ES2992136T3 - Aparato de control de batería y sistema de almacenamiento de energía que incluye el mismo - Google Patents
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Abstract
Se proporciona un dispositivo de control de batería, un método de control de batería y un sistema de almacenamiento de energía que comprende el dispositivo de control de batería. Un dispositivo de control de batería según una realización de la presente invención comprende: un primer paquete de batería; un segundo paquete de batería; un primer interruptor conectado en serie con el primer paquete de batería entre un primer terminal y un segundo terminal; un segundo interruptor conectado en serie con el segundo paquete de batería entre el primer terminal y el segundo terminal; y una unidad de control. La unidad de control está configurada para encender tanto el primer interruptor como el segundo interruptor cuando una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería es menor que un voltaje umbral cuando tanto el primer interruptor como el segundo interruptor están apagados. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato de control de batería y sistema de almacenamiento de energía que incluye el mismo
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un aparato de control de batería, a un método de control de batería y a un sistema de almacenamiento de energía que incluye el aparato de control de batería para conectar con seguridad una pluralidad de paquetes de baterías en paralelo.
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2018-0053253, presentada en la República de Corea el 9 de mayo de 2018.
Estado de la técnica
Últimamente, hay una demanda notablemente creciente de productos electrónicos portátiles, tales como ordenadores portátiles, cámaras de vídeo y teléfonos móviles, y con el amplio desarrollo de vehículos eléctricos, acumuladores para el almacenamiento de energía, robots y satélites se están realizando muchos estudios sobre baterías de alto rendimiento que se puedan recargar repetidamente.
Actualmente, las baterías disponibles en el mercado incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidrógeno, baterías de níquel-zinc, baterías de litio y similares y, entre ellas, las baterías de litio tienen poco o ningún efecto de memoria y, por tanto, están generando más interés que las baterías de níquel debido a sus ventajas de carga y descarga libres, una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad energética.
Un aparato de control de batería puede incluir un único paquete de baterías, pero para ampliar la capacidad de carga/descarga, se puede añadir un nuevo paquete de baterías. Cuando el aparato de control de batería incluye una pluralidad de paquetes de baterías, la pluralidad de paquetes de baterías puede instalarse de manera que puedan conectarse en paralelo. Sin embargo, cuando se conecta en paralelo la pluralidad de paquetes de baterías incluidos en el aparato de control de batería, podría fluir una corriente de irrupción debido a una diferencia de tensión entre la pluralidad paquetes de baterías. La corriente de irrupción puede degradar la vida útil de los paquetes de baterías y provocar daños físicos graves en los paquetes de baterías y los circuitos periféricos.
La técnica anterior relacionada se divulga en los documentos EP 3691 077 A1, US 2015/194707 A1, US 2012/268070 A1, US 2014/002003 A1, en donde EP 3691 077 A1 es un documento de la técnica anterior conforme al Art. 54(3) EPC, que divulga un aparato y un método de control de batería para dos baterías, y el documento US 2015/194707 A1 divulga el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 8.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver el problema descrito anteriormente y, por lo tanto, un objetivo de la presente divulgación consiste en proporcionar un aparato de control de batería, un método de control de batería y un sistema de almacenamiento de energía que incluye el aparato de control de batería para proteger una pluralidad de paquetes de baterías y circuitos periféricos de daños físicos debidos a la corriente de irrupción cuando se conecta la pluralidad de paquetes de baterías en paralelo, y para reducir el consumo de energía innecesario en comparación a cuando se descarga un paquete de baterías con mayor tensión.
Estos/as y otros/as objetivos y ventajas de la presente divulgación se entenderán mediante la siguiente descripción y serán evidentes a partir de las realizaciones de la presente divulgación. Además, se entenderá fácilmente que los objetivos y ventajas de la presente divulgación pueden realizarse mediante los medios expuestos en las reivindicaciones adjuntas y combinaciones de los mismos.
Solución técnica
Un aparato de control de batería según un aspecto de la presente divulgación está conectado a un sistema de conversión de potencia a través de un primer terminal y un segundo terminal del sistema de conversión de potencia. El aparato de control de batería incluye un primer paquete de baterías, un segundo paquete de baterías, un primer interruptor conectado en serie al primer paquete de baterías entre el primer terminal y el segundo terminal, un segundo interruptor conectado en serie al segundo paquete de baterías entre el primer terminal y el segundo terminal, y una unidad de control acoplada operativamente al primer interruptor y al segundo interruptor. La unidad de control de la batería está configurada para determinar un estado de carga (SOC) umbral consultando una tabla de búsqueda que define el SOC umbral según un valor promedio, un valor máximo o mínimo de un estado de salud (SOH) del primer paquete de baterías y un SOH del segundo paquete de baterías. La unidad de control está configurada para encender tanto el primer interruptor como el segundo interruptor para conectar el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en paralelo, cuando una diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en un primer punto de tiempo en el que tanto el primer interruptor como el segundo interruptor están apagados es inferior a una tensión umbral.
La unidad de control está configurada para encender el primer interruptor, cuando una tensión del segundo paquete de baterías en el primer punto de tiempo es superior a una tensión del primer paquete de baterías por la tensión umbral o más.
La unidad de control está configurada para transmitir un primer comando al sistema de conversión de potencia para hacer que el sistema de conversión de potencia suministre una primera potencia constante entre el primer terminal y el segundo terminal, cuando una diferencia de estado de carga (SOC) entre el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en un segundo punto de tiempo que es posterior al primer punto de tiempo es igual o superior al SOC umbral.
La unidad de control está configurada para transmitir un segundo comando al sistema de conversión de potencia para hacer que el sistema de conversión de potencia suministre una segunda potencia constante entre el primer terminal y el segundo terminal, cuando la diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en el segundo punto de tiempo o en un tercer punto de tiempo que es posterior al segundo punto de tiempo es inferior al SOC umbral. La segunda potencia constante es inferior a la primera potencia constante.
La unidad de control puede configurarse para encender el segundo interruptor para conectar el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en paralelo, cuando la tensión del primer paquete de baterías en un cuarto punto de tiempo que es posterior al tercer punto de tiempo es igual o superior a la tensión del segundo paquete de baterías y la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías es inferior a la tensión umbral.
