors: Arauzo Javier Peña; López Cristian Rosiña; Sala Jaume Safont
Original assignee: Six To Go Solutions S L
Current assignee: Six To Go Solutions S L
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2023-10-25
Anticipated expiration: 2042-03-18
Also published as: ES2951907B2

Abstract

Sistema de batería. La presente invención se refiere a un sistema de batería que comprende conjuntos de celdas, un método para comprobar el estado de carga y/o vida útil de dichos conjuntos de celdas así como un método de obtención de un acumulador de energía a través de un sistema de batería.

Description

DESCRIPCIÓN

SISTEMA DE BATERÍA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de batería que comprende conjuntos de celdas, un método para comprobar el estado de carga y/o vida útil de dichos conjuntos de celdas así como un método de obtención de un acumulador de energía a través de un sistema de batería.

Dicho sistema de batería es un sistema modular y optimizado, para el que su configuración y diseño proveen de una mayor versatilidad, una mayor facilidad de reciclabilidad, una reducción en el impacto medioambiental y un ahorro de costes considerable con respecto a sistemas de batería ya conocidos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente, los sistemas de baterías conocidos y con aplicación en vehículos de movilidad eléctrica urbana, tales como patinetes, bicicletas y/o motos, son sistemas de baterías para un único uso, siendo por tanto su configuración única y su utilización limitada a la aplicación definida.

Dicha configuración evita, por tanto, que los sistemas de baterías puedan ser desmontables, y por lo tanto no permiten que se puedan refabricar ni aprovechar sus componentes una vez la batería ha llegado al fin de su uso en dichas aplicaciones de vehículos de movilidad urbana. En particular solo se encuentran, dentro del estado de la técnica, baterías con elementos desmontables en grandes vehículos que permiten contar con un espacio suficiente como para permitir una configuración distinta que evite parte de los problemas anteriormente mencionados.

Adicionalmente, el nivel de exigencia de los sistemas de baterías para aplicaciones de movilidad urbana es muy alto, requiriéndose por parte de éstos una autonomía muy alta. Por ello, dichos sistemas de baterías se encuentran expuestos a unas descargas de corriente muy elevadas, que provoca un elevado desgaste de sus componentes y por lo tanto una rápida disminución de su rendimiento. En base al alto nivel de exigencia requerido, los sistemas de baterías empleados en aplicaciones de movilidad urbana son desechados rápidamente, dado que una pequeña reducción de su rendimiento impide un correcto funcionamiento en la aplicación requerida, lo que implica costes elevados y opciones de mantenimiento casi nulas, así como altos costes medioambientales, al desecharse componentes que, aunque no se encuentren en sus mejores condiciones, podrían ser aptos para su uso en otras aplicaciones en el caso de que pudieran ser extraídos del sistema de batería que los contiene. No obstante, su extracción no es posible dado que el proceso tradicional de extracción de las diferentes partes de un sistema de batería, como por ejemplo las partes electrónicas y/o las celdas, es un proceso complicado que al final, resulta en el desecho de todo el sistema de batería.

De esta forma, en base al nivel de exigencia indicado para estos sistemas de baterías utilizados en aplicaciones de movilidad urbana, se exige un reemplazo de dichos sistemas entre los 12 y los 24 meses dependiendo de su uso, lo que implica un alto coste.

Por otro lado, y de manera adicional, las condiciones de exigencia a los sistemas de batería de este tipo de aplicaciones implican también un diseño específico de dispositivos, presentes en dichos sistemas de batería, que sean capaces de monitorizar y realizar un control continuo del funcionamiento de dicho sistema mediante medios de control, en particular electrónica de control, denominada "Battery Manager System” (BMS), siendo el diseño de estos dispositivos para su funcionamiento continuo muy específico y costoso.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

En base a los problemas descritos, es necesaria una tecnología relativa a los sistemas de baterías que permita no solo cumplir con los exigentes requisitos de funcionamiento de las aplicaciones de movilidad urbana (primera vida), sino también permitir el uso de los componentes que configuran dichos sistemas de baterías en aplicaciones adicionales (segunda vida), tales como acumuladores de energía.

