IT201800007859A1

IT201800007859A1 - Sistema di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi

Info

Publication number: IT201800007859A1
Application number: IT102018000007859A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Simonazzi; Cesare Lasagni; Severino Bigliardi
Original assignee: Meta System Spa
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2020-02-03
Also published as: WO2020026180A1; EP3829918A1; JP7465255B2; US20210268910A1; CN113015649A; JP2021533715A

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “SISTEMA DI ACTIVE DISCHARGE PER AUTOVEICOLI ELETTRICI O IBRIDI”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi.

Sono noti diversi sistemi di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi impiegati generalmente per scaricare la carica elettrica accumulata nel sistema elettrico dell’autoveicolo stesso.

In particolare, il sistema elettrico dell’autoveicolo comprende una pluralità di apparecchiature elettroniche che nel corso della seguente trattazione indicheremo a scopo esemplificativo come dei circuiti di carico alimentati da una sorgente di alimentazione ad alto voltaggio, che nella fattispecie presa in considerazione è una batteria ad alto voltaggio.

Più in dettaglio, i circuiti di carico di questo tipo comprendono una pluralità di componenti elettronici di tipo capacitivo aventi una capacità totale equivalente in grado di accumulare una carica elettrica non trascurabile che per motivi di sicurezza deve essere scaricata ogniqualvolta la sorgente di alimentazione ad alto voltaggio è scollegata dal sistema elettrico, ad esempio a seguito dello spegnimento dell’autoveicolo, di un malfunzionamento o di un incidente stradale.

Infatti, nonostante in questi casi la sorgente di alimentazione ad alto voltaggio sia immediatamente isolata dal sistema elettrico dell’autoveicolo, la capacità equivalente rimane carica elettricamente e, soprattutto in caso di malfunzionamenti o di incidente stradale, si rivela molto pericolosa per il guidatore o per i passeggeri dell’autoveicolo.

A tale proposito, alcuni sistemi di active discharge impiegano una resistenza di scarica collegata in parallelo alla capacità equivalente in modo da scaricarne la carica accumulata.

Tuttavia, per realizzare un sistema di active discharge avente un tempo di scarica confrontabile con i tempi di scarica di sicurezza imposti dalla norma vigente in merito è necessario impiegare una resistenza di scarica avente un valore di resistenza particolarmente ridotto, che causerebbe una dissipazione di potenza inaccettabile durante il normale funzionamento dell’autoveicolo.

Per sopperire a questo inconveniente, è noto impiegare mezzi interruttori, come ad esempio un transistore, collegati in serie alla resistenza di scarica. In questo modo, i mezzi interruttori collegano/scollegano selettivamente la resistenza di scarica dai circuiti di carico solamente nel caso in cui sia necessario scaricare la capacità equivalente.

Infatti, in questo caso, il sistema di active discharge comprende mezzi di comando dei mezzi interruttori configurati per attivare/disattivare la scarica della capacità equivalente.

Tuttavia, i sistemi di active discharge di questo tipo sono suscettibili di miglioramenti legati all’entrata in funzione dello stesso sistema di active discharge.

In particolare, i sistemi di active discharge noti sono generalmente alimentati da una sorgente di alimentazione a basso a voltaggio, nella fattispecie da una batteria a basso voltaggio.

Infatti, come detto precedentemente, la sorgente di alimentazione ad alto voltaggio è immediatamente isolata dal sistema elettrico dell’autoveicolo, ad esempio in caso di incedente stradale, e non è in grado di alimentare il sistema di active discharge.

Tuttavia, soprattutto a seguito di un incidente stradale, la sorgente di alimentazione a basso voltaggio potrebbe venire a mancare e conseguentemente il sistema di active discharge non entrerebbe in funzione perché non alimentato.

Inoltre, il tempo di scarica della capacità equivalente è fortemente influenzato dal valore della resistenza di scarica e dal valore della carica elettrica da scaricare, la quale diminuisce progressivamente nel tempo in concomitanza con la scarica della capacità equivalente.

