ES1278845U - Industrial and intelligent LiFePO4 battery (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Abstract

Industrial and intelligent LiFePO4 battery, characterized by including the following elements; A. The combination of a set of cells in number and connected between them in series and/or parallel depending on the electrical performance required, where each cell is based, in turn, on the union of a set of lithium batteries- ferrophosphate (LiFePO4) in adapted configuration to obtain a nominal voltage of 3.2 volts per cell B. Nickel strips to undertake the desired electrical configuration, carrying out the electrical connection in series and/or parallel pum union by means of cold welding to the batteries or cells that make up the set. C. Electronic system connected to the previous elements for the management of the resulting battery that, at least, disconnects the charging process when the voltage of one of the cells that makes up the battery falls below 2.5 volts, exceeds 3, 7 volts at its temperature exceeds 65ºC. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Batería industrial e inteligente de LiFePO4Industrial and intelligent LiFePO4 battery

Objeto de la invenciónObject of the invention

La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una batería para su uso industrial en aplicaciones de tracción de vehículos, tanto para su arranque como para su propulsión de forma permanente. Así mismo, también se hace su uso extensible a otro tipo de instalaciones fijas, como para las baterías habitualmente utilizadas en las instalaciones fotovoltaicas, a modo de ejemplo.The following invention, as expressed in the wording of the present specification, refers to a battery for industrial use in vehicle traction applications, both for starting and for permanent propulsion. Likewise, its use is also extendable to other types of fixed installations, such as the batteries usually used in photovoltaic installations, for example.

Campo de aplicaciónScope

La presente memoria tiene su campo de aplicación en la industria de la fabricación de aparatos electrónicos, concretamente, en el vinculado a la fabricación de baterías para su uso industrial.This report has its field of application in the industry of the manufacture of electronic devices, specifically, in that linked to the manufacture of batteries for industrial use.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

A modo de introducción al estado del arte, en lo que se refiere a baterías para aplicaciones automotrices, es evidente como es cada vez más importante su impacto en los sistemas electrificados incorporados al automóvil. La entrega de la energía eléctrica para este tipo de sistemas es un aspecto crítico por lo cual la selección de la tecnología de baterías es fundamental.By way of introduction to the state of the art, as regards batteries for automotive applications, it is evident how their impact on the electrified systems incorporated into the automobile is increasingly important. The delivery of electrical energy for this type of system is a critical aspect for which the selection of battery technology is essential.

Las baterías de ion litio, son las más avanzadas en cuanto a densidad de energía y potencia específica, determinados por el material con el cual se construyen sus cátodos (LFP, LMO, NCM, NCA) y ánodos (LTO y grafito), se obtienen celdas con voltajes característicos que van desde 1.5 V hasta los 3.7 V; limitadas por su costo más elevado en su construcción en torno a 325 US$ /kWh promedio. Estas baterías permiten actualmente la comercialización de vehículos híbridos enchufables y vehículos eléctricos. Los vehículos que utilizan estas baterías logran una autonomía promedio de 500 km, se espera que lleguen a los 650 km, por lo cual podrían competir con vehículos con un motor de combustión interna o "MCI”. Al cargarse a una velocidad mucho más elevada, el tiempo de recarga disminuye cada vez más, alcanzando altos porcentajes de recarga de las baterías en minutos. Respecto a su vida útil, haciendo uso de un paquete de baterías controlado por un sistema de gestión de baterías o "BMS”, se llega a alcanzar los 10 años o 160.000 km, ventajas todas que evidencian un uso más sostenible y respetuoso con el medio ambiente respecto a otras soluciones presente en el mercado.Lithium ion batteries are the most advanced in terms of energy density and specific power, determined by the material with which their cathodes (LFP, LMO, NCM, NCA) and anodes (LTO and graphite) are made, they are obtained cells with characteristic voltages ranging from 1.5 V to 3.7 V; limited by their higher construction cost of around 325 US $ / kWh average. These batteries currently allow the commercialization of plug-in hybrid vehicles and electric vehicles. Vehicles using these batteries achieve an average range of 500 km, expected to reach 650 km, which is why they could compete with vehicles with an internal combustion engine or "ICM." By charging at a much higher speed, the recharging time decreases more and more, reaching high percentages of recharging the batteries in minutes. Regarding its useful life, using a battery pack controlled by a battery management system or "BMS", it is possible to achieve 10 years or 160,000 km, all advantages that show a more sustainable and environmentally friendly use compared to other solutions on the market.

