ES3033981T3 - Energy storage device - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de almacenamiento de energía que comprende una carcasa de armario de distribución con varios espacios receptores, en los cuales se alojan al menos un dispositivo de control y un número variable de bloques de almacenamiento eléctrico de forma intercambiable. Los bloques de almacenamiento pueden interconectarse selectivamente en serie o en paralelo y se conectan a las conexiones de alimentación mediante un controlador de corriente. Por lo tanto, se propone inicialmente configurar el dispositivo de control, instalado en la carcasa del armario de distribución, y los componentes electrónicos de potencia asociados de forma reconfigurable o variable para permitir la adaptación del controlador y la electrónica de potencia a otro modo de funcionamiento o aplicación, sin necesidad de intercambiar los módulos de control y electrónica de potencia ni de proporcionar el cableado correspondiente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de acumulación de energía

La presente invención se refiere a un dispositivo de acumulación de energía, con una carcasa de armario de conexiones, en la que están previstos varios espacios de alojamiento, en los que están alojados de manera intercambiable al menos un dispositivo de control y un número variable de bloques de almacenamiento eléctricos, pudiendo interconectarse entre sí los bloques de almacenamiento opcionalmente en serie o en paralelo y estando unidos a través de un accionador de corriente con conexiones de potencia.

Dispositivos de acumulación de energía de dicho tipo se conocen por ejemplo por la publicación EP 2693 514 A1. Dispositivos de acumulación de energía similares los muestran también las publicaciones JP 2012 084 486 A, WO 2018/083332 A1, US 2017/294366 A1 y US 2015/343970 A1.

Tales dispositivos de acumulación de energía instalados en armarios de conexiones ya se conocen por la práctica y se utilizan para diferentes aplicaciones, en las que con frecuencia también para otros componentes del entorno de montaje se usan armarios de conexiones. En particular, los dispositivos de acumulación de energía pueden utilizarse para sistemas de accionamiento eléctricos, que durante el funcionamiento necesitan cíclicamente energía y entonces la emiten de nuevo durante el funcionamiento de generador, de modo que es razonable almacenar de manera intermedia die energía eléctrica emitida de nuevo. Para tales sistemas de accionamiento eléctricos hay con frecuencia ya armarios de conexiones, en los que se ubican un controlador de sistema y componentes de control necesarios para el funcionamiento de red tal como la electrónica de potencia incluyendo convertidores de frecuencia, fusibles y componentes eléctricos y electrónicos similares. En este sentido, para los dispositivos de acumulación de energía utilizados como apoyo es favorable que se ubiquen en armarios de conexiones similares, para poder unirse de manera sencilla por ejemplo con el controlador de orden superior o la electrónica de potencia para el funcionamiento de red en un armario de conexiones adyacente y dar un fácil acceso al dispositivo de acumulación de energía.

Para ahorrar energía se electrifican cada vez más los accionamientos, que hasta el momento se hacían funcionar mecánica o hidráulicamente, para poder aprovechar la mejor eficiencia de los motores eléctricos. A ese respecto, en particular en aplicaciones con fases de aceleración y de frenado o desplazamientos cuesta arriba y cuesta abajo recurrentes cíclicamente es razonable integrar un dispositivo de acumulación de energía en el sistema de accionamiento o conectarlo al mismo, para en el caso de fases de aceleración o cuesta arriba proporcionar energía y en el caso de fases de frenado o cuesta abajo realimentar la energía liberada y almacenarla en el al menos un bloque de almacenamiento, para lo que son adecuados los condensadores, en particular condensadores de doble capa, pero también otros sistemas de baterías o acumuladores. A ese respecto, según el sistema de accionamiento se producen en parte cantidades de energía considerables, que hay que proporcionar y almacenar de manera intermedia, de modo que los acumuladores de energía convencionales llegan rápidamente a sus límites o se requiere un control inteligente, para satisfacer los requisitos.

Para adaptar la tensión proporcionada por el al menos un bloque de almacenamiento o la corriente emitida al respectivo sistema de accionamiento y su Demanda de tensión y/o de corriente y/o a la inversa adaptar la corriente alimentada de vuelta por el sistema de accionamiento a las circunstancias del circuito de tensión interno del bloque de almacenamiento, el dispositivo de acumulación de energía puede presentar al menos un elemento constructivo de convertidor de corriente, para adaptar la corriente proporcionada o alimentada en cuanto a parámetros característicos tales como tensión y/o frecuencia de la manera necesaria.

