IT202100021485A1 - Gruppo e metodo di monitoraggio delle emissioni di una o piu' batterie - Google Patents

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IT202100021485A1
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IT102021000021485A
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Sergio D'alessio
Stefano Regazzoni
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Denios S R L
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?GRUPPO E METODO DI MONITORAGGIO DELLE EMISSIONI DI UNA O PIU' BATTERIE?
La presente invenzione ? relativa ad un gruppo e ad un metodo di monitoraggio delle emissioni di almeno una batteria.
In particolare, la presente invenzione trova particolare impiego nel monitoraggio delle batterie associate a motori elettrici.
La sempre pi? crescente evoluzione dell?impiego di motori elettrici nel campo dell?automazione, degli utensili industriali e dell?autotrazione, unitamente alla crescente sensibilit? in merito alle emissioni dei motori termici ha accelerato lo sviluppo e l?impiego di batterie di tipo innovativo.
Tuttavia, la rapidit? nello sviluppo delle batterie non sempre coincide con altrettanta rapidit? nell?ideazione e l?implementazione di sistemi di mitigazione dei rischi connessi al loro impiego e soprattutto ad un eventuale malfunzionamento.
Le batterie elettriche moderne ad elevata capacit? vengono generalmente impiegate accoppiando pi? celle di accumulo di energia all?interno di robusti involucri di protezione.
Nel corso della vita tecnica di una singola batteria, pressione e temperatura all?interno dell?involucro subiscono innumerevoli variazioni.
Per preservare l?integrit? del dispositivo ? generalmente presente una valvola di sfiato, normalmente detta ?di sovrappressione?, che evita il raggiungimento di livelli critici di pressione interna in situazioni sia ordinarie che straordinarie.
Gli accumuli di calore presso le celle vengono invece gestiti, nelle fasi di normale esercizio, con sistemi dedicati (ad esempio fogli di grafite pirolitica) che favoriscono la dissipazione del calore.
Durante l?utilizzo, quindi, una batteria di tipo moderno sar? in grado di dissipare il calore in eccesso derivante dalle trasformazioni elettrochimiche che permettono l?accumulo di energia, e in caso di necessit? espellere la componente gassosa derivante dai processi ordinari.
La situazione rimane pertanto sotto controllo durante l?impiego ordinario.
Tuttavia, tali sistemi non garantiscono la sicurezza delle batterie al manifestarsi di fenomeni di corto circuito all?interno delle singole celle.
Durante le fasi iniziali di tali fenomeni, in una o pi? celle di accumulo si pu? osservare un aumento contemporaneo di calore e di pressione all?interno dell?involucro, con formazione di differenti gas a concentrazione non trascurabile, sia derivanti da passaggi di stato che dalla degradazione degli elettroliti in composti pi? semplici.
Nonostante l?atmosfera interna alla batteria venga progressivamente espulsa dalla valvola di sovrappressione, spesso si ha l?estensione del malfunzionamento alle celle attigue. Ci? comporta un repentino incremento di calore e di pressione fino a livelli non controllabili (cosiddetto fenomeno della fuga termica o ?thermal runaway?).
La fuga termica ? normalmente accompagnata da esplosioni dovute agli aumenti di pressione non gestibili dai sistemi installati sull?involucro e da fiamme alimentate dai gas prodotti dalle reazioni interne.
Le esplosioni di questo tipo, oltre a provocare danni alla batteria stessa possono danneggiare in modo importante il veicolo su cui ? installata o le persone e le cose disposte nell?ambiente circostante la batteria sia quando la batteria ? in uso su un veicolo o un dispositivo, sia quando ? stoccata in un luogo dedicato.
Attualmente alcune soluzioni di tipo passivo si limitano all?impiego di ulteriori involucri di sicurezza dedicati a contenere eventuali incendi o deflagrazioni.
Tuttavia, l?impiego di involucri di sicurezza ? una soluzione costosa e poco flessibile perch? richiede che ciascun modello di batteria sia dotata di involucri opportunamente progettati e realizzati. Oltretutto, gli involucri di questo tipo hanno ingombri importanti e non trascurabili in termini di logistica e stoccaggio. Infine, gli involucri di sicurezza non possono essere adottati, ad esempio, in batterie gi? montate su autoveicoli parcheggiati.
Altre soluzioni di tipo attivo prevedono l?impiego di sistemi di rivelazione di fumo, calore o in taluni casi fiamma.
