ES3040901T3 - Apparatus and method for diagnosing failure of switch element - Google Patents

Abstract

Se divulgan un aparato y un método para diagnosticar fallas en un componente de interruptor que controla una conexión externa de una batería. El aparato, según la presente invención, que diagnostica fallas en un componente de interruptor instalado en una primera línea entre un primer electrodo de la batería y un primer terminal externo, comprende: una unidad de medición de corriente para medir la corriente que fluye a través de una segunda línea entre un segundo electrodo de la batería y un segundo terminal externo; una resistencia de diagnóstico y un interruptor de diagnóstico instalados en una tercera línea que conecta un nodo externo del componente de interruptor con un nodo externo de la unidad de medición de corriente, conectados en serie; y una unidad de control para aplicar al componente de interruptor una señal de control para activarlo o desactivarlo, recibir un valor de medición de corriente de la unidad de medición de corriente después de aplicar la señal de control y, a continuación, activar el interruptor de diagnóstico, determinar el nivel de corriente que fluye a través de la segunda línea a partir del valor de medición de corriente y diagnosticar si el componente de interruptor ha fallado comparando el nivel de corriente con un nivel de corriente de referencia. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato y método de diagnóstico de fallos en un elemento de conmutación

Sector de la técnica

La presente divulgación se refiere a un aparato y método de diagnóstico de fallos en un elemento de conmutación usado para encender o apagar la conexión externa de una batería.

La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2016-0019936 presentada el 19 de febrero de 2016 en la República de Corea.

Antecedentes de la invención

Las baterías se están popularizando rápidamente no solo en dispositivos móviles (por ejemplo, teléfonos móviles, ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes y tabletas inteligentes), sino también en vehículos eléctricos (por ejemplo, vehículos eléctricos (EV), vehículos eléctricos híbridos (HEV) y vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV)), sistemas de almacenamiento de energía de alta capacidad (ESS), etc.

Una batería se conecta a una línea de alimentación externa a través de un elemento de conmutación. El elemento de conmutación se enciende o apaga mediante una señal de control.

Cuando el elemento de conmutación está encendido, se habilita la carga o descarga de la batería en asociación con la línea de alimentación. Por el contrario, cuando el elemento de conmutación está apagado, se interrumpe la conexión del sistema con la línea de alimentación y, por lo tanto, se interrumpe la carga o descarga.

Cuando el elemento de conmutación falla, es posible que la conexión externa de la batería no se controle adecuadamente. El fallo del elemento de conmutación se divide en fallo por cortocircuito y un fallo por circuito abierto.

El fallo por cortocircuito se refiere a un fallo en el que el elemento de conmutación se mantiene constantemente en estado encendido, independientemente de la señal de control. Por otro lado, el fallo por circuito abierto se refiere a un fallo en el que el elemento de conmutación se mantiene constantemente en estado apagado, independientemente de la señal de control.

Entre los fallos del elemento de conmutación descritos anteriormente, el fallo por cortocircuito es el más grave. El fallo por cortocircuito se debe a diversas causas. Por ejemplo, en un elemento de conmutación mecánico, tal como un relé, puede producirse un fallo por cortocircuito cuando los puntos de contacto se funden y quedan en contacto entre sí. Como otro ejemplo, en un interruptor semiconductor, tal como un relé de estado sólido (SSR), puede producirse un fallo por cortocircuito cuando se rompe permanentemente el aislamiento debido a que las características del material semiconductor se deterioran y así se reduce excesivamente la tensión umbral.

El fallo por cortocircuito provoca una sobrecarga o descarga excesiva de la batería. La sobrecarga y la descarga excesiva no solo deterioran el rendimiento de la batería, sino que también provocan un sobrecalentamiento y, en el peor de los casos, la explosión de la batería.

Por lo tanto, se requiere una tecnología de detección de un fallo por cortocircuito de un elemento de conmutación y que resuelva adecuadamente el fallo por cortocircuito.

El fallo por cortocircuito del elemento de conmutación puede diagnosticarse fácilmente midiendo la tensión de los dos extremos de los terminales del elemento de conmutación. Es decir, aunque se aplique una señal de control de apagado al elemento de conmutación, si la tensión entre los dos extremos de los terminales del elemento de conmutación es cercana a cero, se puede diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito.

El hecho de que la tensión entre los dos extremos de los terminales del elemento de conmutación sea cercana a cero significa que el elemento de conmutación no responde a la señal de control de apagado y se mantiene constantemente en estado encendido.

El método de diagnóstico de fallos descrito anteriormente puede tener un algoritmo sencillo, pero puede no ser aplicable en un caso en el que una batería está conectada a nodos de enlace paralelo de corriente continua (CC) y la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC es sustancialmente la misma que la tensión de la batería.

Un ejemplo de los nodos de enlace paralelo de CC incluye nodos de conexión paralela entre dos baterías de diferentes tipos cuando las dos baterías están conectadas en paralelo.

Cuando la batería está conectada a través del elemento de conmutación a los nodos de enlace en paralelo de CC, aunque el elemento de conmutación está normalmente apagado, la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC se aplica a un nodo exterior del elemento de conmutación y la tensión de la batería se aplica a un nodo interior del elemento de conmutación. Sin embargo, dado que hay poca o ninguna diferencia entre la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC y la tensión de la batería, la diferencia de voltaje entre los dos extremos de los terminales del elemento de conmutación tiene sustancialmente un valor cercano a cero. En consecuencia, incluso cuando el elemento de conmutación no tiene un fallo por cortocircuito, se puede diagnosticar incorrectamente que se ha producido un fallo por cortocircuito.

El documento de patente JP 2011205755 divulga la estructura de un dispositivo de carga.

El documento de patente EP 2897242 divulga un dispositivo para detectar la soldadura de un relé.

El documento de patente US 2007/0221627 divulga una fuente de alimentación eléctrica para vehículos de motor.

El documento de patente US2013/0009648 divulga un sistema de gestión de baterías y un método de control del mismo.

El documento de patente KR20140072489 divulga un aparato de protección contra la sobrecarga y la descarga excesiva de baterías.

Explicación de la invención

Problema técnico

La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación se refiere a proporcionar un aparato y un método capaces de diagnosticar fácilmente un fallo de un elemento de conmutación usado para la conexión externa de una batería.

La presente divulgación también se refiere a proporcionar un aparato y un método capaces de diagnosticar de forma fiable un fallo de un elemento de conmutación cuando una batería está conectada a través del elemento de conmutación a nodos de enlace en paralelo de corriente continua (CC) a los que se aplica una tensión sustancialmente igual a la tensión de la batería.

Solución técnica

La presente invención se refiere a un vehículo según la reivindicación 1 y a un método según las reivindicaciones 7 a 11. Las realizaciones de las invenciones se describen en las reivindicaciones dependientes.

En particular, se proporciona un aparato para diagnosticar un fallo de un elemento de conmutación provisto en una primera línea entre un primer electrodo de una batería y un primer terminal externo, incluyendo el aparato una unidad de medición de corriente configurada para medir una corriente que fluye a través de una segunda línea entre un segundo electrodo de la batería y un segundo terminal externo, una resistencia de diagnóstico y un interruptor de diagnóstico provistos en una tercera línea para conectar un nodo exterior del elemento de conmutación y un nodo exterior de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie, y un controlador configurado para aplicar una señal de control para encender o apagar el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, para encender el interruptor de diagnóstico después de aplicar la señal de control y, a continuación, recibir un valor de corriente medido de la unidad de medición de corriente, para determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea, usando el valor de corriente medido, y para diagnosticar un fallo del elemento de conmutación comparando el nivel de corriente con un nivel de corriente de referencia.

Según un aspecto, el controlador puede estar configurado para aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, y para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si el nivel de corriente es mayor que el nivel de corriente de referencia.

Según otro aspecto, el controlador puede estar configurado para aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, y para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por circuito abierto, si el nivel de corriente es menor que el nivel de corriente de referencia.

La primera y segunda líneas están conectadas a nodos de enlace paralelo de corriente continua (CC) a los que se aplica una tensión igual a la tensión de la batería.

El aparato según la presente divulgación puede incluir además una primera unidad de medición de tensión configurada para medir la tensión de la batería, y una segunda unidad de medición de tensión configurada para medir la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC.

Según un aspecto, el controlador puede estar configurado (i) para aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, (ii) para recibir un primer valor de tensión medido que indica la tensión de la batería y un segundo valor de tensión medido que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC desde la primera y la segunda unidades de medición de tensión, respectivamente, y recibir el valor de corriente medido de la segunda línea desde la unidad de medición de corriente, (iii) para diagnosticar que el elemento de conmutación es normal, si una diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es mayor que un nivel de tensión de referencia, y (iv) para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es menor que el nivel de tensión de referencia y si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es mayor que el nivel de corriente de referencia.

Según otro aspecto, el controlador puede estar configurado (i) para aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, (ii) para recibir un primer valor de tensión medido que indica la tensión de la batería y un segundo valor de tensión medido que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC de la primera y la segunda unidades de medición de tensión, respectivamente, y recibir el valor de corriente medido de la segunda línea de la unidad de medición de corriente, (iii) para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por circuito abierto, si la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es mayor que un nivel de tensión de referencia, y (iv) para diagnosticar que el elemento de conmutación es normal, si la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es menor que el nivel de tensión de referencia y si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es mayor que el nivel de corriente de referencia.