Tal y como se indica en la sección anterior, el estado de la técnica no contempla la utilización de sistemas de baterías destinados a aplicaciones de requisitos exigentes, como los de movilidad urbana, en aplicaciones adicionales de segunda vida mediante la reutilización de ciertos componentes, debido a los problemas tanto de desmontaje como de reutilización y refabricación de los sistemas que contienen tales componentes.

La presente invención plantea una solución a dichos problemas a través de un sistema de batería, configurado de manera modular, que permite no solo su utilización en cualquier aplicación que exija unas condiciones de funcionamiento específicas y severas (primera vida), sino también la reutilización de dicho sistema en aplicaciones adicionales menos exigentes, a través de la reutilización de una pluralidad de componentes del sistema de batería original, así como de la adición de componentes adicionales que se ajusten a los nuevos requisitos de las aplicaciones adicionales (segunda vida). Adicionalmente, se plantean soluciones a los problemas anteriormente mencionados a través de un conjunto de batería, y métodos tanto para comprobar el estado de caga y/o vida útil de un conjunto de celdas como para la obtención de un acumulador de energía.

Un primer aspecto inventivo es un sistema de batería, que comprende:

- una pluralidad de celdas, agrupadas en n conjuntos (Ci) de celdas, en donde i = 1... n; n e N,

- un módulo de conexión, que comprende un soporte, una pluralidad de puntos de conexión y unos medios de transmisión,

- medios de control configurados para controlar el funcionamiento de los n conjuntos (Ci) de celdas, y

- unos primeros medios de unión,

en donde cada celda de los n conjuntos (Ci) de celdas se encuentra situada sobre el soporte del módulo de conexión y conectada eléctricamente a al menos un punto de conexión del módulo de conexión,

en donde los n conjuntos (Ci) de celdas se encuentran conectados eléctricamente a los medios de transmisión, y

en donde los medios de control se conectan eléctricamente a través de los primeros medios de unión al módulo de conexión.

El presente sistema de batería está configurado mediante una pluralidad de celdas, dimensionada en base a la aplicación de dicho sistema de batería.

Estas celdas se distribuyen en grupos de celdas, en particular en n conjuntos (Ci), siendo j = 1...n; n e N, lo que facilita el control y seguimiento de cada una de dichos conjuntos (Ci) de celdas, monitorizándose así sus condiciones, funcionamiento y rendimiento. Adicionalmente, los conjuntos (Ci) de celdas permiten agruparse como conjuntos aislados para su funcionamiento y extracción.

Cada celda de los n conjuntos (Ci) de celdas se encuentra situada sobre el soporte del módulo de conexión y está conectada eléctricamente a al menos un punto de conexión de dicho módulo de conexión. El soporte, por tanto, permite contener y posicionar cada una de las celdas de manera adecuada, optimizando así su rendimiento.

Esto es, cada una de las celdas de la pluralidad de celdas permite la alimentación del sistema, a través de su conexión con cada uno de los puntos de conexión del módulo de conexión. Ventajosamente, la disposición de los puntos de conexión sobre el soporte del módulo de conexión es tal que la conexión y desconexión de las celdas es directa y sencilla.

En una realización particular, las celdas se extraen de manera individual del soporte del módulo de conexión, permitiendo su sustitución en caso de que su rendimiento no sea adecuado. Esto permite que el sistema de batería sea modular, de manera que se incrementa la versatilidad de utilización de dicho sistema y, por tanto, de sus componentes.