La unidad de control puede configurarse para transmitir el segundo comando al sistema de conversión de potencia, cuando la tensión del primer paquete de baterías en el cuarto punto de tiempo es inferior a la tensión del segundo paquete de baterías.
La unidad de control puede configurarse para transmitir un tercer comando al sistema de conversión de potencia para hacer que el sistema de conversión de potencia deje de suministrar la segunda potencia constante, cuando la tensión del primer paquete de baterías en el cuarto punto de tiempo es superior a la tensión del segundo paquete de baterías por la tensión umbral o más.
La unidad de control puede configurarse para encender el segundo interruptor para conectar el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en paralelo, cuando la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en un quinto punto de tiempo es inferior a la tensión umbral. El quinto punto de tiempo es un punto de tiempo en el que ha transcurrido un período de estabilización desde un punto de tiempo en el que el sistema de conversión de potencia dejó de suministrar la segunda potencia constante en respuesta al tercer comando.
La unidad de control puede incluir un primer controlador esclavo configurado para medir una tensión y una corriente del primer paquete de baterías, un segundo controlador esclavo configurado para medir una tensión y una corriente del segundo paquete de baterías, y un controlador maestro configurado para controlar cada uno del primer interruptor y el segundo interruptor en función de la tensión y la corriente de cada uno del primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías.
Un sistema de almacenamiento de energía según otro aspecto de la presente divulgación incluye el aparato de control de batería y el sistema de conversión de potencia que se puede conectar al aparato de control de batería a través del primer terminal y el segundo terminal.
Un método de control de batería según otro aspecto más de la presente divulgación sirve para la conexión en paralelo un primer paquete de baterías conectado en serie a un primer interruptor entre un primer terminal y un segundo terminal de un sistema de conversión de potencia, y un segundo paquete de baterías conectado en serie a un segundo interruptor entre el primer terminal y el segundo terminal. El método de control de batería incluye la determinación de un estado de carga (SOC) umbral consultando una tabla de búsqueda que define el SOC umbral según un valor promedio, un valor máximo o mínimo de un estado de salud (SOH) del primer paquete de baterías y un SOH del segundo paquete de baterías. El método de control de batería incluye determinar si una diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en un primer punto de tiempo en el que tanto el primer interruptor como el segundo interruptor están apagados es inferior a una tensión umbral, encender tanto el primer interruptor como el segundo interruptor para conectar el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en paralelo cuando la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en el primer punto de tiempo es inferior a la tensión umbral, encender el primer interruptor cuando una tensión del segundo paquete de baterías en el primer punto de tiempo es superior a una tensión del primer paquete de baterías por la tensión umbral o más, y transmitir un primer comando al sistema de conversión de potencia para hacer que el sistema de conversión de potencia suministre una primera potencia constante entre el primer terminal y el segundo terminal cuando una diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en un segundo punto de tiempo que es posterior al primer punto de tiempo es igual o superior al SOC umbral.
El método de control de batería incluye además la transmisión de un segundo comando al sistema de conversión de potencia para hacer que el sistema de conversión de potencia suministre una segunda potencia constante entre el primer terminal y el segundo terminal, cuando la diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías en el segundo punto de tiempo o en un tercer punto de tiempo que es posterior al segundo punto de tiempo es inferior al SOC umbral. La segunda potencia constante es inferior a la primera potencia constante.
Efectos ventajosos
Según al menos una de las realizaciones de la presente divulgación, es posible proteger una pluralidad de paquetes de baterías y circuitos periféricos contra daños físicos debidos a la corriente de irrupción cuando se conecta la pluralidad de paquetes de baterías en paralelo.
Adicionalmente, según al menos una de las realizaciones de la presente divulgación, antes de conectar la pluralidad de paquetes de baterías en paralelo, se carga un paquete de baterías con la tensión más baja para reducir la diferencia de tensión entre la pluralidad de paquetes de baterías, reduciendo de este modo el consumo innecesario de energía en comparación con la descarga de una batería con mayor tensión.
Además, según al menos una de las realizaciones de la presente divulgación, un paquete de baterías que se está cargando se conecta en paralelo con otro paquete de baterías teniendo en cuenta la caída de tensión resultante de la resistencia interna del paquete de baterías que se está cargando, reduciendo de este modo la magnitud de la corriente de irrupción que puede fluir cuando se conecta la pluralidad de paquetes de baterías en paralelo.
Los efectos de la presente divulgación no se limitan a los efectos mencionados anteriormente y los expertos en la materia entenderán claramente estos y otros efectos a partir de las reivindicaciones adjuntas.
Descripción de las figuras
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la descripción detallada de la presente divulgación que se describe a continuación, sirven para proporcionar una mayor comprensión de los aspectos técnicos de la presente divulgación y, por tanto, no se debe interpretar que la presente divulgación está limitada a los dibujos.
La Figura 1 es un diagrama ilustrativo que muestra la configuración de un sistema de almacenamiento de energía según una realización de la presente divulgación.
Las Figuras 2 a 4 son diagramas de consulta para describir operaciones que pueden realizarse para conectar un primer paquete de baterías y un segundo paquete de baterías de la Figura 1 en paralelo.
Las Figuras 5 y 6 son diagramas de flujo que muestran un método para conectar un primer paquete de baterías y un segundo paquete de baterías en paralelo según otra realización de la presente divulgación.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo, se describirán las realizaciones preferidas de la presente divulgación en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, se debería entender que no se debe interpretar que los términos o las palabras que se utilizan en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas están limitados a significados generales y del diccionario, sino que se deben interpretar en función de los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que el inventor puede definir los términos apropiadamente para una mejor explicación.
Por lo tanto, las realizaciones descritas en el presente documento y las ilustraciones que se muestran en los dibujos son únicamente una realización más preferida de la presente divulgación, pero no pretenden describir exhaustivamente los aspectos técnicos de la presente divulgación, por lo que se debe entender que, a la hora de presentar la solicitud, se podrían hacer en la misma una variedad de otros equivalentes y modificaciones.
