ES3057602T3 - Contactor management method and battery system providing the same method thereof - Google Patents

Contactor management method and battery system providing the same method thereof

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ES3057602T3
ES3057602T3 ES21861917T ES21861917T ES3057602T3 ES 3057602 T3 ES3057602 T3 ES 3057602T3 ES 21861917 T ES21861917 T ES 21861917T ES 21861917 T ES21861917 T ES 21861917T ES 3057602 T3 ES3057602 T3 ES 3057602T3
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Abstract

La presente invención se refiere a un método de gestión de contactores y a un sistema de baterías que lo demuestra. El sistema de baterías de la presente invención comprende: un contactor conectado entre un paquete de baterías y un dispositivo externo; una unidad de medición de tensión que mide la tensión de primera operación suministrada al contactor; y una unidad de control que determina si el contactor está abierto o cerrado en función de la tensión de primera operación medida por la unidad de medición de tensión. La unidad de control determina si el contactor está abierto cuando no se le suministra la tensión de primera operación, determina si está cerrado cuando se le suministra la tensión de primera operación, cuenta las veces que se abre y se cierra el contactor, y determina que es hora de reemplazar el contactor cuando la suma de los recuentos supera un valor de referencia predeterminado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Método de gestión de contactor y sistema de batería que proporciona el mismo
[0003] Antecedentes de la invención
[0004] (a) Campo de la invención
[0005] [Campo técnico]
[0006] REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD RELACIONADA
[0007] Esta solicitud reivindica prioridad sobre, y el beneficio de, la solicitud de patente coreana n.º 10-2020-0106280 presentada en la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea el 4 de agosto de 2020.
[0008] Realizaciones de la presente invención se refieren a un método para gestionar un contactor determinando el momento de reemplazo de un contactor que conecta o desconecta eléctricamente una batería y un dispositivo externo, y un sistema de batería que proporciona el mismo método.
[0009] [Antecedentes de la técnica]
[0010] Recientemente, como parte de la protección ambiental, están aumentando la investigación y el interés en los vehículos eléctricos tales como un VHE (vehículo híbrido eléctrico) o un VE (vehículo eléctrico). El vehículo eléctrico incluye una batería recargable (a continuación en el presente documento, una batería) que puede cargarse y descargarse repetidamente, un BMS (sistema de gestión de batería) que gestiona la carga/descarga de la batería, y un contactor para conectar o desconectar eléctricamente la batería y un dispositivo externo (una carga o un cargador externo) para cargar/descargar la batería. En este caso, el contactor es un elemento de conmutación que cierra otros circuitos al accionarse cuando una tensión de entrada alcanza una tensión de funcionamiento (por ejemplo, 12 V).
[0011] Mientras tanto, se acumula un cierto grado de fatiga en el contactor debido a una corriente de corte o una corriente de irrupción generada durante la operación de apertura o cierre del contactor. Cuando el contactor envejece y se acumula la fatiga, el contactor puede quedar soldado en un estado cerrado o un estado abierto. El contactor que está en el estado soldado puede no funcionar según una señal de control. Entonces, la carga puede resultar gravemente dañada por una alta corriente descargada desde la batería de alta tensión.
[0012] Por tanto, es necesario sustituir el contactor antes de que se espere que se produzca la soldadura, y el coste de reemplazo aumenta si el momento de reemplazo es demasiado temprano. Además, si el momento de reemplazo es demasiado tarde, existe el problema de que el contactor quede soldado.
[0013] El documento KR 20080071100 A se refiere a un método de predicción de la vida útil del contactor magnético y a un centro de control de motor producido mediante este método.
[0014] [Divulgación]
[0015] [Problema técnico]
[0016] La presente invención es para proporcionar un método de gestión de contactor para determinar la apertura o el cierre del contactor basándose en la tensión de funcionamiento suministrada al contactor y un sistema de batería que proporcione el método.
[0017] La presente invención es para proporcionar un método de gestión de contactor que cuente cada una de las aperturas y los cierres del contactor, y determine el momento de reemplazo del contactor basándose en la suma de los resultados contabilizados, y un sistema de batería que proporcione el método.
[0018] [Solución técnica]
[0019] Un sistema de batería de la presente invención se define por las características según la reivindicación 1.
[0020] La unidad de control puede controlar que no se suministre la primera tensión de funcionamiento al contactor para mantener la apertura del contactor si el valor de suma supera el valor de referencia.
[0021] Puede incluirse adicionalmente una unidad de accionamiento que reciba una primera señal de accionamiento que controle el suministro de la primera tensión de funcionamiento desde la unidad de control y que suministre la primera tensión de funcionamiento al contactor según la primera señal de accionamiento recibida.