En una realización particular, las celdas se extraen por conjuntos, sustituyéndose así las celdas por grupos en caso de que su rendimiento no sea adecuado. Ventajosamente, esta extracción se realiza de forma que la sustitución de baterías es rápida y eficiente. De manera adicional, esta configuración por conjuntos de celdas extraíbles permite al sistema de batería contar con una mejor escalabilidad, al ser la conexión de conjuntos adicionales de celdas al soporte una operación sencilla.

El módulo de conexión también comprende unos medios de transmisión, que se encuentran acoplados, a través de conexiones eléctricas, a cada una de las distintas celdas. De esta forma, los distintos valores (en función del tiempo) de las variables relevantes para el rendimiento de cada celda, como su temperatura, tensión y potencia, son recibidos y almacenados en los medios de transmisión.

Adicionalmente, el sistema de batería comprende medios de control. Dichos medios de control se encuentran conectados eléctricamente a través de unos primeros medios de unión al módulo de conexión.

De esta forma, el módulo de conexión permite la conexión directa entre la pluralidad de celdas y los medios de control, siendo dichos medios de control los que comprenden la electrónica de control de cada una de las celdas del sistema de batería.

Ventajosamente, el sistema de extracción de celdas individualmente o por conjuntos permite extraer dichas celdas del soporte del módulo de conexión, dejando por tanto intacto en el sistema de batería este módulo de conexión así como los medios de control y, por lo tanto, la electrónica de control del sistema de batería.

En una realización particular, el presente sistema de batería se dirige a una aplicación de primera vida, estando esta primera vida preferiblemente relacionada con la movilidad urbana. Esto es, el presente sistema de batería se aplica en vehículos de movilidad urbana, contando por tanto con requisitos de rendimiento sobre las celdas muy elevados, lo que reduce considerablemente la vida útil de las celdas para este tipo de aplicaciones. Adicionalmente, los medios de control tienen también una elevada exigencia en el caso de este tipo de aplicaciones de primera vida.

De manera ventajosa, la configuración del presente sistema de batería permite que las celdas que ya no cuentan con los requisitos adecuados para responder al rendimiento requerido en su primera vida, puedan tener una vida adicional en otras aplicaciones de segunda vida, como por ejemplo sistemas de baterías de aplicación en actividades de acumulación de energía tales como acumuladores de energía (en relación con energía fotovoltaica, por ejemplo), en las que el nivel de exigencia en la descarga es inferior y la capacidad de energía necesaria se puede obtener con la agrupación de distintos conjuntos de celdas como los indicados.

De esta forma, la presente invención permite la configuración de distintos sistemas de baterías, siendo estos:

- sistemas de batería de primera vida, para los que tanto la pluralidad de celdas como los medios de control requieren de elevadas exigencias para cumplir con las funciones requeridas. Estos sistemas permiten la sustitución de aquellas celdas o conjuntos de celdas que ya no cumplan con el rendimiento solicitado, manteniendo el módulo de conexión y los medios de control intactos.

- sistemas de batería de segunda vida, para los que los requisitos de la pluralidad de celdas y los medios de control son de exigencia inferior. Estos sistemas se obtienen trasladando las celdas de los sistemas de batería que ya no cumplen con las especificaciones requeridas junto con su módulo de conexión a un sistema de batería análogo, sobre el que los medios de control son de exigencia inferior.

Así, contamos con un sistema de batería modular y estandarizado, que permite la sustitución de distintos componentes en base a las especificaciones de la aplicación a la que se dirige dicho sistema de batería.

Ventajosamente, esto permite que un mismo sistema de batería se pueda no solo rediseñar sino también refabricar en base a su aplicación, a través de la configuración de la unión mecánica de los distintos elementos del sistema. Esto redunda en un menor impacto medioambiental, optimización de costes y alargamiento de la vida del sistema de batería a través de su reutilización.

