PT1201017E - Circuito de montagem e método para carregamento de baterias por impulsos - Google Patents

Circuito de montagem e método para carregamento de baterias por impulsos Download PDF

Info

Publication number
PT1201017E
PT1201017E PT00944127T PT00944127T PT1201017E PT 1201017 E PT1201017 E PT 1201017E PT 00944127 T PT00944127 T PT 00944127T PT 00944127 T PT00944127 T PT 00944127T PT 1201017 E PT1201017 E PT 1201017E
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
charging
assembly circuit
battery
terminals
alternating current
Prior art date
Application number
PT00944127T
Other languages
English (en)
Inventor
Andras Fazakas
Original Assignee
Andras Fazakas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andras Fazakas filed Critical Andras Fazakas
Publication of PT1201017E publication Critical patent/PT1201017E/pt

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00711Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

ΡΕ1201017 - 1 -
DESCRIÇÃO "CIRCUITO DE MONTAGEM E MÉTODO PARA CARREGAMENTO DE BATERIAS POR IMPULSOS" A invenção diz respeito a um circuito de montagem e a um método para carregamento de baterias por impulsos, o qual pode ser usado para praticamente todos os tipos de baterias.
Para o carregamento de baterias, especialmente no caso de se utilizarem os circuitos de carregamento mais baratos, é usada uma tensão em corrente continua, a qual terá sido rectificada a partir da tensão de uma linha em corrente alterna, não sendo a tensão em corrente contínua alisada pelo que a corrente de carga segue a pulsação da tensão rectificada. Como se sabe, o facto de se fazer o carregamento com uma corrente pulsatória não é desvantajoso, desde que não sejam ultrapassados, durante o processo de carregamento, determinados valores limite característicos da bateria a ser carregada nesse momento. As propriedades do carregamento com uma corrente flutuante e pulsatória não se têm mostrado significativamente diferentes das que são obtidas com carregamentos que usam uma corrente contínua alisada. Uma dessas propriedades é, por exemplo, o ciclo de vida da bateria, que corresponde ao número de ciclos de carga e descarga ao longo do qual a -2- ΡΕ1201017 capacidade da bateria não diminui abaixo de uma predeterminada fracção da capacidade inicial, por exemplo abaixo dos 60%. Uma outra importante caracteristica é a capacidade, expressa em unidades de amperes-hora, a qual é inicialmente elevada mas diminui com o número de ciclos. A capacidade acumulada não é mais do que o quantitativo de toda a energia fornecida pela bateria durante o seu ciclo de vida completo. Para além das caracteristicas de bateria acima descritas, a bateria também pode ser caracterizada pelo tempo necessário para atingir o estado de completamente carregada, pelo aumento da temperatura durante o processo de carga e descarga, pelo valor de pico da corrente que pode ser obtida a partir da bateria, também pelo aparecimento do efeito memória e, por último, pela probabilidade de ocorrência de curto-circuitos acidentais. É geralmente aceite o facto experimental de as propriedades individuais acima listadas não poderem ser melhoradas, sem provocar a redução de qualidade em um ou mais dos outros parâmetros. Quando o tempo de carga é abreviado, o ciclo de vida geralmente aumenta, diminui a fiabilidade, e a capacidade da bateria não pode ser completamente utilizada.
Nos circuitos dos carregadores de bateria convencionais, as partes do circuito que geram a corrente de carga são muito semelhantes e incluem um rectificador de onda completa ligado ao enrolamento secundário de um transformador de linha, estando as saídas de corrente -3- ΡΕ1201017 contínua do rectificador ligadas aos terminais da bateria. Os circuitos electrónicos usados em tais carregadores têm como principal função a monitorização dos parâmetros da bateria durante o processo de carregamento, com base nos quais é determinado o momento final do carregamento. No caso de um carregamento com uma corrente continua por impulsos, podem surgir problemas se a resistência interna da fonte de alimentação for muito baixa, porque, em tais casos, a diferença entre a praticamente constante tensão da bateria e o pico da tensão de carga pode provocar picos muito elevados na corrente de carga, os quais a bateria poderá não suportar, ou poderá tornar-se muito difícil o ajustamento do valor optimizado para a corrente de carga. 0 problema agrava-se pelo facto de, durante o processo de carregamento, a tensão da bateria aumentar e os parâmetros de carga não poderem ser ajustados em conformidade. No entanto, este problema raramente se manifesta, porque as fontes de alimentação utilizadas em termos práticos apresentam valores de resistência interna muito mais elevados do que o exigido, e essa elevada resistência interna impede a formação de picos significativos na corrente de carga. Pode-se considerar esta propriedade como favorável pelo facto de suprimir o problema atrás mencionado mas, ao mesmo tempo, ela torna-se desvantajosa pois a bateria não irá ser carregada com os valores de corrente e de tensão que seriam requeridos, se o problema não existisse, para a obtenção de um carregamento ideal. Tal facto irá manifestar-se pelo mais prolongado período de carregamento, pelo aparecimento do efeito de memória e pela -4- ΡΕ1201017 diminuição da vida útil, ou seja, por valores menos favoráveis para os parâmetros da bateria em comparação com os valores previstos teoricamente no projecto da bateria.