En la presente divulgación, el nivel de corriente de referencia usado como referencia para diagnosticar un fallo por cortocircuito del elemento de conmutación incluye una pluralidad de valores de corriente que tienen magnitudes diferentes. En este caso, el controlador puede estar configurado para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es mayor que un valor de corriente máximo entre los valores de corriente establecidos como nivel de corriente de referencia.

Además, el controlador está configurado para identificar un valor de corriente correspondiente al nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea entre los valores de corriente establecidos como el nivel de corriente de referencia, y para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito débil predefinido correspondiente al valor de corriente identificado.

Preferiblemente, el controlador puede estar configurado para identificar un valor de corriente máximo entre los valores de corriente inferiores o iguales al nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea entre los valores de corriente establecidos como nivel de corriente de referencia, y para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito débil predefinido correspondiente al valor de corriente máximo identificado. El fallo por cortocircuito débil puede estar predefinido en una pluralidad de etapas basadas en magnitudes de los valores de corriente establecidos como nivel de corriente de referencia.

El aparato según otro aspecto de la presente divulgación puede incluir además una unidad de almacenamiento configurada para almacenar información de diagnóstico del elemento de conmutación, y el controlador puede estar configurado para almacenar la información de diagnóstico del elemento de conmutación en la unidad de almacenamiento.

El aparato según otro aspecto más de la presente divulgación puede incluir además una unidad de visualización configurada para mostrar información de diagnóstico del elemento de conmutación, y el controlador puede estar configurado para emitir visualmente la información de diagnóstico del elemento de conmutación en la unidad de visualización.

El aparato según otro aspecto más de la presente divulgación puede incluir además una interfaz de comunicación capaz de transmitir o recibir datos de comunicación, y el controlador puede estar configurado para generar datos de comunicación que incluyan información de diagnóstico del elemento de conmutación, y para emitir los datos de comunicación generados a través de la interfaz de comunicación a un dispositivo externo.

En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona también un método de diagnóstico de un fallo de un elemento de conmutación provisto en una primera línea entre un primer electrodo de una batería y un primer terminal externo, incluyendo el método (a) proporcionar una unidad de medición de corriente configurada para medir una corriente que fluye a través de una segunda línea entre un segundo electrodo de la batería y un segundo terminal externo, y una resistencia de diagnóstico y un interruptor de diagnóstico provistos en una tercera línea para conectar un nodo externo del elemento de conmutación y un nodo externo de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie, (b) aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, (c) encender el interruptor de diagnóstico después de aplicar la señal de control y, a continuación, recibir un valor de corriente medido de la unidad de medición de corriente, y (d) determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea, usando el valor de corriente medido, y diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si el nivel de corriente es mayor que un nivel de corriente de referencia predefinido.

En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona también un método de diagnóstico de un fallo de un elemento de conmutación provisto en una primera línea entre un primer electrodo de una batería y un primer terminal externo, incluyendo el método (a) proporcionar una unidad de medición de corriente configurada para medir la magnitud de una corriente que fluye a través de una segunda línea entre un segundo electrodo de la batería y un segundo terminal externo, y una resistencia de diagnóstico y un interruptor de diagnóstico provistos en una tercera línea para conectar un nodo externo del elemento de conmutación y un nodo externo de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie, (b) aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación al elemento de conmutación, (c) encender el interruptor de diagnóstico después de aplicar la señal de control y, a continuación, recibir un valor de corriente medido de la unidad de medición de corriente, y (d) determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea, usando el valor de corriente medido, y diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por circuito abierto, si el nivel de corriente es inferior a un nivel de corriente de referencia predefinido.

En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona también un método de diagnóstico de un fallo de un elemento de conmutación provisto entre un primer terminal externo conectado a nodos de enlace en paralelo de corriente continua (CC) y un primer electrodo de una batería, incluyendo el método (a) proporcionar una unidad de medición de corriente configurada para medir una magnitud de una corriente que fluye a través de una segunda línea entre un segundo electrodo de la batería y un segundo terminal externo, primera y segunda unidades de medición de tensión configuradas para medir una tensión de la batería y una tensión de los nodos de enlace paralelo de CC, respectivamente, y una resistencia de diagnóstico y un interruptor de diagnóstico provistos en una tercera línea para conectar un nodo exterior del elemento de conmutación y un nodo exterior de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie, (b) aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, (c) encender el interruptor de diagnóstico después de aplicar la señal de control, (d) recibir un primer valor de tensión medido que indica la tensión de la batería y un segundo valor de tensión medido que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC desde la primera y la segunda unidades de medición de tensión, respectivamente, (e) recibir un valor de corriente medido desde la unidad de medición de corriente y determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea, usando el valor de corriente medido, (f) diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es inferior a un nivel de tensión de referencia predefinido y si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es superior a un nivel de corriente de referencia, y (g) diagnosticar que el elemento de conmutación es normal, si la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es superior al nivel de tensión de referencia.

En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona también un método de diagnóstico de un fallo de un elemento de conmutación provisto en una primera línea entre un primer terminal externo conectado a nodos de enlace en paralelo de corriente continua (CC) y un primer electrodo de una batería, incluyendo el método (a) proporcionar una unidad de medición de corriente configurada para medir una magnitud de una corriente que fluye a través de una segunda línea entre un segundo electrodo de la batería y un segundo terminal externo, primera y segunda unidades de medición de tensión configuradas para medir una tensión de la batería y una tensión de los nodos de enlace paralelo de CC, respectivamente, y una resistencia de diagnóstico y un interruptor de diagnóstico provistos en una tercera línea para conectar un nodo exterior del elemento de conmutación y un nodo exterior de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie, (b) aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, (c) encender el interruptor de diagnóstico después de aplicar la señal de control, (d) recibir un primer valor de tensión medido que indica la tensión de la batería y un segundo valor de tensión medido que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC desde la primera y la segunda unidades de medición de tensión, respectivamente, (e) recibir un valor de corriente medido desde la unidad de medición de corriente y determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea, (f) diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por circuito abierto, si la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es mayor que un nivel de tensión de referencia predefinido, y (g) diagnosticar que el elemento de conmutación es normal, si la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es menor que el nivel de tensión de referencia predefinido y si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es mayor que un nivel de corriente de referencia predefinido.

En la presente divulgación, el nivel de corriente de referencia usado como referencia para diagnosticar un fallo por cortocircuito del elemento de conmutación incluye una pluralidad de valores de corriente que tienen magnitudes diferentes. En este caso, el diagnóstico de que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito incluye el diagnóstico de que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es mayor que un valor de corriente máximo entre los valores de corriente establecidos como nivel de corriente de referencia.

Además, el diagnóstico de que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito puede incluir la identificación de un valor de corriente máximo entre los valores de corriente inferiores o iguales al nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea entre los valores de corriente establecidos como nivel de corriente de referencia, y el diagnóstico de que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito débil predefinido correspondiente al valor de corriente máximo identificado. El fallo por cortocircuito débil puede estar predefinido en una pluralidad de etapas basadas en magnitudes de los valores de corriente establecidos como nivel de corriente de referencia.

Opcionalmente, el método según la presente divulgación puede incluir además generar información de diagnóstico de fallo del elemento de conmutación y almacenar, mostrar o transmitir la información de diagnóstico de fallo generada.

Efectos ventajosos

Según la presente divulgación, se puede diagnosticar un fallo de un elemento de conmutación usado para la conexión externa de una batería usando una configuración de hardware sencilla, independientemente del nivel de tensión aplicado a un terminal externo de la batería.

Además, según la presente divulgación, un elemento sensor usado para medir una corriente de carga o descarga de la batería también se puede usar para diagnosticar un fallo del elemento de conmutación y, por lo tanto, se pueden reducir los costes de un aparato de diagnóstico.

Además, según la presente divulgación, también se puede diagnosticar con precisión la aparición de un fallo por cortocircuito débil en el elemento de conmutación.

Por otra parte, la presente divulgación puede ser útil para un sistema de alimentación en paralelo en el que el terminal externo de la batería está conectado en paralelo a otro tipo de batería.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una comprensión adicional de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada al dibujo.

La FIG. 1 es una vista estructural de un aparato para diagnosticar un fallo de un elemento de conmutación, según una realización de la presente divulgación.

La FIG. 2 es una vista que muestra el flujo de una corriente en un circuito de la FIG. 1 cuando el elemento de conmutación está apagado.

La FIG. 3 es una vista que muestra el flujo de una corriente en el circuito de la FIG. 1 cuando el elemento de conmutación está encendido.

La FIG. 4 es un diagrama de flujo de un método de diagnóstico de un fallo por cortocircuito del elemento de conmutación, según una realización de la presente divulgación.

La FIG. 5 es un diagrama de flujo de un método de diagnóstico de un fallo por circuito abierto del elemento de conmutación, según una realización de la presente divulgación.