En una realización particular, el módulo de conexión además comprende medios de registro de temperatura y/o medios de registro de tensión, configurados para controlar la temperatura y/o tensión de al menos una celda de uno de los n conjuntos (Ci) de celdas. Los medios de registro de temperatura son, preferiblemente, un sensor de temperatura, situado entre dos celdas de uno de los conjuntos (Ci) de celdas. Los medios de registro de tensión son, preferiblemente, un grupo de conductores (denominado “busbar”), situados sobre el módulo de conexión, en contacto con cada uno de los n conjuntos (Ci) de celdas. Los datos recogidos por estos medios de registro son también recibidos por los medios de transmisión.

En una realización particular, los medios de control comprenden:

- medios de control maestros, y

- n medios de control esclavos, en donde cada medio de control esclavo está conectado eléctricamente:

^o a uno de los n conjuntos (Ci) de celdas respectivamente, y

^o a los medios de control maestros,

y en donde los n medios de control esclavos están configurados para controlar el funcionamiento de su conjunto (Ci) de celdas correspondiente.

En una realización particular, preferiblemente dirigida a una segunda vida del sistema de batería, los medios de control comprenden diversos elementos, esto es, comprendiendo tanto unos medios de control según un sistema de configuración “master’ o “maestra”, como unos medios de control esclavos, esto es, en la forma de sistemas de configuración “esclava”, estando dichos medios de control esclavos controlados, a su vez, por los medios de control maestros. De esta forma, dichos medios de control maestros actúan como controlador único de cada uno de los medios de control esclavos, actuando a su vez sobre cada uno de los conjuntos (Ci) de celdas.

Ventajosamente, la presente configuración permite un diseño óptimo de un sistema de batería de aplicación de segunda vida, esto es, de aplicación en acumuladores de energía.

En una realización particular, la conexión eléctrica entre cada medio de control esclavo con su respectivo conjunto (Ci) de los n conjuntos (Ci) de celdas se realiza a través del módulo de conexión, preferiblemente mediante medios de unión que permiten la conexión entre cada medio de control esclavo con el módulo de conexión, y a su vez entre el módulo de conexión y cada conjunto (Ci) de celdas respectivamente. Esto es, el módulo de conexión permite la conexión directa entre cada una de las celdas, o conjunto (Ci) de celdas, y cada uno de los medios de control esclavos que permiten su monitorización. Ventajosamente, esto permite la transmisión de los datos relativos a las variables de los conjuntos de celdas (Ci) a controlar mediante los medios de control maestros.

En una realización particular, los medios de control esclavos están unidos entre sí, lo que permite no solo su comunicación con los medios de control maestros, sino también la comunicación entre distintos conjuntos de celdas.

En una realización particular, cada uno de los n conjuntos (Ci) de celdas está conectado con al menos uno de los n conjuntos (Ci) de celdas adyacentes en serie o en paralelo. La presente realización particular es de aplicación en una realización de segunda vida.

De esta forma, los conjuntos de celdas (Ci) se unen entre sí, de cara a aumentar tanto la tensión como la capacidad del sistema de batería. Esto es, si se requiere una mayor tensión, se realiza una configuración en serie de tantos conjuntos (Ci) de celdas como tensión sea necesaria, mientas que si lo que se desea aumentar es la capacidad, la configuración de dichos conjuntos (Ci) es en paralelo. Esto permite, de manera ventajosa, la escalabilidad del sistema de batería en base a los requisitos de la aplicación a la que se dirige.

En una realización particular, la conexión en serie de al menos dos de los n conjuntos (Ci) de celdas se realiza mediante una conexión "board to wire”, que ventajosamente permite la unión de tantos conjuntos (Ci) de celdas como tensión necesite la aplicación.

En una realización particular, la conexión en paralelo de al menos dos de los n conjuntos (Ci) de celdas se realiza mediante un conector de potencia, que ventajosamente permite la unión de tantas series de conjuntos (Ci) de celdas para llegar a la capacidad requerida.

