INSTALACION DE BATERIAS DE UN SUBMARINO.

- Instalación de baterías de un submarino con al me- nos dos módulos de baterías (BM) que tienen cada uno de ellos la tensión de la red de a bordo del submarino y que están unidos cada uno de ellos con la red de a bordo del submarino a través de un interruptor (8) que hace posible que el módulo de baterías correspondiente (BM) se conecte y desconecte respecto de la red de a bordo,

estando previsto un dispositivo de control que activa los interruptores (8) de los distintos módulos de baterías (BM) y que es maniobra- do para ello de tal manera que como máximo solamente esté unido con la red de a bordo un número tal de módulos de ba- terías (BM) que no se pueda sobrepasar una corriente de cor- tocircuito máxima predeterminada en la red de a bordo, y que está concebido de tal manera que dicho dispositivo de con- trol conecte y desconecte los distintos módulos de baterías (BM) respecto de la red de a bordo con una alternancia tal que los módulos de baterías (BM) se descarguen de manera sustancialmente uniforme y las diferencias de tensión entre los distintos módulos de baterías (BM) no sobrepasen un va- lor umbral predeterminado

La invención concierne a una instalación de baterías de un submarino y a un procedimiento para controlar tal insta-lación de baterías.

Los submarinos de propulsión no nuclear presentan 5 usualmente una instalación de baterías que hace posible la propulsión del submarino independientemente del aire exte-rior con ayuda de motores eléctricos. En estas instalaciones de baterías se utilizan baterías de plomo, teniendo que co-nectarse en paralelo un gran número de baterías o células de 10 batería a fin de proporcionar la capacidad necesaria para una propulsión suficientemente larga e independiente del ai-re exterior. Asimismo, se conectan siempre en serie tantas células que se pueda proporcionar la tensión necesaria de la red de a bordo del submarino. Dado que son necesarias co-15 rrientes relativamente altas para la carga de baterías de plomo y para algunos procesos de descarga, se tienen que utilizar para la unión de las distintas células unas barras colectoras de corriente que pueden establecer fuertes campos de dispersión electromagnética no deseados. Además, al co-20 nectar en paralelo baterías de plomo hay que cuidar de que el estado de carga de las baterías sea lo más igual posible, ya que, en caso contrario, se pueden presentar corrientes de compensación no deseadas entre las distintas baterías.

Sin embargo, un inconveniente principal de las instala-25 ciones de baterías conocidas es que toda la capacidad de las baterías está limitada en lo que respecta a la magnitud de posibles corrientes de cortocircuito. Al aumentar la capaci-dad de las baterías aumenta también la magnitud de las posi-bles corrientes de cortocircuito. En consecuencia, todas las 30 líneas e interruptores tienen que construirse con dimensio-nes suficientemente grandes. Sin embargo, dado que las co-rrientes de conmutación de los interruptores disponibles son limitadas, está también limitada la capacidad total de tales instalaciones de baterías convencionales. 35

El documento WO 02/15361 A1 revela un instalación de propulsión convencional de un submarino en la que se pueden conectar baterías discrecionalmente en paralelo o en serie a fin de proporcionar tensiones diferentes para el motor de propulsión. Como medida de seguridad se han previsto aquí 5 limitadores de corriente de alta temperatura. Estos tienen que ser refrigerados y, por un lado, ocasionan ruidos no de-seados y requieren un espacio de montaje relativamente grande. Por este motivo, la utilización de tales interrupto-res en un submarino no es óptima. 10

Por tanto, el problema de la invención consiste en pro-porcionar una instalación de baterías mejorada de un subma-rino y un procedimiento de control de esta instalación de baterías, que admitan una mayor capacidad total de la insta-lación de baterías, evitando a la vez los inconvenientes an-15 teriormente citados.

Este problema se resuelve por medio de una instalación de baterías de un submarino con las características indica-das en la reivindicación 1 y por medio de un procedimiento con las características indicadas en la reivindicación 12. 20 Formas de realización preferidas se desprenden de las reivindicaciones subordinadas correspondientes, la descripción siguiente y las figuras.

