ITTO20110614A1 - BATTERY PACKAGE SAFETY SYSTEM. - Google Patents
BATTERY PACKAGE SAFETY SYSTEM. Download PDFInfo
- Publication number
- ITTO20110614A1 ITTO20110614A1 IT000614A ITTO20110614A ITTO20110614A1 IT TO20110614 A1 ITTO20110614 A1 IT TO20110614A1 IT 000614 A IT000614 A IT 000614A IT TO20110614 A ITTO20110614 A IT TO20110614A IT TO20110614 A1 ITTO20110614 A1 IT TO20110614A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- module
- battery pack
- switches
- cells
- central unit
- Prior art date
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/579—Devices or arrangements for the interruption of current in response to shock
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
Description
TITOLO: SISTEMA PER LA MESSA IN SICUREZZA DI PACCHI BATTERIA TITLE: SYSTEM FOR SECURING BATTERY PACKS
La presente invenzione si riferisce ad un sistema per la messa in sicurezza di uno o più pacchi batteria, i quali comprendono una pluralità di celle. Detto sistema seziona elettricamente porzioni di detto pacco batteria, al fine di ottenere ai capi di detti insiemi ridotti di celle una tensione bassa di sicurezza perfettamente compatibile con le norme di sicurezza elettrica. The present invention relates to a system for securing one or more battery packs, which comprise a plurality of cells. Said system electrically dissects portions of said battery pack, in order to obtain at the ends of said reduced cell sets a safety low voltage perfectly compatible with the electrical safety standards.
Nel campo dell'accumulo di energia elettrica sono noti pacchi batteria i quali comprendono una pluralità di celle opportunamente connesse fra loro, in modo tale che ai capi di detto pacco batteria vi sia una tensione prestabilita, e lo stesso pacco batteria sia in grado di fornire una corrente atta a alimentare dispositivi elettronici ad esempio autoveicoli con trazione anche elettrica. I pacchi batteria atti ad alimentare detti veicoli sono di grandi dimensioni e comprendono un numero elevato di celle elettricamente interconnesse fra loro. In the field of electrical energy storage, battery packs are known which comprise a plurality of cells suitably connected to each other, so that at the ends of said battery pack there is a predetermined voltage, and the same battery pack is able to supply a current suitable for powering electronic devices, for example motor vehicles with even electric traction. The battery packs suitable for powering said vehicles are large in size and comprise a large number of electrically interconnected cells.
Tipicamente, la tensione di una sola cella e' sufficientemente bassa da essere considerata sicura; infatti normalmente ogni cella non supera i 4Vdc. Typically, the voltage of a single cell is low enough to be considered safe; in fact, normally each cell does not exceed 4Vdc.
Tipicamente, il pacco batteria nella sua integrità comprende dispositivi di controllo in grado di mettere in sicurezza il pacco batteria in caso di cortocircuiti od altri problemi elettrici del dispositivo elettronico a cui esso e connesso. Typically, the battery pack in its entirety comprises control devices capable of securing the battery pack in the event of short circuits or other electrical problems of the electronic device to which it is connected.
Inoltre, il contatto da parte di un operatore, ad esempio addetto alla manutenzione, con l'involucro del pacco batteria stesso risulta completamente sicuro. Furthermore, the contact by an operator, for example a maintenance person, with the casing of the battery pack itself is completely safe.
In caso di incidente, in cui l'integrità del pacco batteria risulta compromessa, è possibile che parte dell'involucro del pacco batteria, o della carcassa del dispositivo elettronico, sia sottoposta ad una tensione pari a ad una frazione della tensione del pacco batteria stesso. In the event of an accident, in which the integrity of the battery pack is compromised, it is possible that part of the casing of the battery pack, or of the casing of the electronic device, is subjected to a voltage equal to a fraction of the voltage of the battery pack itself. .
È possibile infatti, che a causa della compromissione dell'integrità di un pacco batteria una porzione delle celle di cui è costituito, mettano in tensione una porzione dell'involucro ove il pacco batteria è ubicato. In fact, it is possible that, due to the compromise of the integrity of a battery pack, a portion of the cells of which it is made up, energize a portion of the casing where the battery pack is located.
Nella realizzazione di pacchi batteria non sono compresi dispositivi di sicurezza, atti a sezionare il pacco batteria stesso in una pluralità di sezioni ai cui capi vi sia una tensione bassa di sicurezza, e che la corrente erogabile da detta porzione sia inferiore ad una predeterminata soglia di sicurezza. The construction of battery packs does not include safety devices, adapted to section the battery pack itself into a plurality of sections at the ends of which there is a low safety voltage, and that the current that can be supplied by said portion is lower than a predetermined threshold of safety.
