ITGE20110101A1 - METHOD FOR RAPID RECHARGING OF ELECTRIC TRACTION BATTERIES OF MOTOR VEHICLES AND SYSTEM FOR FEEDING THE ENGINE OF SUCH VEHICLES - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “Metodo per la ricarica rapida delle batterie degli autoveicoli a trazione elettrica e sistema per l’alimentazione del motore di detti autoveicoli” DESCRIPTION of the patent for industrial invention entitled: "Method for rapid recharging of the batteries of electric traction vehicles and system for powering the engine of said vehicles"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto gli autoveicoli elettrici. Uno dei problemi che ostacolano la maggiore diffusione di tali autoveicoli consiste nei tempi molto lunghi per la ricarica delle batterie, che variano da dalle 6-8 ore con motori da 60-70 KW alle 4 ore per motori da 47 KW. Costituisce quindi uno scopo principale della presente invenzione è di ovviare a questi lunghi periodi di ricarica. Conformemente a questo aspetto della invenzione, per ovviare a questi lunghi tempi di ricarica si è pensato di sezionare la batteria del veicolo avente una potenza di “x” Watt in un numero “n” di batterie indipendenti aventi ciascuna una potenza di x/n Watt , ciascuna dotata di proprio circuito di ricarica della batteria, essendo i singoli circuiti di ricarica delle batterie collegabili alla rete elettrica in maniera indipendente, contemporaneamente o meno, in modo da ridurre n volte il tempo di ricarica delle singole batterie. Secondo un altro aspetto della presente invenzione, si prevede un sistema di alimentazione del motore del veicolo secondo cui tali batterie vengono utilizzate in singolarmente Luna dopo l’altra, in modo da poter anche utilizzare la marcia del veicolo per la parziale ricarica delle batterie non in uso al momento. In alternativa, si potranno collegare i singoli delle n batterie circuiti in parallelo per sfruttarli sino in fondo. The present invention relates to electric motor vehicles. One of the problems that hinder the greater diffusion of these vehicles consists in the very long times for recharging the batteries, which vary from 6-8 hours with 60-70 kW motors to 4 hours for 47 kW motors. It therefore constitutes a main object of the present invention is to obviate these long recharging periods. In accordance with this aspect of the invention, in order to overcome these long recharging times, it was decided to divide the vehicle battery having a power of "x" Watt into a "n" number of independent batteries each having a power of x / n Watt , each equipped with its own battery recharging circuit, since the individual battery recharging circuits can be independently connected to the electrical network, simultaneously or not, so as to reduce the recharging time of the individual batteries n times. According to another aspect of the present invention, a power supply system for the vehicle engine is provided according to which these batteries are used individually one after the other, so as to also be able to use the vehicle running for the partial recharging of the batteries not in use at the moment. Alternatively, the individual of the n batteries can be connected in parallel to fully exploit them.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno meglio nel corso della seguente descrizione della stessa, eseguita con riferimento al disegno allegato, illustrante nella figura 1 a titolo di esempio non limitativo un circuito di un impianto di alimentazione di un motore elettrico di un autoveicolo che, invece di comprendere una singola batteria di una potenza di n Watt e 400 Volt, è stato scomposto in tre batterie aventi ciascuna una potenza di n/3 Watt e 400 Volt. Further objects and advantages of the present invention will become clearer in the course of the following description thereof, carried out with reference to the attached drawing, illustrating in Figure 1 by way of non-limiting example a circuit of a power supply system for an electric motor of a motor vehicle which, instead of comprising a single battery with a power of n Watts and 400 Volts, it has been split into three batteries each having a power of n / 3 Watts and 400 Volts.

