ES3053137T3 - Semi-modular accumulator battery management system - Google Patents

Semi-modular accumulator battery management system

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ES3053137T3
ES3053137T3 ES21751523T ES21751523T ES3053137T3 ES 3053137 T3 ES3053137 T3 ES 3053137T3 ES 21751523 T ES21751523 T ES 21751523T ES 21751523 T ES21751523 T ES 21751523T ES 3053137 T3 ES3053137 T3 ES 3053137T3
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ES21751523T
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English (en)
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Luc Pouyadou
Meglio Maxime Di
Florence Robin
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Limatech SAS
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Limatech SAS
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Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de gestión de baterías de acumuladores (BMS) de un elemento semimodular que comprende una pluralidad de elementos de celda de litio conectados en serie formando una línea, y que comprende al menos dos líneas paralelas que constituyen el elemento semimodular, y al menos un circuito de detección caracterizado porque el circuito de detección comprende al menos un dispositivo de detección de descarga o cortocircuito y al menos un dispositivo de monitorización de tensión y temperatura de al menos uno, y preferentemente de todos, los elementos de celda, controlando el circuito de detección un dispositivo disyuntor que comprende un elemento de corte por línea. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0003] Sistema de gestión de baterías de acumuladores semimodular
[0005] Sector técnico de la invención
[0007] La presente invención se refiere de manera general al sector de las baterías de acumuladores, en particular las baterías de acumuladores de litio.
[0009] Estado de la técnica anterior
[0011] Las baterías de acumuladores están constituidas por elementos electroquímicos que pueden conectarse en serie o en paralelo para obtener la tensión y la corriente necesarias. Una batería de litio que ha superado sus parámetros de funcionamiento nominales puede “parecer” funcionar correctamente, pero presentar un riesgo de sobrecalentamiento o de incendio.
[0013] Por tanto, las baterías de litio necesitan circuitos de protección. Generalmente, estos circuitos garantizan una medición de la tensión, de la corriente y de la temperatura, y controlan un elemento de limitación de la corriente y de corte.
[0014] En caso de cortocircuito o de sobreintensidad, es necesario desconectar la batería para evitar dañarla y evitar un calentamiento excesivo de la batería o de sus cables de conexión.
[0016] Generalmente, se utilizan disyuntores electromecánicos o fusibles, o circuitos electrónicos que garantizan una medición de la corriente y controlan un elemento de corte. No obstante, la medición de una corriente no es sencilla.
[0017] Existen varios métodos de medición de la corriente (derivación, medición magnética o por efecto térmico). No obstante, pueden implicar un consumo elevado, lo cual puede necesitar recurrir a un modo en “espera” y un modo “activo”. Esto es difícilmente compatible con una protección frente a cortocircuito, el cual puede producirse en cualquier instante.
[0018] Además, una batería de arranque de motor térmico debe proporcionar una corriente muy alta durante de algunos segundos a algunas decenas de segundos. Además, la corriente del disyuntor deberá ajustarse a un valor bastante alto, del orden de la mitad de la corriente de cortocircuito (la potencia máxima proporcionada se alcanza cuando la tensión vale la mitad de la tensión en vacío, y la corriente vale la mitad de la corriente de cortocircuito).
[0020] Con el envejecimiento, o para temperaturas bajas, la resistencia interna de los elementos de batería aumenta, por tanto la corriente de cortocircuito disminuye. Es posible que esta corriente pase a ser inferior a la corriente de interrupción. En este caso, ya no se garantiza la protección. Un mal uso puede conllevar una descarga completa de la batería en su resistencia interna, provocando un fuerte calentamiento, y después un incendio.
[0022] Finalmente, por ejemplo y de manera no limitativa, una batería no modular de 17 Ah puede proporcionar una corriente de cortocircuito de más de 2000 A. Por tanto, un dispositivo de corte debe poder soportar esta corriente. Los semiconductores que pueden soportar esta corriente no son frecuentes y, en la práctica, se conectan en paralelo varios componentes de corriente más baja. El equilibrio de las corrientes es muy difícil de realizar, lo cual impone sobredimensionar los componentes. La medición de una corriente de 2000 A también plantea problemas de compromiso entre la precisión y el consumo estático.
[0023] Se han propuesto varios dispositivos con el fin de proteger las baterías y concretamente monitorizar su estado, y, dado el caso, provocar el corte del circuito electrónico, concretamente durante cortocircuitos.
[0025] Además, estos sistemas deben presentar de este modo un medio de monitorización y un medio de corte o de apertura del circuito. Existen varios mecanismos diferentes, con sus ventajas y sus defectos.
[0027] Varios sistemas comprenden un sistema (BMS) de gestión de baterías más o menos sofisticado que permite monitorizar el estado de una batería, de acumuladores de una batería y/o actuar sobre el circuito de la batería para abrirlo en caso de problema.
[0029] Por tanto, el documento EP2092627 propone un sistema (BMS) de gestión de baterías que comprende dos entradas y una salida de corriente. El documento enseña la utilización de una derivación cuando la batería está completamente cargada. Los acumuladores están dispuestos en serie con un dispositivo de corte para realizar el corte en caso de cortocircuito. El BMS mide la tensión, la temperatura en cada acumulador dispuesto en serie. Pueden añadirse acumuladores unos detrás de otros con el fin de aumentar la tensión suministrada, y el aumento de la corriente debe ir seguido por un redimensionamiento de los componentes. El BMS está encargado, en cada punto, de medir el equilibrio de cada acumulador con el fin de equilibrar la batería. Dicho de otro modo, se dispone del equivalente de un BMS por celda. Este documento propone finalmente colocar un MOSFET (“control de carga”) entre la entrada (borne ) y los acumuladores, y otro MOSFET (“control de descarga”) entre la salida (borne ‑) y los acumuladores.
[0030] El documento CN110265738 propone un sistema diferente de control de grupo de celdas de litio, que monitoriza la temperatura, la corriente y la tensión de partes del circuito. Por tanto, permite la detección/protección contra la sobreintensidad así como la limitación de la corriente de carga.
[0032] El BMS de las baterías True Blue Power presenta un nú mero muy alto de componentes, numerosas tarjetas electrónicas y numerosos conectores. Esto penaliza los costes y la fiabilidad. El BMS presenta 2 modos de funcionamiento, “en espera y activo”, y en el modo en espera se observa un microcorte cada hora. El elemento de corte incluye varios MOSFET en paralelo. Una solución de este tipo incluye problemas de equilibrio de las corrientes en los diferentes MOSFET, necesita componentes de potencia que deben sobredimensionarse, finalmente la medición de la corriente conlleva un gran consumo del dispositivo de medición de corriente y, por tanto, una autodescarga importante.
[0034] También existen dispositivos de gestión de baterías complejos tales como el enseñado en la solicitud de patente WO 2018095039 A1 que describe un sistema de gestión de batería inteligente remoto, que comprende: al menos dos bloques de batería, un centro de análisis de datos y un monitor de terminal. Cada bloque de pilas está equipado con un conjunto de pilas de litio, con un módulo de sistema (BMS) de gestión de las pilas, con un módulo de comunicación de GPS y con un módulo de comunicación de 4G. El módulo BMS se usa para obtener los datos del conjunto de baterías de litio y para gestionar el conjunto de baterías de litio; el módulo de GPS se utiliza para obtener los datos de localización de la información geográfica del conjunto de baterías de litio; el módulo de comunicación de 4G se utiliza para transmitir los datos del conjunto de baterías de litio y los datos de localización de la información geográfica al centro de análisis de datos por medio de una estación base; el centro de análisis de datos está dotado de un centro de prueba de datos, de un centro de almacenamiento de datos y de un centro de análisis de las baterías por inteligencia artificial basada en la nube. El sistema de gestión de baterías inteligente remoto puede ajustar en tiempo real una política de gestión de un BMS, y controlar las condiciones de carga y de descarga de los conjuntos de baterías de litio, de manera que se mejora en gran medida la seguridad de las baterías. Determinando las condiciones de funcionamiento de los conjuntos de baterías de litio, se reducen los costes de comunicación posventa, y se mejoran la tasa de utilización y la tasa de reparación de los conjuntos de baterías de litio.
[0035] En este dispositivo, el elemento de decisión y memorización está trasladado al exterior de la batería. El módulo de gestión de pilas sirve ú nicamente para recopilar las mediciones y enviarlas a un centro de análisis de datos que entonces realiza la detección de anomalías y la decisión de gestión de las pilas.
[0037] También se conoce el documento EP2562555A1 que describe un bloque de batería que comprende una pluralidad de unidades de batería conectadas mutuamente en paralelo, comprendiendo cada una un grupo de celdas en donde una o dos o varias celdas secundarias están conectadas en serie, y un primer elemento de control de corriente que está conectado en serie a este grupo de celdas, un primer medio de control que controla la corriente de carga/descarga para cada unidad de batería controlando el funcionamiento del primer elemento de control de corriente incluido en cada una de las unidades de batería; un medio de medición de tensión que mide la tensión del o de los grupos de celdas incluidos en cada una de las unidades de batería, y un medio de diagnóstico que diagnostica un nivel de deterioro o un fallo de cada unidad de batería basándose en la tensión del o de los grupos de celdas medida por los medios de medición de tensión.
