BATERÍA HÍBRIDA.

La presente invención se refiere a una batería híbrida de alta potencia que puede descargar un pulso de alta corriente transitorio, y más particularmente, a una batería híbrida de alta potencia que tiene características de descarga de un pulso de alta corriente y una vida útil larga al hibridar un condensador eléctrico de doble capa de alta potencia, que tiene un área extensa, con una batería de litio primaria en paralelo. Antecedentes de la técnica El documento WO 2005/027255 A1 da a conocer un dispositivo de almacenamiento de energía de alto rendimiento, que incluye baterías tales como las baterías de plomo-ácido y otro tipo de baterías, así como electrodos de condensadores y condensadores asimétricos. Además, el documento US 2006/0263649 A1 da a conocer un conjunto de electrodo que tiene un supercondensador para permitir operaciones de carga/descarga de alta frecuencia y una batería de litio secundaria que presenta el mismo. Además, el documento EP 1347531 A2 da a conocer un paquete de baterías que puede usarse de forma adecuada en un dispositivo terminal portátil, tal como un teléfono móvil portátil que lleva, por ejemplo, un usuario que está en carretera durante un amplio periodo de tiempo. Recientemente, puesto que la comunicación inalámbrica ha crecido notablemente, los instrumentos y equipos móviles han cambiado desde el tipo analógico al tipo digital y las funciones de los mismos se han ido complicando cada vez más. En respuesta a esta tendencia, los instrumentos de comunicación móvil inalámbrica requieren características tales como una alta potencia, un peso ligero y un diseño delgado, y un coste por unidad asequible, y particularmente, un pulso de alta corriente transitorio fluye en su interior para transmitir datos de forma inalámbrica. EL sistema global de comunicación móvil (GSM) requiere un pulso de alta corriente de aproximadamente 2 A, aproximadamente 500 µs. El sistema de lectura de medición automática (LMA) habitualmente requiere una característica de pulso de alta corriente transitorio mediante una comunicación inalámbrica además de instrumentos móviles. El sistema LMA ha sido capaz de leer un medidor de manera inalámbrica ya que los medidores tales como el contador de agua han cambiado al tipo digital. Una fuente de energía aplicada al sistema LMA debería tener características de alta potencia y vida útil larga correspondientes a un pulso de alta corriente, al igual que los instrumentos de comunicación móvil inalámbrica. Además, puesto que el sistema LMA se instalada habitualmente en exteriores, a diferencia de los instrumentos móviles, es muy importante obtener las características en un intervalo de temperatura amplio. Descripción de la invención Problema técnico En un sistema de batería simple convencional que es una fuente de energía para instrumentos móviles o el sistema LMA con una característica de pulso de alta corriente, una resistencia propia debida a una descarga de alta corriente genera una caída de tensión, disminuyendo con ello la tensión de potencia, y hay un límite en la vida útil debido a una descarga de alta corriente. Esto aumenta enormemente el coste de reemplazo de una batería. Por esta razón, una fuente de energía auxiliar para una alta potencia transitoria se sitúa en el centro de atención cuando se usa una batería como fuente de energía principal. Cuando la fuente de energía auxiliar para una alta potencia transitoria se hibrida con una batería que sirve como fuente de energía principal en paralelo, se aplica poca carga a la batería. Por consiguiente, la vida útil de la batería aumenta muchísimo y se consigue la miniaturización de la batería, reduciendo el coste por unidad. La figura 1 es un diagrama electrónico de una batería híbrida según una técnica relacionada 1. En referencia a la figura 1, una batería 1 híbrida incluye una batería 2 primaria y un condensador 3 de tipo bobinado conectado en paralelo a la batería 2 primaria y que funciona como una fuente de energía auxiliar. El condensador 3 de tipo bobinado incluye una estructura de electrodo formada a partir de una placa metálica, y tiene una densidad energética muy baja en comparación con un condensador eléctrico de doble capa (EDLC) que incluye un electrodo de carbón activo. 2   En este caso, la batería 2 primaria tiene un tensión V terminal y una resistencia Rb propia, y el condensador 3 de tipo bobinado tiene una capacitancia C3 y una resistencia R3 propia. Puesto que la resistencia R3 propia del condensador 3 de tipo bobinado es menor que la resistencia Rb propia de la batería 2 primaria, la batería 1 híbrida es más ventajosa para el pulso de alta corriente que el uso de sólo la batería 2 primaria. Sin embargo, la capacitancia C3 del condensador 3 de tipo bobinado es inferior a varios cientos de , y por tanto tiene un límite de uso para el sistema LMA con un tiempo de pulso de varias decenas de ms. La figura 2 es un diagrama electrónico de una batería híbrida según una técnica relacionada 2. En referencia a la figura 