A ese respecto, el uso de una carcasa de armario de conexiones con diversos espacios de alojamiento permite de manera sencilla adaptar el respectivo dispositivo de acumulación de energía al respectivo sistema de accionamiento. En particular, según el nivel de potencia y de tensión necesario pueden ubicarse bloques de almacenamiento configurados de diferente manera ya un número diferente de bloques de almacenamiento en el armario de conexiones. Mientras que para un sistema de accionamiento más pequeño puede ser suficiente por ejemplo un único bloque de almacenamiento en el armario de conexiones, para otra aplicación en el mismo armario de conexiones pueden ubicarse dos, tres o también cuatro y cinco bloques de almacenamiento. A ese respecto, también para diferentes tipos de funcionamiento pueden ubicarse diferentes tipos de bloque de almacenamiento o pueden intercambiarse unos por otros. Si, por ejemplo, hay que almacenar de manera intermedia a corto plazo grandes cantidades de corriente, por ejemplo debido a un funcionamiento cuesta arriba y cuesta abajo que tiene lugar en ciclos cortos, pueden ser ventajosas celdas de condensador, en particular bloques de almacenamiento con condensadores de doble capa. Sin embargo, si el dispositivo de acumulación de energía se utiliza para un funcionamiento más uniforme, en el que solo en ocasiones (por ejemplo para fases de arranque) se necesita un impulso de energía adicional o también solo un abastecimiento de emergencia, pueden ser ventajosas celdas de batería como bloques de almacenamiento. En a su vez otras aplicaciones pueden usarse también celdas de combustible como bloques de almacenamiento.

Aunque la integración del dispositivo de acumulación de energía en un armario de conexiones ya posibilita una cierta flexibilidad y capacidad de reconfiguración, las soluciones hasta la fecha en realidad son flexibles solo de manera limitada y no pueden adaptarse en una medida suficiente al respectivo caso de aplicación. En particular en el caso del uso para diferentes sistemas de accionamiento, que en cuanto a su clase de rendimiento se encuentran muy alejados entre sí, en las soluciones de armario de conexiones conocidas resultan problemas en cuanto a un enfriamiento dimensionado de manera apropiada y una protección dimensionada de manera apropiada en cuanto a la compatibilidad electromagnética. Si el armario de conexiones presenta un sistema de enfriamiento, que está dimensionado suficientemente para clases de rendimiento elevadas, para aplicaciones con solo un bloque de almacenamiento y una potencia correspondientemente pequeña tiene lugar un enfriamiento demasiado intenso. Al mismo tiempo, un aislamiento electromagnético intenso del armario de conexiones puede malgastar un espacio constructivo innecesario y condicionar un peso adicional, que está sobredimensionado para aplicaciones con incompatibilidades electromagnéticas menores.

Por otro lado, las soluciones de armario de conexiones conocidas siguen requiriendo todavía un esfuerzo de reequipamiento relativamente alto, para adaptar el controlador y la electrónica de potencia del dispositivo de acumulación de energía al respectivo propósito de aplicación, aunque en sí solo deban compensarse variaciones limitadas en el nivel de potencia. Así, por ejemplo todavía supone un esfuerzo relativo desmontar el módulo de control del armario de conexiones y sustituirlo por otro módulo de control, que entonces debe cablearse de nuevo de manera correspondiente con los bloques de almacenamiento y otros componentes. Lo mismo es válido para la electrónica de potencia, que dado el caso está agrupada con el dispositivo de control para formar un módulo de armario de conexiones.

Por tanto, la presente invención se basa en el objetivo de crear un dispositivo de acumulación de energía mejorado del tipo mencionado al principio, que evite desventajas del estado de la técnica y perfeccione este último de manera ventajosa. En particular, el dispositivo de acumulación de energía debe poder configurarse de manera suficientemente flexible correspondientemente a la demanda y poder reequiparse rápidamente sin gran esfuerzo cuando el dispositivo de acumulación de energía se necesite para otro propósito de aplicación o también solo otro tipo de funcionamiento del dispositivo de accionamiento o de trabajo conectado.

Según la invención, dicho objetivo se alcanza mediante un dispositivo de acumulación de energía según la reivindicación 1. Configuraciones preferidas de la invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