Na Patente norte-americana 4878007 é divulgado um carregamento por impulsos para baterias de niguel-cádmio, em que foram inseridos correspondentes troços de descarga curta entre os subsequentes impulsos de carregamento. Deste método de carregamento resultou um aumento de actividade nos processos quimicos internos da bateria e, como consequência, não só o efeito de memória se atenuou, como também as baterias que apresentavam anteriormente uma capacidade diminuída puderam ser regeneradas. Em termos práticos, a via sugerida para o carregamento não provou ser muito melhor que os métodos de carregamento já disponíveis, dado que a utilização dos acentuados impulsos de carregamento fez diminuir a vida útil das baterias, sendo além disso de difícil concretização os necessários ciclos de carga-descarga. A Patente norte-americana 5 463 304 faz a divulgação de um circuito para prolongamento de vida em baterias recarregáveis, constituído por um condensador ligado em série ao enrolamento primário do transformador de linha de uma fonte de corrente alterna, sintonizado de forma a constituir um circuito ressonante com a indutância do enrolamento primário. Este circuito proporcionava um certo prolongamento do ciclo de vida das baterias, mas ele não conseguia influenciar significativamente o processo de -5- ΡΕ1201017 carregamento, dado que o nível da corrente contínua no enrolamento secundário do circuito permanecia inalterado, e as propriedades da corrente de carga (particularmente o seu valor de pico) estavam condicionadas pelas propriedades limitativas do transformador e do circuito eléctrico associado.
Se se desejar obter uma melhoria substancial no carregamento de baterias, em comparação com os métodos convencionais, e isto para o caso de esse objectivo poder ser realmente alcançado, os processos que se desenvolvem no interior da bateria terão de ser estudados com maior rigor, porque só com base em tais estudos se poderão tirar conclusões que mostrem a via para a obtenção de melhores parâmetros.
No livro do Dr. Hevesi, Imre: "Elektromosságtan" (em português: Teoria da Electricidade), publicado pela editora Nemzeti Tankõnyvkiadó, Budapeste, 1998, é feita a descrição, nas páginas 428-429, do movimento dos iões em electrólitos. Afirma-se que os iões têm uma velocidade de deslocamento finita, a qual fica estabilizada na sequência se ter aplicado uma determinada tensão, sendo a velocidade directamente proporcional à intensidade do campo criado. A velocidade também depende da carga dos iões e de um coeficiente de atrito ot que actua no sentido de contrariar o movimento dos iões. -6- ΡΕ1201017 0 principal objectivo da presente invenção consiste em disponibilizar um método, e um circuito de montagem para implementação desse método, que possa proporcionar condições de carregamento mais favoráveis, e em resultado do qual os parâmetros da bateria possam melhorar significativamente, em comparação com os convencionais métodos de carregamento.
Para atingir este objectivo, e com base na literatura atrás citada, partiu-se da suposição que a reacção química que ocorre na vizinhança imediata dos eléctrodos irá ter o mais elevado desempenho no intervalo de tempo durante o qual os iões, provenientes do outro eléctrodo, ainda não tiverem chegado, pelo que a sua presença não poderá perturbar os processos que se estão a desenvolver nesta região do eléctrodo. Esta condição é prevalecente no período inicial do estabelecimento do campo eléctrico, e quando é impedida a formação de um estado de equilíbrio dos iões na região do eléctrodo por curtos períodos de tempo.
Para este efeito, e baseado nesta suposição, é proporcionado um circuito de montagem conforme reivindicado nas Reivindicações 1 a 11.