Realización preferente de la invención

En lo sucesivo, se describirán en detalle las realizaciones preferidas de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. Por lo tanto, la descripción aquí propuesta es solo un ejemplo preferible a efectos de ilustración, sin intención de limitar el alcance de la divulgación, por lo que debe entenderse que se podrían realizar otras modificaciones y equivalentes sin apartarse del alcance de la invención, que se define en las reivindicaciones adjuntas.

La FIG. 1 es una vista estructural de un aparato 100 para diagnosticar un fallo de un elemento de conmutación 120, según una realización de la presente divulgación.

Con referencia al dibujo, el aparato de diagnóstico de fallos del elemento de conmutación 100 según la presente divulgación puede diagnosticar un fallo del elemento de conmutación 120 usado para conectar o desconectar un primer electrodo 111 y un segundo electrodo 112 de la batería 110 a una primera línea de alimentación P+ y una segunda línea de alimentación P- en el exterior de la misma.

La batería 110 no está limitada a un tipo particular y puede ser, por ejemplo, una batería de litio, una batería de polímero de litio, una batería de níquel-cadmio, una batería de níquel-hidrógeno o una batería de níquel-cinc.

La batería 110 se proporciona como un paquete en el que se conectan en serie o en paralelo una pluralidad de celdas de batería. Alternativamente, la batería 110 puede incluir una pluralidad de paquetes.

El primer y segundo electrodos 111 y 112 de la batería 110 pueden ser un electrodo positivo y un electrodo negativo, respectivamente.

El elemento de conmutación 120 no está limitado a un tipo particular y puede ser un interruptor de relé en el que los puntos de contacto se abren o se cierran mediante un electroimán, como se muestra en el dibujo.

Los expertos en la materia comprenderán que el elemento de conmutación 120 puede ser un interruptor semiconductor, por ejemplo, un relé de estado sólido (SSR) o un transistor de efecto de campo de óxido metálico y silicio (MOSFET), distinto del interruptor de relé.

Los estados de encendido y apagado del elemento de conmutación 120 pueden controlarse mediante una señal de control externa. La señal de control puede introducirse desde un controlador 170 que se describirá más adelante. Cuando el elemento de conmutación 120 está encendido, la batería 110 se acopla eléctricamente a la primera y segunda líneas de alimentación externas P+ y P-. Una vez logrado el acoplamiento eléctrico, la batería 110 puede transmitir energía de descarga al exterior o recibir energía de carga del exterior. De lo contrario, cuando el elemento de conmutación 120 se apaga, se libera el acoplamiento eléctrico entre la batería 110 y la primera y segunda líneas de alimentación P+ y P-, y por lo tanto se detiene la transmisión o recepción de energía hacia o desde el exterior. El fallo del elemento de conmutación 120 se divide en un fallo por cortocircuito y un fallo por circuito abierto. El fallo por cortocircuito se refiere a un caso en el que el elemento de conmutación 120 está apagado, pero se mantiene internamente en un estado de encendido constante. Dicho fallo se produce cuando los puntos de contacto incluidos en el elemento de conmutación 120 se funden y, por lo tanto, entran en contacto entre sí debido al calor. Mientras tanto, el fallo por circuito abierto se refiere a un caso en el que el elemento de conmutación 120 está encendido, pero se mantiene internamente en un estado de apagado constante. Dicho fallo se produce debido al deterioro de un mecanismo de funcionamiento que provoca un contacto mecánico, eléctrico o magnético entre los puntos de contacto.

Un extremo de la primera línea de alimentación P+ puede estar conectado eléctricamente a un primer terminal externo T+. El primer terminal externo T+ está conectado eléctricamente al primer electrodo 111 de la batería 110 a través del elemento de conmutación 120 provisto en una primera línea L<1>. En este caso, la primera línea L<1>se refiere a una línea que se extiende desde el primer electrodo 111 de la batería 110 hasta el primer terminal externo T+. Un extremo de la segunda línea de alimentación P- puede estar conectado eléctricamente a un segundo terminal externo T-. El segundo terminal externo T- está conectado eléctricamente al segundo electrodo 112 de la batería 110 a través de una segunda línea L2. En este caso, la segunda línea L2 se refiere a una línea que se extiende desde el segundo electrodo 112 de la batería 110 hasta el segundo terminal externo T-.

La primera y segunda líneas de alimentación P+ y P- pueden usarse como una ruta conductora a través de la cual fluye una corriente de descarga emitida por la batería 110 o como una ruta conductora a través de la cual fluye una corriente de carga introducida en la batería 110.

En una realización, otro extremo de la primera línea de alimentación P+ puede conectarse a un terminal positivo de una fuente de tensión de corriente continua (CC) 130, y otro extremo de la segunda línea de alimentación P- puede conectarse a un terminal negativo de la fuente de tensión CC 130.

Un nodo en el que el primer terminal externo T+ se une a la primera línea de alimentación P+ y un nodo en el que el segundo terminal externo T- se une a la segunda línea de alimentación P- sirven como nodos de enlace paralelo de CC N<c c>.

Por lo tanto, la fuente de tensión CC 130 está conectada eléctricamente a la primera y segunda líneas L<1>y L<2>a través de los nodos de enlace paralelo de CC N<c c>. A continuación, la fuente de tensión CC 130 y la batería 110 están en conexión paralela entre sí a través de los nodos de enlace en paralelo de CC N<c c>.

La fuente de tensión CC 130 no está limitada a un tipo particular y puede ser un tipo de batería diferente al de la batería 110.

Por ejemplo, la batería 110 puede ser una batería de litio que tiene una tensión nominal de 12 V. La fuente de tensión CC 130 puede ser una batería de almacenamiento de plomo que tiene una tensión nominal de 12 V.

En otra realización, la fuente de tensión CC 130 puede ser un condensador de alta capacidad. El condensador de alta capacidad puede estar incluido en un lado de entrada de un circuito de conversión de potencia, por ejemplo, un inversor, cuando la batería 110 está conectada a una carga a través del circuito de conversión de potencia. En la FIG. 1, no se ilustran el circuito de conversión de potencia ni la carga.

Cuando la batería 110 está conectada eléctricamente a la fuente de tensión CC 130 a través de los nodos de enlace paralelo de CC N<c c>, la batería 110 está en conexión paralela con la fuente de tensión CC 130.

Por lo tanto, mientras la fuente de tensión CC 130 no incluya un elemento generador de potencia activa, la tensión de la batería 110 y la tensión de la fuente de tensión CC 130 tendrán sustancialmente el mismo valor mientras se mantenga la conexión paralela.

En una realización, la batería 110 y la fuente de tensión CC 130 pueden montarse en un vehículo como un sistema de alimentación en paralelo. En este caso, el vehículo puede ser un vehículo de combustible fósil o un vehículo híbrido.

En el ejemplo descrito anteriormente, la fuente de tensión CC 130 puede ser una batería de almacenamiento de plomo y puede usarse para proporcionar energía a un motor de arranque para arrancar un motor y para suministrar energía de funcionamiento a diversos elementos eléctricos incluidos en el vehículo. La batería de almacenamiento de plomo puede cargarse con la energía generada por un generador o un cargador de regeneración mientras se conduce el vehículo. La batería 110 puede ser una batería de litio y puede usarse para complementar la energía de la batería de almacenamiento de plomo y para almacenar la energía inactiva que no se almacena en la batería de almacenamiento de plomo, sino que se desperdicia. Cuando el sistema de alimentación paralelo descrito anteriormente se monta en el vehículo, la batería 110 puede contribuir a aumentar la eficiencia del combustible del vehículo.

Preferiblemente, el aparato de diagnóstico de fallos del elemento de conmutación 100 según la presente divulgación puede incluir una unidad de medición de corriente 140, una resistencia de diagnóstico 150, un interruptor de diagnóstico 160 y un controlador 170 para diagnosticar un fallo del elemento de conmutación 120.

La unidad de medición de corriente 140 puede medir una corriente que fluye a través de la segunda línea L2 entre el segundo electrodo 112 de la batería 110 y el segundo terminal externo T- a petición del controlador 170, e introducir el valor de corriente medido en el controlador 170.

En un ejemplo, la unidad de medición de corriente 140 puede incluir una resistencia en derivación R<derivación>provista en la segunda línea L2 y un convertidor analógico-digital (ACC) 142.

El ACC 142 convierte una tensión analógica aplicada a los dos extremos de los terminales de la resistencia en derivación R<derivación>cuando la corriente fluye a través de la segunda línea L2, en una tensión digital, y envía la tensión digital convertida al controlador 170 como el valor de corriente medido.

Cuando se recibe la tensión digital como valor de corriente medido desde el ACC 142, el controlador 170 puede determinar un nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 basándose en la ley de Ohm, usando un valor de resistencia predefinido de la resistencia en derivación R<derivación>y el valor de corriente medido. En otro ejemplo, la unidad de medición de corriente 140 puede sustituirse por un sensor Hall, que es un tipo de sensor de corriente. El sensor Hall puede introducir un valor de tensión que indica la magnitud de la corriente que fluye a través de la segunda línea L2, al controlador 170 como valor de corriente medido. A continuación, el controlador 170 puede determinar el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2, basándose en un cálculo matemático predefinido usando el valor de tensión introducido como valor de corriente medido.