Tuttavia, tali metodologie segnalano l?anomalia quando questa ha gi? compiuto il suo sviluppo, addirittura raggiungendo il fenomeno di fuga termica e mostrandone inequivocabilmente gli effetti all?esterno del suo involucro. Tale situazione, anche con repentini interventi di contenimento (abbassamenti della temperatura, immersione in acqua?), mette in ogni caso a rischio quanto ? posto nelle immediate vicinanze della batteria. Ad esempio, nei luoghi dedicati allo stoccaggio di batterie si rischia concretamente l?innesco di un fenomeno a catena non gestibile e seriamente pericoloso.
Infine, alcune soluzioni prevedono l?impiego di sistemi ambientali di rivelazione gas. Tali sistemi sono volti a intercettare la presenza di emissioni che precedono lo sviluppo di fenomeni di fuga termica. Tuttavia, i sistemi di questo tipo sono impiegabili solo in volumetrie estremamente limitate, e non garantiscono comunque tempi di reazione sufficientemente tempestivi a causa della diluizione dei gas stessi nel volume in cui sono dispersi.
La presenza di sensori ambientali che intervengono a una determinata soglia saranno inoltre influenzati dall?atmosfera presente all?interno del volume in cui ? presente la batteria.
Tali limiti diventano maggiormente evidenti nel controllo di accumulatori montati su veicoli in stazionamento. Tali sistemi, infatti, non possono essere utilizzati in luoghi aperti, e anche negli eventuali locali chiusi ? necessario che le dimensioni degli spazi in cui vengono montati siano molto contenute e non variabili.
In conclusione, le batterie moderne presentano rischi la cui entit? ? ovviamente influenzata dalla loro notevole capacit? di accumulare energia.
Tuttavia, i sistemi noti di controllo passivo e attivo per mitigare detti rischi, risultano generalmente poco efficaci nell?ottica di rilevare l?innesco e l?evoluzione di una fuga termica, intervenendo comunque tardivamente.
? pertanto uno scopo della presente invenzione realizzare un gruppo di monitoraggio delle emissioni di almeno una batteria che sia affidabile e impiegabile in tutte le configurazioni di uso, di stoccaggio e di trasporto delle batterie.
In accordo con tali scopi, la presente invenzione ? relativa ad un gruppo di monitoraggio delle emissioni di almeno una batteria comprendente:
? almeno una testa di raccolta emissioni provvista di un ingresso emissioni;
? almeno un sensore configurato per rilevare la concentrazione di almeno un gas nelle emissioni raccolte;
? almeno un dispositivo di controllo configurato per elaborare i dati acquisiti dall?almeno un sensore e per selettivamente generare segnali sulla base di tale elaborazione;
? mezzi di posizionamento configurati per mantenere l?ingresso emissioni sopra o in prossimit? dello scarico dell?almeno una batteria monitorata.
In questo modo, il controllo attivo effettuato dal gruppo di monitoraggio secondo la presente invenzione ? indipendente dal luogo in cui si trova la batteria. Il gruppo di monitoraggio, infatti, rileva il gas in uscita dallo scarico e riesce a prevedere l?insorgenza di fenomeni pericolosi, quali l?innesco di fenomeni di fuga termica.
La composizione della miscela gassosa emessa, ad esempio, dallo scarico della batteria, infatti, pu? essere un segnale precursore del passaggio della batteria dallo stato di esercizio ordinario allo stato di dispositivo pericoloso per persone e cose presenti nelle sue vicinanze.
La miscela emessa dallo scarico, infatti, ? una rappresentazione esaustiva dell?atmosfera presente all?interno di tutto l?involucro in caso di anomalia. Nell?involucro, infatti, i volumi disponibili sono scarsi e vengono immediatamente saturati da eventuali gas derivanti dalle anomalie delle singole celle.
Il gruppo di monitoraggio secondo la presente invenzione ? quindi in grado di prevedere tempestivamente l?innesco di situazioni pericolose e incontrollabili.
? un ulteriore scopo del trovato quello di fornire un metodo di monitoraggio delle emissioni di almeno una batteria che sia semplice ed affidabile.