En una realización particular, el módulo de conexión comprende:

- una primera porción, y

- una segunda porción,

en donde la primera porción y la segunda porción están conectadas entre sí, preferiblemente a través de una conexión "board to board", y en donde la primera porción está conectada eléctricamente mediante unos segundos medios de unión con los n medios de control esclavos, y en donde la segunda porción está conectada eléctricamente con los n conjuntos (Ci) de celdas.

Estas porciones (primera y segunda porción) que conforman el módulo de conexión se encuentran dispuestas de forma independiente entre sí, de manera que las conexiones a cada uno de los elementos se realizan de manera organizada e independiente.

En una realización particular, los primeros y/o los segundos medios de unión son conectores de potencia, en particular, cables de potencia que comprenden anclajes de conexionado y/o fijaciones mecánicas. En una realización particular, la conexión de la primera porción del módulo de conexión a los n conjuntos (Ci) de celdas es preferiblemente una unión mediante soldadura y más preferiblemente mediante soldadura de estaño.

En una realización particular, el sistema de batería comprende medios de aviso configurados para alertar de un posible fallo de al menos una celda de cualquiera de los n conjuntos (Ci) de celdas. Dichos medios de aviso permiten, a través de la monitorización realizada por los medios de control, realizar un mantenimiento y/o seguimiento de cada uno de los elementos del sistema de batería.

En un segundo aspecto inventivo de la presente invención, se define un conjunto de batería que comprende un sistema de batería según el primer aspecto inventivo, así como una carcasa en donde se aloja dicho sistema de batería. En particular, se trata de una carcasa para la que el acceso a su interior es por medios mecánicos, que permiten desmontar dicha carcasa de manera sencilla así como su fácil acceso al interior donde se aloja el sistema de batería. En una realización particular, la carcasa comprende una tapa, cuya unión al resto de la carcasa es a través de uniones atornilladas, tales que pueden ser desensambladas fácilmente de forma que los conjuntos de celdas puedes ser extraído de manera individual y de forma sencilla, para su montaje o desmontaje. En una realización particular, dicha carcasa es un armario que permite el alojamiento de una pluralidad de sistemas de batería.

En un tercer aspecto inventivo de la presente invención, se define un método para comprobar el estado de carga y/o vida útil de un conjunto (Ci) de celdas en un sistema de batería (B) según el primer aspecto inventivo, cuando éste cuenta con medios de registro de temperatura y/o medios de registro de tensión, comprendiendo el método las siguientes etapas:

a) medir datos de temperatura (T) y/o tensión (V) de cada celda del conjunto (Ci) mediante medios de registro de temperatura y/o medios de registro de tensión, b) enviar los datos de la etapa a) y los ciclos de carga a los medios de transmisión y transmitirlos desde dichos medios de transmisión a los medios de control,

c) evaluar, mediante dichos medios de control y según un umbral predeterminado, el estado y los ciclos de carga de cada celda, y

d) comprobar el estado de carga y/o vida útil del conjunto (Ci) de celdas en base a la evaluación de la etapa c) para cada celda del conjunto (Ci) de celdas.

En una realización particular, el método además comprende la etapa siguiente:

e) determinar el rendimiento del conjunto (Ci) de celdas y determinar la sustitución de dicho conjunto (Ci) de celdas.

En un cuarto aspecto inventivo de la presente invención, se define un método para obtener un acumulador de energía mediante un sistema de batería (B) según el primer aspecto inventivo, que comprende las etapas:

a) proveer de n conjuntos (Ci) de celdas con una caída de rendimiento inferior al 80% inicial,

b) obtener un conjunto de batería según el segundo aspecto inventivo, en donde los n conjuntos (Ci) de celdas son según la etapa a) y la carcasa es un armario acumulador, y

c) obtener un acumulador de energía mediante un conjunto de batería según la etapa b) configurado para acumulación de energía.

En una realización particular, los n conjuntos (Ci) de celdas provistos en la etapa a) corresponden con celdas consideradas como no adecuadas, o no válidas, para su utilización en una primera vida, tal como en movilidad urbana.

