Método y aparato para reducir la pasivación de una batería en un módulo de lectura de medidor.

Un método de prevención de una pasivación excesiva de batería en un módulo de lectura de medidor electrónico

(20) que se alimenta de energía a partir de una batería (21), cuyo método comprende:

recoger datos de medición procedentes de un medidor asociado (100), sobre una base permanente, utilizando circuitos de potencia comparativamente baja que extrae una primera corriente a partir de la batería (21);

transmitir los datos de medición a un nodo distante por intermedio de una red de comunicación inalámbrica (30) en instantes de transmisión definidos utilizando un transceptor (23) de comunicación de una potencia relativamente elevada que también se alimenta de energía a partir de la batería (21) y se activa temporalmente durante los instantes de transmisión; y

caracterizado por:

realizar activaciones ficticias del transceptor de comunicación (23) en instantes adicionales distintos a los instantes de transmisión definidos, no para transmitir datos de medición sino más bien para extraer una segunda corriente desde la batería (21) que es superior a la primera corriente y reduce la acumulación de una capa de pasivación en la batería.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2012/035948.

Solicitante: Sensus USA Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 8601 Six Forks Road, Suite 700 Raleigh, NC 27615 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HEATH,NICHOLAS.

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... > Celdas secundarias; Su fabricación > H01M10/44 (Métodos para cargar o descargar (circuitos de carga H02J 7/00))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Celdas secundarias; Su fabricación > H01M10/42 (Métodos o disposiciones para asegurar el funcionamiento o mantenimiento de las celdas secundarias o de las semi-celdas secundarias (H01M 10/60  tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE... > G01D4/00 (Aparatos contadores de tarifa (en taxímetros G07B 13/00; mecanismos a este efecto accionados por monedas, tarjetas o similares, con un metro de dispensación controlada de líquido, gas o electricidad G07F 15/00))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Celdas primarias; Su fabricación > H01M6/50 (Métodos o disposiciones para asegurar el funcionamiento o el mantenimiento, p. ej. mantenimiento de la temperatura de funcionamiento)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Celdas secundarias; Su fabricación > H01M10/052 (Acumuladores a litio)

PDF original: ES-2544469_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y aparato para reducir la pasivación de una batería en un módulo de lectura de medidor

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere, en general, a la despasivación de una batería en un dispositivo electrónico y, más en particular, a la despasivación de una batería utilizando equipos funcionales ya presentes en el dispositivo en instantes cuando el equipo funcional no esté realizando una operación normal.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las baterías se utilizan como una fuente de alimentación de energía para una diversidad de dispositivos funcionales diferentes. Numerosas baterías, tales como las baterías de litio, tienen una larga vida útil y son capaces de proporcionar energía a un dispositivo funcional durante un periodo de tiempo prolongado. La vida útil de las baterías puede ampliarse todavía más cuando el dispositivo tiene un módulo de reserva que extrae muy poca intensidad de corriente a partir de la batería cuando el dispositivo no está realizando operaciones funcionales o de no ser así, está funcionando en un estado de baja intensidad de corriente.

Un aspecto de las baterías de litio y de algunos otros tipos de baterías es la formación de una capa de pasivación que se forma mediante una reacción entre el ánodo y el cátodo metálicos. La capa de pasivación es una capa de resistencia que se acumula en el transcurso del tiempo y que impide o reduce la descarga interna de la batería, con lo que es posible una vida útil más larga. La capa de pasivación puede acumularse también con mayor rapidez cuando la batería está expuesta a una temperatura ambiente elevada. Un inconveniente de la capa de pasivación es que la batería presenta una caída en la tensión disponible inicial cuando la batería se utiliza primero después de un periodo de reserva. La tensión disponible inicial puede no ser apropiada para suministrar la energía adecuada al dispositivo con lo que el dispositivo se desactiva o interrumpe operaciones normales específicas realizadas por dicho dispositivo.