In accordo con tali scopi, la presente invenzione ? relativa ad un metodo di monitoraggio delle emissioni di almeno una batteria come rivendicato nella rivendicazione 16.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:
? la figura 1 ? una rappresentazione schematica, con parti asportate per chiarezza, del gruppo di monitoraggio delle emissioni di almeno una batteria secondo la presente invenzione;
? la figura 2 ? una rappresentazione schematica prospettica, con parti asportate per chiarezza, di un dettaglio del gruppo di monitoraggio di figura 1;
? la figura 3 ? una rappresentazione schematica prospettica, con parti asportate per chiarezza, del dettaglio di figura 2 secondo una variante;
? la figura 4 ? una rappresentazione schematica, con parti asportate per chiarezza, del gruppo di monitoraggio secondo una prima variante della presente invenzione;
? la figura 5 ? una rappresentazione schematica del gruppo di monitoraggio secondo una seconda variante della presente invenzione;
? la figura 6 e la figura 7 illustrano dettagli della variante del gruppo di monitoraggio della figura 5;
? la figura 8 ? una rappresentazione schematica del gruppo di monitoraggio secondo una terza variante della presente invenzione.
In figura 1 ? indicato con il numero di riferimento 1 un gruppo di monitoraggio delle emissioni di una batteria 2 secondo la presente invenzione.
La batteria 2 ? provvista di un involucro 3 esterno, all?interno del quale sono disposte una o pi? celle di accumulo (non illustrate). L?involucro esterno 3 ? provvisto di uno scarico 4, configurato per scaricare le emissioni prodotte dalle celle all?interno dell?involucro 3.
Nell?esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, lo scarico 4 comprende una valvola di sovrappressione 5 (meglio visibile nella figura 4), la quale ? configurata per scaricare le emissioni accumulate all?interno del volume disponibile dell?involucro 3 quando queste superano un livello di pressione predeterminato.
La batteria 2 illustrata nelle figure allegate ? una batteria per un veicolo alimentato elettricamente, nello specifico un?automobile. Resta inteso che il gruppo di monitoraggio secondo la presente invenzione possa essere applicato anche a batterie di diversa tipologia e diversa applicazione.
Il gruppo 1 comprende una testa di raccolta emissioni 7 provvista di almeno un ingresso emissioni 8, almeno un sensore 10 configurato per rilevare la presenza di almeno un gas nelle emissioni raccolte dalla testa di raccolta emissioni 7, un dispositivo di controllo 11 configurato per elaborare i dati acquisiti dall?almeno un sensore 10 e per selettivamente generare segnali S sulla base di tale elaborazione e mezzi di posizionamento 13 configurati per mantenere l?ingresso emissioni 8 sopra o in prossimit? dello scarico 4 della batteria 2 monitorata.
Preferibilmente, il gruppo di monitoraggio 1 comprende una pluralit? di sensori 10, ciascuno dei quali ? configurato per rilevare la presenza di diversi gas. In particolare, i sensori 10 sono posti in serie in modo che la medesima miscela di emissioni possa essere completamente analizzata.
Ciascun sensore 10 ? configurato per quantificare la concentrazione di un rispettivo gas che possa essere rappresentativo dell?innesco di un processo anomalo all?interno della batteria 2.
Nell?esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, i sensori 10 sono tre, configurati per rilevare rispettivamente la concentrazione di monossido di carbonio e di anidride carbonica e idrocarburi. In dettaglio, i sensori 10 rilevano un valore di concentrazione rispetto alla miscela di emissioni complessiva espresso in Parti per Milione o, in alternativa, in percentuale.
Una variante non illustrata prevede che siano presenti due sensori configurati per rilevare rispettivamente la concentrazione di monossido di carbonio e di anidride carbonica.
Una variante non illustrata prevede che sia presente un solo sensore configurato per rilevare la concentrazione di Monossido di Carbonio.
Una ulteriore variante non illustrata prevede che sia presente un solo sensore configurato per rilevare la concentrazione di gas infiammabili. In particolare, in questo caso il sensore fornir? un valore percentuale rispetto al Limite Inferiore di Esplosivit? (LEL) della miscela in cui sono presenti i gas infiammabili.
Una ulteriore variante non illustrata prevede che sia presente un solo sensore configurato per rilevare la concentrazione di composti organici con tecnologia a fotoionizzazione. Tale sensore fornir? un valore espresso in Parti per Miliardo dei composti organici presenti nella miscela di emissioni.
I sensori 10 comunicano al dispositivo di controllo 11 i dati rilevati. I dati possono essere trasmessi con protocolli di comunicazione standard, via cavo o mediante protocolli wireless.
Il gruppo di monitoraggio 1 ? inoltre provvisto di una camera di campionamento 15 in cui affaccia l?almeno un sensore 10, un tubo di collegamento 16 configurato per collegare la testa di raccolta emissioni 7 alla camera di campionamento 15 ed una pompa 18 disposta lungo il tubo di collegamento 16 e configurata per prelevare le emissioni dalla testa di raccolta emissioni 7 e inviarle alla camera di campionamento 15.
