MXPA97003852A - Carga y acondicionamiento de acumuladores - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un circuito para acondicionar y cargar un acumulador en donde la aplicación de una corriente de carga a un acumulador se alterna con la aplicación de impulsos afilados cortos. La impedancia característica y el voltaje en circuito abierto característico del acumulador se verifican y procesan para seleccionar al acumulador. El procesamiento de la impedancia característica y el voltaje sin carga característico del acumulador se hace mediante una unidad de procesamiento. El circuito que se utiliza para generar los impulsos de corriente responden a una señal temporizadora que se produce por un oscilador al abrir y cerrar un interruptor para liberar la carga almacenada en un dispositivo de almacenamiento de carga como puede ser un inductor, la carga liberada contiene un impulso de corriente para aplicarlo al acumulador.

Description

CARGA Y ACONDICIONAMIENTO DE ACUMULADORES La presente invención se refiere a los dispositivos para cargar y/o acondicionar acumuladores que tienen una o más celdas electrolíticas y, particularmente, pero no exclusivamente, a los acumuladores de plomo .Esta invención puede, particularmente, pero no exclusivamente, ser incluida en los cargadores los cuales monitorean el estado del acumulador y diseñan las características de la carga que suministran para acondicionar el acumulador.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Durante la descarga de un acumulador de plomo se consume H2S04 y se forma agua, dando como resultado una solución de electrolitos débiles. Cuanto mayor sea la descarga del acumulador más baja es la concentración de H2S04. Durante la descarga se forma sulfato de plomo insoluble (PbS04) el cual se adhiere al cátodo y al ánodo en cantidades iguales, aislando efectivamente y haciendo pasivos ambos electrodos. Esta teoría de "sulfato doble" se registró por primera vez en la literatura de ingeniería hace unos cien años. El volumen molecular del H2S0 es apreciablemente mayor que el de Pb02 o el de Pb a partir de los cuales se forma. La porosidad de los materiales activos desciende de manera uniforme durante la descarga. A medida que continúa la descarga, aumenta la resistencia interna de las celdas debido a la formación de PbS04 y la disminución de la conductividad electrolítica cuando se consume el H2S04. El material activo reducido del acumulador tiene un efecto negativo muy marcado sobre la capacidad del acumulador.

El proceso de carga invierte la dirección de la reacción de descarga. Durante un proceso de carga efectivo, el PbS04 se convierte en Pb en un electrodo y el Pb02 en el otro, ambos en contacto con el electrolito del ácido sulfúrico diluido -de esta manera se restablecen los materiales de una celda completamente cargada. Sin embargo, la velocidad de la carga es importante. Si la concentración de H2S04 es muy baja, cuando éste se encuentra en un acumulador sulfatado, el acumulador se sobrecalentará durante el proceso de carga causando daño al acumulador. El agua del electrolito puede descomponerse en H2 y 02 que tienen el potencial de hacer explosión. Además, la producción de esos gases puede desprender Pb, Pb02 o PbS04 de las placas. Estos sólidos se acumulan como un desecho en la parte inferior del acumulador, con el tiempo, estos pueden provocar un corto circuito que dejará al acumulador inservible. La carga también debe ser diseñada para el tipo de acumulador que se va a cargar. Los acumuladores de descarga de larga duración con placas gruesas tienen una aceptación de carga inferior a otros acumuladores. La velocidad a la cual ese acumulador absorbe la carga depende de la difusión del electrolito a través del material activo sobre la placa. A mayor espesor de la placa más lenta la difusión y menor la aceptación de la carga. Gali, en su patente 4,871,959 presentada el 3 de Octubre de 1989, 5,063,341 presentada en 1991, 5,084,664, presentada el 28 de enero de 1992 y 5,276,393, presentada el 4 de enero de 1994, describe una técnica para acondicionar un acumulador durante la carga, en la cual, la carga incluye una pluralidad de puntas de descarga o impulsos en el voltaje de la carga. Las patentes de Gali no son claras en cuanto a las dimensiones de los impulsos incluyendo, particularmente, la corriente y voltaje en los picos de los impulsos, pero la técnica específica que utiliza Gali en la máquina fabricada en la práctica implica el uso de un transformador que puede usarse para incrementar el voltaje en un impulso de voltaje, pero en vista del creciente número de vueltas en el devanado, se obtiene este incremento en el voltaje mientras que se reduce la corriente disponible. Por tanto, en la práctica, el impulso que se genera en la máquina propuesta por Gali, la cual se fabrica y se vende por Motor Products and Pulse Charge Systems en EU, genera impulsos de un valor de voltaje significativo pero proporciona una corriente que está liíttitada por la técnica del transformador a un valor en el orden de algunos miliamperios. La más reciente de las patentes anteriores explica el funcionamiento de dispositivo en términos de un efecto de resonancia en el que la pulsación genera un voltaje oscilatorio que aumenta y disminuye de manera alterna el voltaje de carga mientras que gradualmente declina al hacia el final de la pulsación. El fenómeno del acondicionamiento del acumulador, por tanto, se explica en términos de la resonancia de las celdas. Se ha encontrado que, en la práctica, la