Protección frente a cortocircuitos para la batería de un vehículo eléctrico.

Dispositivo para la protección eléctrica de un vehículo eléctrico con

- una unidad

(6) de separación para la separación eléctrica de líneas eléctricas de una batería (2) de vehículo, y

- una unidad (4) de detección para la determinación de humedad, de tal manera que

- la unidad (4) de detección, al detectar humedad (12), activa la unidad (6) de separación, de modo que la línea (8) eléctrica se separa eléctricamente,

caracterizado porque

- la línea eléctrica es una unión de células de batería dentro de la batería (2), y

- la unidad (4) de detección está dispuesta en la batería (2) de vehículo y la unidad (4) de detección, cuando penetra agua en la batería, activa la unidad (6) de separación para separar la unión entre las células de batería.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/053978.

Solicitante: AUTO-KABEL MANAGEMENT GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: IM GRIEN 1 79688 HAUSEN I.W. ALEMANIA.

Inventor/es: LIETZ, FRANZ-JOSEF, SCHUMACHER,JENS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Celdas secundarias; Su fabricación > H01M10/48 (Acumuladores combinados con dispositivos de medida, ensayo o indicación de estado, p. ej. del nivel o de la densidad del electrolito (indicación o medida del nivel de un líquido en general G01F 23/00; medida de la densidad G01N, p. ej. G01N 9/00; medida de valores eléctricos G01R))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Detalles de construcción o procesos de fabricación... > H01M2/34 (con medios para evitar un uso o una descarga no deseada)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación... > Circuitos de protección de seguridad para desconexión... > H02H5/08 (sensibles a una presión de fluido, a un nivel de líquido o a un desplazamiento de líquido anormal, p. ej. relés Buchholz)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación... > Circuitos de protección de seguridad especialmente... > H02H7/18 (para pilas; para acumuladores)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > PROPULSION DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE... > Dispositivos eléctricos de seguridad sobre vehículos... > B60L3/04 (Corte de la alimentación de energía en caso de falsa maniobra)

PDF original: ES-2528942_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Protección frente a cortocircuitos para la batería de un vehículo eléctrico Sector de la técnica El objeto se refiere a un dispositivo para la protección eléctrica de un vehículo eléctrico así como a un vehículo eléctrico con un dispositivo de este tipo así como a un procedimiento para la protección eléctrica de un vehículo eléctrico.

Estado de la técnica En el futuro, en la construcción automovilística, el uso de motores eléctricos tendrá cada vez mayor importancia. En la actualidad existen diversos conceptos para vehículos híbridos así como vehículos puramente eléctricos. En particular en el caso de los vehículos puramente eléctricos toda la energía necesaria para el accionamiento debe almacenarse en baterías. Estas baterías son por regla general baterías de alto voltaje que ponen a disposición una tensión de varios 100 V. Con estas baterías son posibles corrientes máximas de varios 100 A.

Precisamente por la aceptación cada vez mayor de los motores eléctricos y por tanto las baterías de alto voltaje, los aspectos relativos a la seguridad se están convirtiendo en un asunto importante. En el uso de baterías para vehículos eléctricos a menudo la tensión en los bornes es tal alta que un aislamiento eléctrico entre los polos de batería debe presentar una alta resistencia a las descargas disruptivas. Sin embargo, en caso de que este tipo de vehículos sufran fuertes temporales o se alcance la profundidad de vadeo máxima, los polos de la batería pueden entrar en contacto con el agua. Esta agua puede conducir a cortocircuitos entre los polos o dentro de la batería.

Debido a las altas energías que pueden poner a disposición las baterías para vehículos eléctricos, los cortocircuitos llevan a menudo a daños en personas o a incendios.

Por el documento KR 2007 093753 y EP 2 117 095 se conoce proteger baterías para vehículos eléctricos frente a la humedad.

Objeto de la invención A este respecto, el objeto de la invención se basó en poner a disposición un dispositivo para una protección fiable de un vehículo eléctrico, que de una manera especialmente sencilla también en el caso de humedad en la batería evite daños en el vehículo y en personas por cortocircuitos eléctricos.

Este objetivo se alcanza según el objeto mediante un dispositivo según la reivindicación 1.

Se ha reconocido que la humedad en la zona de la batería del vehículo puede llevar a cortocircuitos. Para evitar estos cortocircuitos de manera segura, según un ejemplo de realización se propone separar la batería del vehículo de la distribución eléctrica cuando se detecte humedad. En este caso la línea eléctrica puede ser una unión de la batería con la distribución eléctrica dentro del vehículo.

En particular cuando llega líquido directamente a los polos de la batería del vehículo, éstos tienen que separarse de 45 la distribución eléctrica. De lo contrario el agua puede provocar un cortocircuito. Este cortocircuito, debido a las altas tensiones en los vehículos, puede llevar a daños personales. También pueden producirse incendios por tales cortocircuitos.

En regiones en las que cabe esperar fuertes lluvias, el agua que por la lluvia puede llegar a la zona de la batería del 50 vehículo puede llevar a tales cortocircuitos. La batería del vehículo puede disponerse por ejemplo en el compartimento motor o en otros espacios constructivos del vehículo, por ejemplo en la zona del maletero o de los bajos. Con el dispositivo según el objeto puede detectarse la penetración de agua en la zona de la batería o en la batería y separarse la línea eléctrica de la batería.

