ES3032857T3 - Energy storage module - Google Patents

Abstract

Un módulo de almacenamiento de energía (10) comprende varios dispositivos de almacenamiento de energía (20) conectados eléctricamente en serie y varias placas electrónicas (24, 26) distribuidas por el módulo, en contacto eléctrico con uno o más de dichos dispositivos. El módulo también comprende varias placas de circuito impreso flexibles (25), cada una de las cuales está conectada eléctricamente en serie con una placa adyacente mediante una placa de circuito impreso flexible diferente. Para cada placa electrónica y cada placa de circuito impreso flexible, se proporciona una toma de tierra (13, 16), que proporciona una conexión a tierra prácticamente al mismo potencial en todas las placas electrónicas y las placas de circuito impreso flexibles. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de almacenamiento de energía

Esta invención se refiere a un módulo de almacenamiento de energía, en particular un módulo que comprende celdas electroquímicas, o baterías, que proporcionan energía eléctrica a un usuario final.

Los módulos de energía eléctrica almacenada, o unidades de potencia de diversos tipos, son cada vez más comunes en muchas aplicaciones, en particular para su uso cuando existen preocupaciones medioambientales relacionadas con las emisiones en entornos sensibles, o problemas de salud pública. Las unidades de potencia de energía eléctrica almacenada suelen utilizarse para suministrar energía eléctrica para el funcionamiento de equipos, con el fin de evitar emisiones en el punto de uso, aunque esa energía almacenada puede haberse generado de muchas formas diferentes. La energía eléctrica almacenada también puede utilizarse para reducir los picos en sistemas que, de otro modo, se abastecerían de la red o de diversos tipos de sistemas de generación de energía, como generadores diésel, turbinas de gas o fuentes de energía renovables. Aviones, vehículos, barcos, plataformas marinas o plataformas y otros equipos motorizados en lugares remotos son ejemplos de usuarios de energía eléctrica almacenada a gran escala. Los conductores de vehículos pueden utilizar la unidad de alimentación de energía almacenada en los centros urbanos y cargarla desde un motor de combustión interna en las carreteras principales, para reducir las emisiones nocivas en los pueblos y ciudades, o pueden cargarla desde un suministro eléctrico. Los transbordadores que realizan la mayor parte de su travesía relativamente cerca de zonas habitadas o en entornos sensibles se están diseñando con sistemas de propulsión híbridos o totalmente eléctricos. Los transbordadores pueden funcionar con energía almacenada para propulsar el buque cuando está cerca de la costa, utilizando generadores diésel en alta mar para recargar las baterías. En algunos países, la disponibilidad de electricidad procedente de fuentes de energía renovables para cargar la unidad de energía almacenada permite utilizar un buque totalmente eléctrico, siempre que las unidades de energía almacenada sean lo suficientemente fiables para las distancias que se recorren, sin utilizar diésel ni ninguna otra fuente de energía no renovable. Ya sean híbridas o totalmente eléctricas, las unidades de energía almacenada pueden cargarse desde un suministro en tierra cuando están atracadas. El desarrollo de tecnología para conseguir unidades de energía almacenada lo suficientemente fiables para un uso prolongado como fuente de energía primaria debe abordar ciertas cuestiones técnicas.

JP2013004185A divulga un módulo de almacenamiento de energía que comprende una pluralidad de dispositivos de almacenamiento de energía conectados eléctricamente entre sí en serie y una pluralidad de placas de conexión distribuidas por el módulo en contacto eléctrico con uno o más de los dispositivos de almacenamiento de energía; el módulo comprende además dos placas de circuito impreso flexibles que conectan, cada una, una pluralidad de placas de conexión de la misma polaridad.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, un módulo de almacenamiento de energía comprende una pluralidad de dispositivos de almacenamiento de energía conectados eléctricamente entre sí en serie; y una pluralidad de placas electrónicas distribuidas por el módulo, en contacto eléctrico con uno o más de los dispositivos de almacenamiento de energía; el módulo comprende además una pluralidad de placas de circuito impreso flexibles en las que cada una de la pluralidad de placas electrónicas está conectada eléctricamente en serie con una vecina de la pluralidad de placas electrónicas por una diferente de la pluralidad de placas de circuito impreso flexibles; y para cada placa electrónica y para cada placa de circuito impreso flexible, se proporciona un plano de tierra, en el que los planos de tierra proporcionan conexión eléctrica a tierra a un potencial sustancialmente igual a través de todas las placas electrónicas y todas las placas de circuito impreso flexibles.