Es decir, en primer lugar se propone configurar de manera reconfigurable o variable el dispositivo de control instalado en la carcasa de armario de conexiones y los propios elementos constructivos de electrónica de potencia asociados con el mismo, para posibilitar una adaptación del controlador y de la electrónica de potencia a otro tipo de funcionamiento u otro caso de aplicación, sin cambiar para ello el módulo de controlador y de electrónica de potencia ni tener que llevar a cabo cableados correspondientemente. Según un primer aspecto, el dispositivo de acumulación de energía está caracterizado porque el al menos un accionador de corriente, a través del que las conexiones de potencia del dispositivo de acumulación de energía están unidas con el al menos un bloque de almacenamiento, está configurado de manera escalable y se hace funcionar en función del número usado de bloques de almacenamiento y su interconexión en paralelo y/o en serie en diferentes grados de escalamiento. De este modo puede evitarse un cambio o una modificación del módulo de armario de conexiones o de electrónica de potencia que contiene el accionador de corriente. Si por ejemplo se aumenta el nivel de potencia o de tensión, al ubicarse un bloque de almacenamiento adicional en el armario de conexiones y/o pasarse de una interconexión en serie a una en paralelo, el accionador de corriente puede adaptarse mediante un cambio de escalamiento al mayor nivel de potencia que debe procesarse. Por ejemplo, el accionador de corriente puede presentar una construcción de múltiples fases escalable y/o comprender varios elementos accionadores, que mediante una conexión en paralelo permiten una capacidad de escalamiento.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, dicho accionador de corriente puede ser un accionador CC/CC o convertidor CC/CC, a través del que el al menos un bloque de almacenamiento cede energía eléctrica a las conexiones de potencia del dispositivo de acumulación de energía o a la inversa (en el caso del funcionamiento de generador del sistema de accionamiento conectado) se carga energía en el bloque de almacenamiento. A este respecto, en particular puede usarse un accionador CC/CC bidireccional, a través del que el al menos un bloque de almacenamiento puede tanto emitir energía como cargarla. Tales convertidores CC/CC o accionadores CC/CC designan un circuito eléctrico, que pueden transformar una tensión continua suministrada en la entrada en una tensión continua con nivel de tensión mayor, menor o invertido, y puede transferir energía de alto nivel de tensión al nivel de tensión bajo, por ejemplo para cargar el bloque de acumulación de energía, e igualmente transferir en el otro sentido, es decir descargarla o transferirla del bloque de almacenamiento al circuito de tensión continua del sistema de accionamiento.

Sin embargo, según el bloque de almacenamiento y el sistema de accionamiento pueden usarse también otros convertidores o accionadores de corriente tales como por ejemplo rectificadores, inversores, convertidores de frecuencia o en general onduladores, pudiendo comprender tales convertidores de corriente elementos constructivos electrónicos tales como por ejemplo diodos, transistores o tiristores, pero también Mosfets, IGBT o IGCT.

A ese respecto, la capacidad de escalamiento mencionada anteriormente del al menos un accionador de corriente puede tener lugar en un perfeccionamiento de la invención ventajosamente de manera automatizada o al menos semiautomatizada. En particular puede estar previsto un equipo de detección para detectar el nivel de potencia actual y/o para detectar el número de bloques de almacenamiento usados en cada caso y/o su conexión en paralelo y/o en serie, pudiendo escalar un dispositivo de escalamiento dicho accionador de corriente en función de una señal de dicho equipo de detección, por ejemplo mediante la conexión o desconexión de un elemento o de una fase de dicho accionador de corriente.

Para poder utilizar el dispositivo de acumulación de energía no solo para sistemas de tensión continua, adicionalmente al accionador CC/CC mencionado anteriormente puede estar previsto un convertidor de frecuencia preferiblemente conectable y desconectable, de modo que el dispositivo de acumulación de energía opcionalmente con el convertidor de frecuencia conectable pueda usarse igualmente para una red de tensión alterna y con el convertidor de frecuencia desconectado para una red de tensión continua.

Dicho convertidor de frecuencia puede estar ubicado en el mismo armario de conexiones que los bloques de almacenamiento y el dispositivo de control o electrónica de potencia, pero alternativamente también estar instalado en un armario de conexiones independiente o también estar dispuesto externamente en otro punto.

Para poder adaptar el armario de conexiones de manera sencilla a diferentes propósitos de aplicación y tipos de funcionamiento de la máquina de trabajo conectada en cada caso, el dispositivo de acumulación de energía puede comprender ventajosamente bloques de almacenamiento configurados de diferente manera, que son intercambiables entre sí y pueden instalarse ventajosamente en los mismos espacios de alojamiento. Esto puede conseguirse por ejemplo porque los bloques de almacenamiento configurados de diferente manera presentan las mismas dimensiones de conexión o superficies de conexión compatibles entre sí, por medio de las que pueden insertarse en los espacios de conexión del armario de conexiones. Si los espacios de conexión están dotados por ejemplo de guías de inserción o de enchufe, los bloques de almacenamiento pueden presentar independientemente de su tipo de superficies de guiado de empuje apropiadas para las guías. Por consiguiente, los bloques de almacenamiento no tienen que ser idénticos entre sí en todas sus dimensiones y medidas externas, lo que naturalmente pueden serlo también, sino que es suficiente que las dimensiones de conexión relevantes para la inserción en el respectivo espacio de conexión sean apropiadas.

Igualmente, los bloques de almacenamiento pueden presentar también dimensiones de conexión que difieren entre sí, si en el armario de conexiones están previstos para ello diferentes espacios de alojamiento.

En particular, los diferentes bloques de almacenamiento pueden comprender al menos dos de los siguientes tres tipos de bloque de almacenamiento: una celda de condensador, en particular en forma de un condensador de doble capa, una celda de batería y una celda de combustible.

Según el caso de aplicación, en el armario de conexiones pueden ubicarse bloques de almacenamiento de solo un único tipo, por ejemplo solo condensadores de doble capa o solo baterías, siendo posible ventajosamente según el caso de aplicación sustituir los tipos de bloque de almacenamiento unos por otros.