Ad ora, non esistono sistemi di sicurezza atti a mettere in sicurezza il pacco batteria, sezionandolo in porzioni elettricamente sicure, in caso di compromissione dell'integrità del pacco batteria stesso. At present, there are no safety systems capable of securing the battery pack, cutting it into electrically safe portions, in the event that the integrity of the battery pack itself is compromised.
Sono altresì noti sistemi di interruttori atti a sezionare un circuito. Tali sistemi comprendono interruttori del tipo a semiconduttore i quali interrompono o almeno riducono lo scorrere di una corrente all'interno di detto circuito, senza però garantire un isolamento galvanico dei contatti; quindi, detta tipologia di interruttori non possono essere applicati ad impianti di sicurezza. Also known are switch systems suitable for sectioning a circuit. These systems comprise switches of the semiconductor type which interrupt or at least reduce the flow of a current inside said circuit, without however guaranteeing galvanic isolation of the contacts; therefore, said type of switches cannot be applied to safety systems.
È inoltre noto l'utilizzo di relè negli impianti di sicurezza poiché garantiscono un isolamento galvanico fra i contatti. Detti relè, per assicurare l'apertura di un carico elettrico in "DC", vengono realizzati con contatti sovradimensionati, quindi costosi, e con bobine di eccitazione con consumi elevati. The use of relays in safety systems is also known as they guarantee galvanic isolation between the contacts. Said relays, to ensure the opening of an electric load in "DC", are made with oversized contacts, therefore expensive, and with excitation coils with high consumption.
La presente invenzione si propone di risolvere i problemi sopracitati realizzando un sistema per la messa in sicurezza di pacchi batteria, il quale comprende almeno un'unità centrale e almeno un'unità periferica, in modo tale da permettere la messa in sicurezza di pacchi batteria, anche di grandi dimensioni, sezionando detto pacco batteria a livello di moduli comprendenti una o più celle. The present invention aims to solve the aforementioned problems by realizing a system for securing battery packs, which comprises at least one central unit and at least one peripheral unit, in such a way as to allow the securing of battery packs, also of large dimensions, by sectioning said battery pack at the level of modules comprising one or more cells.
Un aspetto della presente invenzione riguarda un sistema per la messa in sicurezza di pacchi batteria con le caratteristiche dell'allegata rivendicazione indipendente 1. An aspect of the present invention relates to a system for securing battery packs with the characteristics of the attached independent claim 1.
Le caratteristiche accessorie sono riportate nelle allegate rivendicazioni dipendenti. The accessory characteristics are reported in the attached dependent claims.
Le caratteristiche ed i vantaggi del sistema, secondo la presente invenzione, saranno meglio chiari ed evidenti dalla descrizione di diverse forme di realizzazione del sistema, e dalle figure allegate le quali illustrano rispettivamente : The characteristics and advantages of the system, according to the present invention, will be better clear and evident from the description of different embodiments of the system, and from the attached figures which respectively illustrate:
• la figura 1 mostra uno schema a blocchi del sistema secondo la presente invenzione; Figure 1 shows a block diagram of the system according to the present invention;
• la figura 2 mostra una forma di realizzazione dello schema elettrico del sistema di figura 1; Figure 2 shows an embodiment of the electrical diagram of the system of figure 1;
• la figura 3 mostra un'ulteriore forma di realizzazione dello schema elettrico generale del sistema di figura 1; Figure 3 shows a further embodiment of the general electrical diagram of the system of figure 1;
• la figura 4 mostra, nel dettaglio, lo schema elettrico di figura 3. • figure 4 shows, in detail, the wiring diagram of figure 3.
Con riferimento alle citate figure, il sistema per la messa in sicurezza, secondo la presente invenzione, applicabile ad uno o più pacchi batteria "B" per l'accumulo di energia elettrica, comprendenti ciascuno una pluralità di celle "C", in uso, connesse elettricamente in una pluralità di moduli "M". With reference to the aforementioned figures, the safety system, according to the present invention, applicable to one or more battery packs "B" for the accumulation of electrical energy, each comprising a plurality of cells "C", in use, electrically connected in a plurality of "M" modules.
Detto sistema comprende almeno un'unità centrale 3 ed almeno una unità periferica 4. Said system comprises at least one central unit 3 and at least one peripheral unit 4.
Detta almeno un'unità centrale 3 comprende almeno un unità di controllo 32, ed è connessa elettricamente ad uno o più moduli "M" di celle "C". Said at least one central unit 3 comprises at least one control unit 32, and is electrically connected to one or more modules "M" of cells "C".
Detta almeno una unità periferica 4 è connessa elettricamente ad almeno un modulo "M" e con detta unità centrale 3 e comprende una pluralità di interruttori (43, 33), controllati elettricamente ed opportunamente connessi ad una o più celle "C" comprese in detto modulo "M". Said at least one peripheral unit 4 is electrically connected to at least one module "M" and with said central unit 3 and comprises a plurality of switches (43, 33), electrically controlled and suitably connected to one or more cells "C" included in said module "M".