[0039] Finalmente se conoce el documento US2018/026456A1 que describe un sistema de batería que comprende una pluralidad de módulos de batería conectados en paralelo. Cada módulo de batería comprende una batería, un primer borne de salida y un segundo borne de salida, un circuito de conmutación conectado entre la batería y el primer borne de salida, y un gestor de batería para detectar una tensión de batería de la batería y controlar el circuito de conmutación. Cada gestor de batería está conectado a otros gestores de batería a través de un bus de comunicación y transmite información de módulo de un módulo de batería correspondiente a los otros gestores de batería a través del bus. Cada gestor de batería también recibe información de módulo procedente de los otros gestores de batería a través del bus y controla un circuito de conmutación correspondiente basándose en la información de módulo.
[0040] No obstante, las soluciones de la técnica anterior presentan inconvenientes ya que proponen baterías de acumuladores difícilmente modulables al tiempo que se conserva un buen equilibrado de los diferentes acumuladores y una buena fiabilidad y seguridad. Además, las soluciones propuestas describen arquitecturas que utilizan elementos externos, incluso remotos, lo cual provoca la multiplicación de los cableados y/o de otros componentes en lugar de una arquitectura sencilla e interna a la batería.
[0042] Descripción de la invención
[0044] Por tanto, la presente invención tiene como objetivo proponer un sistema (BMS) de gestión de baterías de acumuladores semimodular, que permita aliviar al menos una parte de los inconvenientes de la técnica anterior.
[0045] Este objetivo se logra mediante un sistema (BMS) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular tal como se define en la reivindicación independiente 1. Se definen realizaciones particulares de la invención mediante las reivindicaciones dependientes.
[0046] Breve descripción de las figuras
[0047] Otras características, detalles y ventajas de la invención se desprenderán de la lectura de la siguiente descripción haciendo referencia a las figuras adjuntas, que ilustran:
[0048] - La Figura 1 representa un esquema funcional del circuito de la batería segú n una realización particular
[0049] - La Figura 2 representa un esquema estructural simplificado de una parte del circuito de la batería.
[0050] - La Figura 3 representa un esquema de una parte del circuito que muestra la estructura y el funcionamiento del elemento de corte en descarga del dispositivo de interrupción y su accionamiento mediante la apertura de un MOSFET, en una realización particular.
[0051] - La Figura 4 representa un esquema de una parte del circuito que muestra la estructura y el funcionamiento del elemento de corte en carga del dispositivo de interrupción y su accionamiento por un optoacoplador, en una realización particular. - La Figura 5 representa una vista esquemática de la batería que comprende varias líneas de acumuladores, fijados mediante PCB entre las cuales la PCB superior, comprendiendo la batería además el BMS fijado.
[0052] - La Figura 6 representa una vista de frente en sección de la batería segú n el eje X-X’ que pasa por una línea de acumuladores.
[0053] - La Figura 7 representa una vista esquemática en sección longitudinal que pasa por el eje X-X’ que pasa por una línea de acumuladores.
[0054] - La figura 8 representa esquemáticamente el circuito el circuito de las PCB superior e inferior del bloque de batería. - La Figura 9 representa la visualización de las evoluciones de la tensión en los bornes de los comparadores U1 y U2 en caso de sobreintensidad segú n una realización para una batería de 24,4 voltios y una tensión de desencadenamiento Td de 16 voltios
[0055] - La Figura 10 representa la respuesta de un circuito integrador digital que funciona segú n el diagrama de flujo de la Figura 12 segú n una realización utilizada con una batería de 16 voltios y una tensión de desencadenamiento Td de 12 voltios; - La Figura 11 representa la respuesta de un circuito integrador analógico segú n otra realización analógica utilizada con una batería de 16 voltios y una tensión de desencadenamiento Td de 12 voltios y;
[0056] - La Figura 12 representa un diagrama de flujo que especifica el programa de cálculo de la respuesta de un circuito integrador digital segú n una realización con puesta en paralelo de las realizaciones analógicas;
[0057] Descripción detallada de la invención
[0058] Pueden preverse numerosas combinaciones sin salirse del alcance de la invención; el experto en la técnica elegirá una u otra en función de las limitaciones económicas, ergonómicas, dimensionales u otras que deba respetar. De manera general, la presente invención incluye un sistema (BMS) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular que comprende una pluralidad de elementos de celda de litio conectados en serie para formar una línea, y que comprende al menos dos líneas en serie conectadas en paralelo que constituyen el elemento semimodular, y al menos un circuito de detección, caracterizado por que el circuito de detección incluye al menos un dispositivo de detección de descarga o de cortocircuito y al menos un dispositivo de monitorización de tensión y de temperatura de un elemento de celda o modular, comprendiendo el circuito de detección que controla un dispositivo de interrupción un elemento de corte por línea. Ventajosamente, la batería comprende al menos dos líneas de elementos de celda en paralelo, presentando cada línea su elemento de corte. El BMS también está configurado para realizar mediciones en cada línea de elementos de celda que forman líneas de acumuladores con el fin de poder cortar del circuito un bloque defectuoso independientemente de los otros. Esto permite concretamente que la batería siga estando funcional, suministrando una corriente máxima inferior pero sin que cambie la tensión de la batería en serie-paralelo. Por tanto, se evita la avería a pesar de un fallo de uno o de una parte de los acumuladores de la batería.
[0059] En algunas realizaciones, el circuito de detección está conectado, por un lado, al polo negativo o positivo de cada conjunto de celdas o cada batería y, por otro lado, al borne negativo, respectivamente positivo, de la batería y utiliza al menos dos, preferiblemente tan solo dos, MOSFET M1, M2 por línea; un primer MOSFET M1 que realiza un corte del circuito en caso de descarga por debajo de un umbral o durante un cortocircuito, un segundo MOSFET M2 que realiza un corte en carga en caso de superarse, una tensión o temperatura, de un elemento, de dicho circuito, comprendiendo el circuito además componentes electrónicos (diodo, resistencias, condensador), por ejemplo alrededor del segundo MOSFET M2 que realizan una limitación de corriente en carga, comprendiendo cada línea un elemento de corte en carga, en descarga, y limitando la corriente en carga.
[0061] La presencia y la utilización de MOSFET en cada línea de acumuladores como elementos de corte en carga y en descarga permite ventajosamente cortar del circuito específicamente la línea defectuosa.
[0063] La protección contra los cortocircuitos, las sobreintensidades y la descarga profunda permite respetar los valores determinados como umbrales. El sistema de la presente invención acciona la interrupción de la batería si la tensión y la duración alcanzan dichos valores umbrales. Por tanto, la electrónica incorpora además un dispositivo de limitación de corriente de carga, y de protección en caso de fallo del alternador del aparato o del cargador.
[0065] Se entiende que los componentes que permiten esta limitación en carga no están en el circuito de la descarga, sino en el circuito/línea de carga.
[0067] En algunas realizaciones, el primer MOSFET (M1) está conectado por su fuente al borne negativo de un conjunto de celdas, este primer MOSFET (M1) recibe, en su electrodo de puerta, una fuente de tensión (V2) que controla (M1) esta fuente suministrando una tensión elegida (por ejemplo de 6 a 10 V) para que el primer MOSFET (M1) sea conductor, un diodo Zener (D3) está conectado en oposición entre el electrodo de puerta y la fuente del primer MOSFET (M1) y un condensador (C2) que protege el electrodo de puerta del primer MOSFET (M1) de tensiones demasiado altas o alta frecuencia, y un diodo Zener (D1) montado en oposición entre el electrodo de puerta del primer MOSFET (M1) y el drenador y en serie con una resistencia (R3) y un diodo (D2) en sentido conductor en el sentido del drenador al electrodo de puerta, limitando (D1, D2, R3) la velocidad de conmutación del primer MOSFET (M1) y un circuito constituido por un diodo de Schottky (D4) limita la corriente de carga, este diodo de Schottky (D4) está montado en oposición en el drenador del primer MOSFET (M1) en el sentido de carga, y en serie con un condensador C1 y una resistencia R1 conectados al borne positivo de la batería para permitir también limitar la sobretensión en la apertura del primer MOSFET M1, en paralelo al diodo de Schottky (D4) está montada una resistencia I1 conectada, por un lado, al cátodo del diodo y, por otro lado, al drenador del segundo MOSFET (M2) cuya fuente está conectada al ánodo del diodo de Schottky (D4), controlándose el electrodo de puerta del segundo MOSFET (M2) mediante una salida del circuito de detección para impedir la carga.
[0068] Ventajosamente, este circuito permite limitar la velocidad de conmutación de M1, limitar la sobretensión en la apertura de M1 y además limitar la corriente durante la carga.
[0070] En algunas realizaciones, el segundo MOSFET M2 está conectado mediante su electrodo de puerta a la base del fototransistor de un optoacoplador cuyo emisor está conectado a la fuente de M2, entre estos dos puntos están conectados un diodo Zener D5 y un condensador C5, por la tarjeta de BMS, el diodo electroluminiscente del optoacoplador está conectado por su cátodo al borne negativo de la batería o del conjunto modular de celdas y recibe en su ánodo la orden que envía una corriente en el LED en caso de superarse una tensión o temperatura de un elemento indicado.
[0072] Ventajosamente, esta disposición permite el corte del circuito o de una línea del circuito por decisión del BMS, particularmente en caso de superarse una tensión o temperatura de un elemento indicado.
[0074] En algunas realizaciones, la disposición del circuito de interrupción asociado a los dos MOSFET está interpuesta entre el polo de salida de una línea y el mismo borne, de igual polaridad (positiva o negativa), de la batería.
[0075] En algunas realizaciones, el BMS está conectado y controla cada elemento de celda y cada línea de acumulador del circuito y monitoriza la tensión de cada celda y de cada línea en serie de celdas.