Per questo motivo, il transitorio di scarica della capacità equivalente tramite la resistenza di scarica è caratterizzato da un tempo di scarica particolarmente veloce e da una potenza dissipata particolarmente elevata all’inizio del transitorio, ed al contrario è caratterizzato da un tempo di scarica particolarmente lento e da una potenza dissipata particolarmente ridotta alla fine del transitorio.

Questo tipo di transitorio non garantisce il tempo di scarica più veloce e non sempre permette di scaricare la carica elettrica totale accumulata dalla capacità equivalente in un arco di tempo minore o uguale al di tempo di scarica di sicurezza.

Gli inconvenienti appena descritti mettono seriamente a rischio l’incolumità del guidatore o dei passeggeri dell’autoveicolo.

Il compito principale della presente invenzione è quello di escogitare un sistema di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi che consenta di scaricare la capacità equivalente anche in assenza di sorgenti di alimentazioni esterne.

Uno scopo ulteriore del presente trovato è quello di escogitare un sistema di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi che consenta di modulare il transitorio di scarica della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente e che garantisca un tempo di scarica minore o uguale al tempo di scarica di sicurezza.

Uno scopo aggiuntivo del presente trovato è quello di escogitare un sistema di active discharge che permetta l’azionamento del circuito di active discharge anche nel caso in cui non sia a disposizione la sorgente di alimentazione a basso voltaggio.

Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un sistema di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto. Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente sistema di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi avente le caratteristiche di rivendicazione 1.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di alcune forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, di un sistema di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi, illustrate a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è una vista schematica del sistema 1 secondo il trovato;

la figura 2 è una vista schematica di una forma di realizzazione del sistema secondo il trovato in cui il circuito di active discharge è disattivato;

la figura 3 è una vista schematica della forma di realizzazione mostrata in figura 2 in cui il circuito di active discharge è attivato;

la figura 4 è una vista schematica di un’ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il trovato;

la figura 5 è una vista schematica di un’altra forma di realizzazione del sistema secondo il trovato;

la figura 6 è una vista schematica dettagliata della forma di realizzazione mostrata in figura 4.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 un sistema di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi.

Sistema 1 di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi comprendente:

- almeno un circuito di active discharge 2 collegato operativamente in parallelo ad almeno un circuito di carico 3, il quale è alimentato da almeno una sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7 e definisce almeno una capacità equivalente 4 carica elettricamente di una carica elettrica, il circuito di active discharge 2 essendo configurato per scaricare la carica elettrica della capacità equivalente 4 nel caso in cui la sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7 sia scollegata dall’almeno un circuito di carico 3;

- mezzi di controllo 5 del circuito di active discharge 2 configurati per ricevere almeno un segnale di attivazione, i mezzi di controllo 5 attivando il circuito di active discharge 2 nel momento in cui ricevono il segnale di attivazione, in modo da scaricare la capacità equivalente 4. Opportunamente, nel prosieguo della seguente trattazione con il termine circuito di carico si intende indicare un circuito che assorbe potenza da un’alimentazione, nella fattispecie presa in considerazione dalla sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7.

In particolare, la sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7 è preferibilmente una batteria elettrica ad alto voltaggio che è collegata elettricamente in parallelo ad una pluralità di circuiti di carico 3 dell’autoveicolo, che in questo modo sono alimentati dalla batteria stessa. Più in dettaglio, i circuiti di carico 3 comprendono una pluralità di dispositivi elettronici, tra cui una grande varietà di componenti capacitivi 17, i quali, durante il normale funzionamento dei corrispondenti circuiti di carico 3, accumulano una carica elettrica.

Di conseguenza, la sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7 vede in uscita la capacità equivalente 4 definita dall’effetto complessivo di tutti i componenti elettronici capacitivi 17 di ciascuno dei circuiti di carico 3, come mostrato nelle figure 2-5.

Infatti, con particolare riferimento alle figure, i circuiti di carico 3 sono rappresentati a scopo esemplificativo come un blocco logico comprendente un componente capacitivo 17.

In particolare, la capacità equivalente 4 definita in questo modo deve essere scaricata dal circuito di active discharge 2 nel momento in cui i mezzi di controllo 5 ricevono il segnale di attivazione.