Este método permite, a partir de un sistema de batería como el definido en el primer aspecto inventivo que se encuentre dirigido a una primera vida relativa a movilidad urbana, obtener un sistema de batería dirigido a una segunda vida relativa a acumulación de energía.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a esta memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un conjunto de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1a muestra una realización particular del sistema de batería, comprendiendo una configuración adaptada a su uso en una aplicación de primera o de segunda vida.

La figura 1b muestra un conjunto de batería, comprendiendo éste una realización particular del sistema de batería de configuración adaptada a su uso en una aplicación de primera vida.

La figura 1c muestra un conjunto de batería, comprendiendo éste una realización particular del sistema de batería de configuración adaptada a su uso en una aplicación de segunda vida.

La figura 2 muestra una realización particular del sistema de batería, comprendiendo una configuración adaptada a su uso en una aplicación de primera o de segunda vida.

La figura 3 muestra un conjunto de batería, comprendiendo éste una realización particular del sistema de batería de configuración adaptada a su uso en una aplicación de primera vida.

La figura 4 muestra otra realización particular del sistema de batería, comprendiendo una configuración adaptada a su uso en una aplicación de segunda vida.

La figura 5 muestra una vista explosionada del conjunto de batería de la figura 4, incluyendo elementos adicionales al montaje de dicho conjunto de batería.

La figura 6 muestra una vista explosionada del conjunto de batería de la figura 3, incluyendo elementos adicionales al montaje de dicho conjunto de batería.

La figura 7 muestra un acumulador de energía, configurado en forma de armario y comprendiendo sistemas de batería como los mostrados en la figura 1c.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas.

La figura 1a muestra una realización particular del sistema de batería (B), en particular un sistema de batería (B) con una configuración adaptada a su uso en una aplicación de primera o de segunda vida.

Dicha figura 1a muestra una pluralidad de celdas (1), dispuestas en 7 conjuntos (C1...Ci...C7) de celdas (1), siendo dichas celdas paralelas entre sí y extendiéndose según una dirección principal, en particular, según la dirección longitudinal X-X’ de dichas celdas (1).

Cada una de las celdas (1) se encuentra situada sobre el soporte (2.1) del módulo de conexión (2) y conectada eléctricamente a al menos un punto de conexión (2.2) del módulo de conexión (2).

El sistema de batería (B) comprende también, en uno de sus extremos y extendiéndose sobre la dirección longitudinal X-X’ de las distintas celdas (1), unos primeros medios de unión (4) que permiten la unión del módulo de conexión (2) con unos medios de control (3), no mostrados en la presente figura.

Adicionalmente, se encuentran unos medios de registro de temperatura (2.4), situados sobre uno de los laterales del sistema de batería (B) y directamente localizado sobre una de las celdas (1), así como medios de registro de tensión (2.7), que se encuentran situados sobre uno o varios conjuntos de celdas (1), estando unidos ambos medios de registro (2.4, 2.7) tanto con las celdas (1) como con el módulo de conexión (2).

La figura 1b, muestra una realización particular con medios de control (3) destinados a una aplicación de primera vida. Los medios de control (3) se encuentran unidos mediante uniones atornillads con el módulo de conexión (2).

La figura 1c, análoga a la figura 1b, muestra una realización particular con medios de control (3) destinados a una aplicación de segunda vida, siendo su unión con el módulo de conexión (2) también una unión atornillada.

La figura 2 muestra, a su vez, una realización particular del sistema de batería (B), en particular un sistema de batería (B) con una configuración adaptada a su uso en una aplicación de primera o de segunda vida.

Sin embargo, tal y como se puede observar, se incluyen primeros medios de unión (4) adicionales, que permiten uniones independientes entre el módulo de conexión (2) con los medios de control (3), no mostrados en la presente figura.