De acordo com uma outra vertente da invenção, é disponibilizado um método para carregamento de baterias por impulsos com utilização de uma fonte de corrente alterna, estando este método definido nas Reivindicações 12 a 14. -Ί ΡΕ1201017 α invenção será agora descrita em associação com configurações preferíveis para a mesma, em que irá ser feita referência aos desenhos anexos. Nestes desenhos: a Figura 1 mostra o diagrama de circuito esquemático para o circuito de base da invenção; as Figuras la e lb são esboços explicativos; as Figuras 2a a 2e mostram gráficos, em função do tempo, para pontos importantes da Figura 1; a Figura 3 mostra a alteração num impulso de corrente, numa situação de tensão da bateria crescente; a Figura 4 mostra uma maneira exemplificativa de como alterar a potência de carregamento; a Figura 5 mostra uma outra maneira para o mesmo fim; a Figura 6 mostra uma possibilidade alternativa para alterar a potência de carregamento; a Figura 7 mostra o princípio do controlo de potência da separação de fase; a Figura 8 mostra uma maneira de alterar o formato dos impulsos de carregamento; e a Figura 9 mostra uma outra maneira de alterar o formato dos impulsos de carregamento. 0 circuito da Figura 1 mostra um par de díodos Dl e D2 acoplado ao enrolamento secundário do transformador de linha Tr, e os condensadores Cl e C2, ligados em paralelo com os díodos, que consistem em condensadores electrolíticos de elevada qualidade e elevada capacidade (100 a 200 pF) . Os terminais de saída 1 e 2 do circuito -8- ΡΕ1201017 estão normalmente ligados a um rectificador de onda completa Gr montado em circuito de Graetz, conforme se mostra na Figura lb, que possui terminais de corrente contínua ligados à bateria B a ser carregada. 0 conhecimento do funcionamento deste circuito tem um papel indispensável para a compreensão do circuito de montagem da invenção. A Figura la ilustra uma situação em que os terminais de saída 1 e 2 estão curto-circuitados. Nesta situação, podemos rapidamente apercebermo-nos que nenhuma corrente poderá passar através do enrolamento secundário do transformador Tr, uma vez que os díodos Dl e D2 estão ligados um contra o outro, e um deles está sempre em modo de não condução. De um ponto de vista da corrente contínua, os condensadores representam um circuito aberto. Daqui resulta que, neste circuito base, mesmo um curto-circuito acidental da bateria B acoplada aos terminais de saída 1 e 2 através do rectificador Gr não pode provocar danos no transformador Tr, o qual será portanto carregado por uma carga reactiva completa.
Em utilização real, o circuito básico da Figura 1 é complementado pelo rectificador mostrado na Figura lb e pela bateria B que tem uma voltagem %. No enrolamento secundário do transformador Tr, a voltagem eficaz Us da tensão alterna sinusoidal pode ser igual à voltagem %, ou poderá ser ligeiramente mais elevada (cerca de 20 a 30%) , pelo que o pico da tensão alterna será superior em, pelo menos, 40%. Se o estado inicial for examinado quando o circuito não armazena qualquer energia, os condensadores Cl -9- ΡΕ1201017 e C2 não recebem carga. Se a tensão tiver sido ligada ao passar pelo zero, então nenhuma corrente irá inicialmente passar, e esse estado ir-se-á manter como verdadeiro até que o valor momentâneo da voltagem Uo atinja o valor limite de C/0 = % + 3 C/D, onde UD designa a tensão directa dos díodos, que é normalmente de 0,6 V no caso de díodos em silício. A corrente irá passar através de dois díodos do rectificador Gr e através de um dos díodos Dl ou D2, aquele que tiver um sentido directo igual ao sentido instantâneo de passagem da corrente. Vamos supor que isso inicialmente acontece com o díodo D2.