[0077] Esto permite ventajosamente proteger la batería a nivel del acumulador unitario. En efecto, un acumulador podrá ser defectuoso y desequilibrar los otros acumuladores, llevando a un fallo de seguridad.
[0079] Preferiblemente, el circuito no comprende ninguna derivación tal como se representa en la Figura 2. El principio es detectar una proporción de la tensión de cada celda o de cada conjunto paralelo de celdas. En la Figura 2, cada conjunto de celdas paralelas (V4, V9, V13, V17, V21) están conectadas, por un lado, cada una en una polaridad al cátodo de un diodo respectivo (D1, D2, D3, D4), teniendo cada diodo como punto comú n su ánodo para realizar una función O, y, por otro lado, por la otra polaridad con un extremo de un puente divisor (R1, R2, R3, R4) conectado por su otro extremo al punto comú n de los ánodos para el primer conjunto de celdas montadas en paralelo tal como se representa en la parte superior de la Figura 2 en el recuadro (subtensión). La tensión proporcional a la O de las tensiones de cada celda se utiliza o bien de manera analógica por un comparador alimentado en su otro borne por una tensión de referencia, o bien de manera digital tal como se explica a continuación.
[0081] El principio de medición mediante un circuito integrador tal como se describe en la presente solicitud es un principio de medición de una tensión global que permite transmitir un valor de corriente. Este principio solo es válido en el campo de las baterías cuando se conoce la resistencia interna del generador de tensión. En este caso, y solo en este caso, puede utilizarse dicho circuito integrador o bien de manera analógica (tal como se representa en la Figura 2), o bien de manera digital.
[0082] Por ejemplo, y de manera no limitativa, la respuesta o la salida de un integrador digital puede calcularse de la siguiente manera:
[0084] Suponiendo una variación de la tensión representada por x= (‑0,25*V<global>+ 2,5)*ponderación, donde V<global>es una tensión obtenida a partir de la tensión de la batería mediante la utilización de un puente divisor de tensión (R1-R2 o R9-R4) y ponderación es una variable que permite cambiar la constante de integración. La ecuación anterior puede modificarse segú n los acumuladores utilizados.
[0086] La salida o respuesta, y, del integrador digital que tiene la forma general y = Integración(x), donde Integración() representa el cálculo integral, puede calcularse utilizando como primera ecuación de progresividad que consiste en tomar el valor de x, anteriormente definido, y elevarlo a una potencia par (2, 4, 6, 8...), por ejemplo y = x<2>. Una segunda ecuación de progresividad viene dada por y= Tasa *(-In(x)), siendo Tasa la constante de integración expresada en segundos.
[0088] Para aproximarse aú n más al integrador analógico (Figuras 9, 11), puede utilizarse una segunda ecuación de progresividad definida, por ejemplo y de manera no limitativa, por y= Tasa *(-ln(x)), siendo Tasa una constante de integración expresada en segundos. Esta ecuación permite imitar el comportamiento de un condensador cuya tensión en sus bornes evoluciona como una exponencial.
[0090] La Figura 12 representa un diagrama de cálculo de la respuesta de un integrador digital segú n la segunda ecuación de progresividad. Cada etapa de cálculo representa los componentes del dispositivo de detección que pueden participar en las operaciones de cálculo. El diagrama puede dividirse en tres fases: fase de medición (PM) y comparación, fase de integración (PI) y fase de interrupción (PD).
[0092] En la fase de medición (PM), el puente divisor de tensión R1-R2 (o R9-R4) permite determinar una medición V=V<global>de la tensión en la entrada del dispositivo de detección a partir de la tensión V1 de la batería.
[0094] La variable “Refintegración” es la referencia de integración y corresponde a un valor de la tensión por debajo del cual se integrará la señal de entrada V. Si la tensión V es superior a la variable “Refintegración”, se trata de una situación en la que la batería funciona normalmente. Si V es inferior a la variable “Refintegración”, la batería funciona de manera anómala y se desencadena el procedimiento que puede conducir a la interrupción de dicha batería. Por tanto, esta variable Refintegración es equivalente a la tensión de referencia V2. Entonces se entra en la fase de integración en la que debe calcularse la respuesta del integrador.
[0096] En el caso en el que la tensión V es inferior a la variable “Refintegración” el programa desencadena o bien la utilización de una constante normal de integración en el cálculo realizado, o bien la utilización de una ponderación para la constante de integración. Esta ponderación, tal como se representa en el recuadro PI, se usa si la tensión es inferior a una segunda variable de comparación denominada “UmbralRápido” que permite definir un umbral de tensión a partir del cual se usa la variable “ponderación” (definida anteriormente) en el cálculo de la variación de la tensión o no. Por ejemplo, y de manera no limitativa, la variación de la tensión tiene una forma general de tipo x = (pendiente * V<global>+ ordenada)*ponderación.
[0098] Si la diferencia o variación de la tensión de entrada V, dV, entre un instante t1 y un instante t2 (o entre dos mediciones sucesivas de la tensión V), definida por dV = |V(t2)‑V(t1)|, es superior a la variable “UmbralRápido”, la variable “ponderación” adopta por ejemplo el valor 5. Si, por el contrario, dicha diferencia o variación de la tensión V, dV, es inferior a la variable “UmbralRápido”, la variable “ponderación” adopta el valor 1. Esto corresponde a usar una constante de integración normal.
[0100] El paso de tiempo de medición de la tensión puede estar comprendido, por ejemplo y de manera no limitativa, entre 1 ms y 100 ms. El valor de la variable “UmbralRápido” puede definirse en función del paso de tiempo de medición y monitorizando la variación de tensión entre dos instantes t1 y t2, correspondiente a dicho paso de tiempo, usado para realizar las mediciones de tensión, con el fin de mejorar las condiciones de detección de condiciones anómalas. Por ejemplo, y de manera no limitativa, para la Figura 4B, el paso de tiempo de medición usado es de 10 ms y el valor de “UmbralRápido” es de 0,01 voltios. Esto corresponde a una caída de tensión dV= 0,01 voltios cada 10 ms.
[0101] Las variables “Ordenada”, “Pendiente”, obtenidas mediante memorización de los puntos de medición y cálculo, por ejemplo mediante un ajuste de los datos memorizados de la tensión o mediante el uso de dos puntos de la curva de tensión memorizada entre dos instantes t1 y t2 para deducir la “pendiente” (para una variación lineal de la tensión) y después la “ordenada”, permiten definir la variación de tensión. En el ejemplo en el que x= (‑0,25*Vglobal 2,5)*ponderación, la pendiente es de ‑0,25 y la ordenada es de 2,5.
[0103] La etapa de comparación de la variación de tensión dV equivale a una etapa de comparación de la pendiente calculada con el valor “UmbralRápido” memorizado o bien para aplicar, en caso de superación por la pendiente del valor “UmbralRápido”, un coeficiente de ponderación (por ejemplo 5) aumentando la aceleración de la evolución de la integral para que supere más rápidamente el umbral Td de tensión de desencadenamiento, o bien en caso de no superarse un coeficiente de ponderación sin efecto de aceleración (por ejemplo 1).
[0104] Una vez que se obtiene la variación de la tensión, se integra la señal segú n la segunda ecuación de progresividad, por ejemplo. Por tanto, la señal de salida corresponde a la integración de la señal de entrada.
[0106] La variable “Coef. progresividad” corresponde a una constante de integración (Tasa en la segunda ecuación de progresividad).
[0108] En la realización, por integrador digital, el experto en la técnica comprenderá que el circuito que usa los comparadores U1 y U2 se sustituye por un microprocesador que desempeña el papel de un comparador digital (Un). Dicho microprocesador está equipado con una memoria de almacenamiento que permite la memorización de las variables de umbral “Refintegración” y “UmbralRápido” y las variables de cálculo “Ordenada”, “Pendiente” definidas en función de estos umbrales. La memoria también contiene el programa de cálculo que permite la recopilación de los puntos de curva de tensión (Vglobal, ...), las comparaciones y decisiones, la aplicación de las ecuaciones, la integración y las decisiones representadas en el diagrama de flujo de la Figura 12.
[0110] El circuito digital recibe ú nicamente en entrada la tensión Vglobal procedente del punto comú n de un puente divisor entre una resistencia R1 y una resistencia R2 y realiza mediciones segú n una frecuencia determinada para observar la curva de tensión Vglobal, después a partir de la detección de superarse el umbral “Refintegración” que, en el ejemplo de la Figura 10, se elige inferior a 3 voltios por elemento de celda o 12 voltios para una batería de 4 elementos de celda en serie a partir de esta tensión de referencia V2, el programa del microprocesador desencadena los cálculos para obtener la comparación con la variable “UmbralRápido” de la variación dV de la tensión Vglobal entre dos instantes sucesivos t1 y t2 (o entre dos mediciones sucesivas), con el fin de determinar la utilización o no de una variable “Ponderación”. Por tanto, en el caso de un arranque que conlleva una caída importante de la tensión de 14 a casi 6 voltios, estando el valor “UmbralRápido” por ejemplo, y de manera no limitativa, fijado a 0,01 voltios en el ejemplo de la Figura 10, se superará el umbral rápido y la integración se realizará con una ponderación para evitar un corte demasiado rápido que impida el arranque. En el diagrama de la Figura 10, se puede observar que, habiendo caído la tensión de batería rápidamente a casi 6 voltios y permaneciendo constante durante aproximadamente 18 segundos, el circuito digital integra el valor constante en una recta que permanece por debajo de la tensión de detección o desencadenamiento Td que se elige a 1 voltio. La respuesta del integrador o tensión de salida puede obtenerse, por ejemplo y de manera no limitativa, con un programa tal como el definido en el anexo de la presente solicitud en el que la variable “tensiónGeneral” corresponde a la tensión Vglobal en un instante t1 = t y la variable “Ú ltimaTensiónGeneral” representa el valor de la tensión Vglobal en el instante t2=t‑1. La variable “ORDENADA_ORIGEN” corresponde a la variable “Ordenada” definida anteriormente y la variable “ú ltimoValorIntegrado” corresponde al cálculo integral o la respuesta del integrador.