Por otro lado, las baterías de níquel metal hidruro son también parte de la evolución en cuanto a las baterías para su uso en aplicaciones de vehículos, con inclusión desde el punto de vista promedio de la capacidad de energía, potencia, y costo, que no es competitivo con respecto a las de lones de litio. Soportan el esfuerzo sufrido por las cargas y descargas, al utilizarse en este tipo de vehículos con una eficiencia del 66%. El voltaje de la celda característica está comprendido entre 0.6 V, hasta 1.5 V, la densidad de energía de esta tecnología es de 140 hasta 300 Wh/l., la vida útil puede ser de 3000 ciclos y según la aplicación, el costo puede variar entre 200 y 400 US$ /kWh.On the other hand, nickel metal hydride batteries are also part of the evolution in terms of batteries for use in vehicle applications, including from the average point of view of energy capacity, power, and cost, which do not it is competitive with lithium ion batteries. They support the effort suffered by loading and unloading, when used in this type of vehicle with an efficiency of 66%. The characteristic cell voltage is between 0.6 V, up to 1.5 V, the energy density of this technology is 140 to 300 Wh / l., The service life can be 3000 cycles and depending on the application, the cost can vary between 200 and 400 US $ / kWh.

Por último, las baterías de plomo ácido son las más utilizadas, debido a su bajo precio, alta tasa de reciclaje y sus características, acordes con las necesidades de vehículos que no hagan un uso extensivo de la electricidad como fuente directa de energía para su propulsión, ya que su baja densidad de almacenamiento energética y gran peso la excluyen como solución a tal fin. Más concretamente, el voltaje de una celda que tenga esta tecnología varía entre 1.9 a 2.15 V, con densidades de energía que llegan a los 70 Wh/l y energía específica de 35 Wh/kg.Finally, lead acid batteries are the most widely used, due to their low price, high recycling rate and their characteristics, in line with the needs of vehicles that do not make extensive use of electricity as a direct source of energy for their propulsion. , since its low energy storage density and great weight exclude it as a solution to such end. More specifically, the voltage of a cell that has this technology varies between 1.9 to 2.15 V, with energy densities reaching 70 Wh / l and specific energy of 35 Wh / kg.

Además, en los últimos tiempos, se ha pasado de un uso intensivo de la batería en la industria automotriz, a un uso mucho más generalizado tanto en maquinaria pesada asociada a instalaciones industriales, como en grupos electrógeno, o instalaciones vinculadas a parques fotovoltaicos o eólicos.In addition, in recent times, there has been an intensive use of the battery in the automotive industry, to a much more widespread use both in heavy machinery associated with industrial facilities, such as in generator sets, or facilities linked to photovoltaic or wind farms .

En concreto, el estado de la técnica en lo que a invenciones se refiere, contiene un amplio volumen de invenciones, entre las que se pueden citar las siguientes identificadas por su número de publicación y título, respectivamente;Specifically, the state of the art as regards inventions, contains a large volume of inventions, among which the following can be cited, identified by their publication number and title, respectively;

• ES2217523T3, "Batería acumuladora eléctrica de múltiples elementos”.• ES2217523T3, "Multiple element electric accumulator battery".

• ES2344060T3, "Batería de plomo-ácido con separador de microfibra que tiene características de absorción mejoradas”.• ES2344060T3, "Lead-acid battery with microfiber spacer having improved absorption characteristics."

• ES2537655T3, "Dispositivos de almacenamiento de energía de alto rendimiento”.• ES2537655T3, "High Performance Energy Storage Devices".

Incluyendo una breve cronología de los acontecimientos en tal contexto, las baterías de plomo ácido se constituyen como una combinación de placas de plomo y ácido sulfúrico, en origen como invención que introduce el concepto de batería recargable, allá por el año 1859.Including a brief chronology of events in this context, lead acid batteries are constituted as a combination of lead plates and sulfuric acid, originally as an invention that introduced the concept of rechargeable battery, back in 1859.