En particular en los vehículos todoterreno debe partirse del hecho de que cuando éstos alcanzan la profundidad de vadeo máxima, la batería del vehículo entra en contacto con el agua. También en este caso por motivos de seguridad debe garantizarse una separación segura de la batería de la distribución eléctrica.

La línea eléctrica puede ser una unión de células de batería dentro de la batería. En particular en el caso de baterías 60 de alto voltaje, una batería puede estar formada por una pluralidad de células. Las células individuales tienen potenciales eléctricos reducidos. Sin embargo, mediante una conexión en serie de varias células puede generarse una gran tensión eléctrica. Para evitar esto puede separarse la unión entre las células en caso de detectar humedad en la batería del vehículo. De este modo se evita que a los polos de conexión de la batería se aplique el potencial eléctrico de células conectadas en serie.

También en el caso de regiones con inundaciones ha de partirse del hecho de que los vehículos pueden ser arrastrados por ríos que se desbordan. En las inmediaciones de estos vehículos, debido al contacto eléctrico entre la batería y el agua, existe un peligro para las personas que se aproximen. Para minimizar este peligro, la unidad de separación tiene que separar la línea de la batería, de modo que el potencial eléctrico en la batería se separe de la humedad.

Según la invención está previsto que la unidad de detección esté dispuesta en la batería del vehículo. De este modo puede detectarse la penetración de agua. En particular en el caso de los denominados paquetes de batería, la penetración de humedad es un problema que debe tomarse en serio. Por ejemplo la batería del vehículo según el objeto puede ser una batería de iones de litio que está formada por una pluralidad de células del mismo tipo.

Según un ejemplo de realización ventajoso se propone que la batería del vehículo sea una batería de alto voltaje. Una batería de alto voltaje es por regla general una batería que pone a disposición tensiones de más de 100 V. Tales baterías de alto voltaje se utilizan en particular en vehículos eléctricos. Precisamente con el uso de baterías de alto voltaje la penetración de humedad es un enorme riesgo para la seguridad. Para garantizar que las baterías de alto voltaje no sufran un cortocircuito por la penetración de agua, según el objeto se activa la unidad de separación.

Según un ejemplo de realización ventajoso se propone que la unidad de detección esté dispuesta en la batería del vehículo. En particular, la humedad en la zona de la batería del vehículo puede conducir a cortocircuitos. Por este motivo se dispone la unidad de detección en la batería del vehículo. De este modo se garantiza que en cuanto entra humedad en la batería del vehículo, en particular en cuanto la batería del vehículo está rodeada de líquido, se produzca una separación de los polos de la batería de la distribución.

La conexión de muchas células de una batería permite poner a disposición la potencia necesaria para una batería de vehículo. Pueden conectarse otras células, que en sí mismas son baterías de bajo voltaje. Los paquetes de batería así conectados tienen que protegerse de manera segura frente a cortocircuitos dentro del paquete de batería, porque de lo contrario estos cortocircuitos pueden llevar a una destrucción del paquete de batería. Por este motivo la unidad de detección se dispone en la batería del vehículo para detectar la humedad en la batería del vehículo. De este modo, en caso de penetrar humedad, puede separarse la unión entre las células del paquete de batería.

En particular, para poder detectar de manera temprana humedad en aumento, por ejemplo agua en aumento, se propone que la unidad de detección este é dispuesta por debajo de los contactos de batería o por debajo de la parte inferior de la batería. De este modo esta unidad de detección conduce ya a una activación de la unidad de separación antes de que la humedad llegue a la zona de los contactos de batería... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para la protección eléctrica de un vehículo eléctrico con -una unidad (6) de separación para la separación eléctrica de líneas eléctricas de una batería (2) de vehículo, y -una unidad (4) de detección para la determinación de humedad, de tal manera que -la unidad (4) de detección, al detectar humedad (12) , activa la unidad (6) de separación, de modo que la línea (8) eléctrica se separa eléctricamente, caracterizado porque -la línea eléctrica es una unión de células de batería dentro de la batería (2) , y -la unidad (4) de detección está dispuesta en la batería (2) de vehículo y la unidad (4) de detección, cuando penetra agua en la batería, activa la unidad (6) de separación para separar la unión entre las células de batería.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la batería (2) de vehículo es una batería de alto voltaje.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad (4) de detección presenta al menos un 25 sensor (4) de humedad.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque el sensor de humedad es un sensor (4b) de agua.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad (4) de detección presenta al menos un sensor (4a) de lluvia.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque la unidad (6) de separación, activada por el sensor (4a) de lluvia, separa los contactos (3) de batería mecánicamente, sin destrucción, de la distribución (8) eléctrica al detectar lluvia y porque la unidad (6) de separación, activada por un sensor (4b) de agua, separa los contactos de batería de manera pirotécnica de la distribución (8) eléctrica en caso de que estén rodeados de agua.

7. Vehículo eléctrico con un dispositivo según la reivindicación 1. 40

8. Procedimiento para la protección eléctrica de un vehículo eléctrico con -la determinación de humedad dentro del vehículo eléctrico, y 45 -la separación eléctrica de una línea de la batería del vehículo cuando se detecte humedad, caracterizado porque la línea eléctrica es una unión entre células de batería dentro de la batería (2) , 50 -porque una unidad (4) de detección está dispuesta en la batería (2) de vehículo y porque se activa una unidad de separación cuando penetra agua en la batería mediante la unidad (4) de detección para separar la unión entre las células de batería.