[0022] El contactor puede incluir una unidad de contacto que incluye: una primera unidad de contacto fija y una segunda unidad de contacto fija conectadas respectivamente a un primer punto y un segundo punto separados entre sí en una línea de alimentación que conecta el bloque de baterías y el dispositivo externo, y una unidad de contacto móvil dispuesta para estar espaciada un intervalo predeterminado en una posición orientada hacia la primera unidad de contacto fija y la segunda unidad de contacto fija; una unidad de bobina que realiza una función de electroimán cuando se suministra la tensión de funcionamiento; y una unidad de émbolo para liberar la unidad de contacto móvil de, o ponerla en contacto con, la primera unidad de contacto fija y la segunda unidad de contacto fija mediante un movimiento alternativo en línea recta por la fuerza electromagnética de la unidad de bobina.
[0023] El contactor puede ser un contactor principal que conecta o desconecta eléctricamente el bloque de baterías y el dispositivo externo.
[0024] El sistema de batería puede incluir además un contactor de precarga conectado al contactor principal, la unidad de medición de tensión puede medir una segunda tensión de funcionamiento suministrada al contactor de precarga que va a transmitirse a la unidad de control, y la unidad de control puede determinar que el contactor de precarga está en apertura si no se suministra la segunda tensión de funcionamiento al contactor de precarga, puede determinar que el contactor de precarga está en cierre si se suministra la segunda tensión de funcionamiento al contactor de precarga, y contar cada una de las aperturas y los cierres del contactor de precarga para determinar el momento de reemplazo del contactor de precarga si el valor de suma del resultado contabilizado supera el valor de referencia.
[0025] La unidad de accionamiento puede recibir una segunda señal de accionamiento que controla el suministro de la segunda tensión de funcionamiento al contactor de precarga desde la unidad de control y el suministro de la segunda tensión de funcionamiento al contactor de precarga según la segunda señal de accionamiento.
[0026] La unidad de medición de tensión puede ser un convertidor analógico-digital (ADC) que convierte la primera tensión de funcionamiento medida en una señal digital que va a transmitirse a la unidad de control.
[0027] Un método de gestión de contactor de la presente invención se define por las características según la reivindicación 10.
[0028] En la determinación del momento de reemplazo del contactor, si el valor de suma del resultado contabilizado supera el valor de referencia predeterminado, puede controlarse que la tensión de funcionamiento no se suministre al contactor de modo que pueda mantenerse la apertura del contactor.
[0029] [Efectos ventajosos]
[0030] Dado que la presente invención determina la apertura o el cierre del contactor físico basándose en la tensión de funcionamiento, es posible calcular la fatiga real acumulada en el contactor con alta fiabilidad.
[0031] La presente invención, al reemplazar el contactor en un momento óptimo basándose en la fatiga acumulada real, reduce la aparición de costes adicionales debido al reemplazo temprano, y tiene el efecto de impedir la aparición de la soldadura.
[0032] La presente invención cuenta cada una de las aperturas y los cierres del contactor, y determina el momento de reemplazo del contactor basándose en el valor de suma del resultado contabilizado, por lo que puede predecirse fácilmente el momento de reemplazo.
[0033] [Descripción de los dibujos]
[0034] La figura 1 es una vista que explica un sistema de batería según una realización a modo de ejemplo.
[0035] La figura 2 y la figura 3 son vistas que explican el antes y el después del accionamiento de un contactor según una realización a modo de ejemplo.
[0036] La figura 4 es un diagrama de flujo que explica un método de gestión de contactor según una realización a modo de ejemplo.
[0037] [Modo para la invención]
[0038] A continuación en el presente documento, se describirán en detalle las realizaciones divulgadas en la presente memoria descriptiva con referencia a los dibujos adjuntos. En la presente memoria descriptiva, los componentes iguales o similares se indicarán con números de referencia iguales o similares, y se omitirá una descripción redundante de los mismos. Los términos “módulo” y “unidad” para los componentes usados en la siguiente descripción se usan únicamente para facilitar la redacción de la memoria descriptiva. Por tanto, estos términos no tienen significados ni funciones que los distingan entre sí por sí mismos. Además, al describir las realizaciones de la presente memoria descriptiva, cuando se determine que una descripción detallada de la técnica bien conocida asociada con la presente invención puede complicar el alcance de la presente invención, se omitirá. Además, los dibujos adjuntos se proporcionan únicamente con el fin de permitir que las realizaciones divulgadas en la presente memoria descriptiva se entiendan fácilmente y no deben interpretarse como limitativos del alcance divulgado en la presente memoria descriptiva.
[0039] Los términos que incluyen números ordinales tales como primero, segundo y similares se usarán únicamente para describir los diversos componentes, y no deben interpretarse como limitativos de estos componentes. Los términos se usan únicamente para diferenciar un componente de otros componentes.
[0040] Debe entenderse que cuando se hace referencia a un componente como “conectado” o “acoplado” a otro componente, puede estar conectado o acoplado directamente a otro componente o puede estar conectado o acoplado a otro componente con el otro componente interpuesto entre ellos. Por otro lado, debe entenderse que cuando se hace referencia a un componente como “conectado o acoplado directamente” a otro componente, puede estar conectado o acoplado a otro componente sin que otro componente esté interpuesto entre ellos.