[0112] El cálculo de la integral o de la respuesta del integrador puede comprender tener en cuenta las variables “Pendiente y/u Ordenada” calculadas por el microprocesador a partir de los datos de la curva de tensión Vglobal registrada.
[0113] La integración se desencadena en cuanto la tensión global Vglobal pasa por debajo de V2= Refintegración= 9 voltios.
[0114] A continuación, a lo largo de su uso, la tensión de la batería cae de manera brusca de 14 voltios a aproximadamente 9 voltios y después disminuye lentamente en el tiempo segú n una recta hasta 6 voltios. La ordenada de la recta es de aproximadamente 2,3 voltios y la pendiente es menos elevada que anteriormente y la variación dV de la tensión entre dos mediciones sucesivas puede ser superior (en función del valor de la pendiente) a la variable “UmbralRápido” (por ejemplo, 0,01 voltios en el ejemplo representado en la Figura 10).
[0116] Cuando el valor en la salida de la integración alcanza el umbral correspondiente a la tensión de detección o desencadenamiento Td de 1 voltio, se realiza el desencadenamiento del corte.
[0118] Finalmente, en la versión o variante digital, durante el cortocircuito, la tensión Vglobal cae muy rápidamente a un valor muy bajo, se memoriza un umbral de detección de cortocircuito y, en cuanto el procesador detecta que se supera este umbral, activa la señal de desencadenamiento de la interrupción.
[0120] En la Figura 10 que ilustra la respuesta o señal de salida de un integrador digital segú n el ejemplo descrito anteriormente, el integrador digital presenta un comportamiento que se aproxima al de un integrador analógico (Figura 11) en el intervalo de tiempo comprendido entre t=40 s y aproximadamente t=120 s.
[0122] En la fase de interrupción, se usa el cálculo de la respuesta para verificar si debe desencadenarse (o activarse) una interrupción o no. La interrupción se activa cuando la respuesta del integrador es superior a un umbral dado correspondiente a la tensión de detección o desencadenamiento Td. En el ejemplo anterior, ilustrado por las Figuras 10, 11, 12, este umbral está fijado a aproximadamente 1 o 1,24 voltios. Por ejemplo, y de manera no limitativa, el valor del umbral puede normalizarse a 1.
[0124] A continuación se presenta un ejemplo, no limitativo, de programa de un integrador digital para implementar la respuesta del integrador de la Figura 10:
[0125]
[0127] Por tanto, el BMS comprende al menos un dispositivo (2) de detección de descargas profundas, de sobreintensidad y de cortocircuito en cada elemento unitario o conjunto modular de la batería y comprende al menos un dispositivo de BMS; estando el dispositivo de BMS caracterizado porque el dispositivo de detección es ú nico y comprende un comparador U1 que compara directamente una tensión proporcional, en una razón determinada, a la del elemento unitario o del conjunto modular, sin usar una derivación resistiva, para compararla con una tensión de referencia V2 para activar o no la interrupción de la batería (4) en función de las variaciones de la tensión del elemento unitario o del conjunto modular, la razón de proporción entre la tensión medida y la de referencia corresponde a la razón entre la tensión de referencia V2 y la tensión de desencadenamiento Td a partir de la cual se acciona el dispositivo de interrupción.
[0129] En una variante del BMS, un microprocesador equipado con al menos una memoria de almacenamiento que permite la memorización de al menos una variable de umbral “Refintegración” y de un valor de tensión de detección memorizado Td, conteniendo la memoria también el programa ejecutado por el microprocesador que permite la recopilación de los puntos de curva de tensión Vglobal, las comparaciones de las tensiones Vglobal con “Refintegración” y de la integral de tensión calculada (Vinteg) con Td y decisiones, permitiendo la aplicación de las ecuaciones la integración, recibiendo el microprocesador en la entrada la tensión Vglobal procedente del punto comú n de un puente divisor de resistencias conectado entre los dos polos de la celda o del conjunto de celdas, y memoriza las mediciones segú n una frecuencia determinada para observar la curva de tensión Vglobal, y comparar los valores de la curva de tensión Vglobal con el valor “Refintegración”, después, a partir de la detección de superarse el umbral “Refintegración”, definido por el valor memorizado en la memoria, desencadena los cálculos de integración de la curva Vglobal y compara los valores de la curva de integración (Vinteg) calculada con un valor de tensión de detección memorizado Td para activar el dispositivo de interrupción que realiza el corte.
[0131] Segú n una variante, la memoria también incluye el valor de una variable “UmbralRápido” memorizada para determinar, mediante comparación de la tensión Vglobal instantánea con el “UmbralRápido”, si el cálculo de la integral de la curva de tensión Vglobal debe tener en cuenta o no un coeficiente de ponderación.
[0133] Segú n otra variante, el cálculo de la integral puede tener en cuenta variables “Pendiente y/u Ordenada”, calculadas por el microprocesador a partir de los datos de la curva de tensión Vglobal registrada.
[0135] En algunas realizaciones, el circuito de detección incluye una o varias de las siguientes funcionalidades:
[0137] - equilibrado de la tensión de las celdas,
[0139] - detección de tensión demasiado baja y apertura del circuito
[0140] - detección, por un circuito de medición de tensión, de cortocircuito, de descarga profunda y de sobreintensidad para desencadenar la interrupción de un grupo de celdas mediante apertura del circuito
[0142] - detección de tensión demasiado alta de una de las celdas de la batería y apertura del circuito
[0144] En algunas realizaciones, el equilibrado de tensión se realiza mediante una función “O” del diodo que conecta cada una de las celdas montadas en paralelo con la polaridad negativa del puente divisor del circuito de medición de tensión de cortocircuito, descarga profunda y de sobreintensidad.
[0146] En algunas realizaciones, cada elemento de celda de una línea está conectado a cada elemento de celda adyacente de otra línea mediante un elemento que constituye un fusible térmico, preferiblemente rearmable.
[0148] En algunas realizaciones, el circuito de detección incluye las siguientes funcionalidades: integra una monitorización de la temperatura que permanece constantemente activa, aunque la batería esté “apagada”, analizando la temperatura en la envolvente de la batería, medida por una sonda 13 montada en la parte central de las tarjetas de cada módulo.
[0150] En algunas realizaciones, los componentes electrónicos del dispositivo de interrupción que limita la corriente en carga, preferiblemente tan solo en carga, para la regulación de la corriente de carga comprenden un componente tal como una resistencia, que es conductor en un sentido, y resistivo, tal como un diodo montado en oposición, en el otro sentido.
[0151] En algunas realizaciones, el circuito está dispuesto de manera que los elementos de corte en carga y en descarga se controlan de manera independiente.
[0153] La invención también se refiere a un bloque de batería de alta corriente, semimodular, en serie y en paralelo, constituido por celdas de acumuladores de litio de las mismas características conectadas en serie para formar una línea mediante conexiones segú n una dirección dada S correspondiente al sentido de las altas corrientes para obtener la tensión necesaria, y destinado a poder asociarse en paralelo con otra línea de celdas de acumuladores, usando dicho bloque un sistema tal como se describe en la presente descripción y caracterizado por que:
[0154] un par de placas de posicionamiento 71 superior y 72 inferior que delimitan un conjunto de alojamiento cilíndricas de sección cuadrada o poligonal o circular que definen, segú n la misma dirección S, al menos una línea de alojamientos cilíndricos de sección cuadrada o poligonal de sujeción cada uno de una celda de acumulador de litio;
[0155] las conexiones entre las celdas de acumuladores de una misma línea segú n la dirección S se garantizan mediante lengüetas (9) grandes que conectan, en cada cara superior o inferior del módulo, cada par de celdas adyacentes montadas en serie por sus polos de polaridades opuestas segú n la primera dirección S, estando las lengüetas de conexión de una cara desviadas de una celda en la otra cara;
[0157] las placas de posicionamiento incluyen al menos dos líneas de alojamientos paralelas a la dirección S en donde están dispuestas al menos dos líneas de celdas segú n una dirección perpendicular a S y conectadas entre sí o bien mediante lengüetas finas que desempeñan la función de fusible o bien mediante fusibles rearmables (F, Figura 2), segú n la dirección perpendicular P a la dirección S, conectando cada fusible dos celdas pertenecientes a dos líneas paralelas diferentes para realizar una conexión paralela entre cada celda de dos conjuntos paralelos de celdas en serie.
[0158] En algunas realizaciones, el circuito está dispuesto de manera que los elementos de corte en carga y en descarga se controlan de manera independiente.
[0160] En algunas realizaciones, las placas de posicionamiento sujetan mediante los lados la parte 71 superior y 72 inferior de las tarjetas de PCB (Printed Circuit Board) de circuito impreso que incluyen la electrónica y las conexiones eléctricas entre los componentes de la electrónica del sistema de gestión y las celdas del bloque semimodular;
[0161] PCB (12,13, Figura 1) intercalares están dispuestas verticalmente entre las celdas segú n una dirección perpendicular a la dirección S, incluyen al menos las resistencias de calentamiento del conjunto semimodular y estas resistencias están conectadas bajo el control del circuito de gestión a una alimentación;
[0163] la parte de PCB dispuesta bajo las celdas contribuye a la recuperación de los potenciales de cada una de las celdas del bloque modular para proporcionarlos al circuito de gestión de tensiones y de equilibrado del sistema de gestión del bloque modular.