Detta almeno un'unità centrale 3, a seguito della pressione di almeno un pulsante di emergenza 1, atto a segnalare il danneggiamento del pacco batteria "B", è atta, tramite detta unità di controllo 32, ad isolare almeno un modulo "M", interrompendo la corrente in detto modulo "M", e sezionare detto modulo "M", aprendo detta pluralità interruttori (43 33), in modo tale che detto modulo "M", sia isolata galvanicamente e che ai suoi capi vi sia al massimo una prestabilita tensione bassa di sicurezza. Said at least one central unit 3, following the pressure of at least one emergency button 1, suitable for signaling damage to the battery pack "B", is able, through said control unit 32, to isolate at least one module "M" , interrupting the current in said module "M", and disconnecting said module "M", opening said plurality of switches (43 33), in such a way that said module "M" is galvanically isolated and that at its ends there is at most a pre-established safety low voltage.
Ai fini della presente invenzione con il termine ai capi vi sia al massimo una prestabilita tensione di sicurezza si intende che ai capi del modulo "M" è presente una tensione compresa fra OVdc e una tensione prestabilita di sicurezza come da definizione Safety Extra Low Voltage. For the purposes of the present invention, the term at the ends there is at most a predetermined safety voltage means that at the ends of the module "M" there is a voltage between OVdc and a predetermined safety voltage as defined by Safety Extra Low Voltage.
Come illustrato in figura 1, l'unità centrale 3 viene connessa al pacco batteria "B", da cui inoltre trae energia per l'alimentazione dei dispositivi elettronici compresi nel sistema secondo la presente invenzione, tramite uno o più celle "C". As illustrated in Figure 1, the central unit 3 is connected to the battery pack "B", from which it also draws energy for powering the electronic devices included in the system according to the present invention, through one or more cells "C".
A detta unità centrale 3 vengono connesse una o più unità periferiche 4, opportunamente connesse fra loro, ad esempio connesse in parallelo o in serie, in funzione delle caratteristiche del pacco batteria "B". One or more peripheral units 4 are connected to said central unit 3, suitably connected to each other, for example connected in parallel or in series, depending on the characteristics of the battery pack "B".
Ad ogni unità periferica 4 è connessa uno o più moduli "M" di celle "C", in cui detti moduli "M" comprendono ognuna almeno una cella "C". To each peripheral unit 4 is connected one or more modules "M" of cells "C", in which said modules "M" each comprise at least one cell "C".
Durante il normale uso del pacco batteria "B", ogni unità periferica 4 connette in serie e/o in parallelo le varie celle "C" comprese in ogni modulo "M" ad esso collegato. During normal use of the battery pack "B", each peripheral unit 4 connects in series and / or in parallel the various cells "C" included in each module "M" connected to it.
A detta unità centrale 3 giungono i capi di una o più moduli "M" connessi alle rispettive unità periferiche 4. The ends of one or more modules "M" connected to the respective peripheral units 4 reach said central unit 3.
Ogni unità periferica 4 è connessa all'unità centrale 3 tramite almeno una linea dati 5, preferibilmente una linea seriale, ad esempio implementante lo standard RS-485. Each peripheral unit 4 is connected to the central unit 3 via at least one data line 5, preferably a serial line, for example implementing the RS-485 standard.
Tramite detta linea dati 5, l'unità centrale 3 ed in particolare l'unità di controllo 32, può comunicare con le singole unità periferiche 4, al fine di sezionare una o più porzioni del pacco batteria "B", in caso di pericolo o durante le fasi di manutenzione del pacco batteria "B", ad esempio in caso di guasto. Through said data line 5, the central unit 3 and in particular the control unit 32, can communicate with the individual peripheral units 4, in order to disconnect one or more portions of the battery pack "B", in case of danger or during the maintenance phases of the battery pack "B", for example in the event of a fault.
Nella forma di realizzazione illustrata in figura 2, l'unità di controllo 32 è atta a gestire una pluralità di interruttori 33, in uso chiusi, compresi nell'unità periferica 4, atti ad aprirsi, in modo tale che almeno un modulo "M", o una sezione di esso "Μ'", sia isolata galvanicamente e che ai suoi capi vi sia al massimo una prestabilita tensione bassa di sicurezza. In the embodiment illustrated in Figure 2, the control unit 32 is able to manage a plurality of switches 33, in use closed, included in the peripheral unit 4, able to open, so that at least one module "M" , or a section of it "Μ '", is galvanically isolated and that at its ends there is at most a predetermined low safety voltage.
Ai fini della presente invenzione, con il termine interruttore si intende un dispositivo elettromeccanico atto a interrompere la corrente in almeno una porzione di circuito elettrico realizzando un isolamento galvanico fra i contatti. For the purposes of the present invention, the term switch means an electromechanical device adapted to interrupt the current in at least one portion of the electrical circuit by providing galvanic isolation between the contacts.