Es conocido que se incurre en gastos adicionales y/o con mayor complejidad de los circuitos de carga de despasivación en dispositivos de Lectura Automática de Medidores (AMR) . A modo de ejemplo, se conoce la adición de un circuito de carga digitalmente controlada, tal como un circuito de carga basado en una conversión digital a analógica (D/A) , a dichos dispositivos para su uso en la despasivación de la batería. Véase, a modo de ejemplo, el documento titulado "Algoritmo de despasivación de batería", IP. COM Journal, IP. COM Inc. diciembre 2008 (18-122008) , IP. COM Nº 000144103D, ISSN 1533-001.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Las enseñanzas aquí dadas a conocer se refieren a un método y aparato para impedir la pasivación excesiva de una batería en un módulo de lectura de medidor electrónico. El módulo funciona en un estado de baja potencia en la mayor parte de su funcionamiento. El estado de baja potencia se interrumpe en instantes de transmisión definidos, en donde el módulo se activa temporalmente o de no ser así, activa un transmisor de comunicación incluido, para la transmisión de datos a un nodo distante alcanzable por intermedio de una red de comunicación inalámbrica. Debido a su baja intensidad de corriente extraída durante los instantes entre transmisiones de datos, la batería del módulo es vulnerable a la acumulación de la capa de pasivación. Ventajosamente, sin embargo, el módulo está configurado para realizar activaciones ficticias de su transmisor en instantes distintos a los instantes de transmisión definidos, p.e., en los intervalos entre transmisiones de datos. Estas activaciones ficticias no son para transmisión de datos, sino más bien son activaciones temporales del transmisor de potencia relativamente elevada, para reducir la acumulación de la capa de pasivación en la batería con anticipación a una transmisión de datos siguiente.

Una forma de realización, a modo de ejemplo, da a conocer un método de prevención de una pasivación excesiva de una batería en un módulo de lectura de medidor electrónico que se alimenta a partir de una batería. El método incluye la recogida de datos de medición procedentes de un medidor asociado sobre una base permanente utilizando circuitos de potencia comparativamente baja que se alimentan a partir de la batería y la transmisión de los datos de medición a nodo distante por intermedio de una red de comunicación inalámbrica en instantes de transmisión definidos usando un transceptor de comunicación de potencia relativamente elevada que también se alimenta por la batería y se activa temporalmente durante los instantes de transmisión. En una forma de realización preferida, el método incluye, además, la realización de activaciones ficticias del transceptor de comunicación en instantes adicionales distintos de los instantes de transmisión definidos, no para transmitir datos de medición sino más bien para la despasivación de la batería.

En otra forma de realización, un método para impedir la pasivación excesiva de la batería en un módulo de lectura de medidor electrónico incluye el funcionamiento en un estado de baja potencia durante periodos de tiempo prolongados y la recogida o de cualquier otro modo, mantenimiento de datos de medición para un medidor asociado mientras está en el estado de baja potencia. El método incluye, además, la interrupción del estado de baja potencia en instantes de transmisión definidos, activando un transceptor de comunicación, que incluye un transmisor, para

realizar una transmisión de datos y la interrupción del estado de baja potencia en instantes adicionales distintos a dichos instantes de transmisión definidos, activando el transmisor no para transmisión de datos, sino más bien para reducir la acumulación de capa de pasivación en la batería.

En otra forma de realización, un módulo de lectura de medidor electrónico está configurado para un funcionamiento con alimentación de energía a partir de una batería e incluye un controlador y un transceptor de comunicación inalámbrica. El controlador está configurado para obtener datos de medición desde un circuito de interfaz asociado con un medidor y el transceptor de comunicación está configurado para acoplar, de forma comunicativa, el módulo a un nodo distante alcanzable por intermedio de una red de comunicación inalámbrica. Además, el controlador está configurado para: conectar o de cualquier otro modo activar el transceptor de comunicación temporalmente en instantes de transmisión definidos, para la transmisión de dichos datos de medición o de otra información; y para realizar activaciones ficticias de un transmisor en transceptor de comunicación en instantes adicionales distintos de dichos instantes de transmisión definidos, para la despasivación de la batería.