Con riferimento al disegno, il sistema di alimentazione elettrica al motore M è costituito invece che da una singola batteria, che a puro titolo di esempio si suppone che debba avere una potenza complessiva di 22.000 Watt e 400 Volt, da 3 batterie al litio da 8000 Watt e 400 Volt ciascuna, della da 3 batterie al litio da 8000 Watt e 400 Volt ciascuna. Tali batterie, indicate come Bl, B2, B3 nel disegno, sono fra di loro indipendenti e provviste ciascuna di un proprio circuito di carica comprendente i carica- batterie CB inseribili in circuito tramite gli interruttori Cl, C2 e C3 rispettivamente. Con II, 12 e 13 si sono indicati degli interruttori inseriti sui circuiti delle batterie Bl, B2 e B3 rispettivamente, atti a collegare (o scollegare) selettivamente dette batterie ai terminali T di alimentazione di corrente elettrica al motore M. Con IG si è indicato un interruttore generale di chiusura del circuito fra batterie e motore. Con L si sono indicati dei led di segnalazione della batteria al momento inserita nel circuito di alimentazione al motore. With reference to the drawing, the electric power supply system to the M motor is made up of 3 8000 lithium batteries instead of a single battery, which purely by way of example is supposed to have a total power of 22,000 Watts and 400 Volts. Watt and 400 Volt each, of the 3 lithium batteries of 8000 Watt and 400 Volt each. These batteries, indicated as Bl, B2, B3 in the drawing, are independent from each other and each provided with its own charging circuit comprising the battery chargers CB which can be inserted into the circuit by means of the switches Cl, C2 and C3 respectively. II, 12 and 13 indicate switches inserted on the circuits of the batteries B1, B2 and B3, respectively, suitable for selectively connecting (or disconnecting) said batteries to the terminals T supplying electric current to the motor M. With IG it is indicated a general switch for closing the circuit between the batteries and the engine. L indicates some LEDs indicating the battery currently inserted in the power supply circuit to the engine.

Con il circuito nella condizione illustrata in figura 1 , quando si desidera caricare le batterie Bl, B2 e B3 si allacciano i terminali Al, A2 e A3 alla rete di alimentazione di corrente elettrica, e nel contempo si chiudono i contatti aperti Cl, C2 e C3. In questo modo i carica-batterie CB provvedono alla carica contemporanea delle batterie Bl, B2 e B3. Come accennato in precedenza, grazie al fatto di aver scomposto la singola batteria di alimentazione dei veicoli secondo lo stato della tecnica in una pluralità, e nel caso illustra to in tre batterie singole aventi ciascuna ima potenza pari ad 1/3 della potenza complessiva, il tempo di ricarica delle batterie viene praticamente ridotto ad 1/3, con grande vantaggio. With the circuit in the condition illustrated in Figure 1, when it is desired to charge the batteries B1, B2 and B3, the terminals A1, A2 and A3 are connected to the electric power supply network, and at the same time the open contacts Cl, C2 and C3. In this way, the CB battery chargers charge the batteries Bl, B2 and B3 at the same time. As previously mentioned, thanks to the fact of having broken down the single power supply battery of the vehicles according to the state of the art into a plurality, and in the case illustrated in three single batteries having each a power equal to 1/3 of the total power, the recharging time of the batteries is practically reduced to 1/3, with great advantage.

Una volta caricate le batterie, queste vengono utilizzate in catena, una alla volta, per Γ alimentazione del motore M. Così, ad esempio, per inserire in circuito la batteria Bl, con il circuito nello stato illustrato in figura 1 si chiude rinterruttore IG e quello II. La corrente dalla batteria Bl fluirà al motore M attraverso i terminali T. Il led LI si accenderà, indicando che la batteria Bl sta alimentando il motore M. Quando i mezzi di segnalazione di carica della batteria Bl, quali ad esempio dei led di segnalazione di carica (non illustrati) o un voltmetro ed un amperometro (non illustrati) associati alle batterie Bl, B2 e B3 indicheranno che la batteria Bl è prossima all’esaurimento, si aprirà il contatto II, e si chiuderà quelle 12, inserendo nel circuito del motore M la batteria B2, e così via. Once the batteries have been charged, they are used in a chain, one at a time, to power the motor M. Thus, for example, to insert the battery Bl into the circuit, with the circuit in the state illustrated in figure 1, the switch IG closes and that II. The current from the battery Bl will flow to the motor M through the terminals T. The LED LI will light up, indicating that the battery Bl is powering the motor M. When the battery charge signaling means Bl, such as for example the charge (not shown) or a voltmeter and ammeter (not shown) associated with the batteries Bl, B2 and B3 will indicate that the battery Bl is close to exhaustion, the contact II will open, and those 12 will close, inserting in the circuit of the motor M the battery B2, and so on.

Una volta sfruttati i tre circuiti delle batterie Bl, B2 e B3 sarà possibile collegare tutti questi tre circuiti in parallelo mediante chiusura dei tre interruttori II, 12 e 13, per sfruttare sino in fondo gli ampère residui nelle tre batterie. Once the three circuits of the batteries Bl, B2 and B3 have been exploited, it will be possible to connect all these three circuits in parallel by closing the three switches II, 12 and 13, to fully exploit the residual amperes in the three batteries.