[0165] Se entiende que por “elemento de celda”, “celda” o “acumulador”, se entiende cualquier sistema unitario configurado para almacenar energía eléctrica en una forma diferente, en este caso preferiblemente mediante electroquímica mediante la tecnología de iones de litio.
[0167] En algunas realizaciones, hay resistencias montadas entre dos zonas de contacto (no representadas) en las tarjetas de PCB superior y/o inferior y el contacto con las celdas y las pistas del circuito impreso superior o inferior se realiza mediante patillas elásticas (Pogo, o resortes helicoidales cónicos, por ejemplo) dispuestas entre las celdas y la cara conductora que incluye las zonas de contacto de la tarjeta de circuito impreso, evitando de ese modo la utilización de soldadura con estaño.
[0168] Ventajosamente, la presente invención permite aumentar la corriente mediante la adición de baterías en paralelo en lugar de en serie sin problema de equilibrado, y sin tener que redimensionar los elementos constituyentes del circuito (aumentar la capacidad de los acumuladores y los tamaños de los transistores (elementos de corte)). El elemento de corte transistor, en el contexto de esta solución, está adaptado a la corriente de la línea, lo cual permite un equilibrado fácil. En efecto, en algunas soluciones, tales como TrueBlue Power, bloques de elementos de celda en paralelo están dispuestos en serie unos detrás de otros con un ú nico elemento de corte compuesto por un determinado nú mero de MOSFET dispuestos en paralelo unos con respecto a otros, de modo que la corriente no está equilibrada. En efecto, el equilibrado de las corrientes de diodos o de elementos de corte en paralelo es casi imposible de realizar, debido a que la tensión directa disminuye en gran medida con la temperatura. Por tanto, el elemento más caliente soporta toda la corriente, lo cual aumenta adicionalmente su temperatura hasta su destrucción. Por tanto, si uno de los elementos de corte calienta más, va a recibir más corriente y calentar más por efecto de avalancha, lo cual debe evitarse a toda costa. Por el contrario, la presente invención permite aumentar la corriente y la capacidad sin límite teórico, ya que la distribución de la corriente es la misma en todos los elementos de corte, que, por tanto, no necesitan sobredimensionarse.
[0170] Dicho de otro modo, al duplicar los elementos en paralelo, resulta importante garantizar el correcto funcionamiento del conjunto y, concretamente, la monitorización de todas las celdas. Cuanto más aumenta el nú mero de bloques en paralelo, más aumenta el nú mero de conexiones entre las celdas y las tarjetas. La utilización de las “patillas Pogo” (patillas elásticas) o de los resortes helicoidales cónicos limita el nú mero de soldaduras al tiempo que se garantiza un ensamblaje fácil mediante placas de posicionamiento que sujetan las celdas y las tarjetas de PCB sobre las que se solidariza un extremo de cada patilla elástica mecánicamente al PCB y eléctricamente al conductor de conexión. El otro extremo de la patilla entra en contacto con un polo de la celda correspondiente a la ubicación de la patilla Pogo.
[0171] Además, la presente invención propone un elemento de corte por cada línea de elementos de celda con el fin de poder cortar tan solo parcialmente el circuito y de ese modo permitir, al menos temporalmente, la utilización de la batería de manera segura a pesar de la aparición de un problema (cortocircuito, sobrecarga o descarga profunda). Entonces se observa un mantenimiento de la tensión con una corriente disponible menos elevada.
[0173] Preferiblemente, hay un ú nico elemento de corte presente por cada línea de acumuladores en serie. En algunas realizaciones, la tensión global por cada línea de celdas y la tensión de cada celda se monitorizan mediante el BMS.
[0174] En algunas realizaciones, la tarjeta (13) central vertical incluye sondas de temperaturas y un termostato.
[0176] Por tanto, en algunas realizaciones, la tarjeta (5) que comprende el sistema (BMS) de gestión está dispuesta verticalmente en el lado del bloque de batería de manera que se forma una U con las otras PCB de dicho bloque.
[0177] En algunas realizaciones, la tarjeta central vertical incluye sondas de temperaturas y un termostato.
[0179] Ventajosamente, la utilización de un optoacoplador permite, entre otras cosas, la comunicación entre diferentes PCB.
[0180] Un ejemplo de procedimiento para formar un bloque de batería segú n algunas realizaciones tal como se describieron anteriormente comprende las siguientes etapas:
[0182] - soldadura previa de bloques (2) (4 por 1 u 8 por 1) de acumuladores (20) en serie mediante las lengüetas (9),
[0183] - colocación de los bloques sobre la placa (72) de posicionamiento inferior y sobre la PCB (6) inferior,
[0185] - colocación de la placa (71) de posicionamiento superior y de la PCB (4, 4’) superior,
[0187] - empernado de los acumuladores sobre la barra de potencia de la PCB (4) superior [y empernado de la PCB (4) superior a la placa (71) de posicionamiento superior], lo cual permite un montaje fácil, más rápido y con una fiabilidad y seguridad adicionales.
[0189] El contacto entre las celdas (20) y las pistas de conductores que conectan las celdas a los componentes se realiza mediante las patillas (10) elásticas o resortes helicoidales cónicos.
[0191] En algunas realizaciones, tal como se ilustra, por ejemplo, de manera no limitativa en la Figura 1 de manera funcional, un BMS (“Battery Management System”, sistema de gestión de baterías) está configurado para medir la tensión y la corriente en los bornes de los diferentes elementos de celda y la tensión global de cada línea, y medir la temperatura a nivel de estos elementos de celda y/o líneas. En función de la temperatura medida, el BMS (3) puede enviar una señal a calentadores configurados para calentar los elementos de celda con el fin de mantenerlos a la temperatura de función óptima. Cuando el BMS mide una tensión, o una corriente, que supera valores umbrales predeterminados, correspondiente, por ejemplo, a una descarga lenta o profunda, a una sobrecarga o a un cortocircuito, está configurado para enviar una orden de corte al elemento de corte asociado a la línea de acumuladores que comprende el elemento de celda defectuoso. Esto permite cortar de este modo una línea sin cortar todo el circuito. Esto permite concretamente seguir haciendo funcionar la batería, en un modo “degradado” que permite seguir haciendo funcionar, al menos durante un determinado tiempo, el elemento que utiliza la batería, por ejemplo una aeronave, sin dañar la batería, hasta que la batería pueda desactivarse con total seguridad y repararse.
[0193] Ventajosamente, una configuración de este tipo permite diseñar un circuito simplificado, con un ú nico borne - y un ú nico borne , en lugar de dos bornes , en función de la utilización de la batería (carga o descarga) como es el caso en ciertas técnicas anteriores.
[0195] Más particularmente, la Figura 2 ilustra un ejemplo de realización a modo de ejemplo y no limitativo de la presente invención, en donde se incorporan fusibles rearmables entre los diferentes potenciales entre acumuladores. Este circuito está preferiblemente dispuesto en la PBC superior (véanse las Figuras 5 a 7). Esto permite aislar un acumulador defectuoso (en cortocircuito), dado que de lo contrario este acumulador conllevará corrientes importantes y podrá dar lugar a una destrucción de la batería. Con diodos se realizan funciones “o” de todas las líneas de acumuladores por potencial, por tanto, para una batería de, por ejemplo, 12 V se obtienen 4 potenciales para la tensión baja y 4 potenciales para la tensión alta. Esta tensión se compara entonces con un umbral predeterminado y se realiza un corte en caso de superarse estos umbrales. Hay un circuito de subtensión y un circuito de sobretensión cuyas detecciones se realizan mediante medición en los bornes de cada acumulador y se concatenan con la ayuda de diodos.
[0196] La tensión de alimentación de los bloques de subtensión/sobretensión y equilibrado se realiza directamente en los bornes del acumulador, se obtiene un circuito alimentado entre 0‑4 V (0‑4 V, 4 V‑8 V, 8 V‑12 V, 12 V‑16 V), lo cual supone un problema para recuperar la información de salida. Por tanto, hace falta una fase de adaptación con el fin de realizar una traslación de nivel. La salida de los comparadores está acoplada con un transformador de impulsión haciendo oscilar una puerta lógica de histéresis.
[0198] Las Figuras 3 y 4 representan el circuito del elemento de corte da manera simplificada: algunos elementos no se representan (respectivamente los componentes asociados a M2 en la Figura 3 y los componentes asociados a M1 en la Figura 4) con el fin de simplificar la lectura de dichas figuras.
[0200] Se utilizan transistores MOSFET para los dispositivos de corte. Esto permite ventajosamente obtener elementos de corte que presentan un consumo estático muy bajo tanto en el estado conductor como en el estado bloqueado. La Figura 3 detalla de manera no limitativa un ejemplo de corte en descarga a base de MOSFET. V1 es la batería y L1 - R5 es la utilización (por ejemplo, el motor de arranque). El diodo D4 es conductor durante la descarga. Debe soportar la corriente de cortocircuito durante al menos 10 ms, y disipar las pérdidas por efecto Joule durante una descarga a alta corriente. Se estima que la corriente de cortocircuito es de 264 A para un conjunto 8S1P de elementos de A123 Systems. El corte durante un cortocircuito o al final de descarga se garantiza mediante el MOSFET M1, que también debe soportar la corriente de cortocircuito durante al menos 10 ms. V2 es la fuente de tensión que controla M1 (procedente del circuito de detección). De manera ideal, esta fuente suministra de 6 a 10 V para que M1 sea conductor. El diodo Zener D3 y el condensador C2 protegen al electrodo de puerta del MOSFET de tensiones demasiado elevadas o alta frecuencia.