Nella forma di realizzazione di figura 2 detti interruttori 33 sono relè elettromeccanici normalmente aperti. Detti relè comprendono una bobina che deve essere percorsa da corrente, per poter far si che detto interruttore 33 chiuda il contatto al fine di realizzare il modulo "M". L'utilizzo di relè permette di avere un isolamento galvanico fra i contatti tramite air gap, quindi pienamente applicabili in sistemi di sicurezza. In the embodiment of Figure 2 said switches 33 are normally open electromechanical relays. Said relays comprise a coil which must be traversed by current, in order to be able to cause said switch 33 to close the contact in order to form the module "M". The use of relays allows to have a galvanic isolation between the contacts through an air gap, therefore fully applicable in safety systems.
La rimozione della tensione di alimentazione dei relè causa la loro apertura, aprendo il contatto elettrico. Removing the power supply voltage of the relays causes them to open, opening the electrical contact.
L'aperture dei degli interruttori 33, in modo sostanzialmente contemporaneo, fa si che la capacità di interruzione e di sezionamento richiesto ad ogni singolo interruttore 33 sia ridotta. Tale soluzione consente di utilizzare relè con dimensioni dei contatti ridotte, quindi facilmente integrabili in un sistema elettronico, e con bobine di eccitazione a ridotto consumo. The opening of the switches 33, in a substantially simultaneous manner, causes the interruption and sectioning capacity required of each individual switch 33 to be reduced. This solution makes it possible to use relays with reduced contact dimensions, which can therefore be easily integrated into an electronic system, and with low-consumption excitation coils.
L'apertura degli interruttori 33, compresi in un modulo "M", permette il sezionamento del modulo "M" stesso, ad esempio a livello di ogni singola cella "C", ponendo intrinsecamente almeno detta porzione del pacco batteria "B" sezionata, in sicurezza, poiché proprio tale porzione risulta danneggiata ad esempio a causa di un urto o di un incidente. The opening of the switches 33, included in a module "M", allows the sectioning of the module "M" itself, for example at the level of each single cell "C", intrinsically placing at least said portion of the battery pack "B" sectioned, in safety, since this portion is damaged for example due to an impact or an accident.
Preferibilmente, ad ogni cella "C" compresa nel modulo "M" sono connessi due interruttori 33, rispettivamente un primo interruttore connesso al morsetto di catodo ed un secondo interruttore connesso al morsetto di anodo di ogni cella "C". Preferably, two switches 33 are connected to each cell "C" included in the module "M", respectively a first switch connected to the cathode terminal and a second switch connected to the anode terminal of each cell "C".
Come sopracitato, l'attivazione del sistema, secondo la presente invenzione avviene a seguito della pressione di almeno un pulsante di emergenza 1 connesso al sistema secondo la presente invenzione. Preferibilmente, detto almeno un pulsante 1 è connesso all'unità centrale 3 ed è posto in serie ad una linea di emergenza. Detto almeno un pulsante di emergenza 1, in base alle norme di sicurezza elettrica, è un interruttore in continua, preferibilmente a pressione, in modo tale che in caso di pericolo, ad esempio il danneggiamento di tale pacco batteria "B", sia possibile mettere in sicurezza almeno una porzione del pacco batteria "B", ad esempio la porzione danneggiata del pacco batteria stesso. As mentioned above, the activation of the system according to the present invention occurs following the pressure of at least one emergency button 1 connected to the system according to the present invention. Preferably, said at least one pushbutton 1 is connected to the central unit 3 and is placed in series with an emergency line. Said at least one emergency button 1, according to the electrical safety standards, is a continuous switch, preferably a pressure switch, so that in the event of danger, for example damage to said battery pack "B", it is possible to put safely at least a portion of the battery pack "B", for example the damaged portion of the battery pack itself.
Tale almeno un pulsante di emergenza 1, oltre ad essere premuto in caso di pericolo, può essere premuto da un operatore, addetto alla manutenzione del pacco batteria, prima di iniziarne la manutenzione. This at least one emergency button 1, in addition to being pressed in case of danger, can be pressed by an operator assigned to maintain the battery pack before starting maintenance.
Nella forma di realizzazione alternativa, illustrata in figura 3, l'unità periferica 4 comprende una pluralità di interruttori (43, 33), ed in particolare almeno un interruttore 33 atto ad interrompere una corrente continua in almeno un modulo "M", ed uno o più sezionatori 43, atti a sezionare detto modulo "M" in una pluralità di sezioni "M' " isolate galvanicamente dal resto del pacco batteria "B". In the alternative embodiment, illustrated in Figure 3, the peripheral unit 4 comprises a plurality of switches (43, 33), and in particular at least one switch 33 adapted to interrupt a direct current in at least one module "M", and one or more disconnectors 43, suitable for sectioning said module "M" into a plurality of sections "M '" galvanically insulated from the rest of the battery pack "B".