Adicionalmente, al describir la presente divulgación, cuando se considere que determinada descripción detallada de elementos o funciones conocidos pertinentes hace que el tema principal de la presente divulgación sea ambiguo, la descripción detallada se omite en el presente documento.
Los términos que incluyen números ordinales tales como "primero", "segundo" y similares, se utilizan para distinguir un elemento de otro de entre diversos elementos, pero sin pretender limitar los elementos mediante dichos términos.
A menos que el contexto indique claramente lo contrario, se entenderá que el término "comprende" o "incluye", cuando se utiliza en esta memoria descriptiva, especifica la presencia de elementos mencionados, pero no excluye la presencia o adición de uno o más otros elementos. Adicionalmente, la expresión <unidad de control>, como se utiliza en el presente documento, se refiere a una unidad de procesamiento de al menos una función u operación, y esta puede implementarse porhardwareosoftwarepor sí solos o combinados.
Es más, a lo largo de toda la memoria descriptiva, se entenderá, además, que, cuando se hace referencia a un elemento "conectado a" otro elemento, este puede estar conectado directamente al otro elemento o pueden estar presentes elementos intermedios.
La Figura 1 es un diagrama ilustrativo que muestra la configuración de un sistema de almacenamiento de energía 10 según una realización de la presente divulgación.
Con referencia a la Figura 1, el sistema de almacenamiento de energía 10 incluye un aparato de control de batería 20 y un sistema de conversión de potencia 30. El aparato de control de batería 20 se puede conectar eléctricamente al sistema de conversión de potencia 30 a través de un primer terminal P+ y un segundo terminal P- del sistema de conversión de potencia 30. El aparato de control de batería 20 incluye un primer paquete de baterías 110, un segundo paquete de baterías 120, un primer interruptor SW1, un segundo interruptor SW2 y una unidad de control 200.
El primer paquete de baterías 110 incluye al menos una celda de batería. El segundo paquete de baterías 120 incluye al menos una celda de batería. Cada celda de batería incluida en el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 puede ser, por ejemplo, una batería recargable tal como una batería de iones de litio, una batería de polímero de litio, una batería de níquel-cadmio, una batería de níquel-hidrógeno o una batería de níquelzinc. El primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 pueden fabricarse con la misma tensión nominal, corriente nominal y capacidad de diseño. Sin embargo, el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 pueden tener un estado de salud (SOH) diferente dependiendo del número de ciclos de carga/descarga de cada uno del primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120.
El primer interruptor SW1 está conectado en serie al primer paquete de baterías 110 entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P-. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 1, un extremo del primer interruptor SW1 está conectado al terminal positivo del primer paquete de baterías 110, el otro extremo del primer interruptor SW1 está conectado al primer terminal P+, y el terminal negativo del primer paquete de baterías 110 está conectado al segundo terminal P-. Cuando el primer interruptor SW1 está encendido, el primer paquete de baterías 110 está conectado eléctricamente entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P- a través del primer interruptor SW1. Cuando el primer interruptor SW1 está apagado, el primer paquete de baterías 110 está separado eléctricamente de al menos uno del primer terminal P+ y del segundo terminal P-.
El segundo interruptor SW2 está conectado en serie al segundo paquete de baterías 120 entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P-. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 1, un extremo del segundo interruptor SW2 está conectado al terminal positivo del segundo paquete de baterías 120, el otro extremo del segundo interruptor SW2 está conectado al primer terminal P+, y el terminal negativo del segundo paquete de baterías 120 está conectado al segundo terminal P-. Cuando el segundo interruptor SW2 está encendido, el segundo paquete de baterías 120 está conectado eléctricamente entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P- a través del segundo interruptor SW2. Cuando el segundo interruptor SW2 está apagado, el segundo paquete de baterías 120 está separado eléctricamente de al menos uno del primer terminal P+ y del segundo terminal P-.
Cada uno del primer interruptor SW1 y del segundo interruptor SW2 se puede implementar utilizando uno cualquiera de los elementos de conmutación conocidos, tal como un relé o un transistor de efecto de campo (FET) o una combinación de dos o más de ellos.
La unidad de control 200 está configurada para monitorizar el estado del primer paquete de baterías 110 y el estado del segundo paquete de baterías 120, respectivamente. La unidad de control 200 está configurada para controlar el primer interruptor SW1 y el segundo interruptor SW2, respectivamente. La unidad de control 200 puede incluir un primer controlador esclavo 310, un segundo controlador esclavo 320 y un controlador maestro 400.
El primer controlador esclavo 310 está configurado para monitorizar periódicamente el estado operativo del primer paquete de baterías 110. El primer controlador esclavo 310 incluye un sensor de tensión, un sensor de corriente y un procesador. El sensor de tensión del primer controlador esclavo 310 está configurado para medir la tensión por todo el primer paquete de baterías 110. El sensor de corriente del primer controlador esclavo 310 está configurado para medir la corriente que fluye a través del primer paquete de baterías 110. El primer controlador esclavo 310 está configurado para calcular el estado de carga (SOC) del primer paquete de baterías 110 en función de al menos una de la tensión y la corriente del primer paquete de baterías 110. El primer controlador esclavo 310 está configurado para transmitir periódicamente primeros datos que indican al menos uno de la tensión y el SOC del primer paquete de baterías 110 al controlador maestro 400.
El segundo controlador esclavo 320 está configurado para monitorizar periódicamente el estado operativo del segundo paquete de baterías 120. El segundo controlador esclavo 320 incluye un sensor de tensión, un sensor de corriente y un procesador. El sensor de tensión del segundo controlador esclavo 320 está configurado para medir la tensión a través del segundo paquete de baterías 120. El sensor de corriente del segundo controlador esclavo 320 está configurado para medir la corriente que fluye a través del segundo paquete de baterías 120. El segundo controlador esclavo 320 está configurado para calcular el SOC del segundo paquete de baterías 120 en función de al menos una de la tensión y la corriente del segundo paquete de baterías 120. El segundo controlador esclavo 320 está configurado para transmitir periódicamente segundos datos que indican al menos uno de la tensión y el SOC del segundo paquete de baterías 120 al controlador maestro 400.