La camera di campionamento 15 ? provvista di un?uscita di scarico 19, attraverso la quale vengono scaricate le emissioni dopo l?esecuzione del campionamento mediante i sensori 10.
Nell?esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, la camera di campionamento 15 ? definita da una porzione di un condotto 20.
La pompa 18 viene preferibilmente attivata a intervalli regolari in modo che le emissioni vengano alimentate alla camera di campionamento 15 con una determinata frequenza di campionamento. L?attivazione della pompa 18 viene effettuata sotto il controllo del dispositivo di controllo 11. I sensori 10 vengono preferibilmente attivati sostanzialmente con la stessa frequenza, ma con un ritardo tale da garantire un corretto rilevamento dei dati relativi alle emissioni solo quando queste vengono effettivamente alimentate alla camera di campionamento 15.
Una variante non illustrata prevede che la pompa sia continuamente attiva e che il passaggio delle emissioni nella camera di campionamento 15 sia continuo.
Vantaggiosamente, la pompa 18 garantisce che le emissioni in uscita dallo scarico 4 della batteria 2 vengano aspirate anche se la testa di raccolta emissioni 7 ? ad una distanza dallo scarico 4, come vedremo in dettaglio pi? avanti.
Preferibilmente, il gruppo di monitoraggio 1 comprende inoltre un regolatore di portata 22 disposto a valle della pompa 18 e a monte della camera di campionamento 15 per regolare la portata di emissioni da alimentare alla camera di campionamento 15 e consentire un corretto rilevamento da parte dei sensori 10.
Il regolatore di portata 22 ? preferibilmente provvisto di uno scarico 23 per scaricare le emissioni quando la portata della pompa 18 ? maggiore della portata calibrata per la misura. In questo modo la portata in eccesso viene scaricata senza transitare nella camera di campionamento 15.
Il tubo di collegamento 16 ? preferibilmente realizzato in un materiale inerte nei confronti delle emissioni. In altre parole, il materiale del tubo di collegamento 16 non reagisce al contatto con le emissioni.
La pompa 18 ? preferibilmente una pompa per vuoto del tipo a membrana.
Con particolare riferimento alla figura 2, la testa di raccolta emissioni 7 dell?esempio non limitativo qui descritto ed illustrato definisce una camera di raccolta emissioni 25.
Per definire la camera di raccolta emissioni 25, la testa di raccolta emissioni 7 ha dimensioni che eccedono il diametro del tubo di collegamento 16 a cui ? accoppiata.
La testa di raccolta emissioni 7 ? definita da un corpo cavo 27 estendentesi lungo un asse longitudinale A e aperto ad una prima estremit? in modo da definire l?ingresso emissioni 8 e chiuso da un tetto 29 all?estremit? opposta alla prima estremit? lungo l?asse A.
Il corpo cavo 27 ? inoltre provvisto di una uscita 30, preferibilmente realizzata lungo la parete laterale, per mettere in comunicazione fluidica la camera di raccolta emissioni 25 con il tubo di collegamento 16. Preferibilmente, l?uscita 30 ? provvista di un connettore 31 per agevolare e garantire una corretta e stabile connessione tra il corpo cavo 27 e il tubo di collegamento 16. Il corpo cavo 27 pu? avere forma cilindrica o prismatica, o semisferica.
Preferibilmente, la testa di raccolta emissioni 7 ? provvista di una valvola di sovrappressione 32, configurata per scaricare le emissioni quando la pressione all?interno della camera di raccolta emissioni 25 supera un valore di soglia. La valvola di sovrappressione 32 ? preferibilmente realizzata sul tetto 29 del corpo cavo 27.
L?ingresso emissioni 8 ? circondato da un bordo 34 preferibilmente provvisto di una guarnizione (non illustrata negli esempi allegati).
Nella figura 3 ? illustrata una variante della testa di raccolta emissioni 7 in cui il corpo cavo 27 ? aperto ad entrambe le estremit?. Nell?esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, il corpo cavo 27 ? sostanzialmente un tratto di un corpo tubolare.
I mezzi di posizionamento 13 sono configurati per mantenere l?ingresso emissioni 8 in una posizione tale da garantire che le emissioni in entrata attraverso l?ingresso emissioni 8 siano effettivamente le emissioni in uscita dallo scarico 4 della batteria 2 monitorata.