Por supuesto, la presente invención no está limitada al breve sumario anterior de ventajas y características operativas. Los expertos en esta técnica reconocerán características y ventajas adicionales a partir de la siguiente descripción detallada y de la referencia a los dibujos adjuntos. Además, los diversos aspectos de las formas de realización pueden utilizarse solos o en cualquier combinación, según se desee.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es un diagrama de bloques de una forma de realización de un módulo de lectura de medidor con alimentación por batería acoplado, de forma comunicativa, a un nodo distante por intermedio de una red de comunicación inalámbrica.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de una forma de realización de un módulo de lectura de medidor alimentado por batería, tal como se ilustra en la Figura 1, La Figura 3 es un diagrama de flujo que... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de prevención de una pasivación excesiva de batería en un módulo de lectura de medidor electrónico (20) que se alimenta de energía a partir de una batería (21) , cuyo método comprende:

recoger datos de medición procedentes de un medidor asociado (100) , sobre una base permanente, utilizando circuitos de potencia comparativamente baja que extrae una primera corriente a partir de la batería (21) ;

transmitir los datos de medición a un nodo distante por intermedio de una red de comunicación inalámbrica (30) en instantes de transmisión definidos utilizando un transceptor (23) de comunicación de una potencia relativamente elevada que también se alimenta de energía a partir de la batería (21) y se activa temporalmente durante los instantes de transmisión; y caracterizado por:

realizar activaciones ficticias del transceptor de comunicación (23) en instantes adicionales distintos a los instantes de transmisión definidos, no para transmitir datos de medición sino más bien para extraer una segunda corriente desde la batería (21) que es superior a la primera corriente y reduce la acumulación de una capa de pasivación en la batería.

2. El método según la reivindicación 1, en donde la realización de dichas activaciones ficticias incluye realizar una o más activaciones ficticias en cada intervalo de tiempo entre transmisiones de datos periódicas.

3. El método según la reivindicación 1, en donde realizar dichas activaciones ficticias incluye decidir realizar u omitir cualquier activación ficticia dada dependiendo de uno o varios parámetros entre:

un tiempo transcurrido desde una última transmisión de datos o activación ficticia;

un valor de temperatura ambiente o un valor de tiempo transcurrido a esa temperatura; o una tensión mínima observada de la batería tal como se mide durante una última transmisión de datos o activación ficticia.

4. El método según la reivindicación 1, que comprende, además, acondicionar la realización de dichas activaciones ficticias a la temperatura ambiente, de modo que dichas activaciones ficticias se realicen cuando un valor de la temperatura ambiente o valor del tiempo a esa temperatura supere un umbral predeterminado y no se realizan de cualquier otro modo.

5. El método según la reivindicación 1, en donde la realización de dichas activaciones ficticias incluye supervisar la temperatura ambiente y realizar activaciones ficticias con más frecuencia a más alta temperatura y con menos frecuencia o ninguna en absoluto a temperaturas más bajas.

6. El método según la reivindicación 1, en donde realizar dichas activaciones ficticias incluye iniciar una activación ficticia en respuesta a una detección de que la temperatura ambiente en el módulo de lectura del medidor electrónico aumenta en una magnitud predeterminada dentro de un periodo de tiempo predeterminado.

7. El método según la reivindicación 1, en donde realizar dichas activaciones ficticias incluye iniciar operativamente una activación ficticia antes de una siguiente transmisión de datos en respuesta a la detección de una caída de tensión excesiva de la batería en conjunción con la realización de una transmisión de datos anterior o una activación ficticia anterior.

8. El método según la reivindicación 1, en donde realizar dichas activaciones ficticias comprende, para cada dicha activación ficticia, ejecutar una rutina de despasivación de la batería que incluye una o más activaciones ficticias de un amplificador de potencia en un transceptor de comunicaciones.

9. El método según la reivindicación 8, en donde dicha rutina de despasivación de la batería comprende una rutina iterativa que realiza condicionalmente más de una activación del amplificador de potencia en función de la temperatura ambiente o del tiempo transcurrido a esa temperatura y/o en función de la observación del comportamiento de la tensión de la batería en asociación con cada una de dichas activaciones del amplificador de potencia.