[0041] Se entenderá además que los términos “comprender” o “tener” usados en la presente memoria descriptiva especifican la presencia de características, números, etapas, operaciones, componentes, partes indicados o una combinación de los mismos, pero no excluyen la presencia o adición de una o más de otras características, números, etapas, operaciones, componentes, partes, o una combinación de los mismos.
[0042] La figura 1 es una vista que explica un sistema de batería según una realización a modo de ejemplo.
[0043] En referencia a la figura 1, un sistema 1 de batería incluye un bloque 10 de baterías, un contactor 20, una unidad 30 de accionamiento, una unidad 40 de medición de tensión (convertidor analógico-digital; ADC), y una unidad 50 de control.
[0044] El bloque 10 de baterías incluye una pluralidad de celdas de batería conectadas eléctricamente entre sí. En algunas realizaciones a modo de ejemplo, la celda de batería puede ser una batería recargable que puede recargarse. Un número predeterminado de celdas de batería se conectan en serie para formar un módulo de batería, y un número predeterminado de módulos de batería se conectan en serie y en paralelo para formar un bloque 10 de baterías, suministrando de ese modo la potencia deseada. Cada una de una pluralidad de celda de batería se conecta eléctricamente a la unidad 50 de control, por ejemplo, mediante un sistema de gestión de batería (BMS) a través de cableado.
[0045] En la figura 1, el bloque 10 de baterías incluye una pluralidad de celdas de batería conectadas en serie, y conectadas entre dos terminales de salida OUT1 y OUT2 del sistema 1 de batería. Un contactor 20 está conectado entre el polo positivo del bloque 10 de baterías y el terminal de salida OUT1. Los componentes mostrados en la figura 1 y las relaciones de conexión entre los componentes son un ejemplo de la invención, pero no se limitan a los mismos.
[0046] El contactor 20 puede incluir un contactor 21 principal conectado entre el electrodo positivo del bloque 10 de baterías y el primer terminal de salida OUT1. Además, el contactor 20 puede incluir un contactor 22 de precarga conectado a la resistencia de precarga R en serie entre el electrodo positivo del bloque 10 de baterías y el primer terminal de salida OUT1.
[0047] El contactor 21 principal puede cerrarse según la primera señal de accionamiento SC1 de un nivel de habilitación, y puede abrirse según la primera señal de accionamiento SC1 de un nivel de deshabilitación. Cuando el contactor 21 principal se cierra, el sistema 1 de batería y un dispositivo externo se conectan eléctricamente entre sí para realizar la carga o descarga. Por ejemplo, cuando el dispositivo externo es una carga, se realiza la operación de descarga en la que se suministra una potencia desde el bloque 10 de baterías hasta la carga, y cuando el dispositivo externo es un cargador, el bloque 10 de baterías puede descargarse por el cargador. Cuando el contactor 21 principal se abre, el sistema 1 de batería y el dispositivo externo se desconectan eléctricamente.
[0048] El contactor 22 de precarga puede conectarse en serie con la resistencia de precarga R, puede cerrarse según la segunda señal de accionamiento SC2 del nivel de habilitación, y puede abrirse según la segunda señal de accionamiento SC2 del nivel de deshabilitación.
[0049] Por ejemplo, cuando el contactor 21 principal se cierra, la potencia se suministra desde el bloque 10 de baterías de alta tensión hasta el inversor, y el motor (la carga) se acciona. Antes de que el bloque 10 de baterías de alta tensión y el condensador del inversor se conecten mediante el contactor 21 principal, el contactor 22 de precarga permite que el condensador del inversor se precargue. Entonces, se reduce la sobrecorriente generada cuando el contactor 21 principal y la carga se conectan. Según la realización a modo de ejemplo, el contactor 22 de precarga se cierra primero antes de que se cierre el contactor 21 principal, y cuando transcurre un tiempo predeterminado mientras el contactor 21 principal está cerrado, el contactor 22 de precarga puede abrirse de nuevo para reducir la sobrecorriente.
[0050] El contactor 20 no se distingue claramente de un relé, y a veces se usa indistintamente. En algunos casos, puede denominarse contactor 20 cuando se abre y se cierra un circuito de alta potencia (por ejemplo, 5 KW o más), y relé cuando se abre y se cierra un circuito de alta potencia o menos (por ejemplo, menos de 5 KW). El contactor 20 puede estar enclavado con un circuito independiente, y tiene la ventaja de que un circuito de gran corriente puede conectarse o desconectarse eléctricamente debido al funcionamiento de un circuito compuesto por un sistema de baja tensión, tal como 5 V. Además, dado que una parte de bobina y una parte de contacto en el contactor 20 están aisladas y separadas, existe la ventaja de que puede aislarse eléctricamente de dispositivos externos. A continuación en el presente documento, el contactor 20 según la realización a modo de ejemplo puede incluir un relé.