Adicionalmente, la figura 3 muestra una realización particular de un sistema de batería (B), incluyendo medios de control (3), que son acoplados al módulo de conexión (2) mediante uniones atornilladas. Tal y como se muestra en dicha figura 3, los medios de control (3) se encuentran acoplados en el mismo lado en el que se encuentran los medios de unión (4) sobre el módulo de conexión (2), de manera que a través de dichos medios de unión (4) se conectan los conjuntos (Ci) de celdas (1), situados y conectados al módulo de conexión (2), con dichos medios de control (3).

Por otro lado, la figura 4 permite observar una realización particular del sistema de batería (B) en el que el módulo de conexión (2) comprende una primera porción (2.5), y una segunda porción (2.6), en forma de placas, que se encuentran unidas entre sí a través de una unión (5), preferiblemente una unión “board to board’, esto es, una conexión directa de ambas placas.

La figura 5 muestra, a su vez, la primera porción (2.5), y la segunda porción (2.6) del módulo de conexión. Adicionalmente, la presente figura 5 muestra también unos medios de control esclavos (3.1), siendo éstos parte de los medios de control (3), en donde los medios de control esclavos (3.1) se encuentran unidos a la primera porción (2.5) mediante unos segundos medios de unión (no representados), que realizan una unión eléctrica entre cada uno de los n medios de control esclavos (3.1) y dicha primera porción (2.5) del módulo de conexión (2).

Por otro lado, la figura 6 muestra una vista explosionada de una realización particular de un sistema de batería (B), así como de una carcasa (7) que permite el alojamiento de dicho sistema de batería (B). La figura 6 muestra además las tapas de dicha carcasa (7), que permiten aislar del exterior el sistema de batería (B). Este montaje configura un conjunto de batería. Asimismo, en esta figura 6 se muestran los medios de aviso (6) configurados para alertar de un posible fallo de al menos una celda (1).

Por último, la figura 7 muestra un armario acumulador de energía sobre el que se han distribuido una serie de sistemas de batería (B), quedando de esta forma ordenados como un sistema completo, configurado para una aplicación de segunda vida.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Sistema de batería (B), que comprende:

- una pluralidad de celdas (1), agrupadas en n conjuntos (Ci) de celdas (1), en donde í = 1...n; n e N,

- un módulo de conexión (2), que comprende un soporte (2.1), una pluralidad de puntos de conexión (2.2) y unos medios de transmisión,

- medios de control (3) configurados para controlar el funcionamiento de los n conjuntos (Ci) de celdas (1), y

- unos primeros medios de unión (4),

en donde cada celda (1) de los n conjuntos (Ci) de celdas (1) se encuentra situada sobre el soporte (2.1) del módulo de conexión (2) y conectada eléctricamente a al menos un punto de conexión (2.2) del módulo de conexión (2),

en donde los n conjuntos (Ci) de celdas (1) se encuentran conectados eléctricamente a los medios de transmisión, y

en donde los medios de control (3) se conectan eléctricamente a través de los primeros medios de unión (4) al módulo de conexión (2).

2. - Sistema de batería (B) según la reivindicación anterior, en donde el módulo de conexión (2) además comprende medios de registro de temperatura (2.4) y/o medios de registro de tensión (2.7), configurados para controlar la temperatura y/o tensión de al menos una celda (1) de uno de los n conjuntos (Ci) de celdas (1).

3. - Sistema de batería (B) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios de control (3) comprenden:

- medios de control maestros, y

- n medios de control esclavos (3.1), en donde cada medio de control esclavo (3.1) está conectado eléctricamente:

^o a uno de los n conjuntos (Ci) de celdas (1) respectivamente, y

^o a los medios de control maestros,

y en donde los n medios de control esclavos (3.1) están configurados para controlar el funcionamiento de su conjunto (Ci) de celdas (1) correspondiente.

4. - Sistema de batería (B) según la reivindicación anterior, en donde la conexión eléctrica entre cada medio de control esclavo (3.1) con su respectivo conjunto (Ci) de los n conjuntos (Ci) de celdas (1) se realiza a través del módulo de conexión (2), preferiblemente mediante medios de unión entre ellos.