Detto interruttore 33 è un relè atto ad aprire un contatto elettrico in continua, interrompendo lo scorrere della corrente nel modulo "M", spegnere l'arco elettrico generato durante l'apertura dei contatti, assicurando un isolamento elettrico. Said switch 33 is a relay adapted to open a direct electric contact, interrupting the flow of current in the module "M", extinguishing the electric arc generated during the opening of the contacts, ensuring electrical insulation.
Preferibilmente, ogni interruttore 33 è posto in serie ad un modulo "M", ed ha caratteristiche strutturali atte ad interrompere la corrente che scorre all'interno del modulo "M" stesso. In particolare, detto interruttore 33 è un relè, il quale comprende un interruttore elettromeccanico ed un interruttore a stato solido, posti in parallelo, in modo tale da incrementare le prestazioni dell'interruttore 33. Preferably, each switch 33 is placed in series with a module "M", and has structural characteristics suitable for interrupting the current flowing inside the module "M" itself. In particular, said switch 33 is a relay, which comprises an electromechanical switch and a solid state switch, placed in parallel, so as to increase the performance of the switch 33.
Un metodo per ridurre la capacità di interruzione richiesta all'interruttore 33, per l'apertura dei contatti, e la conseguenza interruzione della corrente nel modulo "M", è possibile posizionare più di un interruttore 33 in serie, ad esempio due. A method of reducing the breaking capacity required of the switch 33, for opening the contacts, and the consequent interruption of the current in the module "M", it is possible to place more than one switch 33 in series, for example two.
Detti uno o più sezionatori 43, invece, sono atti a sezionare detto modulo "M" in una pluralità di sezioni di modulo "Μ'". On the other hand, said one or more disconnectors 43 are adapted to section said module "M" into a plurality of sections of module "Μ '".
Ai fini della presente invenzione, con il termine sezionatore si intende un interruttore in grado di aprire una linea, garantendo un isolamento galvanico fra i contatti quando su detta linea è sostanzialmente assente lo scorrimento di corrente. For the purposes of the present invention, the term disconnector refers to a switch capable of opening a line, ensuring galvanic isolation between the contacts when current flow is substantially absent on said line.
Ai fini della presente invenzione, con il termine corrente sostanzialmente nulla, si intende una corrente inferiore a 1/10 della corrente nominale che scorre, in uso, nel modulo "M". For the purposes of the present invention, the term substantially zero current means a current lower than 1/10 of the rated current flowing, in use, in the module "M".
In particolare, detti sezionatori 43 hanno caratteristiche tecniche e funzionali tali da assicurare l'isolamento con air gap, ma senza che sia richiesto il potere di interruzione della corrente. In particular, said disconnectors 43 have technical and functional characteristics such as to ensure isolation with an air gap, but without the current breaking capacity being required.
Nel caso di pressione di almeno un pulsante di emergenza 1, l'interruttore 33 viene aperto bloccando lo scorrere della corrente in almeno un modulo "M", ad esempio danneggiato a causa di un incidente . A seguito dell'interruzione di corrente nel modulo "M" la pluralità di sezionatori 43 è atta a sezionare detto modulo "M", garantendo un isolamento galvanico fra i contatti. If at least one emergency button 1 is pressed, the switch 33 is opened, blocking the flow of current in at least one module "M", for example damaged due to an accident. Following the interruption of the current in the module "M", the plurality of disconnectors 43 is able to disconnect said module "M", guaranteeing galvanic isolation between the contacts.
Datti sezionatori 43 sono preferibilmente atti a sezionare il modulo "M" a livello di ogni singola cella "C" compresa nel modulo stesso. In particolare detti sezionatori 43 possono essere, ad esempio, relè a due scambi . Said disconnectors 43 are preferably adapted to section the module "M" at the level of each single cell "C" included in the module itself. In particular, said disconnectors 43 can be, for example, two-exchange relays.
Preferibilmente, ad ogni cella "C" compresa nel modulo "M" sono connessi due sezionatori 43, rispettivamente un primo sezionatore connesso al morsetto di catodo ed un secondo sezionatore connesso al morsetto di anodo di ogni cella "C". Preferably, two disconnectors 43 are connected to each cell "C" included in the module "M", respectively a first disconnector connected to the cathode terminal and a second disconnector connected to the anode terminal of each cell "C".
Nella forma di realizzazione illustrata nel dettaglio in figura 4, detta unità centrale 30 comprende almeno un dispositivo di accumulo energia 34, atto ad alimentare temporaneamente detto sistema di sicurezza in caso di interruzione dell'alimentazione da parte del pacco batteria "B" stesso, a causa di un danneggiamento del pacco batteria . In the embodiment illustrated in detail in Figure 4, said central unit 30 comprises at least one energy storage device 34, capable of temporarily supplying said safety system in the event of a power failure by the battery pack "B" itself, a due to damage to the battery pack.
