ES2270713B1 - Estructura de ventilacion interna para una carcasa de bateria para controlar la temperatura en su interior. - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a una estructura de ventilación interna para una carcasa de batería (10) para controlar la temperatura en su interior, en la que un ventilador (30) y un controlador de temperatura (20) obtienen energía de las pilas del interior de la carcasa de la batería de manera que pueden accionarse independientemente. Con independencia de si las pilas están en funcionamiento, o no están en funcionamiento, o se están recargando, el ventilador puede ponerse en macha automáticamente para enfriar la carcasa siempre que la temperatura en el interior de la carcasa de la batería sea mayor que un valor de referencia predeterminado.
Description
Estructura de ventilación interna para una
carcasa de batería para controlar la temperatura en su interior.
La presente invención se refiere a una
estructura de ventilación interna para una carcasa de batería para
controlar la temperatura en su interior, y más concretamente a una
estructura disipadora de calor para una carcasa de batería cuya
vida útil es probable que se vea reducida cuando se somete a una
temperatura elevada.
Con el desarrollo de la tecnología de la
industria de las baterías, se ha venido utilizando mucho diferentes
módulos de batería (tales como batería de
Níquel-Cadmio, batería de Ni-Mh,
batería de iones de Litio, etcétera) en muchos mecanismos
eléctricos, tales como el ordenador portátil, la cámara, y
similares. Estos módulos de batería pueden utilizarse con
facilidad, sin embargo tienen unos elevados costes de producción y
la vida útil se verá reducida si se someten a altas temperaturas.
Hasta ahora, el fabricante de baterías no ha encontrado ninguna
solución eficaz a este problema.
La vida útil de la batería es muy sensible a los
cambios de temperatura. Por ejemplo, la temperatura de trabajo de
la batería de iones de Litio oscila entre -20ºC y 60ºC; si la
batería de iones de Litio se encuentra 24 horas en un entorno en el
que la temperatura es mayor de 60ºC (con independencia de si la
batería se encuentra en funcionamiento o no), la vida útil de la
batería se verá reducida por debajo de un 30% de su valor inicial,
y la batería de iones de Litio ya no puede recargarse
completamente. Por lo tanto, la temperatura no sólo tiene que ver
mucho con la vida útil de la batería, sino que también afectará a
los mecanismos eléctricos que hacen uso de la batería.
Por ejemplo, normalmente a la gente le gusta
poner el ordenador portátil en el coche, y en verano el coche se
pone muy caliente bajo el sol y la temperatura del mismo puede
elevarse hasta 70-80ºC. En este caso, la vida útil
y el funcionamiento efectivo de la batería del ordenador portátil
del interior del coche se verán substancialmente reducidos,
produciendo de este modo un daño permanente a la batería.
Para otro aspecto del módulo de batería
utilizado en la bicicleta eléctrica, la temperatura en verano, que
oscila entre 30 y 40ºC, se encuentra en un margen aceptable, sin
embargo, el módulo de batería se dispone habitualmente en un
carcasa de batería, y la temperatura en el interior de la carcasa
de la batería sería de más de 60ºC después de haberse calentado por
el sol, de manera que si el módulo de batería sigue estando en
dicha elevada temperatura durante un largo período de tiempo se
producirá una gran reducción de la vida útil, creando así un daño
permanente.
De la anterior descripción puede concluirse que
la temperatura no solamente tiene una gran influencia en la vida
útil y la eficacia de la batería, sino que también limita
relativamente el posible ámbito de aplicación de la batería.
La presente invención ha surgido para mitigar
y/o evitar los inconvenientes descritos anteriormente.
El principal objetivo de la presente invención
es disponer una estructura de ventilación interna para una carcasa
de batería para controlar la temperatura en su interior, en la que
el ventilador y un controlador de temperatura obtienen la energía
directamente de las pilas del interior de la carcasa de la batería,
de manera que pueden ser accionados de manera independiente. Con
independencia de si las pilas están en funcionamiento, o no están
en funcionamiento, o se están recargando, el ventilador puede
ponerse en marcha automáticamente para enfriar la carcasa siempre
que la temperatura en el interior de la carcasa de la batería sea
mayor que un valor de referencia predeterminado.