Un método de detección del nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 usando la resistencia en derivación R<derivación>o el sensor Hall es bien conocido por los expertos en la materia y, por lo tanto, no se describirá con más detalle en el presente documento.

Preferiblemente, la resistencia de diagnóstico 150 y el interruptor de diagnóstico 160 pueden estar provistos en una tercera línea L3 para conectar la primera y segunda líneas L1 y L2, y la resistencia de diagnóstico 150 y el interruptor de diagnóstico 160 pueden estar conectados entre sí en serie.

El interruptor de diagnóstico 160 puede encenderse al recibir una señal de control del controlador 170 cuando es necesario diagnosticar un fallo del elemento de conmutación 120, y puede apagarse cuando se completa el diagnóstico de fallo.

Preferiblemente, la tercera línea L3 puede conectarse a un nodo exterior N+ del elemento de conmutación 120 y a un nodo exterior N- de la unidad de medición de corriente 140. Entonces, una resistencia existente usada para medir una corriente de carga o una corriente de descarga también puede usarse como resistencia de derivación 141. Es decir, la resistencia en derivación 141 puede usarse para medir la magnitud de una corriente de carga o una corriente de descarga, y usarse para medir la magnitud de una corriente que fluye a través de la segunda línea L2 con el fin de diagnosticar un fallo del elemento de conmutación 120. Esto puede contribuir a reducir los costes de un aparato de diagnóstico. Además, la fiabilidad del diagnóstico de un fallo del elemento de conmutación 120 puede aumentarse aumentando el nivel de una corriente que fluye a través de la resistencia en derivación 141.

El aparato de diagnóstico de fallos del elemento de conmutación 100 según una realización de la presente divulgación puede incluir además una primera unidad de medición de tensión 180 y una segunda unidad de medición de tensión 190 para diagnosticar un fallo del elemento de conmutación 120.

La primera unidad de medición de tensión 180 mide un primer valor de tensión medido V1 que indica una tensión de la batería 110 aplicada entre los primeros y segundos electrodos 111 y 112 de la batería 110, y lo introduce en el controlador 170.

La segunda unidad de medición de tensión 190 mide un segundo valor de tensión medido V2 que indica una tensión aplicada a los nodos de enlace en paralelo de CC N<c c>, y lo introduce en el controlador 170.

Las primeras y segundas unidades de medición de tensión 180 y 190 pueden estar configuradas como circuitos de medición de tensión típicos (por ejemplo, circuitos amplificadores diferenciales) conocidos por los expertos en la materia y, por lo tanto, no se describirán en detalle en el presente documento.

El controlador 170 aplica una señal de control para encender o apagar el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120. Después de aplicar la señal de control, el controlador 170 enciende el interruptor de diagnóstico 160 y, a continuación, recibe el valor de corriente medido de la unidad de medición de corriente 140. El controlador 170 determina el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 usando el valor de corriente medido. El controlador 170 puede diagnosticar un fallo del elemento de conmutación 120 comparando el nivel de corriente I<derivación>con un nivel de corriente de referencia predefinido Ith.

El controlador 170 puede incluir selectivamente un procesador, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), otro conjunto de chips, un circuito lógico, un registro, un módem de comunicación, una unidad de procesamiento de datos, etc., que son conocidos por los expertos en la materia, con el fin de ejecutar diversas lógicas de control que se describirán a continuación. Cuando las lógicas de control se implementan como software, el controlador 170 puede implementarse como un conjunto de módulos de programa. En este caso, los módulos de programa pueden almacenarse en una memoria y pueden ser ejecutados por un procesador. La memoria puede estar prevista dentro o fuera del procesador, y puede estar conectada al procesador a través de diversos medios conocidos. Alternativamente, la memoria puede estar incluida en una unidad de almacenamiento 200 que se describirá a continuación. La memoria se refiere colectivamente a dispositivos de almacenamiento de datos independientemente de los tipos de dispositivos y no está limitada a ningún dispositivo de memoria en particular.

Según un aspecto, el controlador 170 puede aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120 y diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito, si el nivel de corriente I<derivación>determinado usando el valor de corriente medido introducido desde la unidad de medición de corriente 140 es mayor que el nivel de corriente de referencia Ith.

Según otro aspecto, el controlador 170 puede aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120 y diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por circuito abierto, si el nivel de corriente I<derivación>determinado usando el valor de corriente medido introducido desde la unidad de medición de corriente 140 es menor que el nivel de corriente de referencia Ith.

Según otro aspecto más, el controlador 170 puede aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120.

El controlador 170 puede recibir el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110 y el segundo valor de tensión medido V2 que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC N<cc>desde las primeras y segundas unidades de medición de tensión 180 y 190, respectivamente, y recibir el valor de corriente medido desde la unidad de medición de corriente 140 para determinar el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2.

El controlador 170 puede diagnosticar que el elemento de conmutación 120 es normal si la diferencia entre el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110 y el segundo valor de tensión medido V2 que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC N<cc>es mayor que un nivel de tensión de referencia Vth.

El controlador 170 puede diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito si la diferencia entre el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110 y el segundo valor de tensión medido V2 que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC N<cc>es menor que el nivel de tensión de referencia Vth y si el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2 determinado usando el valor de corriente medido es mayor que el nivel de corriente de referencia Ith.

Según otro aspecto más, el controlador 170 puede aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120 con el fin de diagnosticar un fallo por circuito abierto del elemento de conmutación 120.

El controlador 170 puede recibir el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110 y el segundo valor de tensión medido V2 que indica la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC N<cc>desde las primeras y segundas unidades de medición de tensión 180 y 190, respectivamente, y recibir el valor de corriente medido desde la unidad de medición de corriente 140 para determinar el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2.

El controlador 170 puede diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por circuito abierto, si la diferencia entre el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110 y el segundo valor de tensión medido V2 que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC NCC es mayor que el nivel de tensión de referencia Vth.

El controlador 170 puede diagnosticar que el elemento de conmutación 120 es normal si la diferencia entre el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110 y el segundo valor de tensión medido V2 que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC NCC es inferior al nivel de tensión de referencia Vth y si el nivel de corriente IDERIVACIÓN de la segunda línea L2determinado usando el valor de corriente medido es mayor que el nivel de corriente de referencia Ith.

En la presente divulgación, el nivel de corriente de referencia Ith usado como referencia para diagnosticar un fallo por cortocircuito del elemento de conmutación 120 puede incluir una pluralidad de valores de corriente Ith(k) que tienen magnitudes diferentes. En el presente documento, k puede ser un número natural de 1 a p, e Ith(k) puede aumentar en proporción a k.

En este caso, el controlador 170 puede diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito si el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 es mayor que el valor de corriente máximo Ith(p) entre los valores de corriente Ith(k) establecidos como nivel de corriente de referencia Ith.

El controlador 170 puede identificar el valor de corriente máximo entre los valores de corriente menores o iguales al nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 entre los valores de corriente Ith(k) establecidos como nivel de corriente de referencia Ith, y diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito débil predefinido correspondiente al valor de corriente máximo identificado.

En este caso, el fallo por cortocircuito débil se refiere a un estado intermedio entre un estado de cortocircuito total y un estado normal del elemento de conmutación 120. El fallo por cortocircuito débil puede predefinirse en una pluralidad de etapas basadas en los niveles de un valor de resistencia del elemento de conmutación 120 cuando el elemento de conmutación 120 está apagado.

El fallo por cortocircuito débil puede predefinirse en una pluralidad de etapas basadas en las magnitudes de los valores de corriente Ith(k) establecidos como el nivel de corriente de referencia Ith. Los valores de corriente Ith(k) pueden predefinirse mediante una prueba basada en las características de resistencia del elemento de conmutación 120.

Por ejemplo, las magnitudes de los valores de corriente Ith(k) que se van a establecer como el nivel de corriente de referencia Ith pueden determinarse preparando una pluralidad de elementos de conmutación 120 que tienen resistencias diferentes debido a diferentes niveles de fallos de cortocircuito débil y midiendo a continuación el valor de la corriente que fluye a través de la segunda línea L2 cuando cada elemento de conmutación 120 está apagado.

Según otro aspecto más de la presente divulgación, el aparato 100 puede incluir además la unidad de almacenamiento 200 configurada para almacenar información de diagnóstico del elemento de conmutación 120. En este caso, el controlador 170 puede almacenar la información de diagnóstico del elemento de conmutación 120 en la unidad de almacenamiento 200. La información de diagnóstico puede incluir un código de identificación que indica el tipo de fallo del elemento de conmutación 120 y la información de tiempo en la que se diagnostica el fallo. Preferiblemente, el código de identificación puede incluir números, caracteres, símbolos o una combinación de los mismos, que indican el tipo de fallo del elemento de conmutación 120.

La unidad de almacenamiento 200 almacena los programas necesarios cuando el controlador 170 ejecuta las lógicas de control, los datos generados cuando se ejecutan las lógicas de control y los datos predefinidos usados cuando se ejecutan las lógicas de control.

La unidad de almacenamiento 200 no está limitada a un tipo particular y puede ser cualquier dispositivo de almacenamiento de datos, tal como una memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM), una memoria estática de acceso aleatorio (SRAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria programable borrable eléctricamente (EEPROM), una memoria flash o un registro.