Se puede utilizar una variedad de algoritmos conocidos para calcular el SOC. Por ejemplo, el SOC se puede calcular en función de la tensión y la corriente de cada paquete de baterías utilizando un conteo de amperios, un modelo de circuito equivalente o un filtro Kalman.
El sensor de tensión y el sensor de corriente pueden implementarse a partir de componentes conocidos. El sensor de tensión está conectado al electrodo positivo y al electrodo negativo del paquete de baterías y emite una señal eléctrica correspondiente a una diferencia de tensión al procesador. El sensor de corriente emite una señal eléctrica correspondiente a la magnitud de la corriente de carga o la corriente de descarga del paquete de baterías al procesador. El sensor de tensión incluye un circuito amplificador diferencial y el sensor de corriente incluye una resistencia de detección o un sensor Hall.
El controlador maestro 400 está acoplado operativamente al primer controlador esclavo 310, al segundo controlador esclavo 320, al primer interruptor SW1, al segundo interruptor SW2 y al sistema de conversión de potencia 30. El controlador maestro 400 está configurado para calcular una diferencia de tensión y una diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120. Adicionalmente, para la conexión en paralelo del primer paquete de baterías 110 y del segundo paquete de baterías 120, el controlador maestro 400 puede encender o apagar individualmente el primer interruptor SW1 y el segundo interruptor SW2 ejecutando un software previamente almacenado en el mismo. Adicionalmente, para cargar al menos uno del primer paquete de baterías 110 y del segundo paquete de baterías 120, el controlador maestro 400 puede ordenar al sistema de conversión de potencia 30 que haga que el sistema de conversión de potencia 30 suministre una cualquiera de una primera potencia constante y de una segunda potencia constante entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P-, o puede ordenar al sistema de conversión de potencia 30 que haga que el sistema de conversión de potencia 30 detenga el suministro.
Cada uno del primer controlador esclavo 310, el segundo controlador esclavo 320 y el controlador maestro 400 pueden incluir físicamente al menos uno de circuitos integrados específicos de la aplicación (ASIC), procesadores de señales digitales (DSP), dispositivos de procesamiento de señales digitales (DSPD), dispositivos lógicos programables (PLD), matrices de puertas programables en campo (FPGA), microprocesadores y unidades eléctricas para realizar otras funciones.
El dispositivo de memoria puede estar integrado en el procesador de al menos uno del primer controlador esclavo 310, el segundo controlador esclavo 320 y el controlador maestro 400, y el dispositivo de memoria puede incluir, por ejemplo, una RAM, una ROM, un registro, un disco duro, un medio de grabación óptica o un medio de grabación magnética. El dispositivo de memoria puede almacenar, actualizar y/o borrar programas que incluyen varias lógicas de control que son ejecutadas por al menos uno del primer controlador esclavo 310, el segundo controlador esclavo 320 y el controlador maestro 400, y/o datos creados cuando se ejecutan las lógicas de control.
El primer controlador esclavo 310, el segundo controlador esclavo 320 y el controlador maestro 400 están equipados con una interfaz de comunicación. La interfaz de comunicación puede ser un módem de comunicación CAN que admita la comunicación CAN. El controlador maestro 400 transmite y recibe individualmente datos hacia/desde el primer controlador esclavo 310 y el segundo controlador esclavo 320 a través de la interfaz de comunicación.
El sistema de conversión de potencia 30 está acoplado operativamente a la unidad de control 200. El sistema de conversión de potencia 30 puede estar conectado eléctricamente al menos a uno de una red eléctrica y una carga eléctrica. El sistema de conversión de potencia 30 puede convertir la potencia suministrada desde el sistema o el aparato de control de batería 20 y suministrarla a la carga eléctrica. En respuesta a un comando de la unidad de control 200, el sistema de conversión de potencia 30 está configurado para generar una potencia constante de una magnitud correspondiente al comando utilizando la potencia de entrada de la red eléctrica, y suministrar selectivamente la potencia constante generada entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P-.
Las Figuras 2 a 4 son diagramas de consulta para describir operaciones que pueden realizarse para conectar el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 de la Figura 1 en paralelo.
En primer lugar, la Figura 2 muestra una situación en el punto de tiempo cuando tanto el primer interruptor SW1 como el segundo interruptor SW2 están apagados. Con referencia a la Figura 2, cuando el primer interruptor SW1 está apagado, el primer paquete de baterías 110 está separado eléctricamente de al menos uno del primer terminal P+ y del segundo terminal P-. Y, cuando el segundo interruptor SW2 está apagado, el segundo paquete de baterías 120 también está separado eléctricamente de al menos uno del primer terminal P+ y del segundo terminal P-. La unidad de control 200 mide cada una de la tensión del primer paquete de baterías 110 y la tensión del segundo paquete de baterías 120, y calcula una diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120. Posteriormente, la unidad de control 200 compara la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 con una primera tensión umbral. La primera tensión umbral puede preestablecerse para que sea, por ejemplo, 2,5 V. Como alternativa, la unidad de control 200 puede calcular la primera tensión umbral en función del SOH del primer paquete de baterías 110 y el SOH del segundo paquete de baterías 120. Es decir, la primera tensión umbral no está preestablecida y, en su lugar, puede cambiar dependiendo del SOH del primer paquete de baterías 110 y del SOH del segundo paquete de baterías 120. Una tabla de búsqueda, en la que se puede buscar la primera tensión umbral según al menos uno del SOH del primer paquete de baterías 110 y el SOH del segundo paquete de baterías 120, se puede almacenar en el dispositivo de memoria del controlador maestro 400 y puede ser consultada por el controlador maestro 400.
El SOH se puede calcular contando el número de ciclos de carga/descarga del primer paquete de baterías 110 y del segundo paquete de baterías 120 mediante el controlador maestro 400. El número de ciclos de carga/descarga se puede calcular a partir de un cambio de tensión del primer paquete de baterías 110 y del segundo paquete de baterías 120. Es decir, cuando se produce un evento de carga o descarga en la tensión del paquete de baterías dentro de un rango de tensión particular, el SOH se puede calcular incrementando el número de ciclos de carga/descarga en 1 y calculando una relación entre un número de referencia de ciclos de carga/descarga correspondiente al límite inferior de SOH del paquete de baterías y el número actual de ciclos de carga/descarga.
