INSTALACION Y PROCEDIMIENTO PARA LA SUPERVISION DE UNA BATERIA ELECTRICA EN UN SUBMARINO.

Instalación para la supervisión de una batería eléctrica en un submarino con una pluralidad de células de batería,

que presenta una instalación de evaluación central (2), que está ajustada para la detección continua de tensiones de células individuales de la batería, en la que se puede registrar en la instalación de evaluación (2), respectivamente, un valor límite para cada célula individual de la batería y la instalación de evaluación (2) está ajustada para la supervisión de las tensiones detectadas de las células individuales de la batería con relación al valor límite respectivo, y la instalación de evaluación (2) está ajustada para la formación dinámica de los valores límite para las tensiones de las células sobre la base de los parámetros actuales de funcionamiento de la batería

Instalación y procedimiento para la supervisión de una batería eléctrica en un submarino.

La invención se refiere a una instalación así como a un procedimiento para la supervisión de una batería eléctrica en un submarino.

Para los submarinos convencionales, la batería es la única fuente de energía, en determinadas situaciones de aplicación. Es deseable poder extraer la mayor cantidad posible de energía desde este acumulador. Aparte del volumen activo, la energía que se puede extraer depende de una serie de propiedades de diseño de la batería así como de algunos parámetros de funcionamiento. Un parámetro importante en este caso es la tensión de las células. A caída de la tensión de las células por debajo de un valor determinado, una llamada descarga profunda, puede conducir a un daño irreversible de la célula. Por lo tanto, debe impedirse con seguridad tal descarga profunda en el funcionamiento. Para evitar descargas profundas, las baterías de los submarinos se descargan solamente hasta el 80% de su capacidad posible, para tener, con una dispersión de fabricación dada, una seguridad suficiente contra descarga profunda. Sin embargo, esto tiene el inconveniente de que no se puede aprovechar totalmente la capacidad de la batería.

Este inconveniente se puede eliminar, en efecto, por una parte, porque las tensiones de las células individuales se compensan entre sí, como se muestra en "Dynamic Equalization Techniques for Series Battery Stado", INTE-LEC '96 IEEE, Boston, 1996, 514-521. Por otra parte, se pueden supervisar las tensiones de módulos de baterías individuales, como se publica en los documentos US 5.578.915 A y US 5.773.962 A. Sin embargo, también en estos casos se puede producir un agotamiento completo de la capacidad de la batería.

Por lo tanto, el cometido de la invención es crear una instalación así como un procedimiento para la supervisión de una batería eléctrica en un submarino, que posibiliten un aprovechamiento mejorado de la capacidad de la batería.

Este cometido se soluciona por medio de una batería con las características indicadas en la reivindicación 1 así como a través de un procedimiento con las características indicadas en la reivindicación 11. Las formas de realización preferidas se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes respectivas.

La instalación de acuerdo con la invención sirve para la supervisión de una batería eléctrica o bien de baterías eléctricas en un submarino, en la que una batería presenta una pluralidad de células de batería. La instalación de acuerdo con la invención presenta una instalación de evaluación central, que está instalada para la detección continua de tensiones de las células individuales de la batería. Esta detección automática de tensiones de células individuales tiene la ventaja de que las células individuales son supervisadas de forma independiente entre sí, de manera que se puede reconocer precozmente una descarga profunda de células individuales. Esto posibilita determinar a través de la supervisión continua aquellas células, cuya tensión de las células alcanzará o se quedará por debajo de un valor crítico. Se puede aprovechar la capacidad de la batería hasta que esta tensión alcance el valor crítico en una primera célula. Esto significa que se puede descargar la batería hasta que su "miembro más débil", es decir, la célula de capacidad más débil, alcance la tensión crítica de la célula. De esta manera, no es necesario ya aprovechar globalmente sólo el 80% de la capacidad de la batería, para tener una seguridad suficiente contra la descarga profunda de células individuales. En su lugar, la supervisión continua de células individuales de la batería posibilita aprovechar realmente la capacidad existente de la batería en la medida en que lo posibilitan las tensiones actuales de las células individuales de la batería. Esto posibilita, con una dispersión normal de los datos eléctricos de las células de la batería, una utilización al menos del 90% de la capacidad de la batería. Además, la instalación de acuerdo con la invención, que posibilita la supervisión continua e individual de las tensiones de las células individuales, hace innecesaria la determinación manual de tensiones de las células individuales, que es propensa a errores, laboriosa y peligrosa en virtud de un potencial posible de varios cientos de voltios frente a partes circundantes de la instalación. La instalación de acuerdo con la invención posibilita una supervisión continua automática del estado de la batería sobre la base de parámetros de funcionamiento actuales.

Además, en la instalación de evaluación se puede memorizar al menos un valor límite para la tensión de las células y la instalación de evaluación para la supervisión de las tensiones detectadas de las células individuales de la batería está ajustada a este valor límite. El valor límite corresponde a la tensión crítica de las células hasta la que se puede descargar una célula individual de la batería, sin que se produzca un daño de la célula de la batería en virtud de la descarga profunda. El valor límite se determina y se registra a través de la propia instalación de evaluación. Las tensiones de las células individuales de la batería, que son detectadas de forma esencialmente continua como se ha descrito anteriormente, son supervisadas de tal forma que la instalación de evaluación, cuando se alcanza el valor límite a través de una tensión de una célula individual de la batería, reconoce el límite para la descarga máxima posible de toda la batería sin daño de células individuales de la batería.