5. - Sistema de batería (B) según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, en donde los medios de control esclavos (3.1) están unidos entre sí.

6. - Sistema de batería (B) según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde cada uno de los n conjuntos (Ci) de celdas (1) está conectado con al menos uno de los n conjuntos (Ci) de celdas (1) adyacentes en serie o en paralelo.

7. - Sistema de batería (B) según la reivindicación 6, en donde la conexión en serie de al menos dos de los n conjuntos (Ci) de celdas (1) se realiza mediante una conexión "board to wire”.

8. - Sistema de batería (B) según la reivindicación 6, en donde la conexión en paralelo de al menos dos de los n conjuntos (Ci) de celdas (1) se realiza mediante un conector de potencia.

9. - Sistema de batería (B) según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en donde el módulo de conexión (2) comprende:

- una primera porción (2.5), y

- una segunda porción (2.6),

en donde la primera porción (2.5) y la segunda porción (2.6) están conectadas entre sí mediante una conexión (5), preferiblemente una conexión "board to board”, y

en donde la primera porción (2.5) está conectada eléctricamente con los n medios de control esclavos (3.1), y

en donde la segunda porción (2.6) está conectada eléctricamente con los n conjuntos (Ci) de celdas (1).

10. - Sistema de batería (B) según la reivindicación 9, en donde la conexión de la primera porción (2.5) del módulo de conexión (2) a los n conjuntos (Ci) de celdas (1) es preferiblemente una unión mediante soldadura y más preferiblemente mediante soldadura de estaño.

11. - Sistema de batería (B) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los primeros medios de unión (4) son conectores de potencia que comprenden anclajes de conexionado y/o fijaciones mecánicas.

12. - Sistema de batería (B) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende medios de aviso (6) configurados para alertar del fallo de al menos una celda (1) de cualquiera de los n conjuntos (Ci) de celdas (1).

13. - Conjunto de batería que comprende un sistema de batería (B) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y una carcasa en donde se aloja dicho sistema de batería (B).

14. - Método para comprobar el estado de carga y/o vida útil de un conjunto (Ci) de celdas (1) en un sistema de batería (B) según la reivindicación 2 o cualquiera de las reivindicaciones 3 - 12 cuando dependen de la reivindicación 2, comprendiendo el método las siguientes etapas:

a) medir datos de temperatura (T) y/o tensión (V) de cada celda (1) del conjunto (Ci) mediante medios de registro de temperatura (2.4) y/o medios de registro de tensión (2.7),

b) enviar los datos de la etapa a) y los ciclos de carga a los medios de transmisión y transmitirlos desde dichos medios de transmisión a los medios de control (3), c) evaluar, mediante dichos medios de control (3) y según un umbral predeterminado, el estado y los ciclos de carga de cada celda (1), y

d) comprobar el estado de carga y/o vida útil del conjunto (Ci) de celdas (1) en base a la evaluación de la etapa c) para cada celda (1) del conjunto (Ci) de celdas (1).

15. - Método según la reivindicación anterior, que comprende además la etapa:

e) determinar el rendimiento del conjunto (Ci) de celdas (1) y determinar la sustitución de dicho conjunto (Ci) de celdas (1).

16. - Método de obtención de un acumulador de energía mediante un sistema de batería (B) según cualquiera de las reivindicaciones 3 - 12, que comprende las etapas:

a) proveer de n conjuntos (Ci) de celdas (1) con una caída de rendimiento inferior al 80% inicial,

b) obtener un conjunto de batería según la reivindicación 13, en donde los n conjuntos (Ci) de celdas (1) son según la etapa a) y la carcasa es un armario acumulador, y c) obtener un acumulador de energía mediante un conjunto de batería según la etapa b) configurado para acumulación de energía.