10. Un módulo de lectura de medidor electrónico (20) configurado para un funcionamiento alimentado por batería a partir de una batería (21) , comprendiendo dicho módulo:

un controlador (22) configurado para obtener datos de medición procedentes de un circuito de interfaz asociado con un medidor (100) ; y 12

un transceptor (23) de comunicación configurado para acoplar, de forma comunicativa, el módulo a un nodo distante alcanzable por intermedio de una red de comunicación inalámbrica (30) ; y en donde dicho controlador (22) extrae una primera corriente desde la batería (21) y está configurado para:

activar el transceptor (23) de comunicación temporalmente en instantes de transmisión definidos para la transmisión de dichos datos de medición u otra información; y caracterizado por cuanto que el controlador (22) está configurado, además, para:

realizar activaciones ficticias de un transmisor en dicho transceptor (23) de comunicación en instantes adicionales que no son dichos instantes de transmisión definidos, no para transmitir datos de medición sino más bien para extraer una segunda corriente a partir de la batería (21) que es superior a la primera corriente y reduce la acumulación de capa de pasivación en la batería (21) .

11. El módulo según la reivindicación 10, en donde dicho controlador (22) está configurado para realizar dichas activaciones ficticias efectuando una o más activaciones ficticias en cada intervalo de tiempo entre transmisiones de datos periódicas.

12. El método según la reivindicación 10, en donde dicho controlador (22) está configurado para decidir si realizar u omitir cualquier activación ficticia dada en función de uno o más parámetros entre:

un tiempo transcurrido desde una última transmisión de datos o activación ficticia; 25 un valor de temperatura ambiente o un valor de tiempo a esa temperatura; o una tensión de batería observada mínima según se mide por el controlador durante una última transmisión de datos o activación ficticia. 30

13. El módulo según la reivindicación 10, en donde dicho controlador (22) está configurado para acondicionar el comportamiento de dichas activaciones ficticias a la temperatura ambiente, de modo que dichas activaciones ficticias se realicen cuando un valor de la temperatura ambiente o un valor de tiempo transcurrido a esa temperatura supere un umbral predeterminado y no se realizan de cualquier otro modo.

14. El módulo según la reivindicación 10, en donde dicho controlador (22) está configurado para realizar dichas activaciones ficticias sobre la base de la supervisión de la temperatura ambiente y la realización de activaciones ficticias con más frecuencia a temperaturas más elevadas y con menos frecuencia o ninguna en absoluto a temperaturas más bajas.

15. El módulo según la reivindicación 10, en donde dicho controlador (22) está configurado para iniciar operativamente una activación ficticia en respuesta a la detección de que la temperatura ambiente en el módulo de lectura del medidor electrónico aumenta en una magnitud predeterminada dentro de un periodo de tiempo predeterminado.

16. El módulo según la reivindicación 10, en donde dicho controlador (22) está configurado para iniciar operativamente una activación ficticia antes de una siguiente transmisión de datos en respuesta a la detección de una caída de tensión excesiva de la batería en conjunción con la realización de una transmisión de datos anterior o de una activación ficticia anterior.

17. El módulo según la reivindicación 10, en donde dicho controlador (22) está configurado para realizar dichas activaciones ficticias sobre la base de, para cada dicha activación ficticia, ejecutar una rutina de despasivación de la batería que incluye desactivar temporalmente un amplificador de potencia en el transceptor de comunicación una o más veces.

18. El método según la reivindicación 17, en donde dicha rutina de despasivación de la batería incluye una rutina iterativa en donde dicho controlador (22) está configurado para realizar condicionalmente más de una activación del amplificador de potencia en función de la temperatura ambiente o del valor del tiempo transcurrido a esa temperatura y/o en función de la observación del comportamiento de la tensión de la batería en asociación con cada 60 una de dichas activaciones del amplificador de potencia.