La Figura 3 muestra una situación en el punto de tiempo cuando tanto el primer interruptor SW1 como el segundo interruptor SW2 están encendidos. Cuando una diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 en el punto de tiempo en el que tanto el primer interruptor SW1 como el segundo interruptor SW2 están apagados es inferior a la primera tensión umbral, la unidad de control 200 enciende tanto el primer interruptor SW1 como el segundo interruptor SW2. Esto se debe a que la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120, que es inferior a la primera tensión umbral, no genera una corriente de irrupción que tenga una magnitud lo suficientemente grande como para provocar un daño físico en el aparato de control de batería 20.
La Figura 4 muestra una situación en el punto de tiempo cuando el primer interruptor SW1 está encendido y el segundo interruptor SW2 está apagado. Cuando la tensión del segundo paquete de baterías 120 en el punto de tiempo en el que tanto el primer interruptor SW1 como el segundo interruptor SW2 están apagados es superior a la tensión del primer paquete de baterías 110 por la primera tensión umbral o más, la unidad de control 200 enciende el primer interruptor SW1 conectado en serie al primer paquete de baterías 110 mientras apaga el segundo interruptor SW2 conectado en serie al segundo paquete de baterías 120. Por consiguiente, el primer paquete de baterías 110 está conectado eléctricamente a y entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P- a través del primer interruptor SW1 que se ha encendido, por tanto, el primer paquete de baterías 110 se puede cargar con la potencia constante suministrada por el sistema de conversión de potencia 30. Cuando una diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 en el punto de tiempo en el que se enciende el primer interruptor SW1 y se apaga el segundo interruptor SW2 es igual o superior a un SOC umbral, la unidad de control 200 transmite un primer comando al sistema de conversión de potencia 30. Por el contrario, cuando la diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 en el punto de tiempo en el que se enciende el primer interruptor SW1 y se apaga el segundo interruptor SW2 es inferior al SOC umbral, la unidad de control 200 transmite un segundo comando al sistema de conversión de potencia 30. El primer comando es para solicitar al sistema de conversión de potencia 30 que suministre la primera potencia constante entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P-. Es decir, el sistema de conversión de potencia 30 puede suministrar la primera potencia constante entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P- en respuesta al primer comando. El segundo comando es para solicitar al sistema de conversión de potencia 30 que suministre la segunda potencia constante que es inferior a la primera potencia constante entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P-. Es decir, el sistema de conversión de potencia 30 puede suministrar la segunda potencia constante entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P- en respuesta al segundo comando. Por ejemplo, cuando el SOC del primer paquete de baterías 110 es inferior al SOC del segundo paquete de baterías 120 por el SOC umbral o más, el primer paquete de baterías 110 se carga con la primera potencia constante, y desde el punto de tiempo en el que la suma del SOC del primer paquete de baterías 110 y el SOC umbral es igual al SOC del segundo paquete de baterías 120, el primer paquete de baterías 110 se carga con la segunda potencia constante. La unidad de control 200 determina el SOC umbral correspondiente al SOH del primer paquete de baterías 110 y al SOH del segundo paquete de baterías 120 consultando una tabla de búsqueda que define el SOC umbral según un valor promedio, un valor máximo o mínimo del SOH del primer paquete de baterías 110 y del SOH<del segundo paquete de baterías 120. Para determinar el SOC umbral a partir del>S<o>H<del primer y segundo paquetes>de baterías 110, 120, la tabla de búsqueda en la que se busca el SOC umbral mediante el SOH del primer y segundo paquete de baterías 110, 120 se puede almacenar en el dispositivo de memoria del controlador maestro 400 y el controlador maestro 400 puede consultarla.
La unidad de control 200 puede calcular periódicamente la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 mientras el primer paquete de baterías 110 se carga con la segunda potencia constante. Cuando la tensión del primer paquete de baterías 110 es inferior a la tensión del segundo paquete de baterías 120 mientras el primer paquete de baterías 110 se carga con la segunda potencia constante, la unidad de control 200 puede seguir encendiendo el primer interruptor SW1 y apagando el segundo interruptor SW2.
Cuando la tensión del primer paquete de baterías 110 es igual o superior a la tensión del segundo paquete de baterías 120 y la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 es inferior a una segunda tensión umbral mientras el primer paquete de baterías 110 se carga con la segunda potencia constante, la unidad de control 200 puede encender el segundo interruptor SW2 como se muestra en la Figura 3. Como alternativa, cuando la tensión del primer paquete de baterías 110 es igual o superior a la tensión del segundo paquete de baterías 120 y la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 es igual a la segunda tensión umbral mientras el primer paquete de baterías 110 se carga con la segunda potencia constante, la unidad de control 200 puede encender el segundo interruptor SW2 como se muestra en la Figura 3. La segunda tensión umbral corresponde a una caída de tensión por la resistencia interna y la corriente de carga de cada uno de los paquetes de baterías 110, 120. La segunda tensión umbral puede preestablecerse para que sea igual o superior o inferior a la primera tensión umbral. Como alternativa, la unidad de control 200 puede determinar la segunda tensión umbral en función del SOH de cualquier paquete de baterías 110 o 120 que se esté cargando con la segunda potencia constante. Como el SOH de cualquier paquete de baterías que se está cargando con la segunda potencia constante es inferior, la segunda tensión umbral determinada por la unidad de control 200 puede ser mayor. Por ejemplo, cuando el SOH de cualquier paquete de baterías que se está cargando con la segunda potencia constante es del 98 %, la segunda tensión umbral puede determinarse como una de 3,0 V y cuando el s Oh es del 96 %, la segunda tensión umbral puede determinarse como una de 3,3 V. Una tabla de búsqueda en la que se puede buscar la segunda tensión umbral según el SOH de cualquier paquete de baterías que se esté cargando con la segunda potencia constante se puede almacenar en el dispositivo de memoria del controlador maestro 400 y el controlador maestro 400 puede consultarla.