[0201] Durante la apertura de M1, puede producirse una sobretensión superior a Vds de M1 debido a la anulación de la corriente en la inductancia L1. D1 es un diodo Zener que, con la resistencia R3 y el diodo D2, limitan la velocidad de conmutación del MOSFET M1.
[0203] El conjunto R1 - C1 (resistencia - condensador) se encuentra en los bornes y - de la batería y también permite limitar la sobretensión en la apertura de M1.
[0205] A modo de ejemplo y de manera no limitativa, la Figura 4 presenta de manera no limitativa un ejemplo de circuito comprendido en una realización de la invención que permite la limitación de la corriente de carga, así como el corte en carga. V4 - R5 es el alternador del aparato o un cargador. Proporciona 28 V en funcionamiento normal, pero puede aportar una tensión superior en caso de fallo de su regulador. Los ensayos normalizados proporcionan una tensión de 1,5 veces la tensión nominal de la batería, es decir 42 V. En la práctica, es posible que esta tensión alcance 80 V. La limitación de la corriente de carga se garantiza mediante un diodo D4 conductor en el sentido de descarga, y bloqueado en el sentido de recarga, en paralelo con una resistencia I1 de limitación de corriente.
[0206] Por tanto, el diodo D4 debe soportar la corriente de cortocircuito. Esto puede realizarse para una batería modular, pero es muy difícil para una batería de gran capacidad. En efecto, una batería no modular de 17 Ah, por ejemplo, puede proporcionar una corriente de cortocircuito de más de 2000 A. Por tanto, el diodo deberá poder soportar esta corriente. No existen diodos que puedan soportar esta corriente como “componente electrónico” y, en la práctica, pueden conectarse en paralelo varios componentes de menor corriente. Pero el equilibrado de las corrientes de diodos en paralelo es casi imposible de realizar, debido a que la tensión directa disminuye en gran medida con la temperatura. Por tanto, el diodo más caliente soporta toda la corriente, lo cual aumenta adicionalmente su temperatura hasta su destrucción.
[0207] El MOSFET M1 está configurado a nivel de su electrodo de puerta para ser siempre conductor en la fase de carga. El diodo D4 está bloqueado en recarga, y la corriente de carga pasa por I1 y M2. I1 es una resistencia de potencia de limitación de la corriente de carga. En otras realizaciones equivalentes, I1 también puede ser una asociación de resistencias y de poliinterruptores, o un regulador de corriente de semiconductores. El MOSFET M2 es conductor cuando su tensión de electrodo de puerta-fuente, Vgs, es de 10 V, por ejemplo. D6 es un diodo Zener de 18 V, por ejemplo, y D5 es un diodo Zener de 10 V. Por tanto, a una tensión de 28 V (tensión del alternador), D6 y D5 están en el límite de la conducción, no hay corriente en R6 y Vgs= 10 V y la corriente de carga pasa por 11 y M2. Por tanto, los valores de las tensiones de los diodos D5 y D6 permiten definir el valor de la tensión de electrodo de puerta-fuente del MOSFET M2. El condensador C5 protege el electrodo de puerta del MOSFET M2 frente a tensiones de alta frecuencia.
[0208] La detección de un fallo del cargador incluye dos mediciones: la medición de la tensión de cada elemento, y la medición de la tensión global. Si la tensión de un elemento supera, por ejemplo, 4 V, o si la tensión global supera, por ejemplo, 32 V, entonces se acciona el elemento de corte en carga. La carga es nuevamente posible cuando la tensión vuelve a descender por debajo de 26 V, por ejemplo, gracias a un comparador de histéresis.
[0210] En la variante digital, el microprocesador estará cableado con la batería para recibir en sus entradas, a la vez, una tensión representativa de la tensión de cada elemento de celda Vcec que constituye la batería y, además, la medición de tensión global Vglobal de la batería, disponible en los conductores que conducen en los bornes exteriores de la batería. El programa ejecutable por el microprocesador comprenderá un módulo de código que monitoriza estas dos tensiones Vcec y Vglobal para, tras la comparación de cada una con un umbral respectivo determinado memorizado, desencadenar el corte activando el elemento de interrupción (31), al superarse este umbral.
[0212] Con respecto al desencadenamiento del elemento de corte en carga, en caso de superarse la tensión o la temperatura de un elemento unitario, se realiza el bloqueo de M2 gracias al optoacoplador U1. En efecto, el optoacoplador U1 comprende un diodo LED (diodo electroluminiscente) y un transistor. Por tanto, en caso de superarse la tensión o la temperatura de un elemento unitario, circula una corriente en el LED y hace conducir el transistor. La tensión de electrodo de puerta-fuente, Vgs, del MOSFET M2 se lleva cerca de 0 V (Vcesat para la tensión de colector-emisor en la saturación de U1). Entonces, M2 corta la corriente de carga (se bloquean D4 y M2). La corriente en el LED de U1 se toma en el punto comú n entre M1 y la batería, por tanto a la tensión de la batería debido a la desconexión entre el 0 V de la batería y el 0 V del alternador o cargador.
[0214] Con respecto al desencadenamiento del elemento de corte en carga, en caso de superarse la tensión o la temperatura de un elemento, se realiza el bloqueo de M2 gracias al optoacoplador U1: una corriente en su LED hace conducir al transistor, así como se lleva Vgs del MOSFET cerca de 0 V (Vcesat de U1). Entonces, M2 corta la corriente de carga (se bloquean D4 y M2). La corriente en el LED de U1 se toma a la tensión de la batería debido a la desconexión entre el 0 V de la batería y el 0 V del alternador.
[0216] Las soluciones propuestas hasta ahora describen arquitecturas modulares externas en las que varias baterías están acopladas a un bus de datos externo que permite la transmisión de la información a un supervisor.
[0218] Por el contrario, la arquitectura propuesta por la invención es interna a la batería, y puede ser una arquitectura modular tal como se representa a modo de ejemplo y de manera no limitativa en la Figura 5. Por tanto, esta figura presenta una vista esquemática de la batería que comprende varias líneas de acumuladores, fijados mediante PCB para formar una “U”. Más precisamente, un bloque de batería segú n algunas realizaciones tal como se ilustra comprende una pluralidad de bloques de elementos de celda en serie (preferiblemente 4 por 1 u 8 por 1), estando los bloques enmarcados en sus dos extremos longitudinales mediante placas de posicionamiento superiores e inferiores. A nivel de su extremo superior, los bloques de acumuladores están acoplados a una tarjeta de PCB, denominada “PCB superior”, por ejemplo a nivel de orificios en la tarjeta de PCB configurados específicamente para alojar dicho extremo de los bloques. Pernos permiten fijar la tarjeta de PCB superior a las placas de posicionamiento superiores. Este conjunto forma la cara superior del bloque de batería. Se realizan los mismos acoplamientos y fijaciones con una PCB inferior en la cara opuesta del bloque de batería, denominada cara inferior. En una tercera cara del bloque de batería está fijado un tercer circuito impreso (PCB central), también fijado a las placas de posicionamiento superior e inferior, de manera que se forma una “U” con las PCB superior e inferior.
[0220] Además, aunque no se representa en las Figuras 5 a 7, PCB intercalares están dispuestas verticalmente entre las celdas segú n una dirección perpendicular a la dirección S e incluyen las resistencias de recalentamiento (calentadores) del conjunto semimodular, y estas resistencias están conectadas bajo el control del circuito de gestión a una alimentación para provocar dicho recalentamiento.
[0222] En algunas realizaciones, un par de placas de posicionamiento 71 superior y 81 inferior delimitan un conjunto de alojamiento cilíndricas de sección cuadrada o poligonal o circular que definen, segú n la misma dirección S, al menos una línea de alojamientos cilíndricos de sección cuadrada o poligonal de sujeción cada uno de una celda de acumulador de litio.
[0224] En algunas realizaciones, las tarjetas de PCB sujetas a las placas de posicionamiento superiores e inferiores incluyen la electrónica y las conexiones eléctricas entre los componentes de la electrónica del sistema de gestión y las celdas del bloque semimodular.
[0226] Las placas de posicionamiento incluyen al menos dos líneas de alojamiento paralelas a la dirección S en donde están dispuestas al menos dos líneas de celdas segú n una dirección perpendicular a S y conectadas entre sí mediante lengüetas finas, segú n la dirección perpendicular P a la dirección S, conectando cada lengüeta fina dos lengüetas grandes de celdas pertenecientes a dos líneas paralelas diferentes para realizar una conexión paralela de dos conjuntos paralelos de celdas en serie. Las lengüetas grandes están preferiblemente realizadas por patillas elásticas (patilla Pogo, o resortes helicoidales cónicos, por ejemplo) dispuestas entre las lengüetas grandes colocadas en las celdas y la cara conductora que incluye las zonas de contacto de la tarjeta de circuito impreso, evitando así la utilización de soldadura con estaño.