máquina antes mencionada proporciona algún acondicionamiento del acumulador reduciendo de esta manera la cantidad de sulfatación, pero el efecto que se obtiene es relativamente lento, de manera que un efecto valioso sobre el estado del acumulador sulfatado sólo se obtiene después de muchos días o semanas de acondicionamiento. La Patente Estadounidense 4,843,299 (Hutchings) presentada el 27 de junio de 1989 describe una carga de acumulador que incluye un control de microprocesador para detectar la corriente, el voltaje y la temperatura del acumulador, para controlar el perfil de carga del acumulador. Sin embargo, esta patente no describe ninguna técnica para acondicionar la batería, a fin de reducir el estado de sulfatación de los acumuladores densamente sulfatados. La Patente Estadounidense 3,816,807 (Taylor) presentada el 11 de junio de 1974 describe un cargador de acumulador de control de impedancia que incluye un sistema de monitoreo en la forma de un control de retroalimentación para ajustar automáticamente la corriente CD suministrada al acumulador para corresponder con las capacidades de aceptación de la corriente del acumulador. Sin embargo, nuevamente la patente no describe las técnicas para acondicionar el acumulador a fin de reducir la sulfatación. La patente 5,172,044 (Sasa i) presentada el 15 de diciembre de 1992, describe un cargador de acumulador que controla la corriente de carga y el voltaje en la suposición de que la carga del acumulador sigue una curva de carga predeterminada. Nuevamente la patente no describe las técnicas para reducir la sulfatación.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método mejorado, para acondicionar un batería, que pueda reducir la sulfatación de las placas en un periodo de tiempo significativamente reducido. Por consiguiente, se proporciona un proceso de carga que alterna periodos de aplicación de una corriente de carga con la introducción de una serie de impulsos afilados cortos en el acumulador se ha encontrado que facilita la conversión del PbS04 cristalizado a Pb y Pb02 restableciendo de esta manera el material activo del acumulador y la concentración del electrolito sin la formación de desechos en la parte inferior de las celdas. Este proceso de carga se controla mediante un microprocesador que verifica de manera periódica el estado de acumulador y personaliza tanto la corriente de carga como la intensidad de los impulsos afilados para acondicionar el acumulador. De esta manera, el objetivo principal de esta invención es proporcionar un cargador de acumulador capaz de •restablecer la eficiencia electroquímica de los acumuladores de plomo descargados, en Una forma que favorezca la reposición de cada una de las celdas a un estado saludable con un mínimo de carga por encima de la que se requiere para reemplazar el rendimiento previo. Otro objetivo de esta invención es proporcionar un proceso de carga que alterne el suministro de la corriente de carga y suministre una serie de impulsos afilados cortos en una forma adecuada para la capacidad del acumulador a fin de que acepte una carga que sea controlada tanto por el diseño del acumulador como por el estado del acumulador. Otro objetivo es proporcionar un cargador de acumulador que pueda modificar sus características de carga de acuerdo con el estado de la descarga y el eátádo de la resistencia interna de acumulador, los cuales detecta el cargador en cualquier momento determinado. Todavía otro objetivo de esta invención es proporcionar un cargador de acumulador que facilite el restablecimiento de los materiales activos en un acumulador de plomo que se ha Sulfatado. De acuerdo con un primer aspecto de la invención , se proporciona un método para acondicionar placas de un acumulador que tiene por lo menos una celda electrolítica, una terminal de conexión positiva y una terminal de conexión negativa conectadas a través de por lo menos una celda, el método comprende la conexión de un primer conector a la terminal positiva, la conexión de un segundo conector a la terminal negativa de manera que se aplique un voltaje substancialmente constante a través del primero y segundo conectores, generando una serie de impulsos de amperaje y aplicando los impulsos a través del primero y segundo conectores, los impulsos tendrán un voltaje máximo medido sobre el voltaje constante mayor que 0.2 voltios por el número de celdas y los impulsos que causan un flujo de corriente mayor que 1.0 amperios a través de las celdas. En el arreglo, toda la carga del acumulador y el proceso de los impulsos de energía se regulan mediante el circuito de control. El circuito de control consiste en una unidad de microprsc?sador que controla la interrogación periódica del estado del acumulador y selecciona y realiza los métodos de carga y la descarga de energía adecuados para acondicionar el acumulador actual. La serie de circuitos de microprocesador son capaces de determinar el voltaje y la resistencia interna del acumulador, y de seleccionar un patrón de corriente de carga adecuado, intercalados con la transmisión de la descarga de energía en el acumulador para lograr los objetivos establecidos de la invención. El microprocesador debe detectar un estado de resistencia elevada, de voltaje bajo (indicativo de sulfatación del acumulador) cargará el acumulador con impulsos de corriente baja, intercaladas con la transmisión de impulsos afilados de energía vigorosos y rápidos, la intensidad de los cuales corresponderá con el estado del acumulador. Los impulsos afilados