Após a atrás referida condição ter sido satisfeita, a corrente alterna vai começar a carregar o condensador Cl, e a sua corrente de carga carrega a bateria B. Tendo em conta a elevada capacidade do condensador Cl e pelo facto de a voltagem da bateria B ser constante e de esta ter uma muito baixa resistência interna, e devido ainda a que a diferença de voltagem entre as duas placas do condensador Cl aumenta, a corrente vai começar a passar com um crescimento acentuado e o condensador Cl será carregado. Quando a tensão alterna atingir o seu valor de pico, a voltagem sobre o condensador Cl será igual à diferença entre o valor de pico e o atrás mencionado valor limite. A partir daqui, a corrente irá começar a decrescer mas nunca irá deixar de passar porque a indutância do enrolamento secundário estará energeticamente alimentada, devido ao efeito potenciado da corrente dado por um valor de I2L, e esta potência faz aumentar ainda mais a diferença de -10- PE 1201017 potencial do condensador Cl. Durante o decréscimo da tensão alterna ir-se-á atingir a soma de Uo + UCi e, neste momento, a passagem de corrente será interrompida e o condensador Cl mantém a sua tensão. Mais tarde, a tensão alterna irá mudar o seu sinal mas, devido à rectificação de onda completa, a corrente que passa através da bateria B irá manter o seu sentido de carregamento apesar de ocorrer uma inversão no lado de corrente alterna do circuito. As equações irão agora ser mais complexas, uma vez que o condensador C2 também irá ser carregado e, no cálculo da voltagem limite, a tensão [7C2 também tem de ser considerada. Na sequência de um pequeno número de períodos, será alcançado um estado de equilíbrio, e as voltagens dos dois condensadores irão ciclicamente mudar e de forma acentuada, a corrente JB irá aumentar subitamente em ambos os semi-períodos, após o que o seu aumento se atenua aproximando-se assintoticamente de um valor máximo; depois de atingido esse máximo, ela irá decrescer subitamente, esse decréscimo atenua-se e ela atinge o valor zero. Quando observado, de baixo para cima, o troço crescente é convexo e o troço de decréscimo é côncavo, como pode ser confirmado nos gráficos em função do tempo da Figura 2, onde os diagramas a, b, c, d e e representam respectivamente os seguintes valores: U1-2 UCi, UC2, Ich e dl/dt. A mudança do corrente é bem ilustrada pelo comportamento da sua função derivada, ilustrado na Figura 2e, que representa a segunda derivada do movimento das cargas. Esta derivada muda de sinal no final de cada troço assintótico da curva da corrente e apresenta seguidamente um salto brusco. Um tal comportamento da curva de corrente -11- ΡΕ1201017 tem uma extraordinária importância no carregamento de baterias, uma vez que a súbita frente de carregamento representada pelo troço crescente é seguida por um troço decrescente mais acentuado. Foi feita anteriormente referência à suposição de que, nos eléctrodos da bateria, a reacção química irá ocorrer nas melhores condições apenas na fase inicial do movimento dos iões, e isto requer o uso de correntes de carga com acentuadas mudanças e desaparecimentos. 0 circuito simples mostrado garante que a mudança da corrente tenha essa acentuação, em que a segunda derivada da mudança (primeira derivada da corrente) assume periodicamente um valor zero, saltando depois subitamente e mudando de sinal. Esta propriedade representa talvez a mais importante vantagem da presente invenção, uma vez que cria condições ideais para os processos electroquímicos que ocorrem na bateria.
No processo aqui descrito, as alterações significativas da corrente de carga da bateria resultam da soma dos efeitos da presença da indutância do enrolamento secundário e da capacidade dos condensadores Cl e C2. Este processo é muito sensível relativamente à voltagem da bateria. Inicialmente, quando a voltagem da bateria ainda está baixa, é grande a diferença entre o pico da tensão alternada e a tensão da bateria, e é essa diferença que proporciona a elevada corrente que irá armazenar energia no enrolamento secundário, variando a potência com o quadrado da corrente, e essa energia faz avançar o processo para além do instante em que, de acordo com um ponto de vista -12- ΡΕ1201017 estático, o processo deveria ter terminado. Durante 0 processo de carregamento, a tensão da bateria aumenta e essa diferença ir-se-á tornar mais pequena e, como consequência disso, a corrente, embora mantendo 0 respectivo formato, irá mudar com amplitudes cada vez mais pequenas. Isto é ilustrado pelos diagramas da Figura 3 que mostram sucessivamente, de cima para baixo, o comportamento da corrente para tensões da bateria cada vez mais elevadas. 0 ângulo de passagem da corrente e a quantidade de cargas transportadas (que é definida pela área abaixo da curva) irá diminuir acentuadamente com o aumento da tensão da bateria. Este fenómeno é muito favorável, porque as baterias parcial ou quase totalmente carregadas requerem uma corrente de carga significativamente inferior àquela que é requerida no inicio do processo de carregamento. A curva da corrente em função do tempo irá, no entanto, manter o seu formato ao longo de todo o processo.
Constitui uma substancial vantagem prática que a invenção não seja sensível relativamente à frequência da tensão alterna e, no caso das aplicações em que não está disponível nenhuma linha de tensão com uma frequência de 50 Hz ou 60 Hz mas com outras muito mais elevadas (como no caso dos alternadores das viaturas), a invenção mantém-se em funcionamento, e a acentuação das mudanças será ainda mais significativa. Em tais casos, os condensadores e as indutâncias dos enrolamentos com eles ligados em série devem ser dimensionados de acordo com a mais elevada frequência. -13- ΡΕ1201017
Uma outra substancial vantagem reside na simplicidade do circuito, uma vez que no circuito principal de carga, onde passam correntes muito elevadas, qualquer outro ajustamento convencional do formato da curva de corrente seria difícil de realizar e iria requerer a utilização de componentes grandes e dispendiosos.