Según otro aspecto más de la presente divulgación, el aparato 100 puede incluir además una unidad de visualización 210 configurada para emitir la información de diagnóstico del elemento de conmutación 120. En este caso, el controlador 170 puede emitir la información de diagnóstico del elemento de conmutación 120 en la unidad de visualización 210 como una interfaz gráfica de usuario. La información de diagnóstico puede incluir un código de identificación que indique el tipo de fallo del elemento de conmutación 120 y la información de tiempo en la que se diagnostica el fallo. Preferiblemente, el código de identificación puede incluir números, caracteres, símbolos o una combinación de los mismos, que indican el tipo de fallo del elemento de conmutación 120.

La unidad de visualización 210 puede no estar siempre incluida en el aparato 100 según la presente divulgación, sino que puede estar incluida en otro aparato. En este caso, la unidad de visualización 210 no está conectada al controlador 170 directamente, sino indirectamente a través de un medio de control incluido en el otro aparato. Por lo tanto, debe entenderse que la conexión eléctrica entre la unidad de visualización 210 y el controlador 170 también incluye la conexión indirecta descrita anteriormente.

Cuando el controlador 170 no puede mostrar directamente la información de diagnóstico del elemento de conmutación 120 en la unidad de visualización 210, el controlador 170 puede proporcionar la información de diagnóstico a otro aparato que incluya una pantalla. En este caso, el controlador 170 puede estar conectado de forma que pueda comunicar datos con el otro aparato, y el otro aparato puede recibir la información de diagnóstico del elemento de conmutación 120 desde el controlador 170 y mostrar la información de diagnóstico recibida como una interfaz gráfica de usuario en la pantalla conectada al mismo.

Según otro aspecto más de la presente divulgación, el aparato 100 puede incluir además una interfaz de comunicación 220 capaz de transmitir o recibir datos de comunicación.

La interfaz de comunicación 220 puede soportar la red de área de controlador (CAN), la red de interconexión local (LIN), FlexRay o la comunicación de transporte de sistemas orientados a medios (M<o>S<t>).

El controlador 170 puede generar datos de comunicación que incluyen la información de diagnóstico del elemento de conmutación 120 y, a continuación, enviar los datos de comunicación generados a través de la interfaz de comunicación 220. Los datos de comunicación pueden transmitirse a través de una red de comunicación a un dispositivo externo 230. El dispositivo externo 230 puede recibir los datos de comunicación, extraer la información de diagnóstico de los datos de comunicación y mostrar visualmente la información de diagnóstico extraída en una pantalla conectada al dispositivo externo 230. Por ejemplo, el dispositivo externo 230 puede ser un aparato de diagnóstico usado exclusivamente para el elemento de conmutación 120, o un ordenador de control principal de una carga que tiene la batería 110, por ejemplo, un vehículo.

La FIG. 2 es una vista que muestra el flujo de una corriente en el circuito de la FIG. 1 cuando el elemento de conmutación 120 que ha recibido una señal de control de apagado se apaga normalmente y el interruptor de diagnóstico 160 se enciende.

Con referencia a la FIG. 2, cuando el elemento de conmutación 120 se apaga normalmente, la corriente solo fluye en un circuito cerrado derecho con respecto a la tercera línea L3y no fluye a través de la resistencia en derivación R<derivación>. Es decir, el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 es cercano a cero. En el dibujo, el flujo de la corriente se indica con una flecha punteada discontinua.

La FIG. 3 es una vista que muestra el flujo de una corriente en el circuito de la FIG. 1 cuando el elemento de conmutación 120, que ha recibido una señal de control de desconexión, tiene un fallo por cortocircuito y, por lo tanto, no se desconecta normalmente y el interruptor de diagnóstico 160 está encendido.

Con referencia a la FIG. 3, cuando el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito, fluye una corriente en ambos circuitos de bucle cerrado a la izquierda y a la derecha de la tercera línea L3.

Inicialmente, se puede determinar un nivel de corriente I<l>3 que fluye a través de la tercera línea L3 basándose en los valores de los componentes de resistencia proporcionados en la tercera línea L3 y la magnitud de una tensión aplicada a los dos extremos de la tercera línea L3, tal como se muestra en la fórmula matemática 1.

En la Fórmula matemática 1, I<l>3 indica la magnitud de una corriente que fluye a través de la tercera línea L3. V2 indica un segundo valor de tensión medido que indica una tensión de los nodos de enlace paralelo de CC Ncc medidos por la segunda unidad de medición de tensión 190. Rdig indica un valor de resistencia predefinido de la resistencia de diagnóstico 150. RiNT(enc) indica una resistencia de encendido predefinida del interruptor de diagnóstico 160.

Entre los dos valores de resistencia incluidos en el denominador de la Fórmula matemática 1, en comparación con Rdig, el valor de RiNT(enc) es insignificante. Por lo tanto, el nivel de corriente I<l3>que fluye a través de la tercera línea L3 puede aproximarse a V2/Rdig.

La magnitud de la corriente I<der>que fluye a través de un circuito de bucle cerrado derecho y la magnitud de la corriente I<izq>que fluye a través de un circuito de bucle cerrado izquierdo pueden determinarse basándose en la relación entre los componentes de resistencia incluidos en el circuito de bucle cerrado derecho y los incluidos en el circuito de bucle cerrado izquierdo.

Es decir, se supone que la suma de los valores de resistencia de los componentes de resistencia incluidos en el circuito de bucle cerrado derecho se indica por RDER y la suma de los valores de resistencia de los componentes de resistencia incluidos en el circuito de bucle cerrado izquierdo se indica por R<izq>.

A continuación, la magnitud de la corriente I<izq>que fluye a través del circuito de bucle cerrado izquierdo puede determinarse como se muestra en la Fórmula matemática 2, y la magnitud de la corriente I<der>que fluye a través del circuito de bucle cerrado derecho puede determinarse como se muestra en la Fórmula matemática 3.

En las Fórmulas matemáticas 2 y 3, R<der>indica una suma de valores de resistencia de los componentes de resistencia incluidos en un circuito de bucle cerrado derecho con respecto a la tercera línea L<3>, y puede representarse como se muestra en la Fórmula matemática 4.

< F ó r m u la m a te m á t ic a 4 >

Rder=Rint2++R¡NT2-+Rext++Rext-+Rcc_fuente

En las Fórmulas matemáticas 2 y 3, R<izq>indica una suma de los valores de resistencia de los componentes de resistencia incluidos en un circuito de bucle cerrado izquierdo con respecto a la tercera línea L<3>, y puede representarse como se muestra en la Fórmula matemática 5.

< F ó r m u la m a te m á t ic a 5 >

Rizq = Rint1<+>Rinti-<+>Rrelé<+>Rderiv ación<+>Rbat

En las Fórmulas matemáticas 4 y 5, R<int>1+, R<in ti>-, R<int>2+, R<int>2-, R<ext>+ y R<ext>- indican los valores de resistencia de los componentes de resistencia existentes en las rutas por las que fluye una corriente. R<bat>indica una resistencia interna de la batería 110. R<cc>_<fuente>indica una resistencia interna de la fuente de tensión CC 130. R<relé>indica una resistencia de encendido del elemento de conmutación 120, y R<derivación>indica un valor de resistencia de la resistencia en derivación 141 de la unidad de medición de corriente 140.

Los valores de resistencia incluidos en las Fórmulas matemáticas 4 y 5 pueden predefinirse midiendo el valor de resistencia entre los nodos conectados a los elementos del circuito mediante un medidor de resistencia. Los valores de resistencia definidos pueden almacenarse previamente en la unidad de almacenamiento<2 0 0>.

En las Fórmulas matemáticas 4 y 5, cada valor de resistencia puede tener un valor pequeño, inferior a varios miliohmios. Por lo tanto, R<der>y R<izq>pueden aproximarse sustancialmente al mismo valor. En este caso, el nivel de corriente I<izq>que fluye a través del circuito de bucle cerrado izquierdo con respecto a la tercera línea L<3>puede aproximarse como se muestra en la Fórmula matemática<6>.

El nivel de corriente I<izq>que fluye a través del circuito de bucle cerrado izquierdo es sustancialmente el mismo que el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2, que fluye a través de la resistencia en derivación 141.

Por lo tanto, según la presente divulgación, un valor igual a un nivel de corriente determinado basándose en la Fórmula matemática 6 o un valor inferior al nivel de corriente determinado basándose en la Fórmula matemática 6 en un grado determinado, teniendo en cuenta un margen de medición, puede definirse como el nivel de corriente de referencia Ith.

Para el nivel de corriente de referencia Ith, V2, que indica el segundo valor de tensión medido entre los dos extremos de la tercera línea L3, es la única variable, y Rdig indica un valor de resistencia predefinido de la resistencia de diagnóstico 150.

Por consiguiente, si el nivel de corriente I<derivación>medido por la resistencia en derivación 141 cuando se enciende el interruptor de diagnóstico 160 después de aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120 es mayor que el nivel de corriente de referencia Ith calculado usando el segundo valor de tensión medido V2, se puede diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito. De lo contrario, si el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2 medido por el resistor de derivación 141 es suficientemente inferior al nivel de corriente de referencia Ith, se puede diagnosticar que la función de apagar el elemento de conmutación 120 funciona normalmente.