I vantaggi derivanti dalla presente invenzione sono molteplici. Innazitutto, la durata delle batterie indipendenti, vista come durata di vita effettiva, risulta maggiore per il fatto che avendosi più circuiti di alimentazione della corrente al motore, questi verranno usati separatamente l’uno dopo l’altro e non simultaneamente, preservando così i gruppi di alimentazione dal logoramento dovuto alle frequenti ricariche. The advantages deriving from the present invention are manifold. First of all, the duration of the independent batteries, seen as the effective life span, is greater due to the fact that, having more power supply circuits to the motor, these will be used separately one after the other and not simultaneously, thus preserving the groups. power supply from wear and tear due to frequent refills.

Ulteriore vantaggio risiede nella possibilità di poter usufruire di maggiore potenza, mediante inserimento in circuito di due o più gruppi di alimentazione di corrente al motore, laddove necessiti una maggiore potenza, come ad esempio in salita o in autostrada. A further advantage lies in the possibility of being able to take advantage of greater power, by inserting two or more power supply units into the circuit, where greater power is required, such as for example uphill or on the motorway.

Infine, se si dovesse deteriorare un gruppo di alimentazione non è necessario cambiare tutta la batteria, ma solamente quell’elemento della batteria che si è deteriorato. Finally, if a power supply unit deteriorates, it is not necessary to change the whole battery, but only that element of the battery that has deteriorated.

Naturalmente la presente invenzione non è limitata a quanto illustrato e descritto. Così, per quanto si sia illustrato un circuito di alimentazione comprendente tre batterie, tale circuito potrà essere composto da 2 o più batterie. Inoltre, per quanto il circuito sia stato descritto come applicato ad un sistema di alimentazione di auto elettriche, esso può essere applicato a qualsiasi sistema di alimentazione di veicoli elettrici, quali auto, camion, furgoni o motocicli. Of course, the present invention is not limited to what is illustrated and described. Thus, although a power supply circuit comprising three batteries has been illustrated, this circuit may be composed of 2 or more batteries. Furthermore, although the circuit has been described as applied to an electric car power supply system, it can be applied to any electric vehicle power system, such as cars, trucks, vans or motorcycles.

Pertanto, rientrano nell’ambito del concetto inventivo della presente invenzione tutte quelle modifiche e varianti rientranti nell’ambito delle allegate rivendicazioni. Therefore, all those modifications and variations falling within the scope of the attached claims fall within the scope of the inventive concept of the present invention.

Claims (4)

RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la ricarica rapida delle batterie (B) degli autoveicoli a trazione elettrica comprendente le fasi di: a) Suddivisione della batteria originaria di alimentazione in due o più batterie (Bl, B2.. Bn) di pari potenza, aventi complessivamente la potenza della batteria originaria; b) Provvedere ciascuna di dette batterie (Bl, B2...Bn) di un proprio circuito (CB) di ricarica indipendente ; c) Collegare ciascuna di dette batterie (B 1, B2... Bn) in maniera indipendente ai terminali (T) del motore (M); d) Provvedere dei mezzi di commutazione (II, 12..In) per collegare una alla volta, dette batterie a detto motore. CLAIMS 1) Method for the rapid recharging of the batteries (B) of electric traction vehicles including the steps of: a) Subdivision of the original power supply battery into two or more batteries (Bl, B2 .. Bn) of equal power, having the overall power of the original battery; b) Provide each of said batteries (Bl, B2 ... Bn) with its own independent recharging circuit (CB); c) Connect each of these batteries (B 1, B2 ... Bn) independently to the terminals (T) of the motor (M); d) Provide switching means (II, 12..In) to connect said batteries to said motor one at a time. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 , in cui “n” varia fra 1 e 4, e di preferenza è compreso fra 2 e 3. 2) Method according to claim 1, wherein "n" varies between 1 and 4, and preferably is between 2 and 3. 3) Sistema di alimentazione a batterie del motore (M) degli autoveicoli a trazione elettrica per Fattuazione del metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di batterie (B 1 , B2 ...Bn) collegate in parallelo, essendosi previsti degli interruttori (II, 12... In) per inserire selettivamente una o più batterie nel circuito di alimentazione elettrica del motore (M). 3) Battery power supply system for the engine (M) of electric traction vehicles for the implementation of the method according to claim 1, characterized in that it comprises a plurality of batteries (B 1, B2 ... Bn) connected in parallel, since switches (II, 12 ... In) are provided for selectively inserting one or more batteries into the electric power supply circuit of the motor (M). 4) Sistema di alimentazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che ciascuna batteria (Bl, B2...Bn) è provvista di un proprio circuito di carica (CB) inse- ribile selettivamente in circuito.4) Feeding system according to claim 3, characterized in that each battery (Bl, B2 ... Bn) is provided with its own charging circuit (CB) inserted selectively in circuit.