[0227] A modo de ejemplo y de manera no limitativa, la Figura 6 presenta una vista de frente en sección de la batería segú n el eje X-X’ que pasa por una línea de acumuladores mientras que la Figura 7 presenta una vista esquemática en sección longitudinal que pasa por dicho eje X-X’ [¿pasando por una línea de acumuladores?]. Un elemento (11) de corte está acoplado a cada línea de elementos de celda en serie, tal como se ilustra en la Figura 7. Por tanto, los extremos de los elementos (20) de celda se insertan en los alojamientos de las placas de posicionamiento (71, 72) superiores e inferiores. Lengüetas (9) finas permiten conectar entre sí dos líneas de elementos (20) de celda.
[0228] A modo de ejemplo y de manera no limitativa, la Figura 8 presenta esquemáticamente el circuito de las tarjetas de PCB (4, 4’) superior y (6) inferior del bloque de batería. La parte de PCB 4 está conectada por un lado a cada celda paralela de cada fin de línea en serie (en este caso, cuatro líneas en serie) y por otro lado por el conductor (16) de potencia (alta corriente) al borne de salida de la batería. Esta tarjeta 4 incluye los elementos de corte a los que se hace referencia por sus MOSFET M3 a M10 que corresponden por cada par M3, M4; M5, M6; M7, M8; M9, M10; a cada uno de los elementos 11 de corte esquematizados en la Figura 1. Hace falta comprender que cada elemento M3, M4 de un par representa, respectivamente, de manera simplificada, el esquema electrónico de la Figura 3 para cada referencia M3, M5, M7, M9 de la Figura 8 y el esquema electrónico de la Figura 4 para cada referencia M4, M6, M8, M10 de la Figura 8.
[0230] Además, el bloque de batería y el sistema pueden incluir diferentes características que permiten mejorar su utilización y su fiabilidad.
[0232] Por tanto, la presente invención puede incluir una tarjeta de comunicación que permite recuperar las diferentes magnitudes de los sensores analógicos, realizar un histórico, calcular cierto parámetro de tipo estado de salud, carga (SOH y SOC). Incorpora preferiblemente una conexión CAN (protocolo convencional en automóviles y aeronáutica), una conexión LIN, y eventualmente una pantalla LCD para la IHM (interfaz hombre-máquina).
[0233] La batería integra una función de puesta fuera de/en tensión. Esta función permite almacenar la batería, realizar operaciones de mantenimiento con una mayor seguridad. El usuario también puede poner la batería fuera de tensión cuando no la utiliza para evitar cualquier descarga inoportuna de la batería y cualquier riesgo de incendio asociado a un instrumento que presenta un fallo de funcionamiento.
[0235] Los calentadores se fabrican preferiblemente enrollando cobre sobre una capa interna de una PCB. Esto permite un medio de producción sencillo y poco costoso. Esta técnica permite integrar conectores.
[0237] Preferiblemente, el bloque no comprende ninguna soldadura con estaño durante el ensamblaje. Esto permite proponer un sistema que no comprende todos los hilos de determinados dispositivos de la técnica anterior. De este modo, se colocan conectores sobre los calentadores, sobre las placas de posicionamiento y sobre las PCB de distribución superior e inferior.
[0238] A continuación, se conecta el BMS en todos estos conectores, mediante una fijación mecánica para no correr el riesgo de desconectar un conector durante vibraciones durante la utilización.
[0240] A diferencia de determinadas baterías de la técnica anterior, el sistema de la presente invención solo tiene un modo de funcionamiento activo para todas las funcionalidades de seguridad garantizadas por el BMS, y no tiene un modo en espera. Esto se hace posible mediante la utilización de componentes de consumo muy bajo. En efecto, gracias a la baja corriente en espera de, por ejemplo, aproximadamente 80 µAmperios, las funcionalidades de seguridad del BMS de la batería pueden estar permanentemente en tensión sin penalizarse la duración máxima de almacenamiento.
[0241] El bloque de batería de la presente invención presenta una resistencia muy buena a los impactos y a las vibraciones. En efecto, está mecánicamente separado en dos partes: una parte externa solidaria a la carcasa, una parte interna que incluye las celdas de acumuladores. Preferiblemente, las dos partes están mecánicamente desacopladas por un material flexible que mejora la resistencia a los impactos y a las vibraciones de la batería. La cara delantera, las interfaces de usuario y la tarjeta electrónica del BMS son solidarias a la carcasa. Las celdas de acumulador, los elementos intercalares, los calentadores, el relé electromecánico y la “tarjeta de distribución” forman la parte interna desacoplada mecánicamente. Todas las conexiones eléctricas entre la parte interna y la parte externa presentan una cierta flexibilidad en las tres direcciones del espacio (ejes x,y,z).
[0243] Un buen aislamiento térmico permite una mejor eficacia del calentador eléctrico: menor consumo eléctrico para llevar los elementos a su temperatura ideal de funcionamiento. El aislamiento térmico también permite reducir las diferencias de temperatura experimentadas por las celdas de acumulador en el caso de una aeronave que alterna periodos en suelo a temperatura elevada (por ejemplo: 30 °C) y periodos en vuelo a temperatura muy baja (por ejemplo: ‑10 °C). Este puede ser el caso para aparatos para el lanzamiento de paracaidistas. La batería de la presente invención puede utilizar, por ejemplo, corcho ignífugo de calidad aeronáutica. La ventaja de este material es que garantiza a la vez la función de aislamiento térmico, de protección térmica y de desacoplamiento mecánico. La protección térmica y el aislamiento térmico también actú an como aislamiento eléctrico entre las partes en tensión interna a la batería y la carcasa metálica. Debido a que hay dos materiales aislantes, la batería de la presente invención presenta intrínsecamente un doble aislamiento eléctrico entre las partes en tensión y la carcasa. Esta disposición minimiza el riesgo de cortocircuito interno en caso de impacto brusco (amplitud de impacto superior a los ensayos normalizados). Este material resiste muy bien al desgaste provocado por vibraciones (corrosión por frotamiento).
[0244] De la lectura de las características descritas anteriormente, se desprende que el sistema propuesto por la presente invención incluye las siguientes ventajas:
[0245] Un ú nico dispositivo garantiza al mismo tiempo la protección frente a cortocircuito, sobreintensidad y descarga profunda. Detección de una sobreintensidad y corte sin recurrir a una medición de corriente.
[0246] Corriente de interrupción automáticamente adaptada a las características de los elementos de acumulador.
[0247] Sin derivación, sin sensor magnético, sin elemento calentador.
[0248] Curva de interrupción similar a una curva magnetotérmica.
[0249] La curva de interrupción sigue el envejecimiento de los elementos de acumulador
[0250] Limitación de la corriente de carga robusta, sin recurrir a una medición de corriente.
[0251] Componentes de potencia habituales (componentes CMS) debido a la modularidad y de corrientes razonables. Equilibrio de las corrientes en los componentes de potencia.
[0252] Monitorización de las diferentes magnitudes mediante microcontrolador.
[0253] Comunicación en un bus de datos convencional, elemento de visualización de LCD.
[0254] Sin ajuste final necesario.
[0255] Consumo estático muy bajo.
[0256] Circuitos siempre activos, sin modo “activo” y “en espera”.
[0257] Nivel de seguridad de funcionamiento muy alto (MTBF alto).
[0258] Utilización de componentes convencionales, no estratégicos y no específicos para un uso para BMS.
[0259] Tras la lectura de la presente solicitud se entenderá fácilmente que las particularidades de la presente invención, tal como se describen de manera general y se ilustran en las figuras, pueden disponerse y diseñarse segú n una gran variedad de configuraciones diferentes. Por tanto, la descripción de la presente invención y las figuras adjuntas no están previstas para limitar el alcance de la invención sino que simplemente representan realizaciones elegidas. El experto en la técnica entenderá que las características técnicas de una realización dada pueden combinarse en realidad con características de otra realización a menos que se indique explícitamente lo contrario o que resulte evidente que estas características son incompatibles. Además, las características técnicas descritas en una realización dada pueden aislarse de las otras características de esa realización a menos que se indique explícitamente lo contrario. Debe resultar evidente para los expertos en la técnica que la presente invención permite realizaciones en muchas otras formas específicas sin alejarse del campo definido por el alcance de las reivindicaciones adjuntas, deben considerarse a modo de ilustración y la invención no debe limitarse a los detalles dados anteriormente.
[0260] Lista de signos de referencia
[0261] 1. Bloque de batería
[0262] 2. Bloque de elementos de celda en serie
[0263] 20. Elementos de celda
[0264] 3. Sistema BMS
[0265] 4. 4’. PCB superior (distribución)
[0266] 5. PCB central (BMS)
[0267] 6. PCB inferior (distribución)
[0268] 71. Placa de posicionamiento inferior
[0269] 72. Placa de posicionamiento superior
[0270] 8. Pernos
[0271] 9. Lengüeta (fina)
[0272] 10. Patilla Pogo
[0273] 11. Elemento de corte
[0274] 12. Calentador
[0275] 13. Termostato/sonda de T, °C
[0276] 14. Equilibrador
[0277] 15. Sobre/subtensión
[0278] 16. Conductor de potencia (alta corriente) en el borne positivo
[0279] 17. Conductor de potencia (alta corriente) en el borne negativo
[0280] 31. Conexión de circuito entre el BMS y los elementos de corte
[0281] F. Fusibles

Claims (16)

1. REIVINDICACIONES
1. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular que comprende una pluralidad de elementos (20) de celda de litio conectados en serie para formar una línea, comprendiendo dicho sistema de gestión de baterías de acumuladores al menos dos líneas en serie conectadas en paralelo que constituyen el elemento semimodular, y al menos un circuito de detección, dicho circuito de detección incluye al menos un dispositivo de detección de descarga o de cortocircuito y al menos un dispositivo de monitorización de tensión y de temperatura de al menos uno de los elementos de celda, comprendiendo dicho sistema de gestión de baterías de acumuladores un dispositivo de interrupción, comprendiendo el circuito de detección que controla dicho dispositivo de interrupción al menos un elemento (11) de corte por línea, preferiblemente tan solo uno por línea, y conectado por un lado al polo negativo o positivo de cada conjunto de elementos (20) de celda o cada batería y por otro lado al borne negativo, respectivamente positivo, de la batería, comprendiendo el elemento (11) de corte para cada línea un elemento de corte en carga, un elemento de corte en descarga, y componentes electrónicos que limitan la corriente en carga, preferiblemente tan solo en carga, y comprendiendo dicho elemento de corte en carga al menos dos, preferiblemente tan solo dos, MOSFET (M1, M2) por línea; un primer MOSFET (M1) que realiza un corte del circuito en caso de descarga por debajo de un umbral o durante un cortocircuito, un segundo MOSFET (M2) que realiza un corte en carga en caso de superarse, una tensión o temperatura, de un elemento, de dicho circuito, realizando los componentes electrónicos tales como un conjunto de diodo, resistencias, condensador, por ejemplo alrededor del segundo MOSFET (M2), una limitación de corriente en carga.
2. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n la reivindicación 1, caracterizado por que el primer MOSFET (M1) está conectado por su fuente al borne negativo de un conjunto de celdas, este primer MOSFET (M1) recibe, en su electrodo de puerta, una fuente de tensión (V2) que controla (M1) esta fuente suministrando una tensión elegida (por ejemplo de 6 a 10 V) para que el primer MOSFET (M1) sea conductor, un diodo Zener (D3) está conectado en oposición entre el electrodo de puerta y la fuente del primer MOSFET (M1) y un condensador (C2) que protege el electrodo de puerta del primer MOSFET (M1) de tensiones demasiado altas o alta frecuencia, y un diodo Zener (D1) montado en oposición entre el electrodo de puerta del primer MOSFET (M1) y el drenador y en serie con una resistencia (R3) y un diodo (D2) en sentido conductor en el sentido del drenador al electrodo de puerta, limitando (D1, D2, R3) la velocidad de conmutación del primer MOSFET (M1) y un circuito constituido por un diodo de Schottky (D4) limita la corriente de carga, este diodo de Schottky (D4) está montado en oposición en el drenador del primer MOSFET (M1) en el sentido de carga, y en serie con un condensador C1 y una resistencia R1 conectados al borne positivo de la batería para permitir también limitar la sobretensión en la apertura del primer MOSFET M1, en paralelo al diodo de Schottky (D4) está montada una resistencia I1 conectada, por un lado, al cátodo del diodo y, por otro lado, al drenador del segundo MOSFET (M2) cuya fuente está conectada al ánodo del diodo de Schottky (D4), controlándose el electrodo de puerta del segundo MOSFET (M2) mediante una salida del circuito de detección para impedir la carga.
3. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n la reivindicación 1, caracterizado por que el segundo MOSFET (M2) está conectado mediante su electrodo de puerta a la base del fototransistor de un optoacoplador cuyo emisor está conectado a la fuente de M2, entre estos dos puntos están conectados un diodo Zener (D5) y un condensador (C5), por la tarjeta de BMS, el diodo electroluminiscente del optoacoplador está conectado por su cátodo al borne negativo de la batería o del conjunto modular de celdas y recibe en su ánodo la orden que envía una corriente en el LED en caso de superarse una tensión o temperatura de un elemento indicado.
4. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n la reivindicación 1, caracterizado por que la disposición del circuito de interrupción asociado a los dos MOSFET está interpuesta entre el polo de salida de una línea y el mismo borne, de igual polaridad (positiva o negativa), de la batería.
5. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n la reivindicación 1, caracterizado por que el BMS está conectado y controla cada elemento (20) de celda y cada línea de acumulador del circuito y monitoriza la tensión de cada celda y de cada línea en serie de celdas.
6. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n una de las reivindicaciones anteriores, en donde el circuito de detección incluye una o varias de las siguientes funcionalidades:
equilibrado de la tensión de las celdas;
detección de tensión demasiado baja y apertura del circuito
detección, por un circuito de medición de tensión, de cortocircuito, de descarga profunda y de sobreintensidad para desencadenar la interrupción de un grupo de celdas mediante apertura del circuito
detección de tensión demasiado alta de una de las celdas de la batería y apertura del circuito.
7. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n la reivindicación 4 caracterizado por que el equilibrado de tensión se realiza mediante una función O del
diodo que conecta cada una de las celdas montadas en paralelo con la polaridad negativa del puente divisor del circuito de medición de tensión de cortocircuito, descarga profunda y de sobreintensidad.
8. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n la reivindicación 4, caracterizado por que cada elemento de celda de una línea está conectado a cada elemento de celda adyacente de otra línea mediante un elemento que constituye un fusible térmico (F), preferiblemente rearmable.
9. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n la reivindicación 1 o 4, caracterizado por que el circuito de detección incluye las siguientes funcionalidades: integra una monitorización de la temperatura que permanece constantemente activa, aunque la batería esté “apagada”, analizando la temperatura en la envolvente de la batería, medida por una sonda (13) montada en la parte central de las tarjetas de cada módulo.
10. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n la reivindicación 1, caracterizado por que los componentes electrónicos del dispositivo de interrupción que limita la corriente en carga, preferiblemente tan solo en carga, para la regulación de la corriente de carga comprenden un componente tal como una resistencia, que es conductor en un sentido, y resistivo, tal como un diodo montado en oposición, en el otro sentido.
11. Sistema (BMS, 3) de gestión de baterías de acumuladores de un elemento semimodular segú n la reivindicación 1, en donde el circuito está dispuesto de manera que los elementos de corte en carga y en descarga se controlan de manera independiente.
12. Bloque (1) de batería de alta corriente, semimodular, en serie y en paralelo, constituido por celdas de acumuladores de litio de las mismas características conectadas en serie para formar una línea mediante conexiones segú n una dirección dada S correspondiente al sentido de las altas corrientes para obtener la tensión necesaria, y destinado a poder asociarse en paralelo con otra línea de celdas de acumuladores, comprendiendo dicho bloque un sistema (3) de gestión segú n una de las reivindicaciones anteriores, y caracterizado por que:
un par de placas de posicionamiento (71) superior y (72) inferior que delimitan un conjunto de alojamiento cilíndricas de sección cuadrada o poligonal o circular que definen, segú n la misma dirección S, al menos una línea de alojamientos cilíndricos de sección cuadrada o poligonal de sujeción cada uno de una celda de acumulador de litio;
las conexiones entre las celdas de acumuladores de una misma línea segú n la dirección S se garantizan mediante lengüetas (9) grandes que conectan, en cada cara superior o inferior del módulo, cada par de celdas adyacentes montadas en serie por sus polos de polaridades opuestas segú n la primera dirección S, estando las lengüetas (9) de conexión de una cara desviadas de una celda en la otra cara;
las placas (71, 72) de posicionamiento incluyen al menos dos líneas de alojamientos paralelas a la dirección S en donde están dispuestas al menos dos líneas de celdas segú n una dirección perpendicular a S y conectadas entre sí o bien mediante lengüetas finas que desempeñan la función de fusible o bien mediante fusibles rearmables (F, Figura 2), segú n la dirección perpendicular P a la dirección S, conectando cada fusible (F) dos celdas pertenecientes a dos líneas paralelas diferentes para realizar una conexión paralela entre cada celda de dos conjuntos paralelos de celdas en serie.
13. Bloque (1) de batería de alta corriente segú n la reivindicación 12, caracterizado por que las placas de posicionamiento sujetan mediante los lados la parte (71) superior y (72) inferior de las tarjetas de PCB (Printed Circuit Board) de circuito impreso que incluyen la electrónica y las conexiones eléctricas entre los componentes de la electrónica del sistema de gestión y las celdas del bloque semimodular;
PCB (12,13, Figura 1) intercalares están dispuestas verticalmente entre las celdas segú n una dirección perpendicular a la dirección S, incluyen al menos las resistencias de calentamiento del conjunto semimodular y estas resistencias están conectadas bajo el control del circuito de gestión a una alimentación;
la parte de PCB (6) dispuesta bajo las celdas contribuye a la recuperación de los potenciales de cada una de las celdas del bloque semimodular para proporcionarlos al circuito de gestión de tensiones y de equilibrado del sistema de gestión del bloque semimodular.
14. Bloque (1) de batería de alta corriente segú n la reivindicación 12 o 13 caracterizado por que hay resistencias montadas entre dos zonas de contacto (no representadas) en las tarjetas de PCB (4, 4’) superior y/o (6) inferior y el contacto con las celdas y las pistas del circuito impreso superior o inferior se realiza mediante patillas elásticas, o resortes helicoidales cónicos, por ejemplo, dispuestos entre las celdas y la cara conductora que incluye las zonas de contacto de la tarjeta de circuito impreso, evitando de ese modo la utilización de soldadura con estaño.
15. Bloque (1) de batería de alta corriente, semimodular, segú n una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por que la tarjeta (13) central vertical incluye sondas de temperaturas y un termostato.
16. Bloque (1) de batería de alta corriente, semimodular, segú n una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado por que la tarjeta (5) que comprende el sistema (BMS, 3) de gestión está dispuesta verticalmente en el lado del bloque (1) de batería de manera que se forma una U con las otras PCB (4, 6) de dicho bloque.
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