de energía tendrán la capacidad de rebasar el voltaje del acumulador en el rango de 1 hasta 20 voltios en exceso. El suministro de la corriente de carga y los impulsos afilados de energía deberán ser modificadas durante el proceso de carga. El microprocesador deberá detectar un estado de resistencia interna baja, de voltaje bajo (indicativo de descarga sin sulfatación apreciable) , el dispositivo principalmente cargará el acumulador con bloques de corriente máxima aceptable. Un breve periodo de suministro de ligeros impulsos de energía rápidos, cuya intensidad corresponderá con el estado del acumulador, también será administrado durante el proceso de carga. Todos los procesos de carga administrarán una carga que el acumulador es capaz de aceptar. Este método de carga sensible asegurará que no se presente un desprendimiento activo de gases dentro del acumulador. Muchos cargadores intercambian desde cargar hasta cargar lentamente la carga cuando se llega al voltaje en el punto de gas. Estos cargadores no cargan adecuadamente el acumulador, el cual no ha recuperado toda su capacidad en este punto. Este proceso de carga concluirá con el suministro de una carga de voltaje constante lo cual permitirá al acumulador aceptar corriente a su propia velocidad de absorción natural, la cual está en función del diseño del acumulador y el estado de la carga. Este proceso dará como resultado una acumulador completamente cargado. Esta invención también elimina la capa pasiva que se presenta en los acumuladores de litio. Esta invención evita el sobrecalentamiento de los acumuladores (y el daño posterior) que sucede durante el proceso de carga. Los cargadores de acumulador convencionales utilizan el voltaje del acumulador como su "indicador" y con un acumulador que está sulfatado, los efectos combinados de la sulfatación y una doble capa estancada y muy ineficiente que rodea las placas, el proceso de carga es muy ineficiente, dando como resultado la generación de calor. Cuando el acumulador se calienta el voltaje desciende, haciendo que el cargador proporcione más corriente, hasta que finalmente el electrolito del acumulador comienza a hervir. El electrolito se evapora hasta un punto en el que ya no funciona el acumulador. Esto es especialmente importante con los nuevos acumuladores "sin mantenimiento" en los cuales existe un agujero de ventilación para permitir que escape el electrolito evaporado, pero, por lo general, ningún método para tener acceso a las celdas a fin de rellenar el electrolito. Esta invención reduce la capa estancada y mejora la eficiencia de la doble capa, la cual rodean las placas del acumulador. Esta es el área en el acumulador en donde se lleva a cabo el intercambio iónico. Ahora la modalidad de la invención se describirá junto con los dibujos que la acompañan en los que: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Parte de la figura 1 es una ilustración esquemática del circuito que proporciona un sistema de carga y de reacondicionamíento del acumulador para llevarlo a cabo en un acumulador de plomo.

La figura 2 es una gráfica del voltaje contra el tiempo que muestra el voltaje de entrada VI al interruptor. La figura 3 es una gráfica de la corriente en el inductor en el punto del segundo indicador Cl. La figura 4 es una gráfica del voltaje contra el tiempo en el punto Cl. Las figuras 5, 6 y 7 corresponden a las figuras 2 , 3 y 4 que muestran la generación de un impulso de corriente incrementado, aumentando el tiempo de apertura del interruptor. La figura 8 es un diagrama de circuito semejante al de la figura 1 en donde se muestra un circuito modificado para uso en el acondicionamiento de un acumulador en un sistema de carga y suministro de energía a un acumulador separado. La figura 9 es un diagrama de bloques que muestra un sistema algo semejante al de la figura 1, en el que se incluye un control de microprocesador para controlar la presencia y evaluar la corriente de carga y los impulsos de amperaje. La figura 10 es una ilustración esquemática de un circuito propuesto como una alternativa para el sistema de bobina inductora de la figura 1 que utiliza impulsos generados por un suministro del capacitor. En los dibujos los mismos caracteres de referencia indican partes correspondientes en las diferente figuras.

DESCRIPCIÓN DETALLADA En primer lugar, en la figura 1 se muestra un circuito para cargar y acondicionar un acumulador, las terminales positivas y negativa del cual están indicadas en 10 y 11 respectivamente. El circuito se puede conectar a la terminal 10 y 11 en cualquier forma adecuada bien conocida por los expertos en la técnica. El circuito incluye un suministro de energía que a su vez incluye una terminal de energía positiva 12 y una terminal de energía negativa 13, El suministro de energía puede ser provisto por cualquier fuente de energía adecuada lo cual será bien conocido por aquellos expertos en la técnica, en las que se incluye el uso de la energía solar. El suministro de energía en un circuito separado se rectifica y filtra de manera que proporcione un voltaje CD a través de las terminales 12 y 13 del orden de 16 voltios. El voltaje positivo esta conectado a través de un sistema de control de la corriente de carga 14 definido por la resistencia R5 y esta conectado a la terminal positiva a través del iodo D6. El sistema de control de la corriente de carga 14 de esta manera limita el suministro de corriente y proporciona una corriente de carga lenta para cargar el acumulador en una forma convencional .