Infatti, la sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7 è preferibilmente di tipo scollegabile, ovvero sono previsti mezzi di interruzione 6 dell’alimentazione fornita dalla sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7 configurati per scollegare elettricamente quest’ultima dai circuiti di carico 3 e dal circuito di active discharge 2, ad esempio nel caso in cui si verifichi un incidente stradale.

In questo modo, il circuito di active discharge 2 può eseguire la scarica della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4.

Infatti, se la sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7 non fosse elettricamente scollegata dai circuiti di carico 3 e dal circuito di active discharge 2, quest’ultimo non sarebbe in grado di scaricare la capacità equivalente 4, la quale sarebbe continuamente caricata dalla sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7.

Questo causerebbe un consumo di potenza inaccettabile durante il normale funzionamento dell’autoveicolo.

Per questo motivo, i mezzi di controllo 5 attivano il circuito di active discharge 2 dopo lo scollegamento della sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7.

Inoltre, i mezzi di controllo 5 sono collegati alla capacità equivalente 4. In questo modo, i mezzi di controllo 5 sono alimentati dalla carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4.

Infatti, i mezzi di controllo 5 comprendono mezzi di conversione 18 della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4 in una tensione di alimentazione 19 dei mezzi di controllo 5.

In questo modo, se la capacità equivalente 4 è scarica, i mezzi di controllo 5 non sono alimentati ed il circuito di active discharge 2 non scarica la carica elettrica. Tuttavia, dal momento in cui non è presente alcuna carica elettrica da scaricare, questa condizione operativa non richiede l’attivazione del circuito di active discharge 2.

D’altro canto, invece, se la capacità equivalente 4 è carica, i mezzi di controllo 5 sono alimentati dalla carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4, che di conseguenza è scaricata dal circuito di active discharge 2.

In particolare, questa soluzione tecnica ha il vantaggio di rendere indipendente il funzionamento del sistema di active discharge 1 dall’alimentazione.

Infatti, i mezzi di conversione 18 alimentano sostanzialmente ogni componente e dispositivo compreso dai mezzi di controllo 5.

Vantaggiosamente, il circuito di active discharge 2 comprende mezzi dissipativi 12, 13, 14 della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4, i mezzi dissipativi 12, 13, 14 essendo atti a scaricare la carica elettrica tramite una corrente di scarica.

In particolare, i mezzi dissipativi 12, 13, 14 comprendono mezzi resistivi 12 atti a condurre la corrente di scarica e a scaricare la carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4.

Preferibilmente, i mezzi resistivi 12 comprendono uno o più elementi resistivi, costituiti ad esempio da resistenze elettriche.

Inoltre, i mezzi dissipativi 12, 13, 14 comprendono mezzi interruttori 13 collegati operativamente ai mezzi di controllo 5.

In particolare, i mezzi di controllo 5 attivano i mezzi interruttori 13 per permettere il passaggio della corrente di scarica e scaricare la carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4.

Inoltre, come anticipato precedentemente, i mezzi di controllo 5 attivano i mezzi interruttori 13 nel momento in cui ricevono il segnale di attivazione. Infatti, i mezzi di controllo 5 sono collegati operativamente a mezzi di segnalazione 8 configurati per inviare il segnale di attivazione ed alimentati da almeno una sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9.

Inoltre, i mezzi di controllo 5 comprendono mezzi di monitoraggio 10 della sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9 e sono configurati per attivare il circuito di active discharge 2 nel caso in cui non rilevino la sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9.

Preferibilmente, i mezzi di monitoraggio 10 comprendono almeno un ramo di ricezione 20 del segnale di attivazione operativamente collegato ai mezzi di segnalazione 8 ed alla sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9, ed almeno un ramo di monitoraggio 21 della sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9 accoppiato operativamente al ramo di ricezione 20 tramite primi mezzi di accoppiamento ottico 22, 23, ad esempio come un optocoupler, i quali mantengono il ramo di ricezione 20 ed il ramo di monitoraggio 21 accoppiati otticamente, ma galvanicamente disaccoppiati. Preferibilmente, il ramo di ricezione 20 comprende almeno un elemento selettore 26 configurato per modificare il suo stato in seguito alla ricezione del segnale di attivazione e conseguentemente per accoppiare il ramo di ricezione 20 al ramo di monitoraggio 21 tramite i primi mezzi di accoppiamento ottico 22, 23.