Tale dispositivo di accumulo energia 34, in una forma di realizzazione preferita, comprende un condensatore atto a garantire un valore di tensione predeterminato, un dispositivo di carica del condensatore, atto alla stabilizzazione dell'energia, proveniente dal pacco batteria "B", al fine di caricare detto condensatore, ed almeno un dispositivo di controllo atto a gestire la carica del condensatore stesso al fine di preservarne le prestazioni. Said energy storage device 34, in a preferred embodiment, comprises a capacitor suitable for guaranteeing a predetermined voltage value, a capacitor charging device, suitable for stabilizing the energy coming from the battery pack "B", in order to to charge said capacitor, and at least one control device adapted to manage the charge of the capacitor itself in order to preserve its performance.
Detta unità di controllo 32 comprende un elaboratore dati 322, atto a rilevare la pressione di almeno un pulsante di emergenza 1 e trasmettere gli opportuni segnali alle unità periferiche 4. Said control unit 32 comprises a data processor 322, able to detect the pressure of at least one emergency button 1 and transmit the appropriate signals to the peripheral units 4.
In particolare detto elaboratore dati 322 è atto a rilevare un cambio di stato sulle linee su cui è posizionato tale almeno un pulsante 1. Se rivela un cambio di stato causato dalla pressione di almeno un pulsante 1, 1' elaboratore dati 322 fa si che il sistema, secondo la presente invenzione, metta in sicurezza il pacco batteria "B", o almeno una porzione di esso. In particular, said data processor 322 is able to detect a change of state on the lines on which such at least one button 1 is positioned. If it detects a change of state caused by the pressure of at least one button 1, the data processor 322 causes the system, according to the present invention, secures the battery pack "B", or at least a portion of it.
Detta unità di controllo 32 è inoltre atta ad eseguire un programma per elaboratore, opportunamente memorizzato su un supporto di memoria non volatile, atto a eseguire una serie di fasi operative, preferibilmente consecutive atte alla messa in sicurezza di un pacco batteria “B" per 1'accumulo di energia elettrica. Said control unit 32 is also suitable for executing a computer program, suitably stored on a non-volatile memory support, suitable for carrying out a series of operating steps, preferably consecutive, suitable for securing a battery pack "B" for 1 accumulation of electricity.
Detto programma svolge le seguenti fasi operative: • monitoraggio pulsanti di emergenza 1 ; Said program carries out the following operating phases: • monitoring of emergency buttons 1;
• rilevamento pressione di almeno un pulsante 1; • apertura circuito elettrico di uno o più moduli "M"; • pressure detection of at least one button 1; • opening of the electric circuit of one or more "M" modules;
• sezionamento del modulo "M", in sezioni di modulo «jy[r n . • sectioning of module "M", in module sections «jy [r n.
• isolamento galvanico della sezione di modulo "Μ'" con ai suoi capi al massimo una prestabilita tensione bassa di sicurezza. • galvanic isolation of the module section "Μ '" with a maximum of a predetermined safety low voltage at its ends.
La fase di monitoraggio pulsanti di emergenza 1 prevede che l'elaboratore dati 322 monitori le linee su cui sono connessi in i pulsanti di emergenza 1 al fine di rilevare un cambio di stato logico su almeno una linea dove è presente detto almeno un pulsante 1. The emergency pushbutton monitoring step 1 provides that the data processor 322 monitors the lines on which the emergency pushbuttons 1 are connected in order to detect a change of logic state on at least one line where said at least one pushbutton 1 is present.
Detto elaboratore dati 322 continua a monitorare la linee, ad esempio ad intervalli regolari. In caso di rilevazione di un cambio di stato logico su una linea a causa della pressione di un pulsante di emergenza si entra nella fase di pressione di almeno un pulsante 1. A seguito della rilevazione della pressione di un pulsante 1, successivamente, si passa alla fase di apertura circuito elettrico di uno o più moduli "M". In detta fase l'unità di controllo 32, preferibilmente l'elaboratore dati 322, invia il comando di apertura agli interruttori 33, ai quali, nella forma di realizzazione preferita, viene disalimentata la bobina aprendo i contatti del relè. Said data processor 322 continues to monitor the line, for example at regular intervals. In case of detection of a change of logic state on a line due to the pressure of an emergency button, at least one button 1 is pressed. electric circuit opening phase of one or more "M" modules. In said phase, the control unit 32, preferably the data processor 322, sends the opening command to the switches 33, to which, in the preferred embodiment, the coil is de-energized by opening the relay contacts.