Además del sistema para carga el acumulador, también se incluye un sistema de impulsos de acondicionamiento para inyectar impulsos de corriente por encima del voltaje de la carga lenta de la corriente CD. El circuito generador de impulsos incluye un oscilador 15 para generar un impulso temporizador en una frecuencia y amplitud de impulso predeterminados. El impulso del oscilador se suministra desde un circuito separado 16 que amplifica y adapta el impulso de manera que el impulso de salida del oscilador y el circuito separador estén provistos en la línea en el punto DI. El impulso de salida se muestra en la figura 2 y tiene forma de una onda cuadrada que tiene un borde delantero en el tiempo TI y un borde trasero en el tiempo T2 un segundo impulso también se muestra en la figura 2 con el espacio de tiempo entre el primero y segundo impulso dependiente de la frecuencia generada por el oscilador 15, Los detalles del oscilador y el separador no se describen en la presente puesto que serán evidentes para aquellos expertos en la técnica. Los componentes del oscilador 15 y separador 16 se muestran en la figura 1 y la persona experta en la técnica será capaz de producir estos dispositivos con los valores de los componentes adecuados con la aplicación de la habilidad normal. El circuito además incluye un interruptor 17 en la forma de un interruptor transístorizado que se activa a las condiciones abierta y cerrada mediante los bordes delantero y trasero respectivamente del impulso en VI. El circuito además consta de un capacitor de suministro de corriente y un diodo D3. La bobina inductora 19 está conectada en serie con el interruptor 17 de manera que, cuando el interruptor se encuentra cerrado, la corriente pueda fluir desde el suministro de energía a través de la bobina inductora 19 hacia tierra. El capacitor de suministro de corriente 18 está conectado a la línea de suministro de energía 20 de manera que suficiente carga se encuentra disponible para suministrar corriente hacia la bobina inductora en lugar de que la corriente sea limitada por la resistencia del control de la corriente de carga 14. El punto P2 en el lado de la bobina inductora está conectado a la terminal positiva 10 a través del diodo D3. El diodo D3 evita que la corriente fluya a través de la línea desde la parte posterior de la terminal positiva hacia el punto D2 cuando el voltaje en D2 cae por debajo del voltaje en la línea 20 la cual esta conectada a la terminal de acumulador. Esta provisto un filtro de voltaje 21 que controla el voltaje para los circuitos de control, además estabilizado por diodo DI . Durante el funcionamiento, el oscilador 15 y el separador 16 generan el impulso de onda cuadrada, como se muestra en la figura 2. De esta manera, en el tiempo DI del borde delantero del impulso el interruptor transistorizado 17 esta cerrado haciendo que la corriente fluya en la bobina inductora 19 en un impulso de corriente que se eleva constantemente, indicado en C2, con esta corriente cada vez mayor el indicador C2 se incrementa de manera continua y gradual desde el tiempo TI hasta el tiempo T2 en cuyo momento la corriente en la bobina inductora 19 gradualmente disminuye desde la corriente máxima C3 hasta regresar a 0. El voltaje en T2 se muestra en la figura 4. En el tiempo TI cuando el interruptor 17 se encuentra cerrado, voltaje disminuye de inmediato a 0, como se muestra en VO, desde el voltaje de la línea VP. Cuando el interruptor se encuentra abierto en el tiempo T2, el voltaje rápidamente aumenta desde VO hasta el voltaje máximo VP. Este incremento en el voltaje se presenta debido al suministro de corriente de la bobina inductora 19 que viaja desde el punto en P2 a través de diodo D3 hasta la terminal de acumulador. La corriente aquí generada por el inductor debido a la apertura del interruptor 17 y la inductancia de la bobina inductora 19 se suministra a través del acumulador como un impulso de corriente. El valor de la corriente generada en el punto P2 por la bobina inductora es igual a la corriente C3, que es la corriente que pasa a través de la bobina inductora en el tiempo T2 cuando el interruptor se encuentra abierto.

El impulso de la corriente se aplica de esta manera a la terminal del acumulador y pasa a través del acumulador de manera que el voltaje que atraviesa el acumulador aumenta de manera drástica a un voltaje dependiente de la impedancia a través del acumulador. Se observa que sólo la impedancia entre el punto P2 y tierra es la impedancia del acumulador. Las figuras 5, 6 y 7 muestran los mismos pasos como en las figuras 2, 3 y 4 salvo que el oscilador 15 se ha modificado de manera que el tiempo entre los bordes delantero y trasero del impulso como se muestra en T3 y T4 están incremetados. Esto hace que la rampa de corriente C4 se eleve durante un periodo de tiempo hasta un valor máximo C5 de manera que voltaje máximo VP1 sea incrementado en relación con el voltaje máximo VP en una cantidad proporcional a la diferencia en la amplitud de los impulsos. De esta manera, si el impulso es el doble de la longitud, la corriente máxima C5 es el doble de la corriente máxima C3 que se dirige a un impulso de voltaje el doble VP suponiendo que la i pendancia del acumulador permanece constante. Como se muestra en las figuras 4 y 7, el impulso de corriente cae con rapidez desde el máximo hasta el voltaje CD a través de las terminales del acumulador sin hacer que el voltaje caiga por debajo del voltaje CD a través de las terminales. Esto ocurre debido a que el impulso de corriente se genera por una corriente positiva aplicada a un máximo en la parte superior de la corriente CD y por tanto el impulso disminuye mediante una reducción rápida de la corriente de impulso que regresa a la corriente CD generada por el sistema de carga. La observación de la forma de la pulsación muestra que la pulsación incluye