Además, de acuerdo con la invención, en la instalación de evaluación se puede registrar y supervisar un valor límite para cada célula individual de la batería. Así, por ejemplo, para cada célula individual de la batería se puede determinar individualmente con exactitud el valor límite para la tensión de las células, hasta la que se puede descargar la célula individual de la batería, sin que se produzca un daño en virtud de la descarga profunda. Esto posibilita una descarga todavía más exacta y, por lo tanto, un aprovechamiento completo de la capacidad de la batería realmente disponible. Los valores límite individuales para las células individuales de la batería posibilitan una adaptación más exacta a diferencias en virtud de diferentes parámetros de funcionamiento entre las células individuales.

A este respecto, la instalación de evaluación está ajustada para la formación dinámica de los valores límite para las tensiones de las células sobre la base de los parámetros de funcionamiento actuales de la batería. Esta formación dinámica de los valores límite se puede realizar de tal forma que se forma un valor límite unitario de la tensión de todas las células de la batería y se forman varios valores límite para diferentes células, con preferencia en cada caso un valor límite individual para cada célula de la batería. La formación dinámica de los valores límite a través de la instalación de evaluación posibilita adaptar los valores límite a los parámetros actuales de funcionamiento. Esto posibilita un mejor aprovechamiento de la capacidad disponible de la batería, puesto que durante la descarga y el cálculo de la duración posible de la descarga se tienen en cuenta los parámetros actuales de funcionamiento de la batería o bien de las células individuales de la batería, para determinar la tensión crítica de las células, hasta la que es posible una descarga libre de daños. Con preferencia, la determinación de los valores límite se realiza a través de la instalación de evaluación sobre la base de la corriente de descarga de la batería. A tal fin, se detecta con preferencia de forma continua la corriente de descarga de la batería desde la instalación de evaluación a través de medios sensores correspondientes. La tensión crítica de las células, a la que se puede producir un daño de la célula de la batería e virtud de la descarga profunda, se modifica en función de la corriente de descarga. De esta manera, a medida que se incrementa la descarga, se reduce la tensión de descarga y, por lo tanto, la tensión límite o bien el valor límite de la tensión de las células, hasta la que es posible una descarga sin daños de la célula de la batería. La detección de la corriente de descarga se realiza con preferencia sobre toda la batería o sobre baterías parciales individuales.

Con preferencia, la instalación de evaluación está ajustada para la supervisión continua de las tensiones de las células individuales de todas las células de...

1. Instalación para la supervisión de una batería eléctrica en un submarino con una pluralidad de células de batería, que presenta una instalación de evaluación central (2), que está ajustada para la detección continua de tensiones de células individuales de la batería, en la que se puede registrar en la instalación de evaluación (2), respectivamente, un valor límite para cada célula individual de la batería y la instalación de evaluación (2) está ajustada para la supervisión de las tensiones detectadas de las células individuales de la batería con relación al valor límite respectivo, y la instalación de evaluación (2) está ajustada para la formación dinámica de los valores límite para las tensiones de las células sobre la base de los parámetros actuales de funcionamiento de la batería.

2. Instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la instalación de evaluación (2) está ajustada para la supervisión continua de las tensiones de las células individuales de todas las células de la batería.

3. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de evaluación (2) está conectada con al menos un módulo sensor (8), que está previsto para la detección de las tensiones de las células individuales de varias células de la batería y para la transmisión de los datos detectados a la instalación de evaluación (2).

4. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque están previstos varios módulos sensores (8), que están dispuestos, respectivamente, para la detección de tensiones de las células individuales de varias células de la batería.

5. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de evaluación (2) está ajustada para la generación de una señal de alarma, cuando el valor límite para la tensión de las células es alcanzado por la tensión actual de una de las células de la batería.

6. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de evaluación (2) está instalada para calcular, con unos parámetros dados de funcionamiento de la batería, la duración de descarga restante hasta que se alcanza el valor límite a través de una de las tensiones de las células.

7. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de evaluación (2) está ajustada para la determinación de los valores límite sobre la base de la corriente de descarga de la batería.

8. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de evaluación (2) está ajustada para la determinación de los valores límite sobre la base de la temperatura, del nivel de ácido y/o de la densidad del ácido en las células de la batería.

9. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque están previstos medios sensores para la detección de la temperatura, del nivel de ácido y/o de la densidad del ácido de células individuales de la batería así como de la corriente de la batería, en la que los medios sensores están conectados a través de una instalación de transmisión de datos (6) con la instalación de evaluación (2).

10. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque varios módulos sensores (8) y/o medios sensores están conectados a través de un bus de datos (6) común con la instalación de evaluación (2).

11. Procedimiento para la supervisión de una batería eléctrica con varias células de batería en un submarino, en el que se supervisan las tensiones de las células individuales de todas las células de la batería, se comparan las tensiones actuales supervisadas de las células individuales de la batería con valores límite individuales para cada célula de la batería, y se forman los valores límite dinámicamente sobre la base de parámetros actuales de funcionamiento de la batería, especialmente sobre la base de la corriente de descarga de la batería.