Según un aspecto de la invención, dicha
estructura comprende una carcasa de batería utilizada para el
almacenamiento de una pluralidad de pilas, estando formada en un
lado de la carcasa de la batería una pluralidad de entradas y
estando dispuesta, en otro lado de la carcasa de la batería,
opuesto a las entradas, una pluralidad de salidas, quedando las
respectivas pilas separadas entre sí y de superficies internas de
la carcasa de la batería por unos espacios de
ventilación;
ventilación;
un controlador de temperatura conectado
eléctricamente a las pilas para detectar y controlar la temperatura
en el interior de la carcasa de la batería y que sirve para
controlar y variar el valor de salida en respuesta a variaciones de
temperatura en la carcasa de la batería;
por lo menos un ventilador seleccionado de entre
un ventilador dispuesto en las entradas como ventilador extractor
o un ventilador dispuesto en las salidas como ventilador de
descarga, estando conectados en bucle el por lo menos un
ventilador, el controlador de temperatura y las pilas, de manera
que el por lo menos un ventilador obtiene energía de las pilas y
funciona bajo el control del controlador de temperatura.
En una realización el controlador de temperatura
es una resistencia térmica cuyo valor de resistencia es variable
según la temperatura.
Preferiblemente, en las entradas y las salidas
se dispone un filtro para evitar que entren materiales extraños en
la carcasa de la batería.
Ventajosamente se disponen dos ventiladores en
las entradas.
En una realización la estructura comprende a la
vez un ventilador dispuesto en las entradas como ventilador
extractor y un ventilador dispuesto en las salidas como ventilador
de descarga.
La presente invención resultará más evidente a
partir de la siguiente descripción si se toma en relación con los
dibujos adjuntos, que muestran, solamente para fines ilustrativos,
las realizaciones preferidas de acuerdo con la presente
invención.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
estructura de ventilación interna para una carcasa de batería de
acuerdo con la presente invención;
la figura 2 es una vista en sección transversal
de la estructura de ventilación interna para una carcasa de batería
de acuerdo con la presente invención;
la figura 3 es una vista en planta de la
estructura de ventilación interna para una carcasa de batería de
acuerdo con la presente invención;
la figura 4 es una vista funcional de la
estructura de ventilación interna para una carcasa de batería de
acuerdo con la presente invención, en la que el ventilador se
encuentra dispuesto en las salidas;
la figura 5 es una vista funcional de la
estructura de ventilación interna para una carcasa de batería de
acuerdo con la presente invención, en la que el ventilador se
encuentra dispuesto en las entradas;
la figura 6 muestra dos ventiladores que se
encuentran dispuestos en las salidas de la carcasa de batería de
acuerdo con la presente invención; y
la figura 7 muestra los ventiladores dispuestos
en las salidas y en las entradas de la carcasa de batería de
acuerdo con la presente invención.
Haciendo referencia a las figuras 1 a 3, se
muestra una estructura de ventilación interna para una carcasa de
batería para controlar la temperatura en su interior y comprende:
una carcasa de batería 10, un controlador de temperatura 20 y por
lo menos un ventilador 30.
La carcasa de la batería 10 se utiliza para
guardar una pluralidad de pilas 11, en un lado de la carcasa de la
batería 10 se forman una pluralidad de entradas 12 y en el otro
lado de la carcasa de la batería 10, opuesto a las entradas 12, se
disponen una pluralidad de salidas 13. Las respectivas pilas 11
quedan separadas entre sí y de las superficies internas de la
carcasa de la batería 10 por unos espacios de ventilación 101.
El controlador de temperatura 20 está conectado
eléctricamente a las pilas 11 para detectar y controlar la
temperatura del interior de la carcasa de la batería 10 y sirve
para controlar y variar el valor de salida en respuesta a cambios
de temperatura en la carcasa de la batería. Por ejemplo, el
controlador de temperatura 20 es una resistencia térmica cuyo valor
de resistencia es variable según la temperatura, es decir, el valor
de resistencia del controlador de temperatura aumentará al
aumentar la temperatura, y viceversa.
El ventilador 30 puede disponerse en las
entradas 12 o bien en las salidas 13, y el ventilador 30, el
controlador de temperatura 20 y las pilas 11 se conectan en bucle,
de manera que el ventilador 30 obtiene la energía de las pilas 11 y
puede girar bajo el control del controlador de temperatura 20.
A continuación se explicará el funcionamiento de
la presente invención.
Por ejemplo, las pilas son a base de iones de
Litio y su gama de temperaturas de trabajo se encuentra entre -20º
C y 60ºC. Si las pilas de iones de Litio se utilizan en la carcasa
de la batería de una bicicleta eléctrica, la temperatura en el
interior de la carcasa de la batería será de más de 60ºC después de
que se haya calentado por el sol, de manera que el módulo de
batería será dañado permanentemente.
Las entradas 12 y las salidas 13 se disponen en
cada lado de la carcasa de la batería sellada 10, y en las entradas
12 o las salidas 13 se dispone el ventilador 30 (tal como se
muestra en las figuras 4 y 5). El controlador de temperatura 20, el
ventilador 30 y las pilas 11 están conectados en bucle, y el
controlador de temperatura 20 pondrá en marcha en ventilador 30
para extraer calor fuera de la carcasa de la batería 10 cuando la
temperatura de la carcasa de la batería 10 es mayor que un valor de
referencia predeterminado (tal como 50ºC).