Por otra parte, el uso de las baterías de iones de litio es mucho más reciente, estando presentes en el mercado desde la década de los 80. De hecho, la tecnología del litio tiene una aplicación consolidada en la electrónica de pequeña potencia tal como portátiles o herramientas inalámbricas, desplazando el uso generalizado anterior basado en la composición química de la batería recargable de níquel-cadmio, como consecuencia de las muchas ventajas del litio.On the other hand, the use of lithium-ion batteries is much more recent, having been on the market since the 1980s. In fact, lithium technology has a consolidated application in small-power electronics such as laptops. or cordless tools, displacing the previous widespread use based on the chemical composition of the rechargeable nickel-cadmium battery, as a consequence of the many advantages of lithium.

Más concretamente, la formulación de la batería de ion-litio comúnmente utilizadas son las de LiCoO2 (litio-cobalto-óxido), siendo esta composición propensa al escape térmico cuando la batería está sobrecargada accidentalmente, introduciendo el correspondiente riesgo de incendio. Siendo este el principal motivo por el cual, no se han utilizado este tipo de baterías para realizar bancos de batería grandes.More specifically, the commonly used lithium-ion battery formulation is LiCoO2 (lithium-cobalt-oxide), this composition being prone to thermal leakage when the battery is accidentally overcharged, introducing the corresponding risk of fire. This being the main reason why this type of battery has not been used to make large battery banks.

Continuando con la evolución del desarrollo tecnológico en lo que se refiere a las baterías de ion-litio, en 1966 aparece una nueva fórmula de baterías ión-litio, ahora como litio-ión-fosfato. Este tipo de baterías, conocidas como LiFePO4 o LFP, tienen una densidad de energía ligeramente más baja, pero anulan el riesgo de incendio, siendo mucho más seguras que las de litio-cobalto-óxido.Continuing with the evolution of technological development in regard to lithium-ion batteries, in 1966 a new formula of lithium-ion batteries appeared, now as lithium-ion-phosphate. This type of battery, known as LiFePO4 or LFP, has a slightly lower energy density, but cancels the risk of fire, being much safer than lithium-cobalt-oxide batteries.

Sin embargo, las "Batería industrial e inteligente de LiFePO4” aportan respecto al estado de la técnica actual basado en el uso de baterías en plomo-ácido para aplicaciones industriales en los que se refiere a eficiencia electrónica, seguridad y respecto al medio ambiente, las siguientes ventajas;However, the "Industrial and intelligent LiFePO4 battery" contribute with respect to the current state of the art based on the use of lead-acid batteries for industrial applications in which it refers to electronic efficiency, safety and respect to the environment, the following advantages;

• La capacidad utilizable pasa de estar comprendida entre un 30% y 50% de la capacidad nominal a un uso regular de hasta un 90% de la capacidad nominal de un banco de batería de litio, e incluso en algunas aplicaciones por encima del 90%.• The usable capacity goes from being between 30% and 50% of the nominal capacity to a regular use of up to 90% of the nominal capacity of a lithium battery bank, and even in some applications above 90% .

• Se pasa de un uso basado en un ciclo de vida comprendido entre 500 u 1000 ciclos a una duración de entre 3.000 y 10.000 ciclos de vida. • It goes from a use based on a life cycle of between 500 and 1000 cycles to a duration of between 3,000 and 10,000 life cycles.

• Evolución de una carga lenta e ineficiente, el 20% final de la capacidad de la batería de plomo ácido no puede ser cargado "con rapidez”, el último 20% del trabajo puede acabar ocupando el 80% del tiempo a otro modelo de carga rápida y eficiente. Concretamente, las baterías tipo LiFePO4 o LFP pueden ser cargadas en un intervalo de tiempo mucho menor, hasta ocupar el 100% de capacidad.• Evolution of a slow and inefficient charge, the final 20% of the capacity of the lead acid battery cannot be charged "quickly", the last 20% of the work may end up occupying 80% of the time with another charging model fast and efficient Specifically, LiFePO4 or LFP batteries can be charged in a much shorter time, up to 100% capacity.