? quindi importante che la posizione relativa tra l?ingresso emissioni 8 e lo scarico 4 venga mantenuta nel tempo garantendo affidabilit? alla misura effettuata dal gruppo di monitoraggio 1.
L?ingresso emissioni 8 pu? essere posizionato sopra lo scarico 4 o in prossimit? dello scarico 4. L?azione di aspirazione data dalla presenza della pompa 18, infatti, consente di poter disporre l?ingresso emissioni 8 anche ad una determinata distanza dallo scarico 4.
Talvolta, infatti, lo scarico 4 della batteria 2 non ? facilmente accessibile, soprattutto quando la batteria ? gi? montata, ad esempio, su un autoveicolo.
Nell?esempio illustrato nella figura 1, l?ingresso emissioni 8 ? disposto sopra lo scarico 4.
I mezzi di posizionamento 13 sono quindi preferibilmente configurati per accoppiare in modo rilasciabile la testa di raccolta emissioni 7 all?involucro 3 della batteria da monitorare o ad una struttura esterna alla batteria 2, ma prossima allo scarico 4.
Nell?esempio illustrato nelle figure 1-4, i mezzi di posizionamento 13 comprendono uno strato di materiale adesivo, preferibilmente disposto lungo il bordo 34 dell?ingresso emissioni 8. In sostanza, il bordo 34 viene incollato sull?involucro 3 della batteria 2 in modo tale che l?ingresso emissioni 8 sia disposto sopra lo scarico 4.
Una variante non illustrata prevede che lo strato di materiale adesivo venga applicato ad una porzione diversa della testa di raccolta emissioni 7 per accoppiare la testa di raccolta emissioni 7 ad una porzione dell?involucro 3 o ad altre strutture esterne alla batteria 2 e disposte in prossimit? dello scarico 4.
Una variante non illustrata prevede che i mezzi di posizionamento comprendano un sistema di accoppiamento meccanico tra la testa di raccolta emissioni 7 e lo scarico 4 in maniera da mantenere fisse le posizioni relative tra la testa di raccolta emissioni 7 e lo scarico 4.
Una ulteriore variante prevede che i mezzi di posizionamento 13 comprendano materiale magnetico, applicabile alla testa di raccolta emissioni 7. Ad esempio, il bordo 34 pu? essere arricchito con materiale magnetico. Tale soluzione ? utile quando la testa di raccolta emissioni 7 deve essere accoppiata a elementi e strutture (es: involucro batteria o strutture esterne alla batteria in prossimit? della batteria) realizzate in materiale ferromagnetico.
Nelle figure 5-7, sono illustrati mezzi di posizionamento 13 in accordo ad una ulteriore variante. In questo caso, i mezzi di posizionamento comprendono una base di appoggio 38 ed un braccio di supporto 39 regolabile, provvisto di una prima estremit? 40 collegata alla base di appoggio 38 ed una seconda estremit? 41, opposta alla prima estremit? 40, accoppiata alla testa di raccolta emissioni 7.
Il braccio di supporto 39 comprende almeno una porzione snodabile per regolare la posizione della testa di raccolta emissioni 7.
Una variante non illustrata prevede che il braccio di supporto 39 comprenda almeno una porzione telescopica.
Nell?esempio delle figure 5-7, la testa di raccolta emissioni 7 ha la struttura illustrata nella figura 3.
La soluzione illustrata nelle figure 5-7 pu? trovare applicazione nel campo del monitoraggio delle batterie 2 di autovetture 42 parcheggiate (figura 5). I mezzi di posizionamento 13 infatti agevolano l?installazione della testa di raccolta emissioni 7, sfruttando il pavimento come appoggio per la base d?appoggio 38.
In figura 4 ? illustrata una variante del gruppo di monitoraggio secondo la presente invenzione in cui vengono mantenuti gli stessi numeri di riferimento sinora adottati.
In accordo a tale variante i sensori 10 affacciano nella camera di raccolta emissioni 25 e sono configurati per rilevare i dati e alimentarli al dispositivo di controllo 11, preferibilmente mediante protocolli di comunicazione di tipo wireless.
In questo modo, la struttura del gruppo di monitoraggio 1 si riduce ad un unico corpo e non necessita di camere di campionamento e di sistemi di aspirazione. La struttura complessiva ? quindi pi? snella e l?installazione ? facilitata.