La instalación de baterías según la invención para un submarino presenta al menos dos módulos de baterías. Los 25 módulos de baterías están diseñados aquí de modo que tengan cada uno de ellos la tensión de la red de a bordo del subma-rino. Para conseguir esto, los módulos de baterías pueden consistir en varias células de batería conectadas en serie para formar un llamado módulo de tensión completa que entre-30 ga la tensión de la red de a bordo. Los distintos módulos de baterías están unidos cada uno de ellos a través de un in-terruptor con la red de a bordo del submarino. La disposición de un interruptor entre cada módulo de baterías y la red de a bordo hace posible que el módulo de baterías co-35

rrespondiente se conecte individualmente a la red de a bordo y se separe, es decir, se desconecte, nuevamente de la red de a bordo. Por tanto, esta disposición hace posible que los distintos módulos de baterías se conecten a la red de a bor-do según sea necesario. Así, pueden conectarse siempre tan-5 tos módulos de baterías que pueda proporcionarse por la ins-talación de baterías la potencia justamente necesaria en la red de a bordo, especialmente para la propulsión. Los demás módulos de baterías pueden permanecer desconectados, de modo que se reducen al máximo las corrientes de cortocircuito que 10 se presenten. Para aprovechar la capacidad total de la ins-talación de baterías pueden desconectarse alternativamente unos módulos de baterías y conectarse otros, con lo que se puede descargar cada módulo de baterías y se puede aprove-char así la capacidad total de la instalación de baterías. 15 Debido a la descomposición de la instalación de baterías en varios módulos de baterías es así posible aumentar la capa-cidad total de la instalación de baterías sin incrementar las posibles corrientes de cortocircuito.

Un módulo de baterías puede presentar varias células de 20 batería conectadas en paralelo para aumentar la potencia que puede entregarse, estando distribuidas según la invención todas las células de batería conectadas en paralelo de la instalación de baterías sobre al menos dos módulos de bater-ías conectables por separado. Idealmente, se prevén más 25 módulos de baterías para poder controlar la instalación de baterías con mayor flexibilidad y poder adaptarla a la de-manda de potencia.

Se ha previsto un dispositivo de control que activa los interruptores de los distintos módulos de baterías y los ma-30 niobra entonces de tal manera que como máximo esté unido con la red de a bordo solamente un número tal de módulos de ba-terías que no pueda sobrepasarse en la red de a bordo una corriente de cortocircuito máxima predeterminada. El dispo-sitivo de control cuida aquí de que todos los módulos de ba-35

terías se conecten a la red de a bordo y se desconecten nue-vemente según sea necesario, de modo que pueda agotarse la capacidad total de la instalación de baterías. Sin embargo, se asegura aquí por medio del dispositivo de control que se conecte en paralelo como máximo un número tal de módulos de 5 baterías que no se sobrepase una corriente de cortocircuito máxima admisible para no sobrecargar algunas partes de la instalación, tales como líneas e interruptores.

Preferiblemente, al menos dos interruptores de los módulos de baterías están diseñados o son controlables de 10 modo que está previsto un enclavamiento que hace que, cuando está cerrado un interruptor, no pueda cerrarse, o no pueda cerrarse duraderamente, al menos otro interruptor. Por tanto, los dos interruptores están enclavados uno con respecto a otro de modo que siempre pueda cerrarse tan sólo uno de 15 ellos de manera duradera. Este enclavamiento puede efectuar-se por medio de un acoplamiento mecánico de los interrupto-res o bien puede materializarse por técnicas de control, por ejemplo en un dispositivo de control central que esté dise-ñado de modo que los dos interruptores no se cierren al mis-20 mo tiempo. En caso de que estén previstos más de dos módulos de baterías, los interruptores pueden estar diseñados de mo-do que solamente pueda cerrarse al mismo tiempo un número determinado de interruptores. Esto puede materializarse tam-bién por vía mecánica o por técnicas puras de control en un 25 dispositivo de control electrónico central. La instalación está concebida aquí preferiblemente de modo que pueda ce-rrarse siempre solamente un número tal de interruptores que se conecten a la red de a bordo como máximo tantos módulos de baterías que no pueda sobrepasarse una corriente de cor-30 tocircuito máxima posible. El enclavamiento puede estar di-señado de modo que sea posible una conexión de corta dura-ción de ambos módulos de baterías o de varios módulos de ba-terías para garantizar un suministro de corriente exento de interrupciones incluso al cambiar o conmutar los módulos de 35

baterías que se encuentran en uso.

A este fin, el dispositivo de control está equipado preferiblemente de modo que maniobre los interruptores de tal manera que, al desconectar un módulo de baterías y co-nectar al mismo tiempo otro módulo de baterías a la red de a 5 bordo, se conecten por breve tiempo ambos módulos de bater-ías a la red de a bordo, es decir que se desconecta un módu-lo de baterías únicamente cuando el otro módulo de baterías ya está conectado...