• En cuanto al rendimiento energético, las baterías de plomo ácido desperdician hasta un 15% de la energía empleada en su carga, por el contrario, en las baterías de iones de litio del tipo LiFePO4 o LFP, las pérdidas por rendimiento en su carga son prácticamente nula y se controlan mediante "BMS” con una eficiencia cercana al 100% de eficiencia.• Regarding energy efficiency, lead acid batteries waste up to 15% of the energy used in charging them, on the contrary, in lithium-ion batteries of the LiFePO4 or LFP type, the performance losses in their charging are practically nil and are controlled by "BMS" with an efficiency close to 100% efficiency.

• En la batería de plomo ácido a mayor velocidad de descarga menos energía se obtiene de ella según lo que se conoce como "pérdidas de Peukert”, de forma que en el caso de descargas a corrientes alta sólo es capaz de entregar hasta el 60% de su capacidad normal, siendo estas pérdidas prácticamente nulas en el caso de baterías ión-litio.• In the lead acid battery at a higher discharge rate, less energy is obtained from it according to what is known as "Peukert losses", so that in the case of discharges at high currents it is only capable of delivering up to 60% of its normal capacity, these losses being practically zero in the case of lithium-ion batteries.

• Respecto a sus restricciones en cuanto a su ubicación, las primeras liberan un ácido nocivo en forma de gas durante la carga, por lo que deben estar contenidas en un recinto específico provisto de ventilación al exterior y en disposición para evitar derrames de ácido, mientras que en las baterías de iones de litio del tipo LiFePO4 o LFP, no necesitan ser almacenadas verticalmente, o con necesidades de ventilación. • Regarding their restrictions regarding their location, the former release a harmful acid in the form of gas during charging, so they must be contained in a specific enclosure provided with ventilation to the outside and in a position to avoid acid spills, while that in lithium ion batteries of the LiFePO4 or LFP type, they do not need to be stored vertically, or with ventilation needs.

• En lo que se refiere a sus necesidades de mantenimiento, las baterías de plomo ácido basan su mantenimiento en la reposición de agua destilada o en el caso de las selladas con la problemático del riesgo de destrucción por sobrecarga, mientras que las baterías de iones de litio del tipo LiFePO4 o LFP, no tienen mantenimiento alguno en un periodo mucho más amplio. Es decir, se trata exclusivamente de cargar las baterías, ya que el equilibrado o "balanceo” para estar seguro de que las células contenidas en un banco de batería están cargadas por igual, lo aporta automáticamente el BMS.• Regarding their maintenance needs, lead acid batteries base their maintenance on the replacement of distilled water or, in the case of sealed ones, with the problem of the risk of destruction due to overcharging, while ion batteries lithium of the type LiFePO4 or LFP, have no maintenance at all over a much longer period. In other words, it is exclusively about charging the batteries, since the balancing or "balancing" to be sure that the cells contained in a battery bank are equally charged, is automatically provided by the BMS.

• Respecto a la problemática de operación que presentan las baterías convencionales con la bajada de la temperatura, las baterías de iones de litio del tipo LiFePO4 o LFP, mantienen una capacidad de operación por encima del 80% a -20°C, muy por encima del comportamiento de las baterías de plomo acido a esa temperatura.• Regarding the operating problems that conventional batteries present with the drop in temperature, lithium ion batteries of the LiFePO4 or LFP type, maintain an operating capacity above 80% at -20 ° C, well above of the behavior of lead acid batteries at that temperature.

• Respecto a la caída de tensión, en las baterías de plomo ácido, el voltaje cae rápidamente mientras se vacía, mientras que en las baterías de iones de litio del tipo LiFePO4 o LFP, la curva es plana hasta casi el final, únicamente en el ultimo 20% se produce la mayor caída.• Regarding the voltage drop, in lead acid batteries, the voltage drops rapidly while emptying, while in lithium-ion batteries of the LiFePO4 or LFP type, the curve is flat until almost the end, only in the last 20% the biggest drop occurs.

• Por último, comparativamente las soluciones de acumulación de energía basadas en el uso de baterías de iones de litio del tipo LiFePO4 o LFP, son mucho más óptimas, en cuanto a volumen ocupado y peso por Wh generado.• Finally, comparatively, energy storage solutions based on the use of lithium ion batteries of the LiFePO4 or LFP type are much more optimal, in terms of volume occupied and weight per Wh generated.

