Métodos en un cargador de batería.

Método para cargar una batería en un cargador de baterías que comprende medios de conexión para conectar con los terminales de una batería que tenga que cargarse,

medios para detectar una tensión entre los terminales de una batería conectada, y medios de control para iniciar un impulso de tensión,

caracterizado porque el método comprende:

carga de mantenimiento de la batería conectada, en donde la carga de mantenimiento comprende aplicar (90) una tensión a una batería conectada;

detectar (90) la tensión sobre la batería conectada;

mantener (90) la tensión sobre la batería a un nivel predeterminado durante un período de tiempo predeterminado;

monitorizar (94) un parámetro de capacidad de batería cuando dicho período de tiempo predeterminado haya transcurrido; y

aplicar (96) al menos un impulso de tensión si dicho parámetro cae por debajo de un umbral predeterminado.

Métodos en un cargador de batería CAMPO TECNICO

La presente invención se refiere a un método para cargar una batería con una elevada resistencia interna debido a la sulfatación durante la descarga de la batería, y a un método de carga de mantenimiento de una batería. La invención se refiere, también, a un medio utilizable por ordenador que comprende instrucciones para hacer que un ordenador ponga en práctica tales métodos, y a un cargador de baterías.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Durante la descarga de una batería recargable, iones de dióxido de plomo y ácido sulfúrico se convierten en sulfato de plomo en la placa o electrodo positivo del elemento de batería, e iones de plomo y ácido sulfúrico se convierten en sulfato de plomo en la placa o electrodo negativo. Correspondientemente, durante la carga de la batería, el sulfato de plomo se convierte en material activo, es decir, iones de dióxido de plomo y ácido sulfúrico, en la placa positiva, e iones de plomo y ácido sulfúrico en la placa negativa. Pero este sulfato de plomo puede formar un revestimiento en las placas, lo que aumenta la resistencia interna de la batería. Si la batería se ha descargado mucho, es decir, la cantidad de material activo ha disminuido a un nivel muy bajo, lo que puede ocurrir si la batería no ha sido usada durante un periodo de tiempo largo, por ejemplo, durante un almacenamiento de larga duración (caso de la batería del motor de un barco, cuyo motor no haya sido usado durante el invierno) , la resistencia interna de la batería puede aumentar a un nivel que impida que ésta pueda cargarse mediante un ciclo de carga normal. Ello se debe al hecho de que la elevada resistencia interna lleva consigo el rápido aumento de la tensión de carga al nivel máximo normal, 2, 3-2, 5 V/elemento, o a una tensión total de 14, 4-14, 9 V, incluso con corrientes de carga pequeñas, que, a su vez, da lugar a que la conversión de sulfato de plomo en material activo no pueda producirse, o que se convierta una cantidad muy pequeña de material. Por esta razón, muchos cargadores de baterías convencionales no pueden cargar baterías que se encuentren en esta condición.

Se han realizado distintos intentos con el fin de superar este severo problema que se produce frecuentemente con baterías recargables. Un ejemplo son cargadores y métodos de cargadores que intentan resolver este problema entregando una corriente de carga muy baja y que, de ese modo, evitan este rápido aumento de la tensión de carga. Pero, esta solución presenta el inconveniente de que, inevitablemente, el periodo de carga será muy largo debido a la pequeña intensidad de corriente.

Por otro lado, se han desarrollado cargadores y métodos de cargadores que permiten una tensión de batería elevada, superior, en algunas aplicaciones, a 20 V. En cambio, esta solución tiene el inconveniente de que la batería tiene que desconectarse del vehículo o aparato durante el periodo de carga, ya que una tensión de carga elevada de este tipo puede dañar, por ejemplo, la electrónica incluida en el vehículo o aparato.

El documento de patente US5663629 describe un método para cargar una batería que evita la sobrecarga.

El documento US5592068 describe un sistema de rejuvenecimiento de batería diseñado para inhibir la formación de sulfato.

Sin embargo, estos dos documentos no tratan la carga de mantenimiento.