Sin embargo, alternativamente en un perfeccionamiento ventajoso de la invención también es posible ubicar en el mismo armario de conexiones al mismo tiempo diferentes tipos de bloque de almacenamiento, por ejemplo al menos un condensador de doble capa y al menos una celda de batería. Mediante una disposición mixta en cuanto al tipo de bloque de almacenamiento de bloques de almacenamiento pueden aunarse entre sí sus ventajas. En particular, al menos un condensador de doble capa puede estar ubicado en el armario de conexiones, para tener un almacenamiento de potencia, que puede absorber y emitir de nuevo rápidamente altas cantidades de energía eléctrica, y además disponerse al menos una celda de batería como bloque de almacenamiento en el armario de conexiones, para cubrir una demanda básica o de emergencia.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el dispositivo de acumulación de energía comprende un dispositivo de enfriamiento para enfriar los bloques de almacenamiento y dado el caso también para enfriar el dispositivo de control y/o su electrónica de potencia por ejemplo en forma del accionador CC/CC mencionado anteriormente u otro accionador de corriente. Ventajosamente, dicho dispositivo de enfriamiento puede estar integrado al menos parcialmente en la carcasa de armario de conexiones, pudiendo estar configurado de manera reconfigurable el dispositivo de enfriamiento para utilizaciones del dispositivo de acumulación de energía en diferentes clases de rendimiento y/o diferentes tipos y números de bloques de almacenamiento o pudiendo comprender módulos de enfriamiento configurados de diferente manera. Mediante una capacidad de reconfiguración de este tipo del dispositivo de enfriamiento se evita un enfriamiento demasiado intenso cuando el dispositivo de acumulación de energía trabaja en clases de rendimiento solo reducidas o usa bloques de almacenamiento, que no son críticos en cuanto a la temperatura. Al mismo tiempo se garantiza un enfriamiento suficiente para aplicaciones más intensas en cuanto al calor, sin tener que sustituir para esto directamente todo el armario de conexiones.

En particular, dicho dispositivo de enfriamiento puede comprender un módulo de enfriamiento de líquido, que puede presentar en la carcasa de armario de conexiones conductos de medio de enfriamiento, que pueden estar previstos a lo largo de dichos espacios de alojamiento para los bloques de almacenamiento y/o el dispositivo de control y/o la electrónica de potencia, pudiendo discurrir dichos conductos de medio de enfriamiento a lo largo de o también a través de los soportes de alojamiento de los espacios de alojamiento. Si por ejemplo para los bloques de almacenamiento están previstos cajones en la carcasa de armario de conexiones, paredes que limitan el cajón, en las que se introducen los bloques de almacenamiento o un módulo de controlador y/o de electrónica de potencia, pueden estar dotados de tales conductos de medio de enfriamiento, para extraer el calor de los bloques de almacenamiento o del módulo de electrónica de potencia. Sin embargo, alternativa o adicionalmente los conductos de medio de enfriamiento pueden estar dispuestos también de manera descubierta por ejemplo en forma de serpentines de enfriamiento y ventajosamente estar colocados de manera directamente adyacente a los componentes que deben enfriarse del dispositivo de acumulación de energía.

El medio de enfriamiento que se calienta en los módulos de almacenamiento templados o calientes se hace circular a través de los conductos de medio de enfriamiento hasta un refrigerador de retorno, que ventajosamente puede estar dispuesto fuera de la carcasa de armario de conexiones, por ejemplo sobre su tejado o techo. Alternativa o adicionalmente, un refrigerador de retorno de este tipo puede estar ubicado también en un armario de conexiones independiente, con el que están unidos los conductos de medio de enfriamiento.

Sin embargo, alternativa o adicionalmente a un módulo de enfriamiento de líquido de este tipo puede estar previsto también un módulo de enfriamiento de aire, que en y/o entre los espacios de alojamiento puede comprender aletas de enfriamiento, a través de las que puede fluir aire de enfriamiento. Para generar una corriente de aire de enfriamiento, puede estar previsto al menos un soplador de aire de enfriamiento, que puede soplar o succionar la corriente de aire de enfriamiento a través de las aletas de enfriamiento mencionadas anteriormente. Ventajosamente, en cada grupo de aletas de enfriamiento, que está previsto entre espacios de alojamiento o módulos de almacenamiento, puede estar previsto un soplador de aire de enfriamiento de este tipo, para generar una corriente de aire de enfriamiento suficiente y enfriar suficientemente cada espacio de alojamiento, pudiendo ventajosamente conectarse individualmente los varios sopladores de aire de enfriamiento, para enfriar verdaderamente solo los espacios de alojamiento necesarios en la carcasa de armario de conexiones. Si por ejemplo quedan vacíos uno o dos espacios de alojamiento, porque solo se necesita un número reducido de bloques de almacenamiento, o para un determinado tipo de funcionamiento quedan desconectados bloques de almacenamiento individuales, los sopladores de aire de enfriamiento correspondientes pueden desconectarse igualmente.