Infatti, come mostrato in figura 5, i primi mezzi di accoppiamento ottico 22, 23 comprendono preferibilmente una sorgente luminosa 22, ad esempio un LED, collegata elettricamente al ramo di ricezione 20 e configurata per essere attivata dall’elemento selettore 26, ed un elemento fotosensibile 23, ad esempio come un fototransistore, accoppiato otticamente alla sorgente luminosa 22 e collegato elettricamente al ramo di monitoraggio 21.

In particolare, la sorgente luminosa 22 è collegata alla sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9 ed è collegata in serie ad un elemento resistivo e all’elemento selettore 26, il quale è collegato a sua volta a massa.

In questo modo, in assenza del segnale di attivazione, la sorgente luminosa 22 è attivata dall’elemento selettore 26 ed è accoppiata all’elemento fotosensibile 23, il quale non attiva la scarica del circuito di active discharge 2.

Al contrario, in presenza del segnale di attivazione generato dai mezzi di segnalazione 8, la sorgente luminosa 22 è disattivata dall’elemento selettore 26 ed è disaccoppiata dall’elemento fotosensibile 23, il quale attiva il circuito di active discharge 2.

Allo stesso modo, se viene a mancare l’alimentazione fornita dalla sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9, la sorgente luminosa 22 è disattivata e l’elemento fotosensibile 23 attiva il circuito di active discharge 2 a prescindere dalla presenza o meno del segnale di attivazione.

In questo modo, se i mezzi di segnalazione 8 non funzionano, ad esempio a causa di un malfunzionamento della sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9, i mezzi di controllo 5 rilevano tale malfunzionamento tramite i mezzi di monitoraggio 10 e permettono l’attivazione del circuito di active discharge 2, il quale scarica la carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4 in un tempo finito.

Convenientemente, i mezzi di controllo 5 comprendono mezzi temporizzatori 15 del tempo di scarica della capacità equivalente 4 configurati per disattivare il circuito di active discharge 2 dopo un tempo di scarica predefinito 16.

In particolare, i mezzi temporizzatori 15 sono collegati ai mezzi di monitoraggio 10 e sono configurati per calcolare il tempo di scarica predefinito 16 a partire dall’istante di attivazione del circuito di active discharge 2.

Infatti, nel momento in cui i mezzi di segnalazione 8 inviano il segnale di attivazione o i mezzi di monitoraggio 10 rilevano la mancanza dell’alimentazione fornita della sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9, i mezzi temporizzatori 15 sono configurati in modo da mantenere il circuito di active discharge 2 attivo per un tempo uguale al tempo di scarica predefinito 16.

In particolare, i mezzi temporizzatori 15 comprendono mezzi di verifica 24 della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4 i mezzi temporizzatori 15 essendo configurati per disattivare il circuito di active discharge 2 nel caso in cui il valore di carica elettrica verificato dai mezzi di verifica 24 non sia di valore sostanzialmente decrescente nel tempo.

Preferibilmente, i mezzi di verifica 24 sono del tipo di un rilevatore di caduta di tensione collegato alla capacità equivalente 4.

Tale accorgimento permette di impedire che il circuito di active discharge 2 sia attivo mentre la sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7 è collegata elettricamente ai circuiti di carico 3.

Infatti, a seguito di una erronea attivazione del circuito di active discharge 2, causata ad esempio da un falso segnale di attivazione o da un temporaneo malfunzionamento della sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9, la capacità equivalente 4 è caricata dalla sorgente di alimentazione ad alto voltaggio 7 e allo stesso tempo è scaricata dal circuito di active discharge 2.

Quando ciò si verifica, il valore di carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4 rimane sostanzialmente costante è non diminuisce nel tempo nonostante parte della carica elettrica sia scaricata dal circuito di active discharge 2.

Questo causa una continua dissipazione di potenza e compromette il corretto funzionamento dell’autoveicolo.

Inoltre, i mezzi di controllo 5 comprendono mezzi di estensione 25 del tempo di scarica predefinito 16 configurati per estendere quest’ultimo di un tempo di estensione predefinito nel caso in cui il valore della carica elettrica verificato dai mezzi di verifica 24 sia superiore ad un valore di soglia predefinito al termine del tempo di scarica predefinito 16.