No caso do circuito básico, de acordo com a invenção, existem inúmeras maneiras de ajustar o formato da corrente de carga e de alterar os parâmetros de carregamento (como, por exemplo, a tensão de carga e a corrente de carga). No texto que se segue irão ser apresentados alguns exemplos.
Na Figura 4, o circuito difere daquele que é mostrado na Figura 1 pelo facto de ser usado um comutador S, num ramal, para inserir um condensador C3 e uma bobina Ll em série. Ao fechar o comutador S, consegue-se obter uma corrente mais elevada que varia de uma forma mais acentuada. Quando o comutador S é fechado tanto a tensão de carga como a corrente de carga irão variar.
No circuito da Figura 5, o enrolamento secundário do transformador Tr possui uma multiplicidade de pontos de tomada, e o ajustamento consiste na selecção da mais apropriada dimensão para o enrolamento. Este circuito será preferível, principalmente se a corrente de carga tiver de -14- ΡΕ1201017 se manter praticamente inalterada, sendo necessário o ajustamento da tensão.
No circuito da Figura 6, utiliza-se uma multiplicidade de transformadores independentes, ou um único transformador de maior dimensão que apresente múltiplos enrolamentos secundários com tensões e fases idênticas. Cada um dos três enrolamentos secundários ilustrados está ligado a um correspondente ramal de ponte constituído por um díodo e um condensador, como se descreveu relativamente à Figura 1. Apenas um deles está permanentemente ligado ao rectificador. Os outros dois circuitos semelhantes podem ser ligados à carga quando os tiristores Thl e Th4 são disparados em momentos apropriados. Um ramal de ponte dos rectificadores é comum, e os outros ramais de ponte são constituídos pelos próprios tiristores controlados. Com um destes circuitos de montagem, o valor da corrente pode ser alterado ao manter uma tensão de carga constante.
Uma outra possibilidade é mostrada na Figura 7, na qual o enrolamento primário do transformador Tr está ligado através de uma unidade de controlo de potência SK. Esta unidade será preferencialmente feita de acordo com a Patente HU 210 725 - atribuída ao Requerente - que diz respeito a uma unidade de controlo e comutação de potência, onde apenas uma secção que corresponde a uma dada gama de ângulos de passagem passa através da linha de tensão alternada. Numa determinada gama, o ângulo de passagem -15- ΡΕ1201017 cresce ou decresce continuamente, ou poderá também assumir um valor constante de acordo com o respectivo estabelecimento do ângulo de passagem. A variação do ângulo de passagem altera o valor efectivo da energia de carregamento. Por intermédio desta unidade de controlo, consegue-se alcançar um ajustamento muito fino.
Por intermédio dos ajustamentos atrás referidos, que intervêm antes de o rectificador ter criado formas de ajustar os principais parâmetros do carregamento. Por intermédio do ajustamento do formato dos impulsos da corrente de carga, as mais adequadas condições de carregamento poderão ser ajustadas para um determinado tipo de bateria. Alguns exemplos da mudança de formato dos impulsos de corrente passam agora a ser apresentados. A Figura 8 mostra um filtro indutivo LC ("LC filter") funcionando como um filtro passa baixo, ligado entre a saída do rectificador Gr e a bateria B a ser carregada, que pode ser usado para alisar o troço acentuado e para diminuir a acentuação dos troços decrescentes dos impulsos de corrente. 0 circuito mostrado na Figura 9 apresenta efeitos semelhantes, mas mais expressivos, sendo constituído por um transformador e um condensador com elevada capacidade. 0 resultado de uma longa série de experiências realizadas com a invenção permitiu verificar que ela pode -16- ΡΕ1201017 muito bem ser usada com todos os géneros de baterias recarregáveis, dos modelos geralmente aceites; mais concretamente, foram obtidos resultados favoráveis no caso das baterias de níquel-cádmio, no caso das baterias de chumbo e ácido utilizadas em veículos automóveis, ou no caso das baterias híbridas de lítio e de níquel-metal. As vantagens tornaram-se por si próprias evidentes: nos mais curtos períodos de carregamento, no aumento do ciclo de vida, no valor estabilizado da capacidade durante a vida útil (ou seja, um mais ligeiro decréscimo na capacidade com o aumento do número de ciclos), no desaparecimento do efeito memória, no mais ligeiro grau de aquecimento e numa alteração favorável para muitos outros parâmetros da bateria. Estes resultados são notáveis porque, nos métodos de carregamento anteriormente conhecidos, qualquer propriedade de uma bateria apenas conseguia ser melhorada à custa de uma ou mais das restantes propriedades. As vantagens que se manifestam na melhoria simultânea de todos estes parâmetros parecem confirmar as hipóteses teóricas delineadas.