Un blindaje de puesta a tierra en una placa de circuito impreso flexible extiende todo el plano de tierra de las placas electrónicas para formar un plano de tierra común de baja impedancia para el módulo de almacenamiento de energía, incluso en situaciones en las que la geometría del módulo dificulta el uso de una única placa electrónica y un único plano de tierra. Los planos de tierra también sirven para apantallar los cables de señal.

Las placas electrónicas también pueden incluir placas de circuito impreso flexibles, pero demasiada flexibilidad puede dificultar las conexiones y el montaje, por lo que normalmente las placas electrónicas incluyen placas de circuito impreso más rígidas.

Preferiblemente, las placas de circuito impreso flexibles entre cada placa electrónica comprenden cables de circuito impreso flexibles.

Preferiblemente, el módulo comprende además enlaces de comunicación en las placas de circuito impreso flexibles entre placas electrónicas para comunicar los datos recogidos en cada placa electrónica a un controlador.

El plano de tierra común de baja impedancia del módulo de almacenamiento de energía proporciona blindaje frente al ruido eléctrico para las señales enviadas en los enlaces de comunicación.

Preferiblemente, el plano de tierra de la placa de circuito impreso flexible comprende al menos una capa de tierra para apantallar los enlaces de comunicación y para proporcionar la tierra para la placa electrónica, o para extender la tierra de cada placa electrónica; y al menos una capa de señal.

La capa de tierra suele ser una capa de tierra pura, aunque puede utilizarse una capa mixta de tierra y señal, dependiendo de la aplicación. Sin embargo, una capa mixta necesita un componente de tierra sustancial, por lo que en ese caso se prefiere que el elemento de tierra sea al menos dos tercios de la capa mixta, en particular, entre el 70 % y el 90 % de la capa mixta.

Preferiblemente, la capa de señal comprende una capa de señal pura o una capa mixta de tierra y señal.

Las placas de circuito impreso flexibles y las placas electrónicas conectadas en serie pueden formar un bucle continuo alrededor de los módulos de almacenamiento de energía.

El hecho de que las placas de circuito impreso flexibles y las placas electrónicas conectadas en serie formen o no un bucle continuo depende de la aplicación.

Un ejemplo de un módulo de almacenamiento de energía de acuerdo con la presente invención se describirá ahora con referencia a los dibujos acompañantes en los que:

La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de almacenamiento de energía en el que puede utilizarse el módulo de almacenamiento de energía de la presente invención;

La figura 2 ilustra con más detalle una parte de un módulo de almacenamiento de energía de acuerdo con la presente invención;

Las figuras 3a y 3b ilustran otra vista de una parte de un módulo de almacenamiento de energía de acuerdo con una realización de la presente invención;

Las figuras 4a y 4b ilustran otra vista de una parte de un módulo de almacenamiento de energía de acuerdo con otra realización de la presente invención;

La figura 5 muestra con más detalle la estructura de una placa electrónica para su uso en las realizaciones de las figuras 3a y 3b o 4a y 4b;

La figura 6 muestra con más detalle la estructura de una placa de circuito impreso flexible para su uso en las realizaciones de las figuras 3a y 3b o 4a y 4b; y

La figura 7 ilustra desde arriba parte del módulo de almacenamiento de energía de acuerdo con la presente invención.