In altre parole, se al termine del tempo di scarica predefinito 16 la carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4 è decrescente nel tempo, ma non è inferiore al valore di soglia predefinito, che nella fattispecie coincide con un valore di sicurezza pari a circa 60V, i mezzi di controllo 5 mantengono il circuito di active discharge 2 attivo per un tempo di estensione, che nella fattispecie coincide con un tempo extra di circa due secondi, in modo da permettere di scaricare ulteriormente la capacità equivalente 4.

Tuttavia, al termine del tempo di estensione i mezzi di controllo 5 disattivano i mezzi interruttori 13 e conseguentemente disattivano anche il circuito di active discharge 2.

In particolare, in una prima forma di realizzazione del sistema 1 mostrata in figura 2, i mezzi interruttori 13 cono collegati in serie ai mezzi resistivi 12. In questo modo, quando i mezzi di controllo 5 attivano i mezzi interruttori 13, quest’ultimi permettono ai mezzi resistivi 12 di scaricare la carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4.

Infatti, in questa forma di realizzazione, i mezzi interruttori 13 comprendono uno o più elementi interruttori configurati per aprire e chiudere il circuito di active discharge 2.

In altre parole, i mezzi interruttori 13 sono configurati sostanzialmente come puri interruttori on/off che attivano la scarica della capacità equivalente 4 per il tempo di scarica predefinito 16 nel caso in cui i mezzi di controllo 5 ricevano il segnale di attivazione o rilevino la mancanza dell’alimentazione fornita dalla sorgente di alimentazione a basso voltaggio 9.

Una forma di realizzazione alternativa del sistema 1 è mostrata in figura 3, in cui i mezzi interruttori 13 ed i mezzi resistivi 12 coincidono.

In particolare, i mezzi interruttori 13 ed i mezzi resistivi 12 sono realizzati mediate almeno un transistor 14 collegato operativamente ai mezzi di controllo 5.

Più in dettaglio, tale almeno un transistor 14 può essere costituito da un transistor bipolare a gate isolato (IGBT).

Preferibilmente, in questa forma di realizzazione i mezzi dissipativi 12, 13, 14 comprendono una pluralità di transistor 14 opportunamente collegati tra loro.

Infatti, in questa forma di realizzazione, il transistor 14 non si comporta come un semplice interruttore on/of, ma una volta acceso si comporta come una resistenza di valore variabile in grado di scaricare la carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4.

Convenientemente, i mezzi di controllo 5 comprendono mezzi di polarizzazione 27 del transistor 14 configurati per variare il valore della corrente di scarica della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4 che attraversa il transistor 14.

Infatti, come accennato in precedenza, il transistor 14 è dimensionato per comportarsi come una resistenza di valore variabile a seconda del valore di tensione a cui è polarizzato dai mezzi di polarizzazione 27.

Di conseguenza, la corrente di scarica che attraversa il transistor 14 dipende dal valore di tensione a cui i mezzi di polarizzazione 27 polarizzano il transistor stesso.

Convenientemente, i mezzi di polarizzazione 27 comprendono almeno uno tra mezzi di rilevamento 28 del valore della corrente di scarica e mezzi di misura 29 del valore della carica elettrica da scaricare.

In particolare, i mezzi di polarizzazione 27 sono configurati per variare il valore della corrente di scarica in funzione di almeno uno tra il valore della corrente di scarica rilevato dai mezzi di rilevamento 28 ed il valore della carica elettrica misurato dai mezzi di misura 29.

Preferibilmente, nella forma di realizzazione mostrata in figura 6 i mezzi di polarizzazione 27 comprendono sia i mezzi di rilevamento 28 che i mezzi di misura 29.

In questo modo, i mezzi di polarizzazione 27 monitorano periodicamente il valore della corrente di scarica ed il valore della carica elettrica da scaricare in modo da ottimizzare il transitorio di scarica della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4 come descritto di seguito.