1. Instalación de baterías de un submarino con al me-nos dos módulos de baterías (BM) que tienen cada uno de ellos la tensión de la red de a bordo del submarino y que están unidos cada uno de ellos con la red de a bordo del 5 submarino a través de un interruptor (8) que hace posible que el módulo de baterías correspondiente (BM) se conecte y desconecte respecto de la red de a bordo, estando previsto un dispositivo de control que activa los interruptores (8) de los distintos módulos de baterías (BM) y que es maniobra-10 do para ello de tal manera que como máximo solamente esté unido con la red de a bordo un número tal de módulos de ba-terías (BM) que no se pueda sobrepasar una corriente de cor-tocircuito máxima predeterminada en la red de a bordo, y que está concebido de tal manera que dicho dispositivo de con-15 trol conecte y desconecte los distintos módulos de baterías (BM) respecto de la red de a bordo con una alternancia tal que los módulos de baterías (BM) se descarguen de manera sustancialmente uniforme y las diferencias de tensión entre los distintos módulos de baterías (BM) no sobrepasen un va-20 lor umbral predeterminado.

2. Instalación de baterías según la reivindicación 1, en la que al menos dos interruptores (8) están concebidos o son controlables de tal manera que esté previsto un enclava-miento (17) que dé lugar a que, cuando está conectado un in-25 terruptor (8), no pueda cerrarse al menos otro interruptor (8) o bien éste no pueda cerrarse de manera duradera.

3. Instalación de baterías según la reivindicación 1 ó 2, en la que el dispositivo de control está concebido de mo-do que maniobre los interruptores (8) de tal manera que, al 30 desconectar un módulo de baterías (BM) y conectar al mismo tiempo otro módulo de baterías (BM) a la red de a bordo, am-bos módulos de baterías (BM) estén conectados por breve tiempo a la red de a bordo.

4. Instalación de baterías según cualquiera de las 35

reivindicaciones anteriores, en la que los módulos de bater-ías (BM) presentan baterías de litio.

5. Instalación de baterías según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que cada módulo de bater-ías (BM) está unida con un dispositivo de carga (G) del sub-5 marino a través de una línea de carga adicional (20).

6. Instalación de baterías según la reivindicación 5, en la que está dispuesto un diodo (24) en la línea de carga (20) de cada módulo de baterías (BM).

7. Instalación de baterías según la reivindicación 5, 10 en la que cada módulo de baterías (BM) está unido de manera conmutable con la línea de carga (20) a través de un inter-ruptor de semiconductor (22).

8. Instalación de baterías según la reivindicación 7, en la que cada módulo de baterías (BM) presenta una electró-15 nica de módulo (ME) que capta al menos una magnitud carac-terística (26) del módulo de baterías correspondiente (BM).

9. Instalación de baterías según las reivindicaciones 7 y 8, en la que la electrónica de módulo (ME) está concebi-da de tal manera que conecte y/o desconecte el interruptor 20 de semiconductor (22) en función de la magnitud caracterís-tica captada (26) para unir eléctricamente el módulo de ba-terías (BM) con la línea de carga (20) y para separarlo de ésta.

10. Instalación de baterías según la reivindicación 9, 25 en la que la maniobra del interruptor de semiconductor (22) para separar el módulo de baterías (BM) de la línea de carga (20) se efectúa por medio de una orden de conmutación de un dispositivo de control central de la instalación de baterías o por medio de una variación o interrupción de la corriente 30 de carga proveniente del dispositivo de carga (G).

11. Instalación de baterías según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en la que está previsto un inter-ruptor de emergencia adicional para unir cada módulo de ba-terías (BM) con la línea de carga (20). 35

12. Procedimiento para controlar una instalación de baterías de un submarino según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la instalación de baterías pre-senta al menos dos módulos de baterías individuales (BM) que tienen cada uno de ellos la tensión de la red de a bordo del 5 submarino, y en la que para descargar los módulos de bater-ías (BM) se conecta siempre alternativamente a la red de a bordo tan sólo un número tal de módulos de baterías (BM) que no pueda sobrepasarse una corriente de cortocircuito máxima predeterminada en la red de a bordo, conectándose alternati-10 vamente los módulos de baterías (BM) a la red de a bordo y descargándose estos de tal manera que se consiga una descar-ga uniforme de todos los módulos de baterías (BM).

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que todos los módulos de baterías (BM) se cargan al mismo 15 tiempo.

14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó 13, en el que se vigila el estado de carga de cada módulo de bater-ías individual (BM) y se inicia y/o concluye el proceso de carga de cada uno de los distintos módulos de baterías (BM) 20 con independencia de los otros módulos de baterías (BM).

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que los módulos de baterías (BM) están unidos con una línea de carga (20) a través de un respectivo interruptor (22), preferiblemente un interruptor de semiconductor, y, para 25 iniciar el proceso de carga, se cierran los respectivos in-terruptores (22) a fin de unir eléctricamente el módulo de baterías correspondiente (BM) con la línea de carga (20), y en el que, después de alcanzada la carga completa de un módulo de baterías (BM), se bloquea el interruptor corres-30 pondiente (22) contra una reconexión.