Un modo para evitar que la batería se descargue durante su almacenamiento a largo plazo hasta el punto de que la recarga de la batería resulte difícil o imposible, consiste en mantener la batería en carga de mantenimiento durante el periodo de almacenamiento. Habitualmente, un procedimiento de carga de mantenimiento se realiza de acuerdo con dos métodos diferentes, carga flotante y carga por impulsos o histéresis.

De acuerdo con el primer método, carga flotante, la tensión de la batería se ajusta a un nivel inferior, típicamente, 13, 2-13, 9 V, y la batería se mantiene, aproximadamente, a un nivel de carga del 100%. Pero este método adolece de un aumento de la segregación de agua, lo que afecta negativamente a la duración de la batería. Además, en una batería con válvula de regulación, puede aumentarse el contenido de sulfato de plomo en el electrodo negativo, lo que puede aumentar el revestimiento de sulfato de plomo del electrodo, y, por tanto, aumentar la resistencia interna de la batería.

De acuerdo con el segundo método, se vigila la tensión de la batería, y si cae por debajo de un nivel de umbral predeterminado, típicamente 12, 6-13 V, se aplica un impulso de tensión. Normalmente, el nivel de carga de una batería sometida a tal método de carga de mantenimiento será inferior al 100%, es decir, la batería no se carga completamente.

Así, es un problema difícil encontrar un método de un cargador que proporcione una carga rápida, fiable y segura a una batería descargada, independientemente de los niveles de material activo de la batería, es decir, independientemente de la resistencia interna de la batería.

Además, hay problemas para encontrar un método y un cargador que proporcionen una carga de mantenimiento que mantenga la batería a un nivel de capacidad del 100%, o cerca del 100%, al mismo tiempo que se evite el aumento de la segregación de agua y el contenido de sulfato de plomo se mantenga a un nivel reducido.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION

Un objeto de la presente invención consiste en ofrecer un método para cargar baterías de manera rápida, fiable y segura, independientemente de los niveles de material activo de la batería.

Otro objeto de la presente invención consiste en ofrecer un método mejorado para la carga de mantenimiento de una batería, en particular, durante el almacenamiento a largo plazo de la misma.

Estos objetos se consiguen de acuerdo con la invención ofreciendo métodos y cargadores con las características definidas en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método para cargar una batería mediante un cargador de baterías que comprende medios de conexión para conectar con los terminales de una batería que tenga que cargarse, y medios de control. El método se caracteriza porque comprende los pasos de: iniciar un ciclo de ráfagas, en el que una pluralidad de ráfagas de tensión consecutivas se apliquen a una batería conectada que tenga que cargarse, entregando cada ráfaga cierta cantidad de carga a la batería, y reduciendo así, sucesivamente, la resistencia interna de la batería; e iniciar un ciclo de carga para cargar la batería conectada cuando dicho ciclo de ráfagas haya terminado.

De acuerdo con un segundo aspecto, se proporciona un método de carga de mantenimiento de una batería en un cargador de baterías que comprende medios de conexión para conectar con los terminales de una batería que tenga que cargarse, medios para detectar la tensión de una batería conectada, y medios de control. El método de acuerdo con el segundo aspecto se caracteriza por los pasos de: detectar la tensión de la batería conectada; mantener la tensión de la batería en un nivel predeterminado durante un periodo de tiempo predeterminado; vigilar un parámetro de capacidad de batería cuando dicho periodo de tiempo predeterminado haya transcurrido; y aplicar, al menos, un impulso de tensión si dicho parámetro cae por debajo de un nivel de umbral predeterminado.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se ofrece un medio informático que comprende instrucciones para hacer que un ordenador lleve a la práctica un método de acuerdo con el primero o el segundo aspectos.

De acuerdo con otro aspecto de la invención se proporciona un cargador de baterías que comprende medios de conexión para conectar con los terminales de una batería que tenga que cargarse, medios para detectar la tensión de una batería conectada y medios de control. El cargador se caracteriza porque dichos medios de control están conectados con los medios para detectar, y están destinados a ejecutar los métodos de acuerdo con el primero o el segundo aspectos.