All’inizio del transitorio di scarica della capacità equivalente 4, quando la carica elettrica da scaricare è particolarmente elevata, i mezzi di polarizzazione 27 mantengono il valore di resistenza del transistor 14 sostanzialmente elevato in modo da non causare una scarica troppo veloce e fuori controllo della carica elettrica, la quale potrebbe danneggiare i circuiti di carico 3 o lo stesso circuito di active discharge 2.

Al contrario, alla fine del transitorio di scarica della capacità equivalente 4, quando la carica elettrica da scaricare è particolarmente ridotta, i mezzi di polarizzazione 27 mantengono il valore di resistenza del transistor 14 sostanzialmente ridotto in modo da scaricare velocemente la carica elettrica che è ancora accumulata dalla capacità equivalente 4 e che altrimenti richiederebbe un tempo di scarica particolarmente elevato, ovvero maggiore del tempo di scarica di sicurezza.

È importante notare che i termini “elevato” e “ridotto” impiegati con riferimento al valore di resistenza del transistor 14 e al valore della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4, sono da ritenersi come valori puramente indicativi che variano uno rispetto all’altro a seconda delle caratteristiche circuitali del circuito di active discharge 2 e dei circuiti di carico 3.

Tuttavia, tali valori sono univocamente definiti durante ogni istante del transitorio di scarica tramite una o più equazioni predefinite, ad esempio come le equazioni di scarica di un condensatore di una rete RC, al fine di realizzare la scarica della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4 in un tempo predefinito.

Convenientemente, i mezzi di polarizzazione 27 sono configurati per mantenere il transistor 14 pilotato in regione di funzionamento lineare durante tutto il transitorio di scarica della capacità equivalente 4.

Questo accorgimento permette variare la resistenza del transistor 14 e la corrente di scarica in modo particolarmente preciso e di conseguenza di scaricare la capacità equivalente 4 in maniera continua e controllata, permettendo di rispettare il tempo di scarica di sicurezza, che generalmente è di cinque secondi, e dissipando una potenza di valore sostanzialmente costante durante l’intero transitorio di scarica.

Non si escludono, tuttavia, alternative forme di realizzazione del sistema 1 in cui i mezzi dissipativi 12, 13, 14 comprendano mezzi resistivi 12 collegati elettricamente in serie ad almeno un transistor 14 come definito nella forma di realizzazione precedentemente descritta e come mostrato in figura 5.

Opportunamente, i mezzi di polarizzazione 27 sono configurati per attivare il transistor 14 per il tempo necessario alla scarica della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente 4.

Per questo motivo, i mezzi di polarizzazione 27 sono collegati operativamente ai mezzi temporizzatori 15, i quali hanno lo scopo di temporizzare il tempo di attivazione dei mezzi di polarizzazione 27 del circuito di active discharge 2 come descritto precedentemente.

In altre parole, i mezzi temporizzatori 15 permettono ai mezzi di polarizzazione 27 di attivare il circuito di active discharge 2 per il tempo di scarica predefinito 16 ed eventualmente per il tempo di estensione.

Vantaggiosamente, i mezzi di controllo 5 comprendono mezzi di diagnostica 30 del circuito di active discharge 2 configurati per segnalare l’attivazione di quest’ultimo ad almeno un’unità diagnostica 31.

In particolare i mezzi di diagnostica 30 comprendono:

- mezzi di avviso 33, 34 dell’attivazione del circuito di active discharge 2 configurati per inviare almeno un segnale di avviso all’unità diagnostica 31;

- mezzi di verifica 32 dell’attivazione del circuito di active discharge 2 configurati per verificare la presenza della corrente di scarica e per attivare i mezzi di avviso 33, 34 nel momento in cui verificano la presenza della corrente di scarica.

Preferibilmente, i mezzi di verifica 32 sono un rilevatore di corrente collegato operativamente ai mezzi di avviso 33, 34.

I mezzi di avviso 33, 34, invece, sono strutturalmente analoghi ai mezzi di monitoraggio 10.