Cuando la tensión del primer paquete de baterías 110 es superior a la tensión del segundo paquete de baterías 120 por la segunda tensión umbral o más mientras el primer paquete de baterías 110 se carga con la segunda potencia constante, la unidad de control 200 puede transmitir un tercer comando al sistema de conversión de potencia 30 o dejar de transmitir el segundo comando. Es decir, el tercer comando puede emitirse desde la unidad de control 200 cuando la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 es igual o superior a la segunda tensión umbral mientras uno cualquiera del primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 se carga con la segunda potencia constante. Cuando se transmite el tercer comando desde la unidad de control 200 o se detiene la transmisión del segundo comando mientras se suministra la segunda potencia constante, el sistema de conversión de potencia 30 puede configurarse para dejar de suministrar la segunda potencia constante.
La unidad de control 200 puede determinar si la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 en el punto de tiempo en el que ha transcurrido un período de estabilización preestablecido desde el punto de tiempo en el que el sistema de conversión de potencia 30 dejó de suministrar la segunda potencia constante es inferior a la primera tensión umbral. El período de estabilización preestablecido es un período para eliminar la polarización que se produce mientras cada paquete de baterías se carga con la segunda potencia constante. Cuando la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 en el punto de tiempo en el que ha transcurrido el período de estabilización es inferior a la primer tensión umbral, la unidad de control 200 también enciende el segundo interruptor SW2. Por consiguiente, el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 están conectados en paralelo entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P-. Por el contrario, cuando la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 en el punto de tiempo en el que ha transcurrido el período de estabilización es igual o superior a la primera tensión umbral, la unidad de control 200 apaga el primer interruptor SW1. Por consiguiente, tanto el primer paquete de baterías 110 como el segundo paquete de baterías 120 están separados eléctricamente de al menos uno del primer terminal P+ y el segundo terminal P-.
Las Figuras 5 y 6 son diagramas de flujo que muestran un método para conectar el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 en paralelo según otra realización de la presente divulgación. El método mostrado en la Figura 5 se inicia cuando tanto el primer interruptor SW1 como el segundo interruptor SW2 están apagados. Para facilitar la descripción, se supone que la tensión del primer paquete de baterías 110 es inferior a la tensión del segundo paquete de baterías 120 en el punto de tiempo en el que se inicia el método mostrado en la Figura 5.
Con referencia a las Figuras 1 a 6, en la etapa S500, la unidad de control 200 determina si una diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 es inferior a la primera tensión umbral. En un ejemplo, cuando la tensión del primer paquete de baterías 110 es de 200 V, la tensión del segundo paquete de baterías 120 es de 202 V y la primera tensión umbral es 2,5 V, un valor de la etapa S500 es "Sí". En otro ejemplo, cuando la tensión del primer paquete de baterías 110 es de 200 V, la tensión del segundo paquete de baterías 120 es de 205V y la primera tensión umbral es 2,5 V, un valor de la etapa S500 es "No". Cuando el valor de la etapa S500 es "Sí", se realiza la etapa S510. Cuando el valor en la etapa S500 es "No", se realiza la etapa S520.
En la etapa S510, la unidad de control 200 enciende tanto el primer interruptor SW1 como el segundo interruptor SW2. Esto sirve para conectar eléctricamente el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 en paralelo.
En la etapa S520, la unidad de control 200 enciende el primer interruptor SW1. Es decir, cuando la tensión del segundo paquete de baterías 120 es superior a la tensión del primer paquete de baterías 110 por la primera tensión umbral o más, el primer interruptor SW1 se enciende. En este caso, el segundo interruptor SW2 se mantiene en estado apagado. Por consiguiente, el primer paquete de baterías 110 se puede cargar con la potencia suministrada entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P-.
En la etapa S530, la unidad de control 200 determina si una diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 es inferior al SOC umbral. En un ejemplo, cuando el SOC del primer paquete de baterías 110 es del 66 %, el SOC del segundo paquete de baterías 120 es del 75 % y el SOC umbral es del 8 %, la diferencia de SOC es del 9 %, por lo que el valor de la etapa S530 es "No". En otro ejemplo, cuando el SOC del primer paquete de baterías 110 es del 70 %, el SOC del segundo paquete de baterías 120 es del 75 % y el SOC umbral es del 8 %, la diferencia de SOC es del 5 %, por lo que el valor de la etapa S530 es "Sí". Cuando el valor en la etapa S530 es "No", se realiza la etapa S540. Cuando el valor de la etapa 530 es "Sí", se realiza la etapa S550.
En la etapa S540, la unidad de control 200 transmite un primer comando al sistema de conversión de potencia 30. El sistema de conversión de potencia 30 suministra la primera potencia constante entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P- en respuesta al primer comando. Por consiguiente, el primer paquete de baterías 110 se puede cargar con la primera potencia constante. La primera potencia constante puede corresponder a una primera relación de una potencia máxima preestablecida. La primera relación puede ser superior a 0 e inferior a 1. Por ejemplo, cuando la potencia máxima es de 1000 W y la primera relación es 0,5, la primera potencia constante es de 500 W. Cuando la tensión del primer paquete de baterías 110 en un punto de tiempo determinado en el que se suministra la primera potencia constante de 500 W es de 300 V, a medida que la corriente de carga de 5/3A fluye por el primer paquete de baterías 110, se puede cargar el primer paquete de baterías 110.
En la etapa S550, la unidad de control 200 transmite un segundo comando al sistema de conversión de potencia 30. El sistema de conversión de potencia 30 suministra la segunda potencia constante entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P- en respuesta al segundo comando. Por consiguiente, el primer paquete de baterías 110 puede cargarse con la segunda potencia constante. La segunda potencia constante puede corresponder a una segunda relación de la potencia máxima preestablecida. La segunda relación puede ser superior a 0 e inferior a 1. Por ejemplo, cuando la potencia máxima es de 1000 W y la segunda relación es 0,1, que es inferior a la primera relación, la segunda potencia constante es de 100 W. Cuando la tensión del primer paquete de baterías 110 en un punto de tiempo determinado en el que se suministra la segunda potencia constante de 100 W es de 300 V, a medida que la corriente de carga de 1/3A fluye por el primer paquete de baterías 110, se puede cargar el primer paquete de baterías 110. Por consiguiente, los expertos en la materia comprenderán fácilmente que cuando se suministra la segunda potencia constante, el primer paquete de baterías 110 se cargará más lentamente que cuando se suministra la primera potencia constante y se reducirá la caída de tensión resultante de la corriente de carga.