Lisboa, 15 de Julho de 2009

Claims (5)

  1. ΡΕ1201017 - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Circuito de montagem para carregamento de baterias por impulsos, constituído por: - uma fonte de corrente alterna apresentando uma predeterminada indutância e um par de terminais de saída; - um rectificador (Gr) com terminais de corrente alterna e terminais de corrente contínua, estando estes terminais de corrente contínua ligados a uma bateria (B) a ser carregada; caracterizado por integrar um par de ramais de ponte, cada qual consistindo numa montagem em paralelo de um condensador (Cl, C2) com um comutador semicondutor (Dl, D2), estando estes ramais de ponte correspondentemente ligados entre os mencionados terminais de saída da fonte de corrente alterna e os terminais de corrente contínua do referido rectificador (Gr), de tal maneira que os ditos comutadores semicondutores (Dl, D2) em ambos os ramais estão ligados ao terminal associado com eléctrodos semelhantes. 2. 0 circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 1, onde o mencionado rectificador (Gr) consiste num rectificador de onda completa. 3. 0 circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 1, em que a referida fonte de corrente -2- ΡΕ1201017 alterna compreende um transformador (Tr) apresentando um enrolamento primário e um enrolamento secundário, em que os mencionados terminais de saída consistem nos terminais deste enrolamento secundário, e em que a dita indutância é predominantemente constituída pelo enrolamento secundário do transformador. 4. 0 circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 1, onde ainda se incluem elementos indutivos e capacitivos ("LC elements") (Ll, C3) constituindo circuitos de filtragem. 5. 0 circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 1, incluindo um controlador de potência controlado (Thl, Th2, Th3, Th4) ligado em série com a fonte de corrente alterna e permitindo apenas a passagem de uma gama parcial, a partir de cada período completo da corrente alterna, em que a dimensão desta gama parcial - quando expressa em unidades de ângulo - é o ângulo de passagem, e em que o controlador de potência está preparado para alterar o ângulo de passagem, e consequentemente a potência de carregamento para a bateria (B) , dentro de limites predeterminados. 6. 0 circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 1, integrando pelo menos mais um condensador (C3) e um comutador (S) através do qual aquele condensador adicional (C3) pode ser ligado em paralelo com o condensador (C2) num dos ditos ramais de ponte. -3 - ΡΕ1201017 7. 0 circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 6, onde os valores de capacidade dos condensadores (Cl, C2) nos ditos ramais de ponte diferem um do outro em 200%, no máximo.
  2. 8. O circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 3, onde o dito transformador (Tr) tem um enrolamento com múltiplos pontos de tomada, dos quais pelo menos um pode ser seleccionado por intermédio de um comutador, para assim ajustar as propriedades da referida potência de carregamento.
  3. 9. O circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 1, compreendendo uma multiplicidade de pares de ramais de ponte essencialmente dimensionados para tensões idênticas, e em que estes pares estão ligados em paralelo por uma questão de ajustamento da potência de carregamento.
  4. 10. O circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 1, em que os mencionados comutadores semicondutores consistem em díodos. 11. 0 circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 1, em que a dita fonte de corrente alterna tem uma frequência ajustável.