Se puede diagnosticar un fallo por circuito abierto del elemento de conmutación 120 encendiendo el interruptor de diagnóstico 160 después de aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120 y, a continuación, midiendo el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la resistencia en derivación 141.

Es decir, si el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la resistencia en derivación 141 es mayor que el nivel de corriente de referencia Ith determinado usando el segundo valor de tensión medido V2, se puede diagnosticar que la función de encendido del elemento de conmutación 120 funciona normalmente. De lo contrario, si el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la resistencia en derivación 141 es notablemente inferior al nivel de corriente de referencia Ith determinado usando el segundo valor de tensión medido V2, se puede diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por circuito abierto.

Según la presente divulgación, se puede calcular la diferencia entre el primer y el segundo valor de tensión medido V1 y V2 usando las primeras y segundas unidades de medición de tensión 180 y 190, y se puede diagnosticar adicionalmente si el elemento de conmutación 120 funciona normalmente, basándose en la diferencia calculada.

Por ejemplo, si la diferencia entre el primer y el segundo valor de tensión medidos V1 y V2 usando las primeras y segundas unidades de medición de tensión 180 y 190 después de aplicar al elemento de conmutación 120 una señal de control para apagar el elemento de conmutación 120 es mayor que el nivel de tensión de referencia preestablecido Vth, se puede diagnosticar que la función de apagado del elemento de conmutación 120 funciona normalmente.

como otro ejemplo, si la diferencia entre el primer y el segundo valor de tensión medido V1 y V2, medidos usando la primera y la segunda unidades de medición de tensión 180 y 190 después de aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120, es mayor que el nivel de tensión de referencia preestablecido Vth, se puede diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por circuito abierto y, por lo tanto, la función de encendido del elemento de conmutación 120 no funciona normalmente.

El método descrito anteriormente de diagnóstico de un fallo del elemento de conmutación 120 usando el primer y el segundo valor de tensión medido V1 y V2 puede realizarse de forma preliminar antes de diagnosticar un fallo del elemento de conmutación 120 usando el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la resistencia en derivación 141.

Basándose en la descripción anterior, a continuación se describirá en detalle un método de diagnóstico de un fallo del elemento de conmutación 120 usando el aparato de diagnóstico de fallos del elemento de conmutación 100 según la presente divulgación.

En la siguiente descripción, aunque no se mencione específicamente, el método según la presente divulgación es realizado por el controlador 170.

La FIG. 4 es un diagrama de flujo de un método de diagnóstico de un fallo por cortocircuito del elemento de conmutación 120, según la presente divulgación.

Con referencia a la FIG. 4, inicialmente, el controlador 170 aplica una señal de control para apagar el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120 con el fin de diagnosticar un fallo por cortocircuito del elemento de conmutación 120 (operación S10).

Posteriormente, el controlador 170 enciende el interruptor de diagnóstico 160 provisto en la tercera línea L3, aplicando una señal de control para encender el interruptor de diagnóstico 160 al interruptor de diagnóstico 160 (operación S20).

A continuación, el controlador 170 controla la primera unidad de medición de tensión 180 y detecta una tensión de la batería 110 al recibir el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110, desde la primera unidad de medición de tensión 180 (operación S30).

Después, el controlador 170 controla la segunda unidad de medición de tensión 190 y detecta una tensión de los nodos de enlace paralelo de CC NCC al recibir el segundo valor de tensión medido V2que indica la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC N<c c>, desde la segunda unidad de medición de tensión 190 (operación S40).

Posteriormente, el controlador 170 controla la unidad de medición de corriente 140 y detecta el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 al recibir un valor de corriente medido que indica el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2, desde la unidad de medición de corriente 140 (operación S50).

A continuación, el controlador 170 calcula la diferencia entre el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110 y el segundo valor de tensión medido v 2 que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC N<c c>, y determina si el valor de la diferencia es mayor que el nivel de tensión de referencia preestablecido v th (operación S60).

Al determinar que la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos V1 y V2 es mayor que el nivel de tensión de referencia Vth en la operación S60, el controlador 170 diagnostica que una función de apagado del elemento de conmutación 120 funciona normalmente (operación S90).

De lo contrario, al determinar que la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos V1 y V2 es menor que el nivel de tensión de referencia Vth en la operación S60, el controlador 170 pasa a la operación S70.

Después, el controlador 170 determina si el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2 detectado en la operación S50 es mayor que el nivel de corriente de referencia preestablecido Ith (operación S70).

Al determinar que el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2 es mayor que el nivel de corriente de referencia Ith en la operación S70, el controlador 170 diagnostica que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito y, por lo tanto, la función de apagar el elemento de conmutación 120 no funciona normalmente (operación S80). De lo contrario, al determinar que el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2 es suficientemente inferior al nivel de corriente de referencia Ith, el controlador 170 diagnostica que la función de apagar el elemento de conmutación 120 funciona normalmente (operación S90)

A modo de referencia, cuando el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito, fluye una corriente a través de un circuito de bucle cerrado izquierdo con respecto a la tercera línea L3 (véase la FIG. 3), y la magnitud de la corriente corresponde al nivel de corriente I<derivación>detectado en la operación S50.

El nivel de corriente de referencia Ith usado como referencia para diagnosticar un fallo por cortocircuito del elemento de conmutación 120 puede incluir una pluralidad de valores de corriente Ith(k) que tienen magnitudes diferentes. En el presente documento, k puede ser un número natural de 1 a p, e Ith(k) puede aumentar en proporción a k.

En este caso, en la operación S70, el controlador 170 puede diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito, si el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 es mayor que el valor de corriente máximo Ith(p) entre los múltiples valores de corriente Ith(k) establecidos como el nivel de corriente de referencia Ith.

En una realización no mostrada en el dibujo, el controlador 170 puede identificar el valor de corriente máximo entre los valores de corriente menores o iguales al nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 entre los valores de corriente Ith(k) establecidos como el nivel de corriente de referencia Ith, y diagnosticar que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por cortocircuito débil predefinido correspondiente al valor de corriente máximo identificado.

El fallo por cortocircuito débil puede predefinirse en una pluralidad de etapas basadas en las magnitudes de los valores de corriente Ith(k) establecidos como el nivel de corriente de referencia Ith. Se ha descrito anteriormente un método de determinación de los valores de corriente Ith(k) mediante una prueba. La información sobre la pluralidad de etapas del fallo por cortocircuito débil correspondiente a los valores de corriente Ith(k) puede almacenarse previamente en la unidad de almacenamiento 200.

Aunque no se muestra en el dibujo, el controlador 170 puede generar información de diagnóstico del elemento de conmutación 120. En este caso, la información de diagnóstico puede incluir información temporal sobre cuándo se diagnostica el elemento de conmutación 120 y un código de identificación para identificar un resultado de diagnóstico. El código de identificación incluye números, caracteres, símbolos o una combinación de los mismos. El controlador 170 puede almacenar la información de diagnóstico generada en la unidad de almacenamiento 200, enviar la información de diagnóstico generada a la unidad de visualización 210 como una interfaz gráfica de usuario, o transmitir la información de diagnóstico generada a través de la interfaz de comunicación 220 al dispositivo externo 230.

En las lógicas de control descritas anteriormente, se entenderá que el controlador 170 puede omitir la operación S60 y pasar directamente a la operación S70.

La FIG. 5 es un diagrama de flujo de un método de diagnóstico de un fallo por circuito abierto del elemento de conmutación 120, según la presente divulgación.

Con referencia a la FIG. 5, inicialmente, el controlador 170 aplica una señal de control para encender el elemento de conmutación 120 al elemento de conmutación 120 con el fin de diagnosticar un fallo por circuito abierto del elemento de conmutación 120 (operación P10).

Posteriormente, el controlador 170 enciende el interruptor de diagnóstico 160 provisto en la tercera línea L3, aplicando una señal de control para encender el interruptor de diagnóstico 160 al interruptor de diagnóstico 160 (operación P20).

A continuación, el controlador 170 controla la primera unidad de medición de tensión 180 y detecta una tensión de la batería 110 recibiendo el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110, desde la primera unidad de medición de tensión 180 (operación P30).

Después, el controlador 170 controla la segunda unidad de medición de tensión 190 y detecta una tensión de los nodos de enlace paralelo de CC NCC al recibir el segundo valor de tensión medido V2que indica la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC N<c c>, desde la segunda unidad de medición de tensión 190 (operación P40).

Posteriormente, el controlador 170 controla la unidad de medición de corriente 140 y detecta el nivel de corriente IDERIVACIÓN que fluye a través de la segunda línea L2al recibir un valor de corriente medido que indica el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2, desde la unidad de medición de corriente 140 (operación P50).

A continuación, el controlador 170 calcula la diferencia entre el primer valor de tensión medido V1 que indica la tensión de la batería 110 y el segundo valor de tensión medido v 2 que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC NCC, y determina si el valor de la diferencia es mayor que el nivel de tensión de referencia preestablecido Vth (operación P60).