Explicación de la invenciónExplanation of the invention

A modo de explicación de la invención, la "Batería industrial e inteligente de LiFePO4” consiste en;By way of explanation of the invention, the "Industrial and intelligent LiFePO4 battery" consists of;

A. La combinación de un conjunto de celdas en número y conexionado entre ellas en serie y/o paralelo en función de las prestaciones eléctricas requeridas, donde cada celda se basa, a su vez, en la unión de un conjunto de pilas de litio-ferrofosfato (LiFePO4) en configuración adaptada para obtener una tensión nominal de 3,2 voltios por celda.A. The combination of a set of cells in number and connected between them in series and / or parallel depending on the electrical performance required, where each cell is It is based, in turn, on the union of a set of lithium-ferrophosphate (LiFePO4) batteries in an adapted configuration to obtain a nominal voltage of 3.2 volts per cell.

B. Tiras de níquel para acometer la configuración eléctrica deseada, llevando a cabo la conexión eléctrica en serie y/o paralelo por unión mediante soldadura en frío a las pilas o celdas que conforman el conjunto.B. Nickel strips to undertake the desired electrical configuration, carrying out the electrical connection in series and / or parallel by joining by means of cold welding to the batteries or cells that make up the set.

C. Sistema electrónico conectado a los elementos anteriores para la gestión de la batería resultante que, al menos, desconecta el proceso de carga cuando la tensión de una de las celdas que conforma la batería cae por debajo de 2,5 voltios, sobrepasa los 3,7 voltios o su temperatura excede los 65°C.C. Electronic system connected to the previous elements for the management of the resulting battery that, at least, disconnects the charging process when the voltage of one of the cells that makes up the battery falls below 2.5 volts, exceeds 3 , 7 volts or its temperature exceeds 65 ° C.

A partir de los elementos descritos, se puede dimensionar cualquier batería en prestaciones técnicas adaptadas al tipo de aplicación mediante, por un lado, la configuración de sus celdas en serie con el que obtener voltajes múltiplos de 3,2 voltios, mientras que, adicionalmente, con la configuración en paralelo, se aumenta la capacidad, habitualmente expresada en Amperioshora (Ah).From the elements described, any battery can be dimensioned in technical performance adapted to the type of application by, on the one hand, configuring its cells in series with which to obtain voltages multiples of 3.2 volts, while, additionally, With the parallel configuration, the capacity is increased, usually expressed in Ampere-hours (Ah).

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of a practical embodiment thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

Figura 1.- Configuración celda a base de 30 pilas interconectadas haciendo uso de sendas tiras de níquel antes de que sean soldadas para conformar la "Batería industrial e inteligente de LiFePO4”.Figure 1.- Cell configuration based on 30 interconnected batteries making use of nickel strips before they are soldered to form the "Industrial and intelligent LiFePO4 battery".

Figura 2.- Configuración celda a base de 30 pilas interconectadas haciendo uso de sendas tiras de níquel antes de que sean soldadas para conformar la "Batería industrial e inteligente de LiFePO4” en la disposición vertical invertida según polo negativo hacia arriba.Figure 2.- Cell configuration based on 30 interconnected batteries making use of nickel strips before they are welded to form the "Industrial and intelligent LiFePO4 battery" in the inverted vertical arrangement according to the negative pole upwards.

Figura 3.- Esquema de pilas con tiras de níquel una vez soldadas para conformar la "Batería industrial e inteligente de LiFePO4” según una capa de 4 celdas de 30 pilas cada celda.Figure 3.- Scheme of batteries with nickel strips once welded to form the "Industrial and intelligent LiFePO4 battery" according to a layer of 4 cells of 30 batteries each cell.

Figura 4.- Esquema de pilas con tiras de níquel una vez soldadas para conformar la "Batería industrial e inteligente de LiFePO4” según 8 celdas de 30 pilas por celda agrupadas en dos niveles superpuestos.Figure 4.- Scheme of batteries with nickel strips once soldered to form the "Industrial and intelligent LiFePO4 battery" according to 8 cells of 30 batteries per cell grouped in two superimposed levels.