En la etapa S560, la unidad de control 200 determina si la tensión del primer paquete de baterías 110 es inferior a la tensión del segundo paquete de baterías 120. Cuando un valor en la etapa S560 es "Sí", se realiza la etapa S550. Cuando el valor en la etapa S560 es "No", se realiza la etapa S570.
En la etapa S570, la unidad de control 200 determina si una diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 es superior a la segunda tensión umbral. Cuando un valor de la etapa S570 es "No", se realiza la etapa S580. Cuando el valor de la etapa S570 es "Sí", se realiza la etapa S600.
En la etapa S580, la unidad de control 200 enciende el segundo interruptor SW2. Como el primer interruptor SW1 ya se ha encendido desde la etapa S520, el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 están conectados en paralelo entre el primer terminal P+ y el segundo terminal P- desde el punto de tiempo en el que el segundo interruptor SW2 también se enciende por la etapa S580.
En la etapa S600, la unidad de control 200 transmite un tercer comando al sistema de conversión de potencia 30. El sistema de conversión de potencia deja de suministrar la segunda potencia constante en respuesta al tercer comando. "Sí", ya que el valor de la etapa S570 indica que la tensión del primer paquete de baterías 110 ha aumentado mucho más rápido en comparación con el período durante el cual se suministró la segunda potencia constante. Se trata de una situación en la que, en realidad, la tensión del primer paquete de baterías 110 ha aumentado bruscamente, o es muy probable que la tensión del primer paquete de baterías 110 se haya medido incorrectamente. Por consiguiente, la unidad de control 200 puede transmitir el tercer comando para detener temporalmente la carga del primer paquete de baterías 110.
En la etapa S610, la unidad de control 200 determina si el período de estabilización ha transcurrido desde el punto de tiempo en el que se transmitió el tercer comando. Durante el período de estabilización, la tensión del primer paquete de baterías 110 se reduce gradualmente hacia la tensión de circuito abierto correspondiente al SOC del primer paquete de baterías 110. Cuando un valor en la etapa S610 es "Sí", se realiza la etapa S620.
En la etapa S620, la unidad de control 200 determina si la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías 110 y el segundo paquete de baterías 120 es inferior a la primera tensión umbral. Cuando un valor en la etapa S620 es "Sí", se realiza la etapa S580. Cuando el valor en la etapa S620 es "No", se realiza la etapa S630.
En la etapa S630, la unidad de control 200 apaga el primer interruptor SW1. Por consiguiente, el primer paquete de baterías 110 también está separado eléctricamente de al menos uno del primer terminal P+ y del segundo terminal P-. La etapa S500 puede volver a realizarse automáticamente después del punto de tiempo en el que se realizó la etapa S630.
El aparato de control de batería 20 descrito con referencia a las Figuras 1 a 6 puede proteger a la pluralidad de paquetes de baterías y los circuitos periféricos de daños físicos debido a la corriente de irrupción cuando se conecta la pluralidad de paquetes de baterías en paralelo. Adicionalmente, antes de conectar la pluralidad de paquetes de baterías en paralelo, el aparato de control de batería 20 puede cargar un paquete de baterías con una tensión más baja para reducir una diferencia de tensión entre la pluralidad de paquetes de baterías, reduciendo de este modo el consumo innecesario de energía en comparación con la descarga de una batería con mayor tensión. Además, el aparato de control de batería 20 puede conectar el paquete de baterías que se está cargando a otro paquete de baterías en paralelo teniendo en cuenta una caída de tensión resultante de la resistencia interna del paquete de baterías que se está cargando, reduciendo de este modo la magnitud de la corriente de irrupción que puede fluir cuando se conecta la pluralidad de paquetes de baterías en paralelo.
Las realizaciones de la presente divulgación descritas anteriormente no se implementan únicamente a través del aparato y el método, sino que pueden implementarse a través de programas que realizan las funciones correspondientes a las configuraciones de las realizaciones de la presente divulgación o medios de grabación que tienen los programas grabados en ellos, y esta implementación la pueden llevar a cabo con facilidad los expertos en la materia a partir de la divulgación de las realizaciones descritas anteriormente.
Si bien la presente divulgación se ha descrito anteriormente con respecto a un número limitado de realizaciones y dibujos, la presente divulgación no se limita a estos y es obvio para los expertos en la materia que se pueden realizar diversas modificaciones y diversos cambios en los mismos dentro de los aspectos técnicos de la presente divulgación.
Adicionalmente, los expertos en la materia pueden realizar otras tantas sustituciones, modificaciones y cambios en la presente divulgación descrita en lo que antecede sin apartarse de los aspectos técnicos de la presente divulgación, la presente divulgación no está limitada por las realizaciones descritas anteriormente y los dibujos adjuntos, y todas o algunas de las realizaciones se pueden combinar selectivamente para permitir diversas modificaciones. Sin embargo, el ámbito de protección está únicamente definido por las reivindicaciones adjuntas.