Las primeras baterías a gran escala eran de plomo-ácido, pero más recientemente se han desarrollado baterías de iones de litio para el almacenamiento de energía eléctrica en aplicaciones a gran escala. Las baterías de iones de litio suelen estar presurizadas y el electrolito es inflamable, por lo que requieren cuidado en su uso y almacenamiento. Un problema que puede ocurrir con las baterías de iones de litio es el desbordamiento térmico, que puede estar causado por un cortocircuito interno en una celda de la batería, creado durante la fabricación. Otras causas, como los daños mecánicos, la sobrecarga o la corriente incontrolada también pueden provocar un embalamiento térmico, pero el diseño del sistema de la batería suele adaptarse para evitarlos. No se pueden descartar por completo los problemas de fabricación de las celdas, por lo que es necesario tomar precauciones para minimizar el efecto en caso de que se produzca un embalamiento térmico. En un sistema de baterías de iones de litio a gran escala, la cantidad de energía que se libera durante un embalamiento térmico es difícil de contener. Un evento térmico puede aumentar la temperatura en una sola celda desde una temperatura de funcionamiento estándar en el rango de 20 °C a 26 °C hasta 700 °C a 1000 °C. Las temperaturas de funcionamiento seguras son inferiores a 60 °C, por lo que se trata de un problema importante.

En los sectores marítimos y de alta mar existen normas estrictas sobre el riesgo para el buque o la plataforma, y uno de los requisitos es que no haya transferencia de exceso de temperatura de una celda a otra. Si se produce un sobrecalentamiento, debe contenerse en una sola celda y no permitir que se propague. Además, en las aplicaciones marítimas y de alta mar, el peso y el volumen de cualquier equipo están muy limitados, por lo que se prefieren los sistemas compactos y ligeros. Es un reto producir un sistema compacto y ligero que consiga el aislamiento térmico necesario y enfríe la celda en la que se produce el exceso de calentamiento, de forma rápida y eficaz.

En un sistema de baterías de iones de litio, es muy importante que la temperatura de las celdas de la batería no supere la temperatura de funcionamiento prescrita y que la temperatura de las celdas en todo el sistema sea uniforme. El funcionamiento sostenido fuera de la ventana de temperatura de funcionamiento prescrita puede afectar gravemente a la vida útil de las celdas de la batería y aumenta el riesgo de que se produzca un embalamiento térmico.

En el caso de las aplicaciones marinas, se hace especial hincapié en utilizar los módulos de almacenamiento de energía, como las baterías, a su velocidad máxima de carga o descarga, debido al coste de instalación y al peso y espacio que ocupan los módulos cuando se encuentran en un buque o en una plataforma marítima. Además, el mantenimiento y la reparación, o sustitución, son complicados y caros en comparación con los usos terrestres de los sistemas de energía almacenada, por lo que prolongar la vida útil de los módulos de energía almacenada es especialmente importante. Por ejemplo, las baterías de iones de litio son sensibles a las altas temperaturas, por lo que es importante controlar la temperatura ambiente y de funcionamiento de todas las celdas de un sistema de baterías de iones de litio para garantizar el cumplimiento de la vida útil prevista. Las variaciones locales o los puntos calientes en una sola celda también pueden comprometer la vida útil total alcanzable.

Los módulos de almacenamiento de energía que comprenden una pluralidad de dispositivos de almacenamiento de energía, por ejemplo baterías, o celdas, pueden combinarse en una unidad de almacenamiento de energía. En la Fig. 1 se ilustra un ejemplo de sistema de almacenamiento de energía en el que puede aplicarse la presente invención. El sistema comprende un armario, cubículo o unidad 1, en el que una pluralidad de módulos de almacenamiento de energía 10 está conectada eléctricamente entre sí mediante buses 2a a un controlador de cubículo 9 y mediante un bus 2b a un controlador central 3. Puede haber comunicación inalámbrica 4 entre los módulos y el controlador de cubículo 9. Los módulos de almacenamiento de energía 10 dentro de un cubículo 1 pueden estar conectados eléctricamente en serie, como se muestra, o en paralelo, o una combinación, como algunos módulos conectados en paralelo y luego esa agrupación en paralelo conectada en serie con otros módulos de la unidad. Cada uno de los módulos de almacenamiento de energía 10 se enfría mediante líquido refrigerante, que circula desde el sistema de refrigeración 5 a través de tuberías de entrada 6 y tuberías de salida 7. El líquido refrigerante suele ser agua, que es barata y más fácil de obtener y eliminar que los refrigerantes sintéticos. Pueden añadirse aditivos, por ejemplo, para inhibir la congelación, el crecimiento biológico o la corrosión. Normalmente, la proporción de aditivo viene determinada por el aditivo elegido, por ejemplo un 20 % de inhibidor de heladas. El líquido refrigerante suele suministrarse a cada módulo en paralelo, aunque es posible, pero menos eficaz para los módulos posteriores, suministrar el líquido refrigerante en serie. Cada módulo de almacenamiento de energía 10 comprende una pluralidad de dispositivos de almacenamiento de energía, por ejemplo celdas de batería, conectadas eléctricamente en serie. Un sistema modular de este tipo, que incorpora refrigeración, es especialmente aplicable a las celdas de iones de litio.