Figura 5.- Esquema de pilas con tiras de níquel una vez soldadas para conformar la "Batería industrial e inteligente de LiFePO4” según 8 celdas de 30 pilas por celda agrupadas en dos niveles superpuestos, con el detalle del sistema de gestión de batería inteligente BMS explosionado.Figure 5.- Scheme of batteries with nickel strips once welded to form the "Industrial and intelligent LiFePO4 battery" according to 8 cells of 30 batteries per cell grouped in two superimposed levels, with the detail of the intelligent battery management system BMS exploded.

Figura 6.- Esquema de montaje del sistema de gestión de batería inteligente BMS.Figure 6.- Assembly diagram of the BMS intelligent battery management system.

Figura 7.- Esquema de pilas con tiras de níquel una vez soldadas para conformar la "Batería industrial e inteligente de LiFePO4” según una capa de 8 celdas de 30 pilas cada una dispuestas en dos niveles superpuestos con el detalle de capas aislantes explosionadas. Figure 7.- Scheme of batteries with nickel strips once welded to form the "Industrial and intelligent LiFePO4 battery" according to a layer of 8 cells of 30 batteries each arranged in two superimposed levels with the detail of exploded insulating layers.

Figura 8.- "Batería industrial e inteligente de LiFePO4” completamente montada antes de introducirla en la caja exterior envolvente.Figure 8.- "Industrial and intelligent LiFePO4 battery" completely assembled before inserting it into the surrounding outer box.

Figura 9.- "Batería industrial e inteligente de LiFePO4” completamente montada para visualizar borlas y pantalla de información.Figure 9.- "Industrial and intelligent LiFePO4 battery" completely assembled to display tassels and information screen.

En las citadas figuras se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes;In the aforementioned figures the following constituent elements can be highlighted;

1. Pila.1. Stack.

2. Unión mediante tiras de níquel.2. Union by nickel strips.

3. Sistema de gestión de batería inteligente "BMS”.3. Intelligent battery management system "BMS".

4. Polo negativo de descarga de batería.4. Negative battery discharge pole.

5. Polo negativo de conexión a batería.5. Negative pole for battery connection.

6. Capas aislantes.6. Insulating layers.

7. Caja exterior envolvente.7. Surrounding outer box.

8. Pantalla de visualización.8. Display screen.

Ejemplo de realización preferenteExample of preferred embodiment

A modo de realización preferente del "Batería industrial e inteligente de LiFePO4”, se puede llevar a cabo tal y como se muestra en la Figuras 1-9, en potencia y capacidad según las necesidades del tipo de aplicación, ajustando un conjunto de celdas en número y conexionado en serie y/o paralelo en función de las prestaciones eléctricas requeridas.As a preferred embodiment of the "Industrial and intelligent LiFePO4 battery", it can be carried out as shown in Figures 1-9, in power and capacity according to the needs of the type of application, adjusting a set of cells in number and connection in series and / or parallel depending on the electrical performance required.

En el ejemplo de realización tal y como se aprecia en las Figuras 1-4, se han dispuesto 8 celdas con 30 pilas (1) cada celda, cambiando la polaridad en cada secuencia, tal y como se muestra en la Figura 3 de forma que al unir las 8 celdas de 3,2 voltios por celdas se obtienen 25,6 voltios de voltaje nominal de batería. Siendo la operación del sistema de gestión de batería inteligente "BMS” (3) en el intervalo de carga completa de 3,7 voltios por 8 celdas igual a 29,6 voltios como máximo, mientras que el voltaje mínimo con la descarga sería 2,5 voltios por ocho celdas igual as 20 voltios en la que se ha programado el corte para proteger la batería.In the exemplary embodiment as seen in Figures 1-4, 8 cells have been arranged with 30 batteries (1) each cell, changing the polarity in each sequence, as shown in Figure 3 so that Joining the 8 3.2 volt cells per cell results in 25.6 volts of nominal battery voltage. Being the operation of the intelligent battery management system "BMS" (3) in the interval of full charge of 3.7 volts per 8 cells equal to 29.6 volts maximum, while the minimum voltage with discharge would be 2, 5 volts for eight cells equal to the 20 volts in which the cut-out has been programmed to protect the battery.