Tale soluzione, tuttavia, ? particolarmente adatta a quelle applicazioni in cui il gruppo di monitoraggio 1 pu? essere disposto sopra lo scarico 4 o nelle immediate vicinanze dello scarico 4 in maniera che le emissioni in uscita dallo scarico 4 entrino direttamente in contatto con i sensori 10.
La testa di raccolta 7, in questa forma di realizzazione, avr? la struttura illustrata in figura 2 e sar? preferibilmente provvista della valvola di sovrappressione 32 per evitare che nella camera di raccolta emissioni 25 si generino pressioni troppo elevate che possano anche disaccoppiare la testa di raccolta emissioni 7 dall?involucro 3.
Il dispositivo di controllo 11 ? configurato per elaborare i dati provenienti dai sensori 10 e sulla base di tale elaborazione generare uno o pi? segnali S.
I segnali S possono essere segnali di attivazione di dispositivi di sicurezza (es: anti-incendio, allagamento, etc.) e/o segnali di attivazione di emettitori luminosi e/o segnali di attivazione di emettitori acustici, e/o un segnale elaborabile da software e applicazioni dedicate etc.
In particolare, il dispositivo di controllo 11 ? configurato per riconoscere una condizione di allerta quando i sensori 10 rilevano concentrazioni di gas indicative della presenza di una instabilit? nella batteria 2. Ad esempio, le condizioni indicative possono essere il superamento di valori di soglia di riferimento per periodi superiori ad un valore minimo delle concentrazioni rilevato da almeno uno dei sensori 10.
Quando il dispositivo di controllo 11 riconosce una condizione di allerta genera il segnale S.
Preferibilmente, il dispositivo di controllo 11 ? dotato anche di un modulo di memoria in cui vengono registrati i dati acquisiti, le eventuali condizioni di allerta rilevate e le anomalie riscontrate.
Il dispositivo di controllo 11, come gi? in parte anticipato, gestisce l?attivazione della pompa 18 e dei sensori 10 in base alla frequenza di campionamento stabilita.
Ad esempio, nel caso di attivazione della pompa 18 a intervalli regolari, il dispositivo di controllo 11 ? configurato per introdurre un tempo di ritardo sull?inizio del rilevamento del sensore 10 in maniera da eseguire il rilevamento sulle emissioni appena aspirate dalla testa di raccolta emissioni 7 e non su quelle rimaste all?interno del tubo di collegamento 16 al termine del ciclo di aspirazione precedente.
In uso, quindi, per eseguire il monitoraggio delle emissioni mediante il gruppo di monitoraggio 1 secondo la presente invenzione sar? necessario posizionare la testa di raccolta emissioni 7 sullo scarico 4 o in prossimit? di esso a seconda della tipologia di mezzi di posizionamento 13 adottati, e attivare il gruppo di monitoraggio 1. Il dispositivo di controllo 11 sar? quindi in grado di eseguire in autonomia tutto il processo di acquisizione ed elaborazione dei dati.
In figura 8 ? illustrato infine un gruppo di monitoraggio 100 secondo la presente invenzione configurato per monitorare una pluralit? di batterie 2. Nell?esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, le batterie 2 sono stoccate in uno scaffale dedicato. Resta inteso che il gruppo di monitoraggio 100 possa essere impiegato anche per il monitoraggio di batterie montate su diversi autoveicoli parcheggiati o in altre situazioni in cui pi? di una batteria ? in stallo in un determinato luogo.
Qui e nel seguito verranno mantenuti gli stessi numeri di riferimento adottati nelle figure 1-7 per indicare parti simili o identiche.
Il gruppo di monitoraggio 100 comprende una pluralit? di teste di raccolta emissioni 7 ed una pluralit? di mezzi di posizionamento (non visibili) configurati per mantenere l?ingresso emissioni 8 di ciascuna testa di raccolta emissioni 7 in prossimit? di un rispettivo scarico 4 delle emissioni di una rispettiva batteria 2 di una pluralit? di batterie da monitorare.
Il gruppo di monitoraggio 100 comprende inoltre una pluralit? di tubi di collegamento 16, un collettore di emissioni 104, una pompa 18, un condotto di campionamento 15, una pluralit? di sensori 10, un dispositivo di controllo 11 ed un regolatore di portata 22.
Preferibilmente, il collettore di emissioni 104 ? collegato alla pluralit? di tubi di collegamento 16 mediante rispettive valvole di collegamento 105, la cui apertura ? regolata dal dispositivo di controllo 11 in modo tale che il collettore 104 venga alimentato da un tubo di collegamento 16 alla volta.