[0051] La unidad 30 de accionamiento puede incluir una batería 31 auxiliar, un primer conmutador 32, y un segundo conmutador 33.
[0052] La batería 31 auxiliar puede suministrar potencia al contactor 21 principal y al contactor 22 de precarga. La batería 31 auxiliar puede suministrar una tensión de funcionamiento de 12 V a cada uno del contactor 21 principal y el contactor 22 de precarga. Por ejemplo, la batería 31 auxiliar puede ser una batería recargable que puede recargarse. La batería 31 auxiliar puede incluir un convertidor DC/DC para cargar la batería 31 auxiliar reduciendo la potencia de alta tensión descargada del bloque 10 de baterías hasta un nivel de tensión de funcionamiento. Como otro ejemplo, la batería 31 auxiliar puede ser una batería primaria capaz de suministrar una tensión de funcionamiento a cada uno del contactor 21 principal y el contactor 22 de precarga.
[0053] El primer conmutador 32 está conectado entre el contactor 21 principal y la batería 31 auxiliar, y puede conmutarse según la primera señal de accionamiento SC1 del nivel de habilitación. El primer conmutador 32 controla la conexión eléctrica entre el contactor 21 principal y la batería 31 auxiliar. Cuando se enciende el primer conmutador 32, el contactor 21 principal y la batería 31 auxiliar se conectan eléctricamente entre sí, y se suministra la potencia desde la batería 31 auxiliar al contactor 21 principal. En este caso, la tensión de la potencia suministrada puede ser una primera tensión de funcionamiento que cierra el contactor 21 principal.
[0054] El segundo conmutador 33 está conectado entre el contactor 22 de precarga y la batería 31 auxiliar, y puede conmutarse según la segunda señal de accionamiento SC2 del nivel de habilitación. El segundo conmutador 33 controla la conexión eléctrica entre el contactor 22 de precarga y la batería 31 auxiliar. Cuando se enciende el segundo conmutador 33, el contactor 22 de precarga y la batería 31 auxiliar se conectan eléctricamente entre sí, y se suministra la potencia desde la batería 31 auxiliar al contactor 22 de precarga. En este caso, la tensión de la potencia suministrada puede ser una segunda tensión de funcionamiento que cierra el contactor 22 de precarga. Cuando el contactor 21 principal y el contactor 22 de precarga son el mismo tipo de contactor, la primera tensión de funcionamiento y la segunda tensión de funcionamiento pueden ser del mismo nivel de tensión. Según la realización a modo de ejemplo, la primera tensión de funcionamiento y la segunda tensión de funcionamiento pueden ser de un nivel de tensión correspondiente a 12 V, pero no se limitan a esto, y pueden establecerse diversos niveles de tensión como la tensión de funcionamiento.
[0055] La unidad 40 de medición de tensión (ADC) mide las tensiones de funcionamiento primera y segunda suministradas a cada uno del contactor 21 principal y el contactor 22 de precarga, y puede convertir las tensiones de funcionamiento primera y segunda medidas en las señales digitales primera y segunda CV1/CV2. Específicamente, la unidad 40 de medición de tensión (ADC) convierte un valor analógico de las tensiones de funcionamiento primera y segunda suministradas a cada uno del contactor 21 principal y el contactor 22 de precarga en las señales digitales primera y segunda CV1/CV2 que van a transmitirse a la unidad 50 de control.
[0056] Por ejemplo, cuando la primera tensión de funcionamiento de 12 V se suministra al contactor 21 principal, la unidad 40 de medición de tensión (ADC) puede transmitir la primera señal digital CV1 que indica el nivel de tensión de 12 V a la unidad 50 de control. Si la primera tensión de funcionamiento no se suministra al contactor 21 principal, la unidad 40 de medición de tensión (ADC) puede transmitir la primera señal digital CV1 que indica el nivel de tensión de 0 V a la unidad 50 de control.
[0057] Por ejemplo, cuando la segunda tensión de funcionamiento de 12 V se suministra al contactor 22 de precarga, la unidad 40 de medición de tensión (ADC) puede transmitir la segunda señal digital CV2 que indica el nivel de tensión de 12 V a la unidad 50 de control. Si la segunda tensión de funcionamiento no se suministra al contactor 22 de precarga, la unidad 40 de medición de tensión (ADC) puede transmitir la segunda señal digital CV2 que indica el nivel de tensión de 0 V a la unidad 50 de control.
[0058] La unidad 50 de control puede transmitir la primera señal de accionamiento SC1 y la segunda señal de accionamiento SC2 para controlar la conmutación del contactor 21 principal y el contactor 22 de precarga, respectivamente, a la unidad 30 de accionamiento. Según la realización a modo de ejemplo, la unidad 50 de control puede configurarse como un sistema de gestión de batería (BMS).