La fase di sezionamento modulo "M", in sezioni di modulo "Μ'", nella forma di realizzazione, illustrata in figura 2, avviene contestualmente alla fase di apertura circuito elettrico citata pocanzi. L'unità di controllo 32, preferibilmente l'elaboratore dati 322, invia contemporaneamente il segnale di apertura a tutti gli interruttori 33. The sectioning step of module "M", in sections of module "Μ '", in the embodiment, illustrated in Figure 2, takes place simultaneously with the step of opening the electric circuit mentioned above. The control unit 32, preferably the data processor 322, simultaneously sends the opening signal to all the switches 33.
Nella forme di realizzazione illustrata in figura 3 e 4, il sezionamento avviene successivamente alla fase di apertura circuito elettrico dopo un predeterminato periodo di tempo. Infatti, l'unità di controllo 32, preferibilmente l'elaboratore dati 322, invia inizialmente il segnale di apertura all'interruttore 33 e successivamente dopo un periodo di tempo predeterminato, il segnale di apertura ai sezionatori 43. Tale periodo di tempo predeterminato è sostanzialmente il tempo medio necessario all'interruttore 33 a ridurre la corrente circolante all'interno del modulo "M" al di sotto di una soglia predeterminata prossima a zero. Tale periodo quindi corrisponde in media al tempo di reazione dell'interruttore 33. È quindi possibile tarare il tempo fra il segnale di apertura dell'interruttore 33 e dei sezionatori 43, in funzione delle caratteristiche tecniche sia dell'interruttore 33, ed in particolare il tempo di commutazione, e dei sezionatori 43, ad esempio dimensione dei contatti. In the embodiment illustrated in figures 3 and 4, the sectioning takes place after the electric circuit opening step after a predetermined period of time. In fact, the control unit 32, preferably the data processor 322, initially sends the opening signal to the circuit breaker 33 and subsequently, after a predetermined period of time, the opening signal to the disconnectors 43. This predetermined period of time is substantially the average time necessary for the circuit breaker 33 to reduce the current circulating inside the module "M" below a predetermined threshold close to zero. This period therefore corresponds on average to the reaction time of the circuit-breaker 33. It is therefore possible to set the time between the opening signal of the circuit-breaker 33 and the disconnectors 43, according to the technical characteristics of both the circuit-breaker 33, and in particular the switching time, and of the disconnectors 43, for example contact size.
Preferibilmente, detta fase di sezionamento modulo "M" viene svolta successivamente al completo annullamento della corrente nel modulo "M" a seguito della fase di aperture circuito elettrico. Preferably, said sectioning step of module "M" is carried out after the complete cancellation of the current in module "M" following the step of opening the electric circuit.
Successivamente, si passa alla fase di isolamento galvanico della sezione di modulo "M' " con ai suoi capi al massimo una prestabilita tensione bassa di sicurezza. In detta fase in seguito alla fase di sezionamento, viene garantito l'isolamento galvanico ai capi di dette porzioni di modulo "Μ'". Ai capi di dette porzioni di modulo "Μ'" è presente una tensione bassa conforme con le normative di sicurezza elettrica. Preferibilmente detta porzioni di modulo "Μ'" comprende una sola cella "C" poiché il sezionamento del modulo "M" avviene a livello di ogni singola cella "C" il quale ai suoi capi, in uso ha una tensione pienamente conforme alle normative in ambito di sicurezza elettrica. Subsequently, the phase of galvanic isolation of the module section "M '" is passed with at its ends a predetermined low safety voltage at its ends. In said phase, following the sectioning phase, the galvanic isolation at the ends of said portions of the module "Μ '" is guaranteed. At the ends of these portions of the module "Μ '" there is a low voltage in compliance with the electrical safety regulations. Preferably, said portions of module "Μ '" comprises a single cell "C" since the sectioning of module "M" occurs at the level of each single cell "C" which at its ends, in use, has a voltage fully compliant with the standards in electrical safety scope.
Sia l'unità centrale 3 sia ogni unità periferica 4 risultano pienamente conformi alle normative in ambito di compatibilità elettromagnetica, ad esempio nel campo automotive. Both the central unit 3 and each peripheral unit 4 are fully compliant with the regulations in the field of electromagnetic compatibility, for example in the automotive field.
Nella forma di realizzazione, illustrata nelle figure 3 e 4, ad ogni unità periferica 4 è connessa ad un solo modulo "M", la quale è composta da una pluralità di celle "C", e comprende un interruttore 33 una pluralità di sezionatori 43, preferibilmente due sezionatori 43 per ogni cella "C" compresa nel modulo "M". In the embodiment, illustrated in Figures 3 and 4, each peripheral unit 4 is connected to a single module "M", which is composed of a plurality of cells "C", and comprises a switch 33 a plurality of disconnectors 43 , preferably two disconnectors 43 for each cell "C" included in the module "M".