La solución de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención proporciona varias ventajas en relación con las soluciones existentes. El método para cargar una batería de acuerdo con la presente invención, con una elevada resistencia interna... [Seguir leyendo]

1. Método para cargar una batería en un cargador de baterías que comprende medios de conexión para conectar con los terminales de una batería que tenga que cargarse, medios para detectar una tensión entre los terminales de una batería conectada, y medios de control para iniciar un impulso de tensión, caracterizado porque el método comprende:

carga de mantenimiento de la batería conectada, en donde la carga de mantenimiento comprende aplicar (90) una tensión a una batería conectada;

detectar (90) la tensión sobre la batería conectada;

mantener (90) la tensión sobre la batería a un nivel predeterminado durante un período de tiempo predeterminado;

monitorizar (94) un parámetro de capacidad de batería cuando dicho período de tiempo predeterminado haya transcurrido; y aplicar (96) al menos un impulso de tensión si dicho parámetro cae por debajo de un umbral predeterminado.

2. Método según la reivindicación 1, en el que dicho parámetro de capacidad predeterminado es la tensión sobre la batería conectada.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, en donde el paso de aplicar al menos un impulso de tensión (96) comprende

aplicar impulsos de tensión hasta que la tensión sobre la batería ha alcanzado al menos dicho nivel predeterminado.

4. Método según la reivindicación 1 ó 2, en donde el paso de aplicar al menos un impulso de tensión (96) comprende el paso de:

aplicar impulsos de tensión durante un período de tiempo predeterminado

5. Método para cargar una batería en un cargador de baterías según la reivindicación 1, en donde el cargador de baterías comprende además medios de control para iniciar un ciclo de ráfagas y en donde el método comprende además los pasos de :

detectar (62) la tensión sobre la batería conectada para notar un aumento de tensión sobre dicha batería para identificar si la resistencia interna de la batería ha aumentado en comparación con un estado normal;

iniciar (64) un ciclo de ráfagas si dicha resistencia interna se identifica como aumentada, en donde se aplican una pluralidad de ráfagas de tensión consecutivas a una batería conectada que se desea cargar, teniendo cada ráfaga una longitud de al menos un orden de mS y suministrando cada ráfaga una cantidad de carga a la batería y de esa forma disminuyendo sucesivamente la resistencia interna de la batería, e iniciar (66) un ciclo de carga para cargar la batería conectada cuando dicho ciclo de ráfagas ha terminado.

6. Método según la reivindicación 5, en donde cada ráfaga tiene una longitud dentro de un intervalo de aproximadamente 50 mS a algunos segundos.

7. Método según la reivindicación 5 ó 6, en donde el paso de iniciar un ciclo de ráfagas (64) además comprende los pasos de :

applicar una ráfaga de tensión a la batería cuanro dicha tensión sobre la batería ha alcanzado un primer nivel predeterminado desconectar dicha ráfaga de tensión ciando dicha tensión sobre la batería ha alcanzado un segundo nivel predeterminado;

volver a aplicar dicha ráfaga de tensión a la batería cuando dicha tensión sobre la batería ha alcanzado el primer nivel predeterminado.

8. Método según la reivindicación 5 ó 6, en donde el paso de iniciar un ciclo de ráfagas (64) comprende el paso de:

9. Medio utilizable por ordenador que comprende instrucciones para hacer que un ordenador ponga en práctica un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

10. Un cargador de baterías que comprende medios de conexión conectados con los conductores de salida del cargador, medios de conexión para conectar con los terminales de una batería que tenga que cargarse, medios para detectar la tensión de una batería conectada, y medios de control, caracterizado porque dichos medios de control están conectados con dichos medios para detectar y porque están previstos para ejecutar los métodos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8.

aplicar dichas ráfagas de tensión a un tiempo de latencia predeterminado entre dos ráfagas consecutivas.