Dentro de un módulo 10 en el que una pluralidad de dispositivos de almacenamiento de energía 20 (véase la Fig. 2), como celdas de batería, están conectados eléctricamente en serie, puede haber un enfriador de celdas de batería 21 en al menos un lado de cada celda y puede suministrarse líquido refrigerante desde el sistema de refrigeración 5 a través de los tubos de entrada 6 y los tubos de salida 7 para enfriar la celda de batería. El enfriador de celdas 21 comprende un tubo por el que circula el fluido refrigerante, que puede ser un tubo metálico, pero más típicamente es un material sintético, como plásticos poliméricos, por ejemplo polietileno, poliamida, como los plásticos PA66, o termoplásticos como TCE2, TCE5, u otros materiales adecuados, que pueden moldearse o extruirse con la forma requerida, o generarse mediante técnicas de fabricación aditiva, y es capaz de soportar las temperaturas normales de funcionamiento de los módulos de almacenamiento de energía 10. Los dispositivos individuales de almacenamiento de energía 20 pueden apilarse unos sobre otros, como se ilustra de lado en la Fig. 2, con o sin capas adicionales (no mostradas), entre el lado de la celda alejado de su enfriador 21 y la superficie del siguiente enfriador de la pila, por ejemplo para proporcionar aislamiento adicional, o para proporcionar compresión de la celda. El montaje y la construcción de los módulos de almacenamiento de energía pueden mejorarse aún más.

Los módulos de almacenamiento de energía pueden comprender un gran número de celdas 20 por módulo 10, cada una de las cuales puede estar conectada a circuitos electrónicos en una placa electrónica 24, 26, por ejemplo, con fines de supervisión y control, mediante pestañas 22 que tienen una superficie expuesta fuera de la celda, como se ilustra en los ejemplos de las Figs. 3a y 3b y 4a y 4b. Cuanto mayor sea el número de celdas, mayor será la superficie total expuesta de las lengüetas de la batería. En un producto de gran volumen, la conexión de las lengüetas de las celdas de la batería a un sistema de gestión de baterías se realiza a menudo mediante una conexión directa desde un ensamblaje de placas de circuito impreso (PCB) 24, 26 a las lengüetas de las celdas 22. Esto se debe a que conectar cables individuales a cada lengüeta de celda de batería 22 lleva demasiado tiempo y, por lo tanto, es demasiado costoso en la producción en volumen. El número de celdas de un módulo puede llegar a ser tan elevado que no sea posible poner en contacto todas las lengüetas de las celdas con una única placa de circuito impreso. El área total de lengüetas expuestas que necesita ser cubierta por la conexión de PCB puede ser demasiado grande para que se utilice un solo ensamblaje de PCB, por lo que se necesitan varios ensamblajes de PCB 24, 26 para poder conectarse a todas las lengüetas de la celda. Este problema es mayor en las celdas que tienen las lengüetas de la celda 22 situadas en diferentes lados del dispositivo de almacenamiento de energía, en lugar de estar todas en el mismo lado. Por ejemplo, las celdas de bolsa pueden tener las lengüetas de la celda 22 en lados opuestos para dividir mejor el calor a través del área de la celda. Por lo tanto, las conexiones y los ensamblajes de p Cb 24, 26 son necesarios en ambos lados, lo que puede dar lugar a que se proporcionen ensamblajes PCB separados en cada lado. En los ejemplos, los ensamblajes PCB 24 se conectan a las lengüetas de un lado y los ensamblajes PCB 26 se conectan a las lengüetas del otro lado de la pila de dispositivos de almacenamiento de energía 20.