un decaimiento rápido inicial seguido por un decaimiento más lento. Cuando el interruptor transistorizado se abre, el inductor mantiene la misma corriente que tenía justo antes de abrir. Sin embargo, la corriente tiene que encontrar un camino alternativo. El voltaje que atraviesa el inductor ahora se determina mediante la impedancia del nuevo camino. Esta impedancia tiene su parte resistiva e inductora. La parte resistiva se determina mediante la resistencia del acumulador y la resistencia de los cables. La parte inductora se determina por la inductancia de los cables y la velocidad de la respuesta finita del electrolito de acumulador. Por estas razones el voltaje inicialmente se eleva hasta un valor relativamente alto, y después de algunos 50 nanosegundos los efectos de la inductancia del cable y la respuesta finita del electrolito, comienzan a desvanecerse permitiendo que la corriente fluya con menos restricción, lo cual se manifiesta como disminución en el voltaje. De esta manera, después del inicio alrededor de 200 nanosegundos que se necesitan para la estabilización, el voltaje se determina sólo mediante la resistencia del acumulador y disminuye en forma lineal de la misma manera que la corriente del inductor disminuye. En un arreglo común, el voltaje excedente es del orden de 1 voltio por cada un amperio de la corriente de impulso, El tiempo total de la disminución del borde elevado del impulso en T2 hasta el tiempo T5 es del orden de 100 a 300 microsegundos. El tiempo de repetición entre TI y T6 es del orden de 400 a 700 microsegundos. El tiempo que transcurre desde la elevación inicial del impulso hasta el pico es del orden de 30 a 100 nanosegundos. El tiempo desde la elevación inicial hasta el fin del decaimiento rápido en el tiempo T7 es del orden de 200 a 300 nanosegundos. Los impulso de corriente en la práctica se seleccionan de manera que proporcionen una corriente en el rango de 1 a 6 amperios para un sistema de acumulador de 12 voltios. Un acumulador de 12 voltios tiene 6 celdas. Se deberá apreciar que el voltaje y la corriente descritos en esta aplicación serán modificados por los sistemas de acumulador que tienen más o menos celdas para proporcionar mayor o menor salida de voltaje. En el sistema de 12 voltios, la aplicación de un impulso de corriente en el rango de 1 a 6 amperios generará un voltaje a través de las terminales entre 5 y 80 voltios dependiendo del nivel de sulfatación de las placas en el acumulador, que por tanto, determina la impedancia específica de las placas en el acumulador. Por lo general, la corriente de impulso se selecciona de manera que mantenga el voltaje a menos de 80 voltios, de manera que, en circunstancias en las que la impedancia es particularmente elevada debido a los niveles muy elevados de sulfatación, se requiere de la selección de un impulso de corriente más pequeño. En situaciones en donde la sulfatación es menor o ya se ha disminuido por la acción del dispositivo presente, puede incrementarse el impulso de corriente hasta el nivel de 6 amperios para mantener el impulso de voltaje a través de las terminales en un nivel suficiente, de preferencia mayor de 5 voltios. Aunque la explicación del funcionamiento de los impulsos del presente dispositivo no está bien determinada, se cree que los impulsos de energía elevada reducen la cristalización de los sulfatos sobre la superficie de las placas. Esta cristalización se reduce mediante el impulso de energía elevada sin la aplicación, al acumulador, de suficiente energía calorífica para hacer la descomposición del electrolito. Además, se cree que existe un efecto "memoria" en las placas del acumulador en el que la aplicación del impulso de energía elevado de corto periodo provoca en alguna medida una excitación continua de los iones en el electrolito y las placas del acumulador sin flujo de la corriente y sin la aplicación continua de la energía calorífica para evitar la generación de gases de ionización y sin que el electrolito hierva. Ahora, en relación con la figura 8, se muestra un circuito modificado para uso con un sistema de carga independiente 25 conectado a través de las terminales 10 y 11 de acumulador D. El circuito de acondicionamiento, por tanto, es completamente independiente del sistema de carga y se aplica como un elemento adicional simplemente unido a través de las terminales del acumulador. EL circuito de acondicionamiento, por tanto, puede ser relativamente pequeño y autocontenido. Por lo que, en el ejemplo del sistema de carga del vehículo, el acondicionador puede estar unido como un elemento independiente del alternador y los sistemas de regulación del sistema de carga del vehículo e independiente del acumulador. Por tanto, el elemento separado simplemente está unido a través de las terminales del acumulador y puede añadirse como una reconversión a los vehículos actuales para proporcionar acondicionamiento continuo del acumulador. El circuito de dispositivo de la figura 8, por tanto, se modifica en que no requiere un suministro de energía independiente y simplemente toma la energía del acumulador cuando lo requiere para generar los impulsos en la bobina inductora 19. Además, el circuito esta modificado por un circuito detector de voltaje 16 que utiliza un diodo zener D2 para cerrar un interruptor transistorizado Ql en respuesta al voltaje que atraviesa el diodo y que excede al voltaje del acumulador convencional. De esta manera, el circuito detector 26 es sensible a la presencia de exceso de voltaje a partir del sistema de carga 25, de manera que, el circuito pulsante sólo se activa cuando el sistema de carga esta en funcionamiento. Cuando el voltaje cae al voltaje del acumulador, se abre el interruptor transistorizado Ql, lo cual interrumpe la entrada al oscilador 15. Ahora, en relación con la figura 9, se muestra un arreglo modificado en un diagrama de