[0059] La unidad 50 de control puede determinar si cada uno del contactor 21 principal y el contactor 22 de precarga se abre o se cierra basándose en la tensión de funcionamiento medida por la unidad 40 de medición de tensión (ADC). Según la realización a modo de ejemplo, la unidad 50 de control puede determinar la apertura o el cierre de cada uno del contactor 21 principal y el contactor 22 de precarga basándose en la primera señal digital CV1 y la segunda señal digital CV2 recibidas desde la unidad 40 de medición de tensión (ADC).
[0060] Cuando la unidad 50 de control transmite la señal de accionamiento (SC) del nivel de habilitación a la unidad 30 de accionamiento, la unidad 30 de accionamiento suministra la tensión de funcionamiento al contactor 20. Entonces, el contactor 20 realiza una operación de cierre. Sin embargo, en el estado en que la señal de accionamiento SC está en el nivel de habilitación, puede generarse el caso en el que la tensión de funcionamiento suministrada al contactor 20 puede detenerse temporalmente y luego suministrarse de nuevo debido a diversas circunstancias externas. En ese momento, el contactor 20 se abre físicamente y luego realiza de nuevo la operación de cierre. Sin embargo, dado que la señal de accionamiento SC mantiene el nivel de habilitación, esta situación puede no detectarse cuando la unidad 50 de control cuenta la apertura o el cierre del contactor 21 principal basándose en la señal de accionamiento. La señal de accionamiento SC puede ser al menos una de la primera señal de accionamiento SC1 y la segunda señal de accionamiento SC2.
[0061] Según una realización a modo de ejemplo, la unidad 50 de control, basándose en la tensión de funcionamiento aplicada al contactor 20, cuenta cada una de las aperturas o los cierres del contactor 20, y si el valor de suma del resultado contabilizado supera un valor de referencia predeterminado, puede determinarse el momento de reemplazo del contactor 20. Entonces, el momento de reemplazo óptimo puede predecirse basándose en la fatiga real acumulada en el contactor 20 cuando se abre o se cierra. En este momento, el valor de referencia puede calcularse basándose en el valor de suma del número de veces de apertura y cierre en los que se produce el fenómeno de soldadura mediante el experimento, y puede ser diferente dependiendo del tipo del contactor 20. La figura 2 y la figura 3 son vistas que explican el antes y el después del accionamiento de un contactor según una realización a modo de ejemplo.
[0062] En referencia a la figura 1 y la figura 2, el contactor 20 puede controlar el flujo de la corriente entre el bloque 10 de baterías y el dispositivo externo conectando o desconectando los puntos desconectados primero y segundo en la línea de alimentación L.
[0063] Cuando la unidad 50 de control transmite la primera señal de accionamiento SC1 del nivel de habilitación a la unidad 30 de accionamiento, el primer conmutador 32 se enciende. Entonces, la potencia descargada desde la batería 31 auxiliar puede suministrarse al contactor 21 principal. En este momento, el nivel de la potencia suministrada al contactor 21 principal puede pertenecer a un intervalo (por ejemplo, de 9 V a 16 V) de una tensión de funcionamiento nominal que permite que el contactor 21 principal funcione normalmente. La unidad 40 de medición de tensión (ADC) puede medir la tensión de funcionamiento suministrada al contactor 21 principal y transmitir la información que indica el nivel de la tensión de funcionamiento medida a la unidad 50 de control. El intervalo de la tensión de funcionamiento nominal puede variar dependiendo del tipo de contactor 21 principal.
[0064] Cuando la unidad 50 de control transmite la primera señal de accionamiento SC1 del nivel de deshabilitación a la unidad 30 de accionamiento, el primer conmutador 32 se apaga. Entonces, la potencia descargada desde la batería 31 auxiliar no se suministra al contactor 21 principal. La unidad 40 de medición de tensión (ADC) puede transmitir la información que indica el nivel de la tensión de tierra a la unidad 50 de control.
[0065] En referencia a la figura 2 y la figura 3, por ejemplo, el contactor 20 puede estar configurado como un tipo de émbolo que incluye una unidad 210 de contacto, una unidad 220 de bobina, una unidad 214 de émbolo, y un alojamiento 230. Sin embargo, el contactor 20 no se limita al de tipo émbolo, ya que puede ser un conmutador electrónico tal como un relé electromagnético de tipo bisagra, y puede incluir un conmutador de un tipo que se hace funcionar tirando de una pieza de hierro, y abriendo o cerrando un punto de contacto unido a la pieza de hierro cuando fluye una corriente a través de la bobina y se convierte en un electroimán.