Si el ventilador 30 se dispone en las salidas 13
como ventilador de descarga (tal como se muestra en la figura 4),
fluirá aire fresco hacia adentro y hacia afuera de la carcasa de la
batería 10 a través de las entradas 12 y las salidas 1 después de
que pase a través de los espacios de ventilación 101 y las
superficies de las respectivas pilas 11. Y viceversa, si el
ventilador 30 se dispone en las entradas 12 como ventilador
extractor (tal como se muestra en la figura 5), también fluirá aire
fresco hacia adentro y hacia afuera de la carcasa de la batería 10
a través de las entradas 12 y las salidas 1 después de que pase a
través de los espacios de ventilación 101 y las superficies de las
respectivas pilas 11.
En otras palabras, el ventilador 30 introduce
aire frío y extrae aire caliente de la carcasa de la batería 10 y,
de este modo, la carcasa de la batería 10 se enfría y la temperatura
de la misma disminuye.
Debe indicarse que el ventilador 30 y el
controlador de temperatura 20 obtienen la energía directamente de
las pilas 11 del interior de la carcasa de la batería 10, de manera
que pueden ser accionados de manera independiente. Con
independencia de si las pilas 11 están en funcionamiento, o no
están en funcionamiento, o se están recargando, el ventilador 30
puede ponerse en marcha automáticamente siempre que la temperatura
en el interior de la carcasa de la batería 10 sea mayor que un
valor de referencia predeterminado. Éste es un nuevo concepto para
la industria de las baterías.
En una aplicación real, en las entradas 12 y las
salidas 13 puede disponerse un filtro 40 para evitar que entren
materiales extraños en la carcasa de la batería 10.
Además, el número de ventiladores 13 puede
variar según las necesidades, tal como se muestra en la figura 6,
por ejemplo, se disponen dos ventiladores 13 en las salidas 13 para
mejorar la ventilación ya que en la carcasa de la batería 10 hay
muchas pilas 11.
Tal como se muestra además en la figura 7, los
ventiladores también pueden disponerse tanto en las entradas 12
como en las salidas 13 para así mejorar el efecto de la
ventilación.
Aunque se han mostrado y descrito varias
realizaciones de acuerdo con la presente invención, debería
resultar claro para los expertos en la materia que pueden
realizarse realizaciones adicionales sin apartarse del ámbito de la
presente invención.
Claims (5)
1. Estructura de ventilación interna para una
carcasa de batería para controlar la temperatura en su interior,
caracterizada por el hecho de que comprende:
una carcasa de batería (10) utilizada para el
almacenamiento de una pluralidad de pilas (11), estando formada en
un lado de la carcasa de la batería una pluralidad de entradas (12)
y estando dispuesta, en otro lado de la carcasa de la batería,
opuesto a las entradas, una pluralidad de salidas (13), quedando
las respectivas pilas separadas entre sí y de superficies internas
de la carcasa de la batería por unos espacios de ventilación
(101);
un controlador de temperatura (20) conectado
eléctricamente a las pilas para detectar y controlar la temperatura
en el interior de la carcasa de la batería y que sirve para
controlar y variar el valor de salida en respuesta a variaciones de
temperatura en la carcasa de la batería;
por lo menos un ventilador (30) seleccionado de
entre un ventilador dispuesto en las entradas como ventilador
extractor o un ventilador dispuesto en las salidas como ventilador
de descarga, estando conectados en bucle el por lo menos un
ventilador, el controlador de temperatura y las pilas, de manera
que el por lo menos un ventilador obtiene energía de las pilas y
funciona bajo el control del controlador de temperatura.
2. Estructura de ventilación interna para una
carcasa de batería según la reivindicación 1, caracterizada
por el hecho de que el controlador de temperatura (20) es una
resistencia térmica cuyo valor de resistencia es variable según la
temperatura.
3. Estructura de ventilación interna para una
carcasa de batería según la reivindicación 1, caracterizada
por el hecho de que en las entradas y las salidas se dispone un
filtro (40) para evitar que entren materiales extraños en la
carcasa de la batería.
4. Estructura de ventilación interna para una
carcasa de batería según la reivindicación 1, caracterizada
por el hecho de que se disponen dos ventiladores en las
entradas.
5. Estructura de ventilación interna para una
carcasa de batería según la reivindicación 1, caracterizada
por el hecho de que comprende a la vez un ventilador dispuesto en
las entradas como ventilador extractor y un ventilador dispuesto en
las salidas como ventilador de descarga.
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