2, una batería 4 híbrida incluye una batería 2 primaria y un condensador 5 eléctrico de doble capa de tipo moneda usado como una fuente de energía auxiliar y conectado en paralelo a la batería 2 primaria. Una capacitancia C5 del condensador 5 eléctrico de doble capa de tipo moneda es de varios cientos de mF varios cientos de veces mayor que la del condensador 3 de tipo bobinado de la figura 1, y por tanto es suficiente para el pulso. Sin embargo, el condensador 5 eléctrico de doble capa de tipo moneda tiene una región de electrodo pequeña porque está limitada por el tamaño de una célula, y no puede transferir simultáneamente una gran cantidad de cargas eléctricas en una estructura de este tipo. Por tanto, el condensador 5 eléctrico de doble capa de tipo moneda tiene una resistencia R5 propia muy grande, varias decenas de , que es desventajosa para una descarga de pulso de alta corriente. La figura 3 es un diagrama electrónico de una batería híbrida según una técnica relacionada 3. En referencia a la figura 3, una batería 6 híbrida incluye una batería 2 primaria y una batería 7 secundaria de alta potencia usada como una fuente de energía auxiliar. Una capacitancia C7 de la batería 7 secundaria de alta potencia es varios cientos de veces mayor que la capacitancia C5 del condensador 5 eléctrico de doble capa de tipo moneda. Además, una resistencia R7 propia de la batería 7 secundaria tiene una característica de alta potencia correspondiente a varios cientos de m por un diseño de película delgada para un electrodo. Por tanto, la batería 6 híbrida es un sistema mejorado, en comparación con las baterías 1 y 4 híbridas representadas en las figuras 1 y 2. Sin embargo, mientras que la batería secundaria tiene una característica de capacitancia excelente en una reacción química, la batería secundaria puede no funcionar normalmente durante un breve tiempo inferior a varios cientos de ms, disminuyendo con ello rápidamente su capacitancia. En particular, la batería secundaria no puede funcionar a -40ºC, una condición de temperatura para usar el sistema LMA instalado en exteriores, y por tanto tiene un límite en su aplicación. Solución técnica Un objeto de la presente invención es proporcionar una batería híbrida que satisfaga varias condiciones de pulso en un intervalo de temperatura amplio incluyendo -40ºC usando una batería primaria que incluye una batería primaria como fuente de energía principal y un condensador eléctrico de doble capa de alta potencia como fuente de energía auxiliar, según se define en la reivindicación 1. Efectos ventajosos Una batería híbrida según la presente invención incluye una batería primaria como fuente de energía principal y un condensador eléctrico de doble capa de alta potencia como fuente de energía auxiliar, y puede usarse para diversos equipos de comunicación inalámbrica, tales como un sistema global para comunicación móvil y un sistema de lectura de medición automática. En este caso, puesto que el consumo de corriente puede decrecer enormemente y puede emitirse una tensión nominal, una batería híbrida puede suministrar energía de forma estable durante un tiempo largo y puede usarse en un intervalo de temperatura amplio. Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama electrónico de una batería híbrida según una técnica relacionada 1; La figura 2 es un diagrama electrónico de una batería híbrida según una técnica relacionada 2; La figura 3 es un diagrama electrónico de una batería híbrida según una técnica relacionada 3; La figura 4 es un diagrama electrónico de una batería híbrida según una realización de la presente invención; La figura 5 es una vista que ilustra una estructura de un condensador eléctrico de doble capa de tipo apilado aplicado a una realización... [Seguir leyendo]

1. Batería (10) híbrida que comprende una fuente (11) de energía principal y una fuente (12) de energía auxiliar conectadas en paralelo a la fuente (11) de energía principal, comprendiendo la batería (10) híbrida una batería primaria que es una batería de litio tionilo como la fuente (11) de energía principal y un condensador eléctrico de doble capa que incluye un electrodo de carbón activo como la fuente de energía auxiliar. 2. Batería (10) híbrida según la reivindicación 1, en la que el condensador eléctrico de doble capa es de tipo apilado. 3. Batería (10) híbrida según la reivindicación 1, en la que el condensador eléctrico de doble capa es de tipo bobinado. 4. Batería (10) híbrida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que electrodo de carbón activo incluye una capa de material activo con un espesor pequeño de 10-40 µm. 5. Batería (10) híbrida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el electrodo de carbón activo incluye un 25-50% en peso de material conductor basado en el contenido sólido total. 6. Batería (10) híbrida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la fuente (12) de energía auxiliar es una pluralidad de condensadores eléctricos de doble capa acoplados entre sí. 8   9     11   12   13