  5. 12. Um método para carregamento de baterias por impulsos, através de impulsos periódicos de corrente -4- ΡΕ1201017 contínua gerados pelo circuito de montagem conforme reivindicado na reivindicação 1, em que cada impulso de carregamento apresenta um troço crescente e um subsequente troço decrescente; caracterizado por, nos mencionados troços crescentes de cada impulso de carregamento, ser adicionada energia que estava armazenada em elementos reactivos (Cl, C2, Tr) do circuito de montagem, de tal maneira que tais troços crescentes apresentam a mais elevada taxa de crescimento no início de cada troço crescente, a que se segue uma continuamente decrescente taxa de crescimento até ao final do mesmo troço crescente; o método é ainda por, nos mencionados troços decrescentes de cada impulso de carregamento, ser removida energia armazenada nos referidos elementos reactivos (Cl, C2, Tr), de tal maneira que tais troços decrescentes apresentam a mais elevada taxa de decréscimo no início de cada troço decrescente, a que se segue uma continuamente decrescente taxa até ao final do mesmo troço decrescente. 13. 0 método conforme reivindicado reivindicação 12, onde a derivada da corrente de gerada e periodicamente repetida assume um valor nulo ou próximo de zero por duas vezes em cada um dos referidos períodos, a seguir ao que ela muda o respectivo sinal e apresenta um significativo salto. 14. 0 reivindicação 12, análise do tipo método conforme compreendendo as de bateria (B) reivindicado na seguintes etapas: antes do efectivo -5- ΡΕ1201017 carregamento; estabelecimento daqueles valores limite para a tensão e corrente de carga que ainda não provoquem danos na bateria; e manutenção dos valores estabelecidos para a tensão e corrente de carga, durante o processo de carregamento efectivo, dentro dos limites assim estabelecidos. Lisboa, 15 de Julho de 2009
PT00944127T 1999-07-15 2000-07-03 Circuito de montagem e método para carregamento de baterias por impulsos PT1201017E (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9902383A HU223696B1 (hu) 1999-07-15 1999-07-15 Kapcsolási elrendezés és eljárás akkumulátorok töltésére

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PT1201017E true PT1201017E (pt) 2009-07-22

Family

ID=89998757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT00944127T PT1201017E (pt) 1999-07-15 2000-07-03 Circuito de montagem e método para carregamento de baterias por impulsos

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6479969B1 (pt)
EP (1) EP1201017B1 (pt)
JP (1) JP4119121B2 (pt)
CN (1) CN1252893C (pt)
AT (1) ATE429058T1 (pt)
AU (1) AU769261B2 (pt)
CA (1) CA2379642C (pt)
DE (1) DE60042019D1 (pt)
EA (1) EA004171B1 (pt)
ES (1) ES2325906T3 (pt)
HK (1) HK1049072B (pt)
HU (1) HU223696B1 (pt)
PT (1) PT1201017E (pt)
WO (1) WO2001006614A1 (pt)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002189106A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Dainippon Printing Co Ltd 防眩性フィルムおよびその製造方法、ならびに防眩性フィルムを用いた表示装置
NL1022786C2 (nl) * 2003-02-26 2004-08-30 Tendris Solutions Bv Omzetschakeling, systeem en werkwijze voor het uitvoeren van een elektrochemisch proces.
NL1022784C2 (nl) * 2003-02-26 2004-08-30 Tendris Solutions Bv Laadinrichting, systeem en werkwijze voor het laden van een accu.
GB2403609A (en) * 2003-07-01 2005-01-05 Univ Leicester Pulse charging an electrochemical device
HUP0400421A2 (hu) * 2004-02-16 2005-12-28 András Fazakas Kapcsolási elrendezés egy legalább 500 mikroFarad kapacitású elektrolitikus kondenzátornak egy energiát tároló másik elektrolitikus kondenzátorral való vezérelt párhuzamos kapcsolására
US7417407B1 (en) 2004-10-13 2008-08-26 The University Of Toledo Circuit with a switch for charging a battery in a battery capacitor circuit
CN100511813C (zh) * 2005-06-21 2009-07-08 江苏双登集团有限公司 一种缩短铅酸蓄电池内化成时间的化成方法
CA2677883C (en) * 2006-11-27 2014-04-01 Universal Supercapacitors Llc Method of charging double electric layer electrochemical capacitors
HUP0700300A2 (en) * 2007-04-24 2008-12-29 Andras Fazakas Battery recharger circuit operated from three-phase mains
HUP0700299A2 (en) * 2007-04-24 2008-12-29 Andras Fazakas Recharger circuit for recharging two batteries
HUP0700301A2 (en) * 2007-04-24 2008-12-29 Andras Fazakas Circuit arrangement for paraller usage of battery rechargers