bloques que es la versión mejorada del arreglo que se muestra en la figura 1. En esta versión mejorada se proporciona un sistema de suministro de energía 1, un sistema regulador de voltaje CD 2, un sistema pulsatorio 3 y un sistema detector del acumulador 4. Una salida del sistema detector del acumulador 4 se suministra a una unidad de control de microprocesador 5 el cual activa el control del sistema para la generación del impulso 3 y el suministro del voltaje CD 2 dependiente de la detección del estado del acumulador. El sistema de suministro de energía 1 es, por supuesto, de una naturaleza convencional y será bien conocido por los expertos en la técnica. El sistema regulador de voltaje 2 nuevamente es de naturaleza convencional y puede controlarse mediante el microprocesador para generar voltaje en el rango de 4 a 16 voltios y una corriente en el rango 0.5 a 10 amperios. El sistema pulsante esta arreglado para generar impulsos de corriente en la forma descrita en lo anterior con el valor de la corriente variable, como se describió en lo anterior, entre 2 amperios y 6 amperios. El sistema detector del acumulador se activa mediante el microprocesador en una forma periódica lo cual por lo común será el orden de una vez cada 5 minutos. El microprocesador de esta manera activa el sistema de voltaje CD 2 y el sistema pulsante 3 para interrumpir temporalmente la activación mientras que el sistema detector del acumulador se activa para detectar el estado del acumulador. Esto se efectúa inicialmente detectando el voltaje que atraviesa el acumulador sin carga y posteriormente se aplica una corriente de valor predeterminado a través del acumulador para detectar la impedancia del acumulador. Por lo común, la corriente sería del orden de 1 amperio el cual se aplica desde una fuente de corriente constante a través de las terminales del acumulador para detectar el incremento de voltaje a través del acumulador y así la impedancia del acumulador. De esta manera, el microprocesador lleva una tabla para seleccionar la presencia y el valor del voltaje de carga desde el generador 2 y la presencia y valor del impulso de corriente a partir del generador de impulso 3 para la aplicación al acumulador. Un ejemplo de una tabla se muestra como sigue: TABLA DE DECISIÓN DE LA RAMIFICACIÓN DEL PROGRAMA (con base en el voltaje en circuito abierto del acumulador) VOLTAJE DEL CORRIENTE RAMIFICA A ACUMULADOR DE CARGA 4 voltios 5A CARGA 5 voltios 5A CARGA 6 voltios 5A CARGA 7 voltios 6A CARGA 8 voltios 7A CARGA 9 voltios 8A CARGA 10 voltios 10A CARGA 11 voltios 10A CARGA E IMPULSO 12 voltios 10A CARGA E IMPULSO 13 voltios 6A CARGA E IMPULSO 14 voltios ÍA IMPULSOS DE CARGA LENTA 15 voltios .4A IMPULSOS DE CARGA LENTA 16 voltios .2A IMPULSOS DE CARGA LENTA BUSQUE LA TABLA DE LA CORRIENTE DE IMPULSO IMPEDANCIA CORRIENTE (unidad DE IMPULSO relativa) 1 SIN IMPULS 2 2A 3 2A 4 3A 5 4A 6 4A 7 5A 8 6A 9 6A Por tanto, en general el dispositivo mejorado de la figura 9 verifica continuamente el estado del acumulador y proporciona sólo un voltaje de carga o sólo un impulso, o ambos dependiendo del estado del acumulador. Además, el valor del voltaje del carga y el valor del impulso de la corriente pueden controlarse en forma cuidadosa dependiendo del estado del acumulador para proporcionar el mejor efecto para acondicionar y carga el acumulador hasta un estado completamente cargado. Al conectarlo a un acumulador, el microprocesador determina el voltaje y la impedancia del acumulador. Con base en estas condiciones, el programa encuentra la corriente de carga óptima y el límite de voltaje. Una vez que el voltaje del acumulador llega a su limite y si la impedancia del acumulador es alta, el microcontrolador empieza a pulsar en el acumulador. A mayor impedancia en el acumulador mayor corriente pulsante se utiliza. Los valores de todas las variables como: voltaje del acumulador, corriente de carga, corriente pulsante e impedancia del acumulador se almacenan en las tablas en el programa. La pulsación continúa hasta que la impedancia del acumulador desciende a un nivel inferior. Después, si el acumulador está completamente cargado, el control cambia al modo de carga lenta. Si el acumulador todavía necesita carga adicional la unidad continúa cargando. En el modo de carga lenta el voltaje de carga se reduce a 13.8 voltios de manera que no exista un efecto de la corriente de carga y se introduzca un impulso ligero de alrededor de 1 amperio. En n caso en donde la ímpedancia es muy baja, puede interrumpirse el impulso de carga lenta. La impedancia puede irse incrementando al valor de la corriente en los pasos hasta alcanzar un voltaje predeterminado. La tabla de impedancias presentadas en lo anterior utiliza esta técnica y los valores enumerados simplemente son valores relativos o arbitrarios dependientes de la cantidad de pasos de un valor de corriente predeterminado necesario para alcanzar el voltaje. Se ha encontrado que el funcionamiento de la pulsación tiene la mejor eficiencia para acondicionar el acumulador cuando el acumulador esta cargado y por tanto el funcionamiento del impulso sólo se inicia cuando el voltaje del acumulador alcanza 11 voltios. El impulso de carga lenta sólo proporciona el nivel bajo o impulso ligero y se ha encontrado que esto logra el acondicionamiento final más eficiente del acumulador mientras se completa la carga hasta la conversión máxima del elctrolito Volviendo a la figura 10, se muestra un circuito modificado para generar impulsos para la inyección en el acumulador en este circuito modificado se generan en un capacitor C que se carga a través de una resistencia R. Un interruptor transistorizado SW que funciona mediante un oscilador, como se muestra en la figura 1, funciona para cerrar en forma repetida el interruptor y liberar la carga del capacitor en el acumulador como un impulso de voltaje.