Preferibilmente, le valvole 105 sono elettrovalvole comandate direttamente dal dispositivo di controllo 11.
In uso, la pompa 18 sar? continuamente attiva mentre le valvole 105, gestite dal dispositivo di controllo 11, si apriranno ciclicamente permettendo la creazione di depressione nei differenti tubi di collegamento 16 e quindi nelle rispettive teste di raccolta emissioni 7.
A valle della pompa 18 sar? presente la stessa struttura di rilevamento descritta in relazione alla configurazione mono-punto in figura 1.
Il dispositivo di controllo 11 acquisisce i segnali provenienti dai sensori 10 distinguendoli a seconda della testa di raccolta emissioni 7 che ha effettuato la raccolta. In questa configurazione, il dispositivo di controllo 11 introduce un tempo di ritardo sull?inizio dell?analisi in maniera da eseguire le procedure sulle emissioni appena aspirate dalla testa di raccolta emissioni 7 corretta e non su quelle rimaste all?interno del circuito pneumatico al termine del ciclo precedente o afferente al campionamento di un'altra testa di raccolta 7.
In uso, quindi, per eseguire il monitoraggio delle emissioni mediante il gruppo di monitoraggio 100 secondo la presente invenzione sar? necessario posizionare tutte le teste di raccolta emissioni 7 sui rispettivi scarichi 4 o in prossimit? di essi a seconda della tipologia di mezzi di posizionamento adottati, e attivare il gruppo di monitoraggio 100. Il dispositivo di controllo 11 sar? quindi in grado di eseguire in autonomia tutto il processo di acquisizione ed elaborazione dei dati.
Risulta infine evidente che al gruppo e al metodo qui descritti possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall?ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims (16)

RIVENDICAZIONI
1. Gruppo di monitoraggio delle emissioni di almeno una batteria (2) comprendente:
? almeno una testa di raccolta emissioni (7) provvista di un ingresso emissioni (8);
? almeno un sensore (10) configurato per rilevare la concentrazione di almeno un gas nelle emissioni raccolte;
? almeno un dispositivo di controllo (11) configurato per elaborare i dati acquisiti dall?almeno un sensore (10) e per selettivamente generare segnali (S) sulla base di tale elaborazione;
? mezzi di posizionamento (13) configurati per mantenere l?ingresso emissioni (8) sopra o in prossimit? dello scarico (4) dell?almeno una batteria (2) monitorata.
2. Gruppo di monitoraggio secondo la rivendicazione 1, in cui la testa di raccolta emissioni (7) definisce una camera di raccolta emissioni (25).
3. Gruppo di monitoraggio secondo la rivendicazione 2, in cui la testa di raccolta emissioni (7) ? provvista di una valvola di sovrappressione (32).
4. Gruppo di monitoraggio secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui l?almeno un sensore (10) affaccia la camera di raccolta emissioni (25).
5. Gruppo di monitoraggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, comprendente:
? una camera di campionamento (15) in cui affaccia l?almeno un sensore (10);
? un tubo di collegamento (16) configurato per collegare la testa di raccolta emissioni (7) alla camera di campionamento (15); e
? una pompa (18) disposta lungo il tubo di collegamento (16) e configurata per prelevare le emissioni dalla testa di raccolta emissioni (7) e inviarle alla camera di campionamento (15).
6. Gruppo di monitoraggio secondo la rivendicazione 5, comprendente un regolatore di portata (22) disposto a valle della pompa (18) e a monte della camera di campionamento (15) per regolare la portata di emissioni da alimentare alla camera di campionamento (15).
7. Gruppo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il dispositivo di controllo (11) ? configurato per selettivamente attivare la pompa (18) con una frequenza di campionamento determinata.
8. Gruppo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente:
? una pluralit? di teste di raccolta emissioni (7), ciascuna delle quali ? provvista di un rispettivo ingresso emissioni (8);
? una pluralit? di mezzi di posizionamento (13) configurati per mantenere l?ingresso emissioni (8) di ciascuna testa di raccolta emissioni (7) sopra o in prossimit? di un rispettivo scarico (4) delle emissioni di una rispettiva batteria (2) di una pluralit? di batterie da monitorare;
? una camera di campionamento (15) in cui affaccia l?almeno un sensore (10) di campionamento;
? un collettore di emissioni (104);
? una pompa (18) configurata per prelevare le emissioni dal collettore di emissioni (104) e inviarla al camera di campionamento (15);
? una pluralit? di tubi di collegamento (16), ciascuno dei quali ? configurato per collegare una rispettiva testa di raccolta emissioni (7) al collettore di emissioni (104).