Aunque la conexión entre las placas de ambos lados puede hacerse con cables o conectores, hay problemas con ambos. La solución de cables ofrece flexibilidad entre las placas, especialmente si no están situadas en el mismo plano geométrico. La solución del conector ofrece menos superficie sin plano de tierra, pero puede provocar dificultades en el ensamblaje cuando las placas no están en el mismo plano geométrico, y también puede causar problemas mecánicos, debido a la rigidez de la placa y los conectores. Sin embargo, los cables entre las placas están más expuestos al ruido que las propias placas, porque los cables no están apantallados. Además, incluso con conectores directos entre las placas, no existe un plano de referencia de tierra de baja impedancia para todas las diferentes placas, como resultado de lo cual puede haber diferencias de voltaje entre las placas, tanto de CC como de CA, que pueden dar lugar a errores en los datos obtenidos sobre las celdas del módulo o errores en su funcionamiento.

Para reducir, o eliminar, los efectos de estos problemas, las placas pueden conectarse entre sí con cables de circuito impreso flexibles (FPC) con un plano de tierra, o formando todas las placas y sus conexiones a partir de FPC con un plano de tierra. Los FPC ofrecen esencialmente la misma funcionalidad que una PCB, pero son flexibles. Los FPC con plano de tierra también actúan como extensión de tierra en las placas del módulo de baterías, de manera que haya una tierra común de baja impedancia para todos los dispositivos de almacenamiento de energía. El diseño proporciona inmunidad RF frente al ruido eléctrico externo, para las placas electrónicas proporcionando un plano de tierra continuo de baja impedancia.

Las figuras 3a y 3b ilustran diferentes disposiciones de un primer ejemplo de la presente invención, en el que se muestra un módulo de almacenamiento de energía 10 que comprende una pluralidad de dispositivos de almacenamiento de energía 20. Los enfriadores, aunque forman parte del módulo, se omiten en las Figs. 3a y 3b y en las Figs. 4a y 4b, para mayor claridad. El módulo 10 comprende una pluralidad de placas electrónicas 24, 26 en contacto con las zonas expuestas de las lengüetas 22 en uno u otro lado de los dispositivos de almacenamiento de energía. Cada una de las placas electrónicas se compone de placas multicapa, que tienen varias capas de líneas conductoras de cobre 11, que forman cables de señal, y una capa de plano de tierra 13, separadas por materiales aislantes 12. Cada placa electrónica puede comprender múltiples conjuntos de capas de cable de señal de línea 11, capas de plano de tierra 13 y capas aislantes de separación 12, pero por conveniencia sólo se muestra un conjunto en la Fig. 5. Las capas del plano de tierra están sustancialmente cubiertas de un metal conductor adecuado, típicamente cobre, aunque un plano de tierra también puede comprender una mezcla limitada de líneas de tierra y de señal. Por ejemplo, un plano de tierra que comprenda dos tercios o más de tierra, por ejemplo 90 % de tierra y 10 % de líneas de señal, u 85 % de tierra y 15 % de líneas de señal, o 70 % de tierra y 30 % de líneas de señal seguiría teniendo efectos beneficiosos en ciertas aplicaciones.