Al determinar que la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos V1 y V2 es mayor que el nivel de tensión de referencia Vth en la operación P60, el controlador 170 diagnostica que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por circuito abierto y, por lo tanto, la función de encendido del elemento de conmutación 120 no funciona normalmente (operación P90).

De lo contrario, al determinar que la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos V1 y V2 es suficientemente inferior al nivel de tensión de referencia Vth en la operación P60, el controlador 170 pasa a la operación P70.

Después, el controlador 170 determina si el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2 detectado en la operación P50 es mayor que el nivel de corriente de referencia preestablecido Ith (operación P70).

Al determinar que el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2 es mayor que el nivel de corriente de referencia Ith en la operación P70, el controlador 170 diagnostica que la función de encendido del elemento de conmutación 120 funciona normalmente (operación P80).

De lo contrario, al determinar que el nivel de corriente I<derivación>de la segunda línea L2 es suficientemente inferior al nivel de corriente de referencia Ith en la operación P70, el controlador 170 diagnostica que el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por circuito abierto y, por lo tanto, la función de encendido del elemento de conmutación 120 no funciona normalmente (operación P90)

A modo de referencia, cuando el elemento de conmutación 120 tiene un fallo por circuito abierto, no fluye corriente a través de un circuito de bucle cerrado izquierdo con respecto a la tercera línea L3 (véase la FIG. 2) y, por lo tanto, el nivel de corriente I<derivación>que fluye a través de la segunda línea L2 tiene un valor igual o cercano a cero.

Aunque no se muestra en el dibujo, el controlador 170 puede generar información de diagnóstico del elemento de conmutación 120 de la operación P80 o P90. En este caso, la información de diagnóstico puede incluir información temporal sobre cuándo se diagnostica el elemento de conmutación 120 y un código de identificación para identificar un resultado de diagnóstico. El código de identificación incluye números, caracteres, símbolos o una combinación de los mismos.

El controlador 170 puede almacenar la información de diagnóstico generada en la unidad de almacenamiento 200, enviar la información de diagnóstico generada a la unidad de visualización 210 como una interfaz gráfica de usuario, o transmitir la información de diagnóstico generada a través de la interfaz de comunicación 220 al dispositivo externo 230.

En las lógicas de control descritas anteriormente, se entenderá que el controlador 170 puede omitir la operación P60 y pasar directamente a la operación P70.

También se entenderá que una combinación selectiva de dos o más de las diversas lógicas de control del controlador 170 puede implementarse como una realización de la presente divulgación.

Se pueden combinar dos o más de las diversas lógicas de control del controlador 170 y las lógicas de control combinadas se pueden escribir basándose en un sistema de código legible por ordenador y se pueden grabar en un medio de grabación legible por ordenador.

El medio de grabación no está limitado a un tipo particular y puede ser cualquier medio de grabación accesible por un procesador incluido en un ordenador. Por ejemplo, el medio de grabación incluye al menos uno seleccionado del grupo que incluye memoria de solo lectura (ROM), memoria de acceso aleatorio (RAM), un registro, un CD-ROM, cinta magnética, un disco duro, un disquete y un dispositivo de almacenamiento de datos óptico.

El sistema de código puede distribuirse y almacenarse en ordenadores conectados a través de una red y puede ser ejecutado por los ordenadores. Además, los programadores con conocimientos habituales en la materia pueden interpretar fácilmente los programas funcionales, los códigos y los segmentos de código para implementar las lógicas de control combinadas.

En las descripciones anteriores de las realizaciones de la presente divulgación, los elementos con sufijos tales como "-unidad" y "-er/-or" deben entenderse no como elementos definidos físicamente, sino como elementos definidos funcionalmente. Por lo tanto, cada elemento puede combinarse opcionalmente con otro elemento o puede dividirse en subelementos para la ejecución eficiente de la lógica o lógicas de control.

Sin embargo, incluso cuando los elementos se combinan o dividen, los expertos en la materia comprenderán que los elementos combinados o divididos entran dentro del ámbito de la presente divulgación, siempre que se muestre la identidad de sus funciones.

Se ha descrito detalladamente la presente divulgación. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican las realizaciones preferidas de la divulgación, se proporcionan únicamente a modo de ilustración, ya que los expertos en la materia podrán apreciar a partir de esta descripción detallada diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la invención, que se define en las reivindicaciones adjuntas.

Aplicabilidad industrial

Según la presente divulgación, se puede diagnosticar un fallo de un elemento de conmutación usado para la conexión externa de una batería usando una configuración de hardware sencilla, independientemente del nivel de tensión aplicado a un terminal externo de la batería.

Además, según la presente divulgación, un elemento sensor usado para medir una corriente de carga o descarga de la batería también se puede usar para diagnosticar un fallo del elemento de conmutación y, por lo tanto, se pueden reducir los costes de un aparato de diagnóstico.

Además, según la presente divulgación, también se puede diagnosticar con precisión la aparición de un fallo por cortocircuito débil en el elemento de conmutación.

Por otra parte, la presente divulgación puede ser útil para un sistema de alimentación en paralelo en el que el terminal externo de la batería está conectado en paralelo a otro tipo de batería.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un vehículo que comprende:

una batería (110);

una fuente de tensión CC (130); y

un aparato (100) para diagnosticar un fallo de un elemento de conmutación (120) provisto en una primera línea (L1) entre un primer electrodo (111) de la batería (110) y un primer terminal externo (T+), comprendiendo el aparato:

una unidad de medición de corriente (140) configurada para medir una corriente que fluye a través de una segunda línea (L2) entre un segundo electrodo (112) de la batería y un segundo terminal externo (T-); una resistencia de diagnóstico (150) y un interruptor de diagnóstico (160) provistos en una tercera línea (L3) para conectar un nodo exterior (N+) del elemento de conmutación y un nodo exterior (N-) de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie; y

un controlador (170) configurado para aplicar una señal de control para encender o apagar el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, para encender el interruptor de diagnóstico después de que se aplique la señal de control y, a continuación, recibir un valor de corriente medido desde la unidad de medición de corriente, para determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea, usando el valor de corriente medido, y para diagnosticar un fallo del elemento de conmutación comparando el nivel de corriente con un nivel de corriente de referencia,

en donde la primera y la segunda líneas están conectadas a nodos de enlace en paralelo de corriente continua (CC) a los que está conectada la fuente de tensión CC (130), de modo que la batería (110) está en conexión paralela con la fuente de tensión CC (130),

en donde la fuente de tensión CC (130) es un tipo diferente de batería que tiene la misma tensión nominal que la batería (110),

en donde la batería (110) y la fuente de tensión CC (130) son un sistema de alimentación en paralelo montado en el vehículo y la fuente de tensión CC (130) es recargable por un generador o un cargador de regeneración mientras se conduce el vehículo,

en donde una tensión de la fuente de tensión CC (130) tiene sustancialmente el mismo valor que la batería (11) mientras se mantiene la conexión paralela,

en donde el nivel de corriente de referencia comprende una pluralidad de valores de corriente que tienen magnitudes diferentes, y

en donde el controlador está configurado para aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación, al elemento de conmutación, para identificar un valor de corriente correspondiente al nivel de corriente entre los valores de corriente establecidos como nivel de corriente de referencia, y para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito débil predefinido correspondiente al valor de corriente identificado.

2. El vehículo de la reivindicación 1, en donde el controlador está configurado para aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación al elemento de conmutación y para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si el nivel de corriente es mayor que el nivel de corriente de referencia.

3. El vehículo de la reivindicación 1, en donde el controlador está configurado para aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación al elemento de conmutación y para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por circuito abierto, si el nivel de corriente es inferior al nivel de corriente de referencia.

4. El vehículo de la reivindicación 1, que comprende además:

una primera unidad de medición de tensión (180) configurada para medir la tensión de la batería; y

una segunda unidad de medición de tensión (190) configurada para medir la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC.

5. El vehículo de la reivindicación 4, en donde el controlador está configurado:

(i) para aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación al elemento de conmutación;

(ii) para recibir un primer valor de tensión medido que indica la tensión de la batería y un segundo valor de tensión medido que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC desde la primera y la segunda unidades de medición de tensión, respectivamente, y para recibir el valor de corriente medido de la segunda línea desde la unidad de medición de corriente;

(iii) para diagnosticar que el elemento de conmutación es normal, si la diferencia entre el primer y el segundo valor de tensión medido es mayor que un nivel de tensión de referencia; y

(iv) para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si la diferencia entre el primer y el segundo valor de tensión medido es menor que el nivel de tensión de referencia y si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es mayor que el nivel de corriente de referencia.

6. El vehículo de la reivindicación 4, en donde el controlador está configurado:

(i) para aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación, al elemento de conmutación; (ii) para recibir un primer valor de tensión medido que indica la tensión de la batería y un segundo valor de tensión medido que indica la tensión de los nodos de enlace en paralelo de CC desde la primera y la segunda unidades de medición de tensión, respectivamente, y para recibir el valor de corriente medido de la segunda línea desde la unidad de medición de corriente;

(iii) para diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por circuito abierto, si la diferencia entre el primer y el segundo valor de tensión medido es mayor que un nivel de tensión de referencia; y

(iv) para diagnosticar que el elemento de conmutación es normal, si la diferencia entre el primer y el segundo valor de tensión medido es menor que el nivel de tensión de referencia y si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es mayor que el nivel de corriente de referencia.