Así, partir de la configuración descrita, basada en 8 celdas de configuración por celda según 30 pilas soldadas en dos filas de 15 pilas al objeto de optimizar el aprovechamiento del espacio tal y como se aprecia en la Figura 4, se observa que cada celda genera una capacidad de 180 amperios.Thus, starting from the described configuration, based on 8 configuration cells per cell according to 30 stacks welded into two rows of 15 stacks in order to optimize the use of space as shown in Figure 4, it is observed that each cell generates a capacity of 180 amps.

En concreto su sistema de entrelazado entre celdas se acomete mediante unión haciendo uso de tiras de níquel (2) al 99.9% de pureza, o en acero niquelado, con la configuración electrónicas entre átomos y moléculas 2p, para soldadura de punto frío, que no dañan por exceso de calor las celdas formadas a su vez por un conjunto de tres pilas.Specifically, its interlacing system between cells is undertaken by joining using nickel strips (2) at 99.9% purity, or nickel-plated steel, with the electronic configuration between atoms and 2p molecules, for cold spot welding, which does not they damage the cells formed in turn by a set of three batteries by excess heat.

Así, el orden de polaridad para la configuración descrita a modo de ejemplo con el sistema de gestión de batería inteligente "BMS” (3) de codificación 8524V180ABMS sería es el que se muestra en las en la Figuras 5-6 donde se muestra su salida en polo negativo de descarga de batería (4) y salida en polo negativo de conexión al conjunto de la batería (5).Thus, the polarity order for the configuration described by way of example with the intelligent battery management system "BMS" (3) with coding 8524V180ABMS would be the one shown. shown in Figures 5-6 where its output is shown in the negative pole of battery discharge (4) and its output in the negative pole of connection to the battery assembly (5).

Tal y como se aprecia en la Figura 6, conjunto se acomete con un sistema de entrelazado de celdas por soldadura y conexión al BMS (3) para conseguir la potencia y capacidad deseada en la configuración de la batería requerida, empezando desde el polo negativo de la batería, hacia el polo positivo de cada una de las celdas, al objeto de garantizar un proceso de carga o descarga de energía de forma controlada, protegiendo tanto a la instalación como a la propia batería, de cortocircuitos, posible sobrecarga debido a la carga del alternador y/o protección ante picos de tensión.As can be seen in Figure 6, the assembly is carried out with a system of interlacing cells by welding and connection to the BMS (3) to achieve the desired power and capacity in the required battery configuration, starting from the negative pole of the battery, towards the positive pole of each of the cells, in order to guarantee a process of charging or discharging energy in a controlled way, protecting both the installation and the battery itself, from short circuits, possible overload due to charging alternator and / or protection against voltage spikes.

Evidentemente el conjunto se completa con los correspondientes cables de carga o descarga sobre un precinto de capas aislantes (6) realizado en goma de cobertura aislante rodeando las celdas como se muestra en las Figuras 7-8, evitando cualquier posibilidad de cortocircuito o derivación.Obviously, the set is completed with the corresponding charging or discharging cables on a seal of insulating layers (6) made of insulating cover rubber surrounding the cells as shown in Figures 7-8, avoiding any possibility of a short circuit or derivation.

Así mismo como se muestra en la Figura 9, el conjunto resultante se introduce en una caja a modo de envolvente (7) en la que se le aplica un sellante que impida oxidación del níquel por el efecto de la humedad, proporcionando al conjunto una cobertura aislante y de refuerzo para amortiguar el impacto de posibles golpes, evitando en consecuencia, el deterioro de alguno de sus componentes.Likewise, as shown in Figure 9, the resulting assembly is introduced into a box as an envelope (7) in which a sealant is applied to prevent nickel oxidation due to the effect of humidity, providing the assembly with a coverage. insulating and reinforcing to cushion the impact of possible blows, consequently avoiding the deterioration of any of its components.