9. Gruppo secondo la rivendicazione 8, in cui il collettore di emissioni (104) ? collegato alla pluralit? di tubi di collegamento (16) mediante rispettive valvole di collegamento (105), la cui apertura ? regolata dal dispositivo di controllo (11) in modo tale che il collettore di emissioni (104) venga alimentato da un tubo di collegamento (16) alla volta.
10. Gruppo di monitoraggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui i mezzi di posizionamento (13) comprendono uno strato di materiale adesivo applicato lungo almeno una porzione della testa di raccolta emissioni (7).
11. Gruppo di monitoraggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-9, in cui i mezzi di posizionamento (13) comprendono una base di appoggio (38) ed un braccio di supporto (39) regolabile, provvisto di una prima estremit? (40) collegata alla base di appoggio (38) e di una seconda estremit? (41), opposta alla prima estremit? (40), accoppiata alla testa di raccolta emissioni (7).
12. Gruppo di monitoraggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui i mezzi di posizionamento (13) sono configurati per accoppiare in modo rilasciabile la testa di raccolta emissioni (7) ad un involucro (3) della batteria (2) da monitorare o ad una struttura esterna alla batteria (2) nelle vicinanze dello scarico (4) della batteria.
13. Gruppo di monitoraggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-9, in cui i mezzi di posizionamento (13) comprendono uno strato di materiale magnetico applicato ad almeno una porzione della testa di raccolta emissioni (7).
14. Gruppo di monitoraggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 13, in cui la testa di raccolta emissioni (7) ? definita da un corpo cavo (27), il quale definisce la camera di raccolta emissioni (25); il corpo cavo (27) estendendosi lungo un asse longitudinale (A) ed essendo aperto ad una estremit? in modo da definire l?ingresso emissioni (8).
15. Gruppo di monitoraggio secondo la rivendicazione 14, in cui il corpo cavo (27) ? chiuso sul lato opposto all?ingresso emissioni (8) lungo l?asse (A) ed ? provvisto di una valvola di sovrappressione (32).
16. Metodo di monitoraggio delle emissioni di almeno una batteria (2) mediante un gruppo di monitoraggio (1; 100) come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente:
? disporre l?almeno una testa di raccolta emissioni (7) sopra o in prossimit? di un rispettivo scarico (4) delle emissioni dell?almeno una batteria (2) monitorata;
? attivare il gruppo di monitoraggio (1;100).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859362A (en) * 1996-10-22 1999-01-12 Revenue Canada Trace vapor detection
US20110260731A1 (en) * 2008-11-17 2011-10-27 Ulrich Alkemade Battery module
US20200350638A1 (en) * 2018-06-07 2020-11-05 Lg Chem, Ltd. Apparatus for Real-Time Analysis of Gas Generated Inside Secondary Battery
US20210048376A1 (en) * 2019-08-12 2021-02-18 Nuctech Company Limited Sampling probe, automatic sampling device, and container detection system
WO2021071406A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 Dafo Vehicle Fire Protection Ab A fire suppression system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201915285D0 (en) * 2019-10-22 2019-12-04 Johnson Matthey Catalysts Germany Gmbh System and method for monitoring exhaust gas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859362A (en) * 1996-10-22 1999-01-12 Revenue Canada Trace vapor detection
US20110260731A1 (en) * 2008-11-17 2011-10-27 Ulrich Alkemade Battery module
US20200350638A1 (en) * 2018-06-07 2020-11-05 Lg Chem, Ltd. Apparatus for Real-Time Analysis of Gas Generated Inside Secondary Battery
US20210048376A1 (en) * 2019-08-12 2021-02-18 Nuctech Company Limited Sampling probe, automatic sampling device, and container detection system
WO2021071406A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 Dafo Vehicle Fire Protection Ab A fire suppression system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EUGENE BRANLY ET AL: "Effect of Alum Additions to Poultry Litter on In-House Ammonia and Greenhouse Gas Concentrations and Emissions", JOURNAL OF ENVIRONMENTAL QUALITY, vol. 44, no. 5, 1 September 2015 (2015-09-01), US, pages 1530 - 1540, XP055907483, ISSN: 0047-2425, Retrieved from the Internet <URL:http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.2134/jeq2014.09.0404/fullpdf> DOI: 10.2134/jeq2014.09.0404 *

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