Las placas electrónicas 24, 26 están conectadas eléctricamente entre sí mediante circuitos impresos flexibles, por ejemplo cables de circuitos impresos flexibles 25 entre las placas, los FPC como se muestra en la Fig. 6, que tienen una capa de circuito impreso flexible 14, una capa aislante 15 y al menos un plano de referencia de tierra 16, que proporciona un plano de tierra de baja impedancia entre las placas electrónicas. Esto significa que las placas electrónicas 24, 26 pueden conectarse entre sí con una conexión de baja impedancia 25, adecuada para la aplicación particular y, como esta conexión es flexible, la conexión puede realizarse entre las placas 24, 26 en diferentes planos geométricos. Además, cualquier cable de señal que pase por uno de los FPC 25 está protegido contra el ruido por la placa de tierra FPC 16, del mismo modo que la placa de tierra 13 de la PCB o del ensamblaje PCB protegería esos cables de señal contra el ruido. Cada una de las placas de circuito impreso flexibles puede comprender varios conjuntos de placas flexibles multicapa, pero por comodidad en la Fig. 6 sólo se muestra un conjunto. Además, puede haber una placa de control (no mostrada) si el espacio en las placas electrónicas es limitado, conectada entre la placa 24 y la placa 26 en el extremo por FPC de las placas electrónicas adyacentes 24, 26. Los cables de señal y planos de tierra en los FPC pueden estar dispuestos para ir a través de esta placa de control, con algunas de las conexiones de señal a la placa de control. Las Figs. 4a y 4b ilustran un segundo ejemplo de la presente invención, en la que se muestra un módulo de almacenamiento de energía 10 que comprende una pluralidad de dispositivos de almacenamiento de energía 20.

El módulo comprende una pluralidad de placas electrónicas 34, 36 en contacto con las zonas expuestas de las lengüetas 22 de los dispositivos de almacenamiento de energía, pero en lugar de la placa de circuito impreso 24 para las placas electrónicas, en este ejemplo se utiliza un cable de circuito impreso flexible 25 con un plano de tierra 16 para las placas electrónicas, es decir, que tiene la misma construcción de capas que la ilustrada en la Fig. 6. En general, se prefiere el uso de PCB más rígidas, como las ilustradas en las figuras 3a y 3b, porque son menos costosas que las PCB flexibles y una flexibilidad excesiva puede dificultar la conexión con las lengüetas o complicar el ensamblaje. Sin embargo, puede haber situaciones, como una disposición particularmente no uniforme de las celdas en los módulos, que hagan atractivas las PCB flexibles. Al igual que antes, estas placas electrónicas están conectadas eléctricamente entre sí mediante cables de circuito impreso flexibles 25 entre las placas, los FPC tienen al menos un plano de referencia de tierra 16, que proporciona un plano de tierra de baja impedancia entre las placas electrónicas 34. Esta realización dota a las placas de flexibilidad mecánica, así como a las conexiones entre ellas de flexibilidad mecánica, de forma que la conexión puede realizarse entre placas en diferentes planos geométricos y con cualquier forma de celdas. Como en el ejemplo anterior, los planos de tierra de las placas electrónicas 34, 36 proporcionan la conexión común de baja impedancia. Los cables de señal que se dirigen a través de cualquiera de los FPC, ya sea la placa electrónica 34, 36, o las conexiones 25, están protegidos contra el ruido por el plano de tierra FPC 16.

En los ejemplos de las Figs. 3a y 3b y las Figs. 4a y 4b, las placas de circuito impreso flexibles pueden estar formadas como una señal multicapa y tierra, donde cada capa de plano de tierra funciona como un blindaje eléctrico y una conexión de baja impedancia para garantizar que todas las señales tengan el mismo potencial de tierra. En el ejemplo de las Figs. 3a y 4a, la placa de circuito impreso flexible 25 y las placas electrónicas 24, 26 no forman un bucle continuo, sino que pueden tener un hueco en las conexiones en un extremo. Alternativamente, si la construcción del módulo de almacenamiento de energía lo requiere, la placa de circuito impreso flexible 25 y las placas electrónicas 24, 26 pueden formar un bucle continuo, como se muestra en las Figs. 3b y 4b. Algunos dispositivos de almacenamiento de energía se han omitido para mayor claridad en las Figs. 3b y 4b y, en la práctica, la placa de circuito impreso flexible en el extremo de una pila de dispositivos de almacenamiento de energía puede mantenerse en estrecho contacto con ellos.