Sin embargo, alternativa o adicionalmente a tales módulos de enfriamiento de líquido y/o de aire puede estar previsto también al menos un módulo de enfriamiento de dos fases, que puede enfriar un elemento que debe enfriarse del dispositivo de acumulación de energía mediante la transformación de fase del medio de enfriamiento. En particular, un módulo de enfriamiento de dos fases de este tipo puede presentar al menos un recipiente de medio de enfriamiento, en el que está alojado un líquido que se evapora ya a temperaturas bajas, de modo que el líquido puede evaporarse en el caso de solicitación con calor por parte de los bloques de almacenamiento o un elemento constructivo de la electrónica de potencia u otro elemento constructivo que desprenda calor.

Ventajosamente, un recipiente de medio de enfriamiento de este tipo puede estar dispuesto directamente en cada uno o al menos uno de los espacios de alojamiento y/o también estar asociado directamente a uno de los bloques de almacenamiento y/o módulos de electrónica de potencia que deben disponerse allí, para enfriar eficazmente el respectivo bloque de almacenamiento o el respectivo elemento constructivo de electrónica de potencia.

Un módulo de enfriamiento de dos fases de este tipo puede presentar ventajosamente un líquido de enfriamiento, que ya se evapora a menos de 70° o también menos de 50°.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el dispositivo de enfriamiento puede comprender un módulo de bomba y/o de tanque, en el que ventajosamente pueden estar agrupados un recipiente de almacenamiento para el líquido de enfriamiento y una bomba de circulación, pudiendo estar adaptado ventajosamente independientemente de esto dicho módulo de bomba y/o de tanque en cuanto a sus dimensiones y/o contorneado y/o dimensiones de conexión a los bloques de almacenamiento mencionados anteriormente, de tal manera que dicho módulo de bomba y/o de tanque pueda introducirse o insertarse en uno de los espacios de alojamiento del armario de conexiones, que puede servir en sí para alojar un bloque de almacenamiento. En este sentido, según la configuración y la demanda de enfriamiento, en al menos un espacio de alojamiento del armario de conexiones puede insertarse opcionalmente un bloque de almacenamiento o dicho módulo de bomba y/o de tanque. Ventajosamente, un espacio de alojamiento más inferior del armario de conexiones puede estar previsto para alojar el módulo de bomba y/o de tanque o dicho módulo de bomba y/o de tanque estar adaptado al mismo.

Para poder reconfigurar fácilmente el armario de conexiones también en cuanto a la compatibilidad electromagnética, en el armario de conexiones puede estar insertado preferiblemente de manera separable y recambiable un filtro CEM para suprimir perturbaciones electromagnéticas, pudiendo insertarse un filtro CEM de este tipo en particular también en uno de los espacios de alojamiento del armario de conexiones.

Ventajosamente, dicho filtro CEM puede estar configurado correspondientemente en cuanto a sus dimensiones de conexión a las medidas de conexión de un bloque de almacenamiento y/o a las medidas de conexión del dispositivo de control y/o a las medidas de conexión del módulo de electrónica de potencia. Si los espacios de alojamiento estar configurados por ejemplo a modo de un cajón y/o dotados de una guía de empuje, el filtro CEM puede presentar superficies de guía de empuje, que son compatibles con dichas guías de empuje de los espacios de alojamiento y dado el caso corresponden a las medidas de las superficies de guía de empuje de los bloques de almacenamiento y/o del módulo de controlador y/o del módulo de electrónica de potencia, de modo que el filtro CEM y dichos componentes adicionales tales como el bloque de almacenamiento, el dispositivo de control y la electrónica de potencia pueden disponerse de manera variable en el armario de conexiones. Dado el caso puede variarse también de manera sencilla el número de filtros CEM, para poder ubicar opcionalmente uno o dos o también varios filtros CEM en el armario de conexiones, sin tener que modificar para ello la carcasa de armario de conexiones en sí.

En un perfeccionamiento de la invención, en la carcasa de armario de conexiones puede estar previsto además un equipo de separación para separar automáticamente los bloques de almacenamiento del accionador de corriente en caso de error, para evitar que por ejemplo en el caso de un cortocircuito del accionador de corriente tenga lugar un daño de los bloques de almacenamiento o también la transferencia descontrolada de energía por parte de los bloques de almacenamiento puede dañar componentes conectados a los mismos del dispositivo de accionamiento.

Por ejemplo, un equipo de separación de este tipo puede comprender una protección contra incendios.

Para poder adaptar el dispositivo de acumulación de energía en una medida todavía mayor a diferentes casos de aplicación y poder escalarlo adicionalmente en cuanto a su nivel de potencia, también pueden estar previstas varias carcasas de armario de conexiones, que en cada caso de dicha manera pueden alojarse en sus espacios de alojamiento un número variable de bloques de almacenamiento, un dispositivo de control y un módulo de electrónica de potencia con al menos un accionador de corriente. Ventajosamente, los varios armarios de conexiones pueden a este respecto conectarse con las conexiones de potencia opcionalmente en paralelo entre sí o en serie entre sí y conectarse al sistema de accionamiento que debe alimentarse o que debe respaldarse conjuntamente.