<Descripción de los números de referencia>
10: Sistema de almacenamiento de energía
20: Aparato de control de batería
30: Sistema de conversión de potencia
110: Primer paquete de baterías
120: Segundo paquete de baterías
SW1: Primer interruptor
SW2: Segundo interruptor
200: Unidad de control
310: Primer controlador esclavo
320: Segundo controlador esclavo
400: Controlador maestro
Claims (8)
1. Un aparato de control de batería (20) que puede conectarse a un sistema de conversión de potencia (30) a través de un primer terminal (P+) y un segundo terminal (P-) del sistema de conversión de potencia (30), comprendiendo el aparato de control de batería (20):
un primer paquete de baterías (110);
un segundo paquete de baterías (120);
un primer interruptor (SW1) conectado en serie al primer paquete de baterías (110) entre el primer terminal (P+) y el segundo terminal (P-);
un segundo interruptor (SW2) conectado en serie al segundo paquete de baterías (120) entre el primer terminal (P+) y el segundo terminal (P-); y
una unidad de control (200) acoplada operativamente al primer interruptor (SW1) y al segundo interruptor (SW2), en donde la unidad de control (200) está configurada para:
encender tanto el primer interruptor (SW1) como el segundo interruptor (SW2) para conectar el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en paralelo, cuando una diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en un primer punto de tiempo en el que tanto el primer interruptor (SW1) como el segundo interruptor (SW2) están apagados es inferior a una tensión umbral,
encender el primer interruptor (SW1), cuando una tensión del segundo paquete de baterías (120) en el primer punto de tiempo es superior a una tensión del primer paquete de baterías (110) por la tensión umbral o más,caracterizado por que
la unidad de control (200) está configurada, además, para:
determinar un estado de carga, SOC, umbral consultando una tabla de búsqueda que define el SOC umbral según un valor promedio, un valor máximo o mínimo de un estado de salud, SOH, del primer paquete de baterías (110) y un SOH del segundo paquete de baterías (120),
transmitir un primer comando al sistema de conversión de potencia (30) para hacer que el sistema de conversión de potencia (30) suministre una primera potencia constante entre el primer terminal (P+) y el segundo terminal (P-), cuando una diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en un segundo punto de tiempo que es posterior al primer punto de tiempo es igual o superior al SOC umbral, y
transmitir un segundo comando al sistema de conversión de potencia (30) para hacer que el sistema de conversión de potencia (30) suministre una segunda potencia constante entre el primer terminal (P+) y el segundo terminal (P-), cuando la diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en el segundo punto de tiempo o en un tercer punto de tiempo que es posterior al segundo punto de tiempo es inferior al SOC umbral, en donde la segunda potencia constante es inferior a la primera potencia constante.
2. El aparato de control de batería (20) según la reivindicación 1, en donde la unidad de control (200) está configurada para encender el segundo interruptor (SW2) para conectar el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en paralelo, cuando la tensión del primer paquete de baterías (110) en un cuarto punto de tiempo que es posterior al tercer punto de tiempo es igual o superior a la tensión del segundo paquete de baterías (120) y la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) es inferior a la tensión umbral.
3. El aparato de control de batería (20) según la reivindicación 2, en donde la unidad de control (200) está configurada para transmitir el segundo comando al sistema de conversión de potencia (30), cuando la tensión del primer paquete de baterías (110) en el cuarto punto de tiempo es inferior a la tensión del segundo paquete de baterías (120).
4. El aparato de control de batería (20) según la reivindicación 2, en donde la unidad de control (200) está configurada para transmitir un tercer comando al sistema de conversión de potencia (30) para hacer que el sistema de conversión de potencia (30) deje de suministrar la segunda potencia constante, cuando la tensión del primer paquete de baterías (110) en el cuarto punto de tiempo es superior a la tensión del segundo paquete de baterías (120) por la tensión umbral o más.
5. El aparato de control de batería (20) según la reivindicación 4, en donde la unidad de control (200) está configurada para encender el segundo interruptor (SW2) para conectar el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en paralelo, cuando la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en un quinto punto de tiempo es inferior a la tensión umbral, y
en donde el quinto punto de tiempo es un punto de tiempo en el que ha transcurrido un período de estabilización desde un punto de tiempo en el que el sistema de conversión de potencia (30) dejó de suministrar la segunda potencia constante en respuesta al tercer comando.
6. El aparato de control de batería (20) según la reivindicación 1, en donde la unidad de control (200) incluye: un primer controlador esclavo (310) configurado para medir una tensión y una corriente del primer paquete de baterías (110);
un segundo controlador esclavo (320) configurado para medir una tensión y una corriente del segundo paquete de baterías (120); y
un controlador maestro (400) configurado para controlar cada uno del primer interruptor (SW1) y el segundo interruptor (SW2) en función de la tensión y la corriente de cada uno del primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120).
7. Un sistema de almacenamiento de energía (10) que comprende:
el aparato de control de batería (20) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6; y
el sistema de conversión de potencia (30) conectado al aparato de control de batería (20) a través del primer terminal (P+) y el segundo terminal (P-).
8. Un método de control de batería para conectar en paralelo un primer paquete de baterías (110) conectado en serie a un primer interruptor (SW1) entre un primer terminal (P+) y un segundo terminal (P-), y un segundo paquete de baterías (120) conectado en serie a un segundo interruptor (SW2) entre el primer terminal (P+) y el segundo terminal (P-), comprendiendo el método de control de batería:
determinar (S500) si una diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en un primer punto de tiempo en el que tanto el primer interruptor (SW1) como el segundo interruptor (SW2) están apagados es inferior a una tensión umbral;
encender (S510) tanto el primer interruptor (SW1) como el segundo interruptor (SW2) para conectar el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en paralelo, cuando la diferencia de tensión entre el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en el primer punto de tiempo es inferior a la tensión umbral;
encender (S520) el primer interruptor (SW1), cuando una tensión del segundo paquete de baterías (120) en el primer punto de tiempo es superior a una tensión del primer paquete de baterías (110) por la tensión umbral o más;caracterizado por queel método de control comprende, además:
determinar un estado de carga, SOC, umbral consultando una tabla de búsqueda que define el SOC umbral según un valor promedio, un valor máximo o mínimo de un estado de salud, SOH, del primer paquete de baterías (110) y un SOH del segundo paquete de baterías (120),
transmitir (S540) un primer comando a un sistema de conversión de potencia (30) para hacer que el sistema de conversión de potencia (30) suministre una primera potencia constante entre el primer terminal (P+) y el segundo terminal (P-), cuando una diferencia de estado de carga (SOC) entre el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en un segundo punto de tiempo que es posterior al primer punto de tiempo es igual o superior al SOC umbral, y
transmitir (S550) un segundo comando al sistema de conversión de potencia (30) para hacer que el sistema de conversión de potencia (30) suministre una segunda potencia constante entre el primer terminal (P+) y el segundo terminal (P-), cuando la diferencia de SOC entre el primer paquete de baterías (110) y el segundo paquete de baterías (120) en el segundo punto de tiempo o en un tercer punto de tiempo que es posterior al segundo punto de tiempo es inferior al SOC umbral, en donde la segunda potencia constante es inferior a la primera potencia constante.
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