HUP0700298A2 (en) * 2007-04-24 2008-12-29 Andras Fazakas Battery recharger circuit
HUP0700673A2 (en) * 2007-11-08 2009-05-28 Tamas Balazs Method and/or circuit arrangement for fast and deep rechmarging of batteries having adherent or blott electrolyte
US20100259104A1 (en) * 2009-04-14 2010-10-14 Robert Winkelman Battery management system
DE102009029093A1 (de) * 2009-09-02 2011-03-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erwärmen eines Akkumulators, Ladegerät und Zusatzelement
KR101671775B1 (ko) * 2010-02-04 2016-11-02 가부시키가이샤 지에스 유아사 충전 방법
US9991551B2 (en) 2010-02-04 2018-06-05 Gs Yuasa International Ltd. Assembled battery, method of charging an assembled battery, and charging circuit which charges an assembled battery
CN102268753B (zh) * 2010-06-04 2014-03-12 康力得生技股份有限公司 创伤敷料的制造方法及获得的创伤敷料
JP5097289B1 (ja) * 2011-05-27 2012-12-12 シャープ株式会社 電気自動車充電用の充電器及び充電装置
KR101276586B1 (ko) 2011-11-21 2013-06-19 선문대학교 산학협력단 전자소자 및 전자소자를 포함하는 전자 릴레이 인핸서
DE102018106304A1 (de) * 2018-03-19 2019-09-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Gleichstromladung einer intelligenten Batterie

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU196863B (en) 1986-12-01 1989-01-30 Brg Mechatronikai Vallalat Method for charging ni-cd accumulators and circuit arrangement for carrying out the said method
US5270635A (en) * 1989-04-11 1993-12-14 Solid State Chargers, Inc. Universal battery charger
US5463304A (en) * 1993-11-22 1995-10-31 Winters; Thomas L. Life extending circuit for storage batteries
US5694022A (en) 1995-12-18 1997-12-02 Selfcharge, Inc. Variable pulse recharging battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
ES2325906T3 (es) 2009-09-24
AU5836100A (en) 2001-02-05
JP4119121B2 (ja) 2008-07-16
US6479969B1 (en) 2002-11-12
CN1361936A (zh) 2002-07-31
CA2379642C (en) 2007-09-11
HK1049072B (zh) 2006-09-01
CN1252893C (zh) 2006-04-19
CA2379642A1 (en) 2001-01-25
HUP9902383A2 (hu) 2001-02-28
HU9902383D0 (en) 1999-09-28
EA200200157A1 (ru) 2002-08-29
EA004171B1 (ru) 2004-02-26
ATE429058T1 (de) 2009-05-15
DE60042019D1 (de) 2009-05-28
HU223696B1 (hu) 2004-12-28
EP1201017B1 (en) 2009-04-15
AU769261B2 (en) 2004-01-22
HK1049072A1 (en) 2003-04-25
EP1201017A1 (en) 2002-05-02
WO2001006614A1 (en) 2001-01-25
JP2003505998A (ja) 2003-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PT1201017E (pt) Circuito de montagem e método para carregamento de baterias por impulsos
KR101452778B1 (ko) 축전장치의 충전제어방법 및 방전제어방법
MXPA97003852A (es) Carga y acondicionamiento de acumuladores
KR20060055473A (ko) 에너지 저장 시스템
US5639294A (en) Method for controlling the power supply to an electrostatic precipitator
PL174299B1 (pl) Przetwornik mocy do zasilania prądem stałym elektrycznego pieca łukowego
PL123738B1 (en) Method of controlling of converter and converter system, especially for continuous control of rotational speed of ac motor
JP7301208B1 (ja) バッテリ用交流電流供給回路
RU2479091C1 (ru) Способ заряда аккумулятора от солнечной батареи и устройство для осуществления способа
RU175505U1 (ru) Устройство управления перестраиваемым инвертором тока для индукционного нагрева при сильно изменяющейся нагрузке
RU2218654C2 (ru) Способ заряда емкостного накопителя электрической энергии и устройства для его осуществления (варианты)
RU93029276A (ru) Устройство повышения качества электроснабжения в трехпроводных электрических сетях
SU436302A1 (ru) Устройство для испытания вентильных приборов
SU756542A1 (ru) Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током' 1
SU847436A1 (ru) Устройство дл зар да аккумул тор-НОй бАТАРЕи OT иСТОчНиКА пОСТО ННОгОТОКА
RU2025022C1 (ru) Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током
SU1446201A1 (ru) Устройство дл питани гальванических ванн импульсным током
SU989709A1 (ru) Преобразователь переменного тока в посто нный
SU1654920A1 (ru) Устройство дл зар да аккумул торной батареи асимметричным током
SU936220A1 (ru) Система зар да аккумул торной батареи
RU33727U1 (ru) Однофазный сварочный выпрямитель
RU2022101686A (ru) Источник питания дуговой печи с резонансной схемой
RU2088036C1 (ru) Узел принудительной коммутации силовых тиристоров трехфазного автономного инвертора напряжения
SU944056A1 (ru) Устройство дл управлени тиристорным преобразователем переменного напр жени
SU537420A1 (ru) Устройство дл питани нагрузки посто нным током