[0066] La unidad 210 de contacto puede incluir una primera unidad 211 de contacto fija, una segunda unidad 212 de contacto fija, y una unidad 213 de contacto móvil. La primera unidad 211 de contacto fija y la segunda unidad 212 de contacto fija están conectadas respectivamente a los puntos primero y segundo que están desconectados uno del otro en la línea de alimentación L, y la unidad 213 de contacto móvil está posicionada orientada hacia las unidades 211 y 212 de contacto fijas primera y segunda, de manera que estén espaciadas un intervalo predeterminado. La unidad 213 de contacto móvil puede estar configurada como una placa de metal. La unidad 213 de contacto móvil está en contacto con o separada de las unidades 211 y 212 de contacto fijas primera y segunda, de modo que el flujo de puede controlarse la gran corriente en la línea de alimentación L. El contacto o la liberación del contacto entre la unidad 213 de contacto móvil y las unidades 211 y 212 de contacto fijas primera y segunda depende de un movimiento alternativo en línea recta de la unidad 214 de émbolo.
[0067] Por ejemplo, cuando se repite la operación de conmutación del contactor 20, se acumula un grado de fatiga, y el contactor 20 envejece debido a la acumulación de fatiga y puede quedar soldado en el estado cerrado o el estado abierto. Si cae en el estado de fusión, el contactor 20 no funciona según la señal de accionamiento SC.
[0068] Específicamente, en referencia a la figura 2 y la figura 3, la unidad 213 de contacto móvil puede fusionarse con al menos una de las unidades 211 y 212 de contacto fijas primera y segunda.
[0069] La unidad 220 de bobina hace que la unidad 214 de émbolo tenga un movimiento alternativo en línea recta mediante una acción de solenoide. La unidad 220 de bobina se conforma en una forma cilíndrica, es decir, hueca, enrollando la bobina a lo largo, y la unidad 214 de émbolo está dispuesta en el paso central proporcionado dentro de la unidad 220 de bobina.
[0070] El contactor 20 puede tener una tensión de funcionamiento nominal diferente según las especificaciones de la unidad 220 de bobina. Por ejemplo, el contactor 20 puede realizar la operación de cierre cuando se suministra la tensión de funcionamiento (por ejemplo, 12 V) de un nivel predeterminado, y puede realizar la operación de apertura cuando no se suministra la tensión de funcionamiento. El vehículo eléctrico está equipado con una batería 31 auxiliar de una tensión de 12 V, además del bloque 10 de baterías de alta tensión, y puede usarse como fuente de alimentación para suministrar la tensión de funcionamiento al contactor 20. La batería 31 auxiliar puede usarse como fuente de alimentación para arrancar el motor o como fuente de alimentación para diversos dispositivos electrónicos tales como faros de vehículos.
[0071] La unidad 214 de émbolo puede salir del paso central de la unidad 220 de bobina mediante la acción de solenoide de la unidad 220 de bobina cuando la corriente fluye a la unidad 220 de bobina. En este momento, la unidad 213 de contacto móvil y las unidades 211 y 212 de contacto fijas primera y segunda están en contacto. Y cuando se corta la corriente a la unidad 220 de bobina, la unidad 214 de émbolo vuelve a su posición original, y la unidad 213 de contacto móvil y las unidades 211 y 212 de contacto fijas primera y segunda pueden liberarse del contacto.
[0072] La unidad 214 de émbolo puede incluir núcleo 215 móvil, un vástago 216 de émbolo, y un núcleo 217 fijo.
[0073] El núcleo 215 móvil es un bloque metálico y se proporciona para que pueda moverse por la fuerza electromagnética de la unidad 220 de bobina en un estado no restringido en el paso central. El vástago 216 de émbolo puede extenderse desde el núcleo 215 móvil en la dirección longitudinal del paso central, y el extremo del mismo se engancha con la unidad 213 de contacto móvil fuera del paso central. El núcleo 215 móvil y el vástago 216 de émbolo se mueven juntos cuando se aplica la corriente a la unidad 220 de bobina.
[0074] El núcleo 217 fijo sirve para limitar la distancia de desplazamiento del núcleo 215 móvil y el vástago 216 de émbolo. El núcleo 217 fijo está fijado en el paso central de la unidad 220 de bobina, y tiene un diámetro interior que permite que el vástago 216 de émbolo pase a través de él, pero no del núcleo 215 móvil debido a la forma hueca del mismo. En referencia a la figura 2 y la figura 3, cuando se aplica potencia eléctrica a la unidad 220 de bobina, el núcleo 215 móvil puede moverse en la dirección del eje Y a una posición donde el núcleo 215 móvil hace tope contra el núcleo 217 fijo por la fuerza electromagnética de la unidad 220 de bobina. En este caso, la distancia móvil del núcleo 215 móvil corresponde a una distancia entre la unidad 213 de contacto móvil y las unidades 211 y 212 de contacto fijas primera y segunda. Los soportes 300 y 400 pueden soportar respectivamente una unidad 220 de bobina.
[0075] La figura 4 es un diagrama de flujo que explica un método de gestión de contactor según una realización a modo de ejemplo.
[0076] A continuación en el presente documento se describen el método de gestión de contactor y el sistema de batería que proporciona el método con referencia a la figura 1 a la figura 4.
[0077] En referencia a la figura 4, en primer lugar, la unidad 50 de control recibe el valor medido de la tensión de funcionamiento suministrada al contactor 20 conectado entre el bloque 10 de baterías y el dispositivo externo desde la unidad 40 de medición de tensión (ADC) (S110).
[0078] El contactor 20 puede ser un contactor mecánico que se cierra cuando se suministra la tensión de funcionamiento y se abre cuando no se suministra la tensión de funcionamiento. Según una realización a modo de ejemplo, el contactor 20 puede ser un contactor 21 principal conectado entre el bloque 10 de baterías y un dispositivo externo o un contactor 22 de precarga conectado al contactor 21 principal.
[0079] La unidad 40 de medición de tensión (ADC) puede medir la tensión de funcionamiento suministrada al contactor 20 y transmitir la tensión de funcionamiento medida a la unidad 50 de control. Por ejemplo, la unidad 40 de medición de tensión (ADC) mide las tensiones de funcionamiento primera y segunda suministradas a cada uno del contactor 21 principal y el contactor 22 de precarga, y convierte las tensiones de funcionamiento primera y segunda medidas en las señales digitales primera y segunda (CV1/CV2) que van a transmitirse a la unidad 50 de control.
[0080] A continuación, la unidad 50 de control determina la apertura o el cierre físicos del contactor 20 basándose en el cambio en la tensión de funcionamiento medida por la unidad 40 de medición de tensión (ADC), y cuenta cada una de las aperturas y los cierres (S130).
[0081] Cuando la unidad 50 de control transmite la señal de accionamiento SC del nivel de habilitación a la unidad 30 de accionamiento, la unidad 30 de accionamiento suministra la tensión de funcionamiento al contactor 20. Entonces, el contactor 20 realiza la operación de cierre. Sin embargo, en el estado en que la señal de accionamiento SC está en el nivel de habilitación, puede darse el caso de que la tensión de funcionamiento suministrada al contactor 20 puede detenerse temporalmente y luego suministrarse de nuevo debido a diversas circunstancias a su alrededor. En este momento, el contactor 20 se hace funcionar para que se abra físicamente y luego se cierre de nuevo. Sin embargo, dado que la señal de accionamiento SC mantiene el nivel de habilitación, esta situación puede no detectarse cuando la unidad 50 de control cuenta las aperturas o los cierres del contactor 20 basándose en la señal de accionamiento. Según una realización a modo de ejemplo, la unidad 50 de control puede determinar la apertura o el cierre físicos del contactor 20 basándose en el cambio en la tensión de funcionamiento para accionar el contactor 20, prediciendo de ese modo el nivel de fatiga acumulado realmente en el contactor 20.
[0082] A continuación, la unidad 50 de control determina si el valor de suma del resultado contabilizado supera un valor de referencia predeterminado (S150).
[0083] Cuando se suministra la tensión de funcionamiento al contactor 20, la unidad 50 de control determina que está cerrado y lo cuenta una vez. Si no se suministra la tensión de funcionamiento al contactor 20, la unidad 50 de control determina que está abierto y lo cuenta una vez. La unidad 50 de control suma los resultados contabilizados de cada apertura o cierre, y determina si el valor de suma supera un valor de referencia predeterminado. En este momento, el valor de referencia puede calcularse basándose en el valor de suma del número de veces de apertura y cierre en los que se produce el fenómeno de soldadura mediante un experimento, y puede ser diferente dependiendo del tipo del contactor 20.
[0084] A continuación, cuando el valor de suma supera el valor de referencia predeterminado (S150, Sí), la unidad 50 de control lo determina como el momento de reemplazo del contactor 20 (S170).
[0085] La unidad 50 de control puede transmitir un mensaje para el reemplazo del contactor 20, por ejemplo, un mensaje de notificación que incluya al menos una de información sobre la llegada del momento de reemplazo e información sobre el valor de suma de recuento, a un terminal externo a través de una unidad de control superior, por ejemplo, una unidad de control electrónico (ECU). El responsable de mantenimiento puede reemplazar entonces el contactor 20 en un momento apropiado antes de que se produzca la soldadura.
[0086] Según una realización a modo de ejemplo, si el valor de suma supera un valor de referencia predeterminado, la unidad 50 de control puede transmitir la señal de control SC del nivel de deshabilitación a la unidad 30 de accionamiento, de modo que la tensión de funcionamiento no se suministre al contactor 20. Entonces, puede impedirse que el contactor 20 quede soldado antes del reemplazo.