En un estado normal, el interruptor SW esta abierto y el capacitor C se carga a través de una resistencia limitante de la corriente R desde el voltaje más alto que el potencial del acumulador. Una vez que el capacitor ha sido cargado, el interruptor SW se cierra permitiendo que el capacitor descargue en el acumulador. De esta manera, se administra un impulso de voltaje rápido al acumulador. El proceso se repite a una velocidad de alrededor de 8,000 a 10,000 cíelos por segundo. Puesto que diversas modificaciones pueden realizarse en invención como se describió en lo anterior, y muchas modalidades aparentemente muy diferentes de la misma pueden hacerse dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones sin apartarse del espíritu y alcance, se propone que el tema contenido en la especificación anexa debe interpretarse sólo en el sentido ilustrativo y no como limitante.

Claims (21)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para acondicionar placas de un acumulador que tiene por lo menos una celda electrolítica, una terminal de conexión positiva y una terminal de conexión negativa conectadas a través de la por lo menos una celda, el método comprende la conexión de un primer conector a la terminal positiva, la conexión de un segundo conector a la terminal negativa de tal manera que se aplique un voltaje substancialmente constante a través del primero y segundo conectores, generando una serie de impulsos de corriente y aplicando los impulsos a través del primero y segundo conectores, los impulsos tienen un voltaje máximo que se mide por encima del voltaje constante de mayor que 0.2 voltios por el número de celdas y los impulsos que provoca un flujo de corriente de mas de 1.0 amperios a través de las celdas.
2. 2. El método, de conformidad con la reivindicación 1, en donde cada impulso se arregla de tal manera que se aplique completamente eobre el voltaje constante sin reducir el voltaje a través de las terminales a un voltaje menor que el voltaje constante.
3. 3. El método, de conformidad con la reivindicación 1, en donde los impulsos tienen un periodo de tiempo desde un borde delantero hasta un borde posterior de menos de 10 microsegundos.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el acumulador es un acumulador de 12 voltios y en donde cada impulso provoca una corriente pico a través de las celdas en el rango de 2 a 6 amperios.
5. 5. El método, de conformidad con la reivindicación 1, incluye el control de cada impulso mediante la generación de un valor predeterminado de flujo de corriente a través de las celdas, de manera que el voltaje en el pico varía y se determina por la resistencia del acumulador a través de las terminales positiva y negativa.
6. 6. El método, de conformidad con la reivindicación 1, en donde los impulsos se generan por medio de una bobina de inductancia y en donde se proporciona el medio interruptor el cual esta inicialmente cerrado para hacer que una corriente fluya a través de la bobina de inductancia y luego se abre para hacer que la corriente de la bobina de inductancia fluya hacia la terminal positiva.
7. 7. El método, de conformidad con la reivindicación 6, incluye el suministro de un diodo entre la bobina de inductancia y la terminal positiva para impedir el flujo de corriente en el sentido inverso de la terminal positiva.
8. 8. El método, de conformidad con la reivindicación 6, en donde el medio interruptor consta de un interruptor transistorizado conectado entre la bobina de inductancia y tierra.
9. 9. El método, de conformidad con la reivindicación 6, incluye la disposición del capacitor para suministrar corriente a la bobina de inductancia al abrir el medio interruptor.
10. 10. El método, de conformidad con la reivindicación 6, incluye el control del valor de la corriente a un valor predeterminado controlando el tiempo durante el cual se cierra el medio interruptor.
11. 11. El método, de conformidad con la reivindicación 1, en donde el acumulador está provisto como parte de un sistema de alimentación y carga del acumulador, que incluye el medio para cargar el acumulador conectado a través de las terminales positiva y negativa del acumulador, y en donde los impulsos se generan en un dispositivo separado del medio de carga,
12. 12. El método, de conformidad con la reivindicación 11, incluye la detección de un voltaje a través de las terminales positiva y negativa el cual es mayor que el voltaje del acumulador y que genera los impulsos sólo cuando el voltaje detectado es mayor que el voltaje del acumulador.