Si el dispositivo de acumulación de energía comprende varios armarios de conexiones, en los que en cada caso pueden ubicarse bloques de almacenamiento, un dispositivo de control y una electrónica de potencia, puede ser ventajoso que se prevea un dispositivo de enfriamiento al menos parcialmente centralizado, en particular si el dispositivo de enfriamiento comprende al menos en algunos de los armarios de conexiones un módulo de enfriamiento de líquido. En particular, los conductos de medio de enfriamiento que discurren a través de los varios armarios de conexiones pueden estar guiados hasta un refrigerador de retorno común y estar unidos con el mismo, para refrigerar por retorno de manera central el medio de enfriamiento. Un refrigerador de retorno de este tipo puede estar ubicado en un armario de conexiones independiente, adicional, o estar dispuesta externamente en otro punto.

Independientemente de prever solo un armario de conexiones o varios armarios de conexiones, en un perfeccionamiento de la invención puede ser ventajoso prever en al menos un armario de conexiones un dispositivo de control configurable de manera variable, para poder adaptar el respectivo dispositivo de control de manera sencilla a diferentes propósitos de aplicación y/o diferentes tipos de funcionamiento.

En particular, el propio dispositivo de control puede presentar una estructura modular y al menos una placa controladora así como una placa adaptadora que puede unirse con la misma. A este respecto, dicha placa controladora puede estar dotada de diferentes módulos de control, para implementar diferentes funciones de control, pudiendo presentar la placa controladora al menos medios de control de descarga y/o de alimentación para controlar el accionador de corriente para la descarga y/o alimentación de corriente desde el o al al menos un bloque de almacenamiento así como medios de regulación y/o de control de tensión para regular y/o controlar la tensión de salida del dispositivo de acumulación de energía.

Dicha placa adaptadora puede presentar en particular varias conexiones de unión para controladores de sistema externos configurados de diferente manera, al menos una interfaz de comunicación para comunicarse con la placa controladora y al menos un circuito adaptador para adaptar y transmitir señales entre dichas conexiones de unión de la placa adaptadora y la placa controladora.

Mediante las varias conexiones de unión, configuradas de manera diferente entre sí, de la placa adaptadora puede conectarse el dispositivo de control integrado en el dispositivo de acumulación de energía de manera sencilla a controladores de sistema externos, configurados de manera diferente.

Dependiendo de cómo esté configurado el controlador de sistema externo, a través de la conexión de unión en cada caso apropiada de la placa adaptadora pueden recibirse o transmitirse o proporcionarse las señales, los formatos de datos y/o los parámetros necesitados o proporcionados por el controlador de sistema externo. Para que las señales, los datos y/o los parámetros proporcionados por la placa controladora puedan usarse también por el controlador de sistema externo o a la inversa las señales, los datos o los parámetros proporcionados por el controlador de sistema externo puedan usarse por la placa controladora, el al menos un circuito adaptador de la placa adaptadora adapta dichas señales, datos, comandos y/o parámetros en cuanto a su formato y/o nivel de tensión y/o en cuanto a su trayectos de transmisión a la respectiva conexión de unión y/o a la interfaz de comunicación de la placa adaptadora, de modo que la placa controladora pueda comunicarse con controladores de sistema externos de orden superior, configurados de diferente manera.

Ventajosamente, la placa adaptadora puede comprender varios circuitos adaptadores, de los que un circuito en cada caso apropiado puede adaptar las señales, los datos y/o los parámetros en cada caso necesarios del/al respectivo controlador de sistema externo.

En un perfeccionamiento de la invención, dicha placa adaptadora puede comprender también varias conexiones de sensor para la conexión a diferentes sensores, que se necesitan para el controlador de sistema y/o para el dispositivo de control interno. En particular, la placa adaptadora puede conectarse por medio de dichas conexiones de sensor por un lado a sensores internos del dispositivo de acumulación de energía, por medio de los que se monitoriza el dispositivo de acumulación de energía, en particular su bloque de almacenamiento y/o al menos un estado de funcionamiento en el convertidor de corriente y/o en el circuito de tensión interno. Alternativa o adicionalmente, la placa adaptadora puede conectarse a través de dichas conexiones de sensor a sensores externos, que monitorizan al menos un estado de funcionamiento del sistema de accionamiento que debe conectarse o su electrónica de potencia.