Il sistema secondo la presente invenzione può essere connesso ad un elaboratore o personal computer per il monitoraggio del sistema da remoto tramite un collegamento implementante, ad esempio, il protocollo Ethernet. In particolare, l'unità centrale 3 può essere connessa ad una rete di calcolatori e il sistema, secondo la presente invenzione, può essere attivato da remoto. The system according to the present invention can be connected to a computer or personal computer for remote monitoring of the system through a connection implementing, for example, the Ethernet protocol. In particular, the central unit 3 can be connected to a computer network and the system, according to the present invention, can be activated remotely.
In una forma alternativa di realizzazione non illustrata, sono presenti una pluralità di sensori equi distribuiti sulla superficie esterna del pacco batteria "B" atti a segnalare la sofisticazione del pacco batteria "B", ad esempio a causa di un incidente quale un forte urto. Detti sensori sono connessi all'unità centrale 3 e posti in parallelo alle linee ove è connesso detto almeno un pulsante di emergenza 1, al fine di attivare il sistema secondo la presente invenzione in caso di incidente anche nel caso in cui detto pulsante 1 non venga premuto. In an alternative embodiment not shown, there are a plurality of equally distributed sensors on the external surface of the battery pack "B" suitable for signaling the sophistication of the battery pack "B", for example due to an accident such as a strong impact. Said sensors are connected to the central unit 3 and placed in parallel to the lines where said at least one emergency button 1 is connected, in order to activate the system according to the present invention in the event of an accident even if said button 1 is not held down.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000614A ITTO20110614A1 (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | BATTERY PACKAGE SAFETY SYSTEM. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000614A ITTO20110614A1 (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | BATTERY PACKAGE SAFETY SYSTEM. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITTO20110614A1 true ITTO20110614A1 (en) | 2013-01-14 |
Family
ID=44511346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT000614A ITTO20110614A1 (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | BATTERY PACKAGE SAFETY SYSTEM. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
IT (1) | ITTO20110614A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5670861A (en) * | 1995-01-17 | 1997-09-23 | Norvik Tractions Inc. | Battery energy monitoring circuits |
US20090159311A1 (en) * | 2007-12-25 | 2009-06-25 | Weixin Zheng | Battery system for a vehicle with severable connections |
-
2011
- 2011-07-13 IT IT000614A patent/ITTO20110614A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5670861A (en) * | 1995-01-17 | 1997-09-23 | Norvik Tractions Inc. | Battery energy monitoring circuits |
US5773962A (en) * | 1995-01-17 | 1998-06-30 | Norvik Traction Inc. | Battery energy monitoring circuits |
US20090159311A1 (en) * | 2007-12-25 | 2009-06-25 | Weixin Zheng | Battery system for a vehicle with severable connections |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109690790B (en) | Photovoltaic device, DC hybrid switching mechanism, use and method for switching on and off a photovoltaic string | |
JP5666635B2 (en) | Battery pack for vehicles | |
KR20110039242A (en) | High-speed circuit breaker for a high-performance battery in an isolated direct current network | |
CN110892600B (en) | Charging system | |
CN102122839B (en) | Electric-dazzling prevention auxiliary power supply in low-voltage alternating current control loop and power supply method thereof | |
CN106533148B (en) | Photovoltaic DC-to-AC converter with sudden-stop function and the emergency stop method for it | |
CN109070756B (en) | High voltage battery system including safety device | |
CN109066829A (en) | A kind of battery group open-circuit fault recombination discharge system and battery | |
EP2677617B1 (en) | Power supply circuit for an on board energy source or storage device and particularly for super-capacitor storage unit | |
CN203660548U (en) | Transformer substation direct-current power supply system provided with emergency stand-by power supply | |
CN203352192U (en) | Direct current switch device | |
CN105490392A (en) | System and method for controlling black start of energy storage system | |
CN106451749A (en) | Emergency protection device and method under malfunctioning condition of traction substation control protection system | |
CN109789796B (en) | Rectifier, electric drive system and method for charging an electrical energy store | |
CN202115374U (en) | High voltage power distribution system for pure electric urban bus | |
EP3101750A1 (en) | High power solid state switches for aircraft | |
JP3925846B2 (en) | Power grid interconnection system | |
CN110901398A (en) | Straddle type monorail vehicle control circuit and straddle type monorail vehicle | |
CN106494418B (en) | A kind of low-voltage control circuit and train of train auxiliary system | |
CN116191604A (en) | Energy storage system | |
CN203192723U (en) | Under-voltage trip gear for breaker | |
ITTO20110614A1 (en) | BATTERY PACKAGE SAFETY SYSTEM. | |
CN201966684U (en) | Power switching device with pressure blocking loop | |
CN202421459U (en) | DC (direct current) control system for tests of electric automobile motor | |
CN221633417U (en) | Automatic recovery protection circuit and power supply system |