13. 13. El método, de conformidad con la reivindicación 12, incluye el uso del voltaje a través de las terminales del acumulador para suministrar la energía para generar los impulsos.
14. 14. El método, de conformidad con la reivindicación 1, incluye la generación periódica de la interrupción de los impulsos de voltaje y la medición, mientras los impulsos son interrumpidos, de un voltaje generado por el acumulador y una resistencia a través del acumulador, en el que se incluye el medio para generar un voltaje de carga y el medio para generar los impulsos de corriente, e incluye la selección de la presencia y el valor del voltaje de carga y al selección de la presencia y el valor de los impulsos dependiendo del voltaje del acumulador y la resistencia medida del acumulador.
15. 15. El método, de conformidad con la reivindicación 14, incluye el control de cada impulso generando un valor predeterminado del flujo de corriente a través de las celdas, de tal manera que el voltaje varíe en el pico y se determine por la resistencia del acumulador a través de las terminales positiva y negativa, en donde el acumulador es un acumulador de 12 voltios y en donde cada impulso provoca una corriente a través de las celdas en el pico en el rango de 2 a 6 amperios.
16. 16. El método, de conformidad con la reivindicación 14, en donde el paso de la medición se efectúa detectando primero el voltaje a través del acumulador y aplicando después una corriente predeterminada a través del acumulador y detectando el cambio de voltaje provocado por la corriente.
17. 17. Un método para acondicionar las placas de un acumulador que tiene por lo menos una celda electrolítica, una terminal de conexión positiva y una terminal de conexión negativa conectadas a través de la por lo menos una celda; el método consta de la conexión de un primer conector a la terminal positiva; la conexión de un segundo conector a la terminal negativa de tal manera que se aplique un voltaje substancialmente constante a través del primero y segundo conectores, la generación de una serie de impulsos de corriente y la aplicación de los impulsos a través del primero y segundo conectores, en donde el acumulador esta provisto como parte de un sistema de alimentación y carga del acumulador en el que se incluye un medio para cargar el acumulador conectado a las terminales positiva y negativa del acumulador y en donde los impulsos se generan en un dispositivo separado del medio de carga, el dispositivo recibe voltaje desde las terminales del acumulador para proporcionar alimentación para generar los impulsos.
18. 18. Un método para acondicionar las placas de un acumulador que tiene por lo menos una celda electrolítica, una terminal de conexión positiva y una terminal de conexión negativa conectadas a través de la por lo menos una celda; el método comprende la conexión de un primer conector a la terminal positiva; la conexión de un segundo conector a la terminal negativa de tal manera que se aplique un voltaje substancialmente constante a través del primero y segundo conectores, la generación de una serie de impulsos de corriente y la aplicación de los impulsos a través del primero y segundo conectores, en donde el acumulador esta provisto como parte de un sistema de alimentación y carga del acumulador en el que se incluye un medio para cargar el acumulador conectado a las terminales positiva y negativa del acumulador, incluye la detección de un voltaje a través de las terminales positiva y negativa el cual es mayor que el voltaje del acumulador y la generación de impulsos sólo cuando el voltaje es mayor que el voltaje del acumulador.
19. 19. Un método para acondicionar las placas de un acumulador que tiene por lo menos una celda electrolítica, una terminal de conexión positiva y una terminal de conexión negativa conectadas a través de la por lo menos una celda; el método comprende la conexión de un primer conector a la terminal positiva; la conexión de un segundo conector a la terminal negativa de tal manera que se aplique un voltaje substancialmente constante a través del primero y segundo conectores, la generación de una serie de impulsos de corriente y la aplicación de los impulsos a través del primero y segundo conectores, la generación de una interrupción periódica de los impulsos de voltaje y la medición, mientras los impulsos son interrumpidos, de un voltaje generado por el acumulador y una resistencia a través del acumulador e incluye el suministro del medio para generar un voltaje de carga y el medio para generar los impulsos de voltaje e incluye la selección de la presencia y el valor del voltaje de carga y la selección de la presencia y el valor de los impulsos dependiendo del voltaje del acumulador y la resistencia del acumulador medidos.
20. 20. Un método para acondicionar las placas de un acumulador que tiene por lo menos una celda electrolítica, una terminal de conexión positiva y una terminal de conexión negativa conectadas a través de la por lo menos una celda; el método comprende la conexión de un primer conector a la terminal positiva; la conexión de un segundo conector a la terminal negativa de tal manera que se aplique un voltaje substancialmente constante a través del primero y segundo conectores, la disposición de una bobina de inductancia, la disposición de un medio interruptor para controlar el paso de corriente a través de la bobina de inductancia cerrando inicialmente el interruptor para hacer que una corriente fluya a través de la bobina de inductancia, y luego abriendo el interruptor para hacer que la corriente en la bobina de inductancia fluya a la terminal positiva.
21. 21. El método, de conformidad con la reivindicación 1, en donde el impulso se genera mediante la interrupción periódica de la carga que se descarga desde un capacitor hacia la terminal positiva y la recarga del capacitor con el interruptor cerrado.