Por ejemplo, a las conexiones de sensor de la placa adaptadora pueden conectarse sensores de dispositivo de enfriamiento para monitorizar un dispositivo de enfriamiento, por ejemplo un sensor de cantidades de flujo y/o de masa de medio de enfriamiento y/o un sensor de temperatura, y/o un sensor de corriente y/o de tensión para monitorizar un flujo de corriente y/o una tensión en el circuito de tensión del sistema de accionamiento que debe conectarse y/o en el circuito de tensión interno del bloque de almacenamiento, y/o un sensor de grado de equilibrado para monitorizar el equilibrado de varios bloques de almacenamiento.

Dicho al menos un circuito adaptador de la placa adaptadora puede consistir por ejemplo en uno o varios componentes de hardware en forma de elementos constructivos electrónicos tales como elementos constructivos semiconductores, pero también alternativa o adicionalmente comprender uno o varios elementos constructivos de software, que pueden almacenarse en un elemento constructivo de almacenamiento y procesarse en un procesador.

La placa adaptadora puede comprender en particular también varios de tales circuitos de hardware y/o elementos constructivos de software.

Con ayuda de dicha placa adaptadora puede usarse una placa controladora adaptada al bloque de almacenamiento y a su circuito y a pesar de ello adaptarse a diferentes controladores de sistema de orden superior y con ello usarse conjuntamente. Dicha placa adaptadora puede estar unida a través de una o varias uniones enchufables de manera separable con dicha placa controladora. Sin embargo, alternativa o adicionalmente la placa adaptadora puede estar cableada también de manera firme con la placa controladora.

Dicha placa controladora puede presentar ventajosamente al menos un microcontrolador, al menos un elemento constructivo FPGA, es decir una matriz de puerta programable en campo (del inglés,Field-Programmable Gate Array),además circuitos de hardware y conectores enchufables para el contacto y/o consistir en dichos elementos constructivos. A ese respecto, dichos circuitos de hardware de la placa controladora pueden comprender elementos constructivos electrónicos tales como por ejemplo elementos constructivos semiconductores, transistores, diodos u otros elementos constructivos activos o pasivos, pudiendo estar previstos en particular también circuitos integrados en la placa controladora. Sin embargo, alternativa o adicionalmente a dichos circuitos de hardware la placa controladora puede comprender también al menos un elemento constructivo de software, que está almacenado en un elemento constructivo de almacenamiento y actúa conjuntamente con el microcontrolador o se ejecuta por el mismo.

En un perfeccionamiento de la invención, el dispositivo de control integrado en el dispositivo de acumulación de energía puede comprender además una placa de comunicación, que está prevista para posibilitar una comunicación de bus de campo para el dispositivo de control, en particular con elementos constructivos que emiten señales y/o que procesan señales del dispositivo de acumulación de energía tales como por ejemplo sensores y/o con elementos constructivos que emiten señales y/o que procesan señales del dispositivo de accionamiento que debe conectarse y/o del controlador de sistema externo tales como por ejemplo sensores instalados en el dispositivo de accionamiento.

Dicha placa de comunicación puede presentar ventajosamente conectores enchufables y estar insertada sobre la placa controladora.

En dicha placa controladora puede estar implementada y/o presentada ventajosamente una abundancia de funciones de control, que posibilitan al dispositivo de control controlar el dispositivo de acumulación de energía para una abundancia de diferentes dispositivos de accionamiento y de diferentes sistemas de control externos y ejecutar funciones de control correspondientes, dependiendo de qué función de control se necesite por el dispositivo de accionamiento y/o el sistema de control externo.

En particular, el dispositivo de control del dispositivo de acumulación de energía puede comprender medios de control para controlar el funcionamiento del al menos un bloque de almacenamiento, pudiendo estar configurados dichos medios de control de estado para el funcionamiento del acumulador de energía ventajosamente para ejecutar una carga previa automática de un circuito intermedio interno y/o una unión y separación automáticas con respecto a un circuito intermedio externo del sistema de accionamiento y/o una carga previa automática a una tensión inicial preferiblemente parametrizable.

Alternativa o adicionalmente, el controlador integrado puede comprender medios de detección para detectar diferentes sensores, por ejemplo al menos un sensor de tensión y/o al menos un sensor de corriente y/o al menos un sensor de temperatura o al menos un sensor de flujo, por medio de los que pueden medirse magnitudes de funcionamiento correspondientes del dispositivo de acumulación de energía y/o del sistema de accionamiento.

Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de control del dispositivo de acumulación de energía puede comprender medios de control de potencia para generar señales de control para la electrónica de potencia del sistema de accionamiento.

Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de control puede comprender un regulador para regular la corriente en el bloque de almacenamiento.

Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de control integrado puede comprender medios de control de funcionamiento para ajustar o controlar diferentes tipos de funcionamiento del dispositivo de acumulación de energía, pudiendo comprender dichos medios de control de funcionamiento en particular un regulador para regular una tensión de circuito intermedio y/o un regulador para regular una tensión de circuito intermedio con una ventana de valores teóricos y/o un regulador para regular una corriente de circuito intermedio y/o un regulador para regular una potencia y/o un regulador para regular un estado de carga y/o medios de control para la descarga activa del bloque de almacenamiento.

Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de control integrado puede presentar un elemento constructivo de autoevaluación para autoevaluar la electrónica de potencia.

Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de control integrado puede comprender al menos un elemento constructivo limitador, que está previsto y configurado para, al alcanzar límites de tensión de almacenamiento y/o al alcanzar límites de corriente de almacenamiento y/o al alcanzar límites de corriente de circuito intermedio y/o al alcanzar límites de potencia intermedios y/o al alcanzar límites de temperatura, limitar o variar al menos una magnitud de ajuste característica del dispositivo de acumulación de energía y/o del dispositivo de accionamiento, por ejemplo limitar o disminuir una corriente descargada o alimentada y/o un nivel de tensión.

Un elemento constructivo limitador de este tipo puede estar configurado ventajosamente de manera parametrizable, para poder predeterminar de manera ajustable el límite de tensión y/o límite de corriente y/o límite de potencia y/o límite de temperatura correspondiente.

Alternativa o adicionalmente, dicho dispositivo de control del dispositivo de acumulación de energía puede comprender al menos un elemento constructivo de monitorización, que está configurado para monitorizar una sobrecorriente en el dispositivo de acumulación de energía y/o una sobretensión en un circuito intermedio y/o una tensión en el dispositivo de acumulación de energía y/o una tensión en el al menos un bloque de almacenamiento, y/o una temperatura excesiva por ejemplo en el agua de enfriamiento de un dispositivo de enfriamiento y/o en el al menos un bloque de almacenamiento y/o en un espacio interno del dispositivo de acumulación de energía y/o en al menos un estrangulador, y/o un estado de al menos un relé y/o un dispositivo de enfriamiento por ejemplo en cuanto al flujo de medio de enfriamiento y/o un estado de grupo de enfriamiento, y/o una electrónica de potencia y/o un estado de almacenamiento y/o una función de equilibrado de los bloques de almacenamiento. Alternativa o adicionalmente también pueden estar previsto medios de monitorización para monitorizar la vida útil restante del dispositivo de acumulación de energía y/o del al menos un bloque de almacenamiento, pudiendo calcular y/o estimar tales medios de monitorización dicha vida útil restante.

Alternativa o adicionalmente, la placa de comunicación mencionada anteriormente y/o la placa adaptadora pueden presentar un elemento constructivo de comunicación de bus de campo para una comunicación de bus de campo con respeto a un sistema de control externo, pudiendo estar previsto el elemento constructivo de comunicación de bus de campo por ejemplo para predeterminar un tipo de funcionamiento y/o predeterminar un arranque o una parada del dispositivo de accionamiento y/o predeterminar un valor teórico para un respectivo tipo de funcionamiento y/o predeterminar límites variables durante un funcionamiento y/o predeterminar un valor de control previo para una regulación y/o un tipo de funcionamiento y/o leer un estado actual del acumulador de energía y/o leer y proporcionar datos de funcionamiento actuales.

Alternativa o adicionalmente, dicho dispositivo de control del dispositivo de acumulación de energía puede comprender un elemento constructivo de estadística para determinar y/o almacenar datos estadísticos, por ejemplo una distribución en el tiempo de una temperatura de almacenamiento y/o una distribución en el tiempo de una potencia y/o una distribución en el tiempo de una corriente en el dispositivo de acumulación de energía y/o una distribución en el tiempo de una tensión en el dispositivo de acumulación de energía.

Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de control puede comprender un equipo de control maestro/esclavo para hacer funcionar varios bloques de almacenamiento en un modo maestro/esclavo, pudiendo comprender un equipo de control maestro/esclavo de este tipo ventajosamente medios de comunicación, que posibilitan una comunicación de varias unidades de acumulación de energía entre sí preferiblemente a través de un CAN-BUS, y/o medios de sincronización para sincronizar la tensión de las varias unidades de acumulación de energía conectadas en paralelo y/o medios de control de división para dividir uniformemente la corriente en las unidades de acumulación de energía conectadas en paralelo.

Alternativa o adicionalmente, dicho dispositivo de control puede comprender medios de transmisión de datos de funcionamiento para transmitir datos de funcionamiento del al menos un dispositivo de acumulación de energía a un servidor central y/o una nube.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el dispositivo de control interno del dispositivo de acumulación de energía, en particular al menos uno de los medios de control mencionados anteriormente, puede estar configurado de manera parametrizable, para a través de una especificación de parámetros correspondiente poder variar dichas funcionalidades. Un elemento constructivo de parametrización puede comunicarse ventajosamente a través de una interfaz USB y/o una interfaz Profinet con un aparato de parametrización externo o interno, por ejemplo un programa informático OPAL, para llevar a cabo la parametrización deseada.

Ventajosamente, por medio de dicho elemento constructivo de parametrización puede parametrizarse o adaptarse al menos una de las siguientes funcionalidades:

- al menos un parámetro de comunicación,

- al menos un parámetro con respecto a la electrónica de potencia, tal