Por último, tal y como se aprecia en las Figura 5 y en las Figura 8-9, el conjunto cuenta con una pantalla de visualización (8) provista de conexión inalámbrica tipo “bluetooth” para tener toda la información de eficiencia de trabajo, carga, descarga y temperatura, en todo momento de la batería. La misma permite consultar en la propia batería a través de su pantalla de visualización (8) o en dispositivo móvil o de otro tipo informático vía “bluetooth” esa información y que sea utilizada tanto para los sistemas tipo “canbus” de uso generalizado en la industria automotriz, u tipo de dispositivo o software que recepciones y analice la información aquí obtenida.Finally, as can be seen in Figure 5 and Figure 8-9, the set has a display screen (8) provided with a “bluetooth” type wireless connection to have all the information on work efficiency, charging , discharge and temperature, at all times of the battery. It allows consulting the battery itself through its display screen (8) or on a mobile or other computer device via “bluetooth” that information and that it be used for both “canbus” type systems widely used in the automotive industry, or type of device or software that receives and analyzes the information obtained here.

Además, al no contener elementos químicos nocivos, se solucionan los problemas actuales de generación de gases tóxicos, debido a la acción del ácido que reacciona al contacto con el plomo cuando se pone la batería en carga. Por último, al no contener líquido en su interior, puede almacenarse en cualquier posición, incluso en el interior del vehículo sin necesidad de que sea una posición vertical, adaptándose en forma y tamaño a los requerimientos del vehículo.In addition, as it does not contain harmful chemical elements, the current problems of generation of toxic gases are solved, due to the action of the acid that reacts in contact with lead when the battery is charged. Finally, as it does not contain liquid inside, it can be stored in any position, even inside the vehicle without the need for it to be a vertical position, adapting in shape and size to the requirements of the vehicle.

También es importante remarcar como su concepción en dimensiones similares a las baterías actualmente presentes en el mercado, permite que su uso no implique adaptación ninguna en los vehículos para poder utilizarse.It is also important to note how its design in dimensions similar to the batteries currently on the market, allows that its use does not imply any adaptation in the vehicles to be used.

No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia, comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan en sus diferentes aplicaciones. Así mismo, los materiales empleados, dimensiones, geometrías y diseños incluso la tecnología en la que se apoya el Sistema de gestión de batería inteligente “BMS”, serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. Los términos en los que se ha descrito la memoria han de entenderse en sentido amplio y no limitativo. It is not considered necessary to make this description more extensive for any expert in the field to understand the scope of the invention and the advantages derived from it in its different applications. Likewise, the materials used, dimensions, geometries and designs, including the technology on which the intelligent battery management system "BMS" is based, will be susceptible to variation as long as this does not imply an alteration in the essentiality of the invention. The terms in which the specification has been described are to be understood in a broad and non-limiting sense.

Claims (1)

REIVINDICACIONES 1. Batería industrial e inteligente de LiFePO4, caracterizada por incluir los siguientes elementos;1. Industrial and intelligent LiFePO4 battery, characterized by including the following elements; A. La combinación de un conjunto de celdas en número y conexionado entre ellas en serie y/o paralelo en función de las prestaciones eléctricas requeridas, donde cada celda se basa, a su vez, en la unión de un conjunto de pilas de litio-ferrofosfato (LiFePO4) en configuración adaptada para obtener una tensión nominal de 3,2 voltios por celda.A. The combination of a set of cells in number and connected between them in series and / or parallel depending on the electrical performance required, where each cell is based, in turn, on the union of a set of lithium batteries- ferrophosphate (LiFePO4) in an adapted configuration to obtain a nominal voltage of 3.2 volts per cell. B. Tiras de níquel para acometer la configuración eléctrica deseada, llevando a cabo la conexión eléctrica en serie y/o paralelo por unión mediante soldadura en frío a las pilas o celdas que conforman el conjunto.B. Nickel strips to undertake the desired electrical configuration, carrying out the electrical connection in series and / or parallel by joining by means of cold welding to the batteries or cells that make up the set. C. Sistema electrónico conectado a los elementos anteriores para la gestión de la batería resultante que, al menos, desconecta el proceso de carga cuando la tensión de una de las celdas que conforma la batería cae por debajo de 2,5 voltios, sobrepasa los 3,7 voltios o su temperatura excede los 65°C. C. Electronic system connected to the previous elements for the management of the resulting battery that, at least, disconnects the charging process when the voltage of one of the cells that makes up the battery falls below 2.5 volts, exceeds 3 , 7 volts or its temperature exceeds 65 ° C.