7. Un método de diagnóstico de un fallo de un elemento de conmutación (120) provisto en una primera línea (L<1>) entre un primer electrodo (111) de una batería (110) y un primer terminal externo (T+), el método comprende:

(a) proporcionar una unidad de medición de corriente (140) configurada para medir una corriente que fluye a través de una segunda línea (L<2>) entre un segundo electrodo (112) de la batería y un segundo terminal externo (T-), y una resistencia de diagnóstico (150) y un interruptor de diagnóstico (160) provistos en una tercera línea (L3) para conectar un nodo externo (N+) del elemento de conmutación y un nodo externo (N-) de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie; en donde la primera y la segunda líneas están conectadas a nodos de enlace en paralelo de corriente continua (CC) a los que está conectada una fuente de tensión CC (130) de modo que la batería (110) está en conexión paralela con la fuente de tensión CC (130), en donde la fuente de tensión CC (130) es un tipo diferente de batería que tiene la misma tensión nominal que la batería (110), en donde la batería (110) y la fuente de tensión CC (130) son un sistema de alimentación en paralelo montado en un vehículo y la fuente de tensión CC (130) es recargable por un generador o un cargador de regeneración mientras el vehículo está en marcha, en donde una tensión de la fuente de tensión CC (130) tiene sustancialmente el mismo valor que la batería (11) mientras se mantiene la conexión paralela,

(b) aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación, al elemento de conmutación;

(c) encender el interruptor de diagnóstico después de aplicar la señal de control y, a continuación, recibir un valor de corriente medido de la unidad de medición de corriente; y

(d) determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea, usando el valor de corriente medido, y diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si el nivel de corriente es mayor que un nivel de corriente de referencia predefinido,

en donde el nivel de corriente de referencia comprende una pluralidad de valores de corriente que tienen magnitudes diferentes, y

en donde la etapa (d) comprende identificar un valor de corriente correspondiente al nivel de corriente entre los valores de corriente establecidos como nivel de corriente de referencia, y diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito débil predefinido correspondiente al valor de corriente identificado.

8. El método de la reivindicación 7, en donde el nivel de corriente de referencia comprende una pluralidad de valores de corriente que tienen diferentes magnitudes, y

en donde la etapa (d) comprende diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si el nivel de corriente es mayor que un valor de corriente máximo entre los valores de corriente establecidos como el nivel de corriente de referencia.

9. Un método de diagnóstico de un fallo de un elemento de conmutación (120) provisto en una primera línea (L<1>) entre un primer electrodo (111) de una batería (110) y un primer terminal externo (T+), el método comprende:

(a) proporcionar una unidad de medición de corriente (140) configurada para medir la magnitud de una corriente que fluye a través de una segunda línea (L<2>) entre un segundo electrodo (112) de la batería y un segundo terminal externo, y una resistencia de diagnóstico (150) y un interruptor de diagnóstico (160) provisto en una tercera línea (L3) para conectar un nodo externo (N+) del elemento de conmutación y un nodo externo (N-) de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie; en donde la primera y la segunda líneas están conectadas a nodos de enlace paralelo de corriente continua (CC) a los que está conectada una fuente de tensión CC (130), de modo que la batería (110) está en conexión paralela con la fuente de tensión CC (130), en donde la fuente de tensión CC (130) es un tipo diferente de batería que tiene la misma tensión nominal que la batería (110), en donde la batería (110) y la fuente de tensión CC (130) son un sistema de alimentación en paralelo montado en un vehículo y la fuente de tensión CC (130) es recargable por un generador o un cargador de regeneración mientras el vehículo está en marcha, en donde una tensión de la fuente de tensión CC (130) tiene sustancialmente el mismo valor que la batería (11) mientras se mantiene la conexión paralela,

(b) aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación, al elemento de conmutación; y (c) encender el interruptor de diagnóstico después de aplicar la señal de control y, a continuación, recibir un valor de corriente medido de la unidad de medición de corriente;

en donde el método comprende:

(d) determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea, usando el valor de corriente medido, y diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por circuito abierto, si el nivel de corriente es inferior a un nivel de corriente de referencia predefinido.

10. Un método de diagnóstico de un fallo de un elemento de conmutación (120) provisto entre un primer terminal externo (T+) conectado a nodos de enlace paralelo de corriente continua (CC) y un primer electrodo (111) de una batería (110), el método comprende:

(a) proporcionar una unidad de medición de corriente (140) configurada para medir la magnitud de una corriente que fluye a través de una segunda línea (L<2>) entre un segundo electrodo (112) de la batería y un segundo terminal externo (T-), una primera y una segunda unidades de medición de tensión configuradas para medir la tensión de la batería y la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC, respectivamente, y una resistencia de diagnóstico (150) y un interruptor de diagnóstico (160) provistos en una tercera línea (L<3>) para conectar un nodo externo (N+) del elemento de conmutación y un nodo externo (N-) de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie; en donde la primera y la segunda líneas están conectadas a nodos de enlace en paralelo de corriente continua (CC) a los que está conectada una fuente de tensión CC (130) está conectada a los mismos, de modo que la batería (110) está en conexión paralela con la fuente de tensión CC (130), en donde la fuente de tensión CC (130) es un tipo diferente de batería que tiene la misma tensión nominal que la batería (110), en donde la batería (110) y la fuente de tensión CC (130) constituyen un sistema de alimentación en paralelo montado en un vehículo y la fuente de tensión CC (130) es recargable por un generador o un cargador de regeneración mientras el vehículo está en marcha, en donde la tensión de la fuente de tensión CC (130) tiene sustancialmente el mismo valor que la batería (11) mientras se mantiene la conexión paralela,

(b) aplicar una señal de control para apagar el elemento de conmutación, al elemento de conmutación;

(c) encender el interruptor de diagnóstico después de aplicar la señal de control;

(d) recibir un primer valor de tensión medido que indica la tensión de la batería y un segundo valor de tensión medido que indica la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC desde la primera y la segunda unidades de medición de tensión, respectivamente;

(e) recibir un valor de corriente medido desde la unidad de medición de corriente y determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea, usando el valor de corriente medido; y

(f) diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por cortocircuito, si la diferencia entre el primer y el segundo valor de tensión medido es inferior a un nivel de tensión de referencia predefinido y si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es superior a un nivel de corriente de referencia;

en donde el método comprende:

(g) diagnosticar que el elemento de conmutación es normal, si la diferencia entre el primer y el segundo valor de tensión medido es superior al nivel de tensión de referencia.

11. Un método de diagnóstico de un fallo de un elemento de conmutación (120) provisto en una primera línea (L<1>) entre un primer terminal externo (T+) conectado a nodos de enlace paralelo de corriente continua (CC) y un primer electrodo (111) de una batería (110), el método comprende:

(a) proporcionar una unidad de medición de corriente (140) configurada para medir la magnitud de una corriente que fluye a través de una segunda línea (L<2>) entre un segundo electrodo (112) de la batería y un segundo terminal externo (T-), una primera y una segunda unidades de medición de tensión configuradas para medir la tensión de la batería y la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC, respectivamente, y una resistencia de diagnóstico (150) y un interruptor de diagnóstico (160) provistos en una tercera línea (L<3>) para conectar un nodo externo (N+) del elemento de conmutación y un nodo externo (N-) de la unidad de medición de corriente, y conectados entre sí en serie; en donde la primera y la segunda líneas están conectadas a nodos de enlace en paralelo de corriente continua (CC) a los que está conectada una fuente de tensión CC (130), de modo que la batería (110) está en conexión paralela con la fuente de tensión CC (130), en donde la fuente de tensión CC (130) es un tipo diferente de batería que tiene la misma tensión nominal que la batería (110), en donde la batería (110) y la fuente de tensión CC (130) constituyen un sistema de alimentación en paralelo montado en un vehículo y la fuente de tensión CC (130) es recargable por un generador o un cargador de regeneración mientras el vehículo está en marcha, en donde una tensión de la fuente de tensión CC (130) tiene sustancialmente el mismo valor que la batería (11) mientras se mantiene la conexión paralela,

(b) aplicar una señal de control para encender el elemento de conmutación, al elemento de conmutación;

(c) encender el interruptor de diagnóstico después de aplicar la señal de control;

(d) recibir un primer valor de tensión medido que indica la tensión de la batería y un segundo valor de tensión medido que indica la tensión de los nodos de enlace paralelo de CC desde la primera y la segunda unidades de medición de tensión, respectivamente;

(e) recibir un valor de corriente medido de la unidad de medición de corriente y determinar un nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea; y

(f) diagnosticar que el elemento de conmutación tiene un fallo por circuito abierto, si la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es mayor que un nivel de tensión de referencia predefinido;

en donde el método comprende:

(g) diagnosticar que el elemento de conmutación es normal, si la diferencia entre el primer y el segundo valores de tensión medidos es inferior al nivel de tensión de referencia predefinido y si el nivel de la corriente que fluye a través de la segunda línea es superior a un nivel de corriente de referencia predefinido.