Più in dettaglio, i mezzi di avviso 33, 34 comprendono almeno un ramo di avviso 33 operativamente collegato ai mezzi di verifica 32 ed almeno un ramo di diagnostica 34 collegato operativamente all’unità diagnostica 31. Inoltre, analogamente a quanto descritto con rifermento ai mezzi di monitoraggio 10, i mezzi di avviso 33, 34 comprendono secondi mezzi di accoppiamento ottico 35 del ramo di avviso 33 al ramo di diagnostica 34. In particolare, il ramo di avviso 33 ed il ramo di diagnostica 34 sono strutturalmente analoghi rispettivamente al ramo di ricezione 20 ed al ramo di monitoraggio 21, ed i secondi mezzi di accoppiamento ottico 35 sono strutturalmente analoghi ai primi mezzi di accoppiamento ottico 22, 23, come mostrato in figura 6.

Infatti, quando è presente la corrente di scarica, i mezzi di verifica 32 attivano il ramo di avviso 33, il quale stabilisce l’accoppiamento con il ramo di diagnostica 34 che a sua volta segnala all’unità diagnostica 31 l’attivazione del circuito di active discharge 2.

Preferibilmente, l’unità diagnostica 31 è un dispositivo configurato per mostrare una pluralità di avvisi, tra cui l’avviso di attivazione del circuito di active discharge 2.

Inoltre, l’unità diagnostica 31 è preferibilmente consultabile da un operatore specializzato, il quale può verificare in questo modo il corretto funzionamento del sistema 1.

Il sistema 1 appena descritto è preferibilmente impiegato per realizzare la scarica della capacità equivalente 4 dei dispositivi e/o dei componenti impiegati nei caricabatterie per autoveicoli elettrici o ibridi.

In particolare è oggetto della presente invenzione un caricabatterie comprendente almeno un sistema di active discharge come descritto precedentemente.

Preferibilmente, il caricabatterie è del tipo di un OBC (On Board Charger). Si è in pratica constatato come l’invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti.

In particolare, si sottolinea il fatto che l’impiego di uno o più transistor che permettono di variare il valore di resistenza di scarica del circuito di active discharge migliora sensibilmente il transitorio di scarica della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente, diminuendo il tempo di scarica ed aumentandone l’efficienza.

Inoltre, l’alimentazione dei mezzi di controllo realizzata tramite la carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente da scaricare permette di attivare il circuito di active discharge ogniqualvolta è presente una carica da scaricare, indipendentemente dalla disponibilità o meno dell’alimentazione dell’autoveicolo.

Inoltre, l’impiego di mezzi di monitoraggio per verificare in ogni istante la presenza dell’alimentazione fornita dalla sorgente di alimentazione a basso voltaggio permette di attivare il circuito di active discharge indipendentemente dal funzionamento dei mezzi di segnalazione.