La Fig. 7 ilustra parte del módulo de almacenamiento de energía desde arriba, mostrando la naturaleza de extremo a extremo de la capa de tierra formada por la combinación de placas de circuito impreso rígidas y flexibles y sus capas de tierra. Los detalles del contacto eléctrico entre los dispositivos de almacenamiento de energía y las placas electrónicas se omiten para mayor claridad. Cada placa de circuito impreso flexible 25 está montada en sus extremos 30 en contacto con la capa de tierra 13 de cada placa de circuito impreso rígida 24 que une. De este modo, las capas de tierra de las placas de circuito impreso flexibles y rígidas proporcionan conjuntamente una conexión eléctrica a tierra a un potencial sustancialmente idéntico en todas las placas electrónicas y todas las placas de circuito impreso flexibles.

Estas y otras realizaciones de la invención, tal como se reivindican, mejoran el rendimiento con respecto al uso de cables o conexiones directas entre las placas electrónicas, porque los cables de señal están más protegidos contra el ruido y el plano de referencia de tierra es de baja impedancia a través de las placas, dando un sistema más robusto, protegido contra el ruido. Los ensamblajes PCB del módulo de almacenamiento de energía pueden tener contacto directo con las lengüetas de la batería, sea cual sea el número de celdas o la ubicación de las lengüetas en las celdas. El contacto directo de las PCB con las lengüetas significa que el montaje de los dispositivos de almacenamiento de energía dentro del módulo de almacenamiento de energía es más sencillo y barato que utilizar cables u otros tipos de conectores entre las lengüetas y las PCB. Un módulo de batería más resistente al ruido es especialmente útil en aplicaciones industriales, donde los niveles de ruido pueden ser muy altos.

Aunque los ejemplos detallados se han dado con respecto a celdas electroquímicas, tales como baterías, por ejemplo de iones de litio, alcalinas, o baterías de NiMh, u otras, la invención se aplica a otros tipos de unidades de energía almacenada, en particular condensadores no cilíndricos, ultracondensadores, o supercondensadores, celdas de combustible, u otros tipos de almacenamiento de energía que tienen una superficie que puede ser enfriada por un enfriador y que también pueden sufrir si la temperatura de los módulos de las unidades de energía almacenada sale regularmente de un rango de funcionamiento preferido, reduciendo la vida útil total y aumentando los costes de mantenimiento.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un módulo de almacenamiento de energía (10) que comprende una pluralidad de dispositivos de almacenamiento de energía (20) conectados eléctricamente entre sí en serie; y una pluralidad de placas electrónicas (24, 26) distribuidas por el módulo, en contacto eléctrico con uno o más de los dispositivos de almacenamiento de energía; el módulo comprende además una pluralidad de placas de circuito impreso flexibles (25) en las que cada una de la pluralidad de placas electrónicas (24) está conectada eléctricamente entre sí en serie con una vecina de la pluralidad de placas electrónicas (26) por una diferente de la pluralidad de placas de circuito impreso flexibles (25); y para cada placa electrónica y para cada placa de circuito impreso flexible, se proporciona un plano de tierra (13, 16), por lo que los planos de tierra proporcionan conexión eléctrica a tierra a un potencial sustancialmente igual a través de todas las placas electrónicas y todas las placas de circuito impreso flexibles.

2. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las placas electrónicas (24, 26) comprenden placas de circuito impreso rígidas.

3. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde las placas de circuito impreso flexibles (25) entre cada placa electrónica (24, 26) comprenden cables de circuito impreso flexibles.

4. Un módulo de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el módulo comprende además enlaces de comunicación en las placas de circuito impreso flexibles (25) entre placas electrónicas (24, 26) para comunicar los datos recogidos en cada placa electrónica a un controlador (9).

5. Un módulo de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el plano de tierra (16) de la placa de circuito impreso flexible (25) comprende al menos una capa de tierra para apantallar los enlaces de comunicación y para proporcionar la tierra para la placa electrónica (24, 26), o para extender la tierra desde cada placa electrónica; y al menos una capa de señal.

6. Un módulo de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la capa de señal comprende una de una capa de señal pura, o una capa mixta de tierra y señal.

7. Un módulo de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde las placas de circuito impreso flexibles (25) y las placas electrónicas (24, 26) conectadas en serie forman un bucle continuo alrededor de los módulos de almacenamiento de energía (10).