[0087] Aunque esta invención se ha descrito en relación con lo que se considera actualmente que son realizaciones prácticas a modo de ejemplo, debe entenderse que la invención no se limita a las realizaciones divulgadas.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES
1. Sistema de batería que comprende:
un contactor (21) conectado entre un bloque (10) de baterías y un dispositivo externo;
un medidor (40) de tensión para medir una primera tensión de funcionamiento suministrada al contactor; y un controlador (50) para determinar la apertura o el cierre del contactor basándose en la primera tensión de funcionamiento medida a partir del medidor de tensión,
en el que el controlador determina que el contactor está abierto en un estado abierto cuando no se suministra la primera tensión de funcionamiento al contactor, determina que el contactor está cerrado en un estado cerrado cuando se suministra la primera tensión de funcionamiento al contactor, y cuenta cada apertura y cierre del contactor y determina el momento de reemplazo del contactor basándose en el valor de suma de los recuentos que supera un valor de referencia predeterminado.
2. Sistema de batería según la reivindicación 1, en el que el controlador controla que la primera tensión de funcionamiento no se suministre al contactor para mantener la apertura del contactor cuando el valor de suma supera el valor de referencia predeterminado.
3. Sistema de batería según la reivindicación 1, que comprende además un accionador para recibir una primera señal de accionamiento que controla un suministro de la primera tensión de funcionamiento desde el controlador (50) y para suministrar la primera tensión de funcionamiento al contactor (21) según la primera señal de accionamiento recibida.
4. Sistema de batería según la reivindicación 1, en el que el contactor incluye:
una unidad (210) de contacto que incluye una primera unidad de contacto fija y una segunda unidad de contacto fija conectadas respectivamente a un primer punto y un segundo punto separados entre sí en una línea de alimentación que conecta el bloque de baterías y el dispositivo externo, y una unidad de contacto móvil dispuesta para estar espaciada un intervalo predeterminado en una posición orientada hacia la primera unidad de contacto fija y la segunda unidad de contacto fija;
una unidad (220) de bobina que realiza una función de electroimán cuando se suministra la primera tensión de funcionamiento; y
una unidad (214) de émbolo para liberar la unidad de contacto móvil de, o ponerla en contacto con, la primera unidad de contacto fija y la segunda unidad de contacto fija mediante un movimiento alternativo en línea recta por la fuerza electromagnética de la unidad de bobina.
5. Sistema de batería según la reivindicación 1, en el que el contactor (21) es un contactor principal para conectar o desconectar eléctricamente el bloque de baterías y el dispositivo externo.
6. Sistema de batería según la reivindicación 5, que comprende además un contactor (22) de precarga conectado al contactor principal,
en el que el medidor de tensión mide una segunda tensión de funcionamiento suministrada al contactor de precarga que va a transmitirse al controlador, y
en el que el controlador determina que el contactor de precarga está abierto en el estado abierto cuando no se suministra la segunda tensión de funcionamiento al contactor de precarga, determina que el contactor de precarga está cerrado en el estado cerrado cuando se suministra la segunda tensión de funcionamiento al contactor de precarga, y cuenta cada apertura y cierre del contactor de precarga para determinar el momento de reemplazo del contactor de precarga cuando el valor de suma de los recuentos respectivos supera el valor de referencia predeterminado.
7. Sistema de batería según la reivindicación 6, que comprende un accionador (30), en el que el accionador recibe una segunda señal de accionamiento que controla un suministro de la segunda tensión de funcionamiento al contactor de precarga desde el controlador y suministra la segunda tensión de funcionamiento al contactor (22) de precarga según la segunda señal de accionamiento.
8. Sistema de batería según la reivindicación 1, en el que el medidor (40) de tensión es un convertidor analógico-digital (ADC) que convierte la primera tensión de funcionamiento medida en una señal digital que va a transmitirse al controlador.
9. Sistema de batería según la reivindicación 1, en el que el controlador (50) transmite un mensaje para el reemplazo del contactor cuando el valor de suma de los recuentos supera el valor de referencia predeterminado.
10. Método de gestión de contactor que comprende:
recibir un valor medido de una tensión de funcionamiento suministrada a un contactor (21) desde un medidor de tensión;
determinar una apertura o cierre del contactor basándose en la tensión de funcionamiento medida a partir del medidor de tensión y contar cada apertura y cierre del contactor; y
determinar el momento de reemplazo del contactor cuando el valor de suma del recuento supera un valor de referencia predeterminado,
en el que, al contar cada apertura y cierre del contactor,
cuando no se suministra la tensión de funcionamiento al contactor, se determina que el contactor está abierto en un estado abierto, y cuando se suministra la tensión de funcionamiento al contactor, se determina que el contactor está cerrado en un estado cerrado.
11. Método de gestión de contactor según la reivindicación 10, en el que en la determinación del momento de reemplazo del contactor,
cuando el valor de suma del recuento supera el valor de referencia predeterminado, se controla que la tensión de funcionamiento no se suministre al contactor de modo que se mantenga el estado abierto del contactor.
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