Riassumendo, gli accorgimenti tecnici sopra elencati rendono il sistema di active discharge indipendente da fattori che generalmente si rivelano critici per il suo funzionamento, incrementando sensibilmente la sicurezza del guidatore dell’autoveicolo e degli eventuali passeggeri.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Sistema (1) di active discharge per autoveicoli elettrici o ibridi, caratterizzato dal fatto che comprende: - almeno un circuito di active discharge (2) collegato operativamente in parallelo ad almeno un circuito di carico (3), il quale è alimentato da almeno una sorgente di alimentazione ad alto voltaggio (7) e definisce almeno una capacità equivalente (4) carica elettricamente di una carica elettrica, detto circuito di active discharge (2) essendo configurato per scaricare la carica elettrica accumulata da detta capacità equivalente (4) nel caso in cui detta sorgente di alimentazione ad alto voltaggio (7) sia scollegata da detto almeno un circuito di carico (3); - mezzi di controllo (5) di detto circuito di active discharge (2) configurati per ricevere almeno un segnale di attivazione, detti mezzi di controllo (5) attivando detto circuito di active discharge (2) in caso di ricezione di detto segnale di attivazione, in modo da scaricare detta capacità equivalente (4).
2) Sistema (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (5) sono collegati a detta capacità equivalente (4), detti mezzi di controllo (5) essendo alimentati dalla carica elettrica accumulata da detta capacità equivalente (4).
3) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (5) comprendono mezzi di conversione (18) della carica elettrica accumulata da detta capacità equivalente (4) in una tensione di alimentazione (19) di detti mezzi di controllo (5).
4) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (5) sono collegati operativamente a mezzi di segnalazione (8) configurati per inviare detto segnale di attivazione ed alimentati da almeno una sorgente di alimentazione a basso voltaggio (9), detti mezzi di controllo (5) comprendono mezzi di monitoraggio (10) di detta sorgente di alimentazione a basso voltaggio (9) ed essendo configurati per attivare detto circuito di active discharge (2) nel caso in cui non rilevino detta sorgente di alimentazione a basso voltaggio (9).
5) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (5) comprendono mezzi temporizzatori (15) del tempo di scarica di detta capacità equivalente (4) configurati per disattivare detto circuito di active discharge (2) dopo un tempo di scarica predefinito (16).
6) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (5) comprendono mezzi di estensione (25) di detto tempo di scarica predefinito (16) configurati per estendere quest’ultimo di un tempo di estensione predefinito nel caso in cui detto valore di carica elettrica verificato da detti mezzi di verifica (24) sia superiore ad un valore di soglia predefinito al termine di detto tempo di scarica predefinito (16).
7) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi temporizzatori (15) comprendono mezzi di verifica (24) della carica elettrica accumulata da detta capacità equivalente (4), detti mezzi temporizzatori (15) essendo configurati per disattivare detto circuito di active discharge (2) nel caso in cui il valore di detta carica elettrica verificato da detti mezzi di verifica (24) non sia di valore sostanzialmente decrescente nel tempo.
8) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito di active discharge (2) comprende mezzi dissipativi (12, 13, 14) della carica elettrica accumulata da detta capacità equivalente (4), detti mezzi dissipativi (12, 13, 14) essendo atti a scaricare detta carica elettrica tramite una corrente di scarica.
9) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi dissipativi (12, 13, 14) comprendono mezzi resistivi (12) atti a condurre detta corrente di scarica e a scaricare la carica elettrica accumulata da detta capacità equivalente (4).
10) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi dissipativi (12, 13, 14) comprendono mezzi interruttori (13) collegati operativamente a detti mezzi di controllo (5), detti mezzi di controllo (5) attivando detti mezzi interruttori (13) per permettere il passaggio di detta corrente di scarica e scaricare la carica elettrica accumulata da detta capacità equivalente (4).
11) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi interruttori (13) cono collegati in serie a detti mezzi resistivi (12).
12) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi interruttori (13) e detti mezzi resistivi (12) coincidono, detti mezzi interruttori (13) e detti mezzi resistivi (12) essendo realizzati mediate almeno un transistor (14) collegato operativamente a detti mezzi di controllo (5).
13) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno un transistor (14) è del tipo di un transistor bipolare a gate isolato (IGBT).
14) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (5) comprendono mezzi di polarizzazione (27) di detto almeno un transistor (14) configurati per variare il valore di detta corrente di scarica della carica elettrica accumulata dalla capacità equivalente (4) che attraversa detto almeno un transistor (14) in funzione del valore della carica elettrica accumulata da detta capacità equivalente (4) da scaricare e del valore della carica elettrica scaricata tramite detto almeno un transistor (14).
15) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di polarizzazione (27) comprendono almeno uno tra mezzi di rilevamento (28) del valore di detta corrente di scarica e mezzi di misura (29) del valore di detta carica elettrica da scaricare, detti mezzi di polarizzazione (27) essendo configurati per variare il valore di detta corrente di scarica in funzione di almeno uno tra il valore di detta corrente di scarica rilevato da detti mezzi di rilevamento (28) ed il valore di detta carica elettrica misurato da detti mezzi di misura (29).
16) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (5) comprendono mezzi di diagnostica (30) di detto circuito di active discharge (2) configurati per segnalare l’attivazione di quest’ultimo ad almeno un’unità diagnostica (31).
17) Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di diagnostica (30) comprendono: - mezzi di avviso (33, 34) dell’attivazione di detto circuito di active discharge (2) configurati per inviare almeno un segnale di avviso a detta unità diagnostica (31); - mezzi di verifica (32) dell’attivazione di detto circuito di active discharge (2) configurati per verificare la presenza di detta corrente di scarica e per attivare detti mezzi di avviso (33, 34) nel momento in cui verificano la presenza di detta corrente di scarica.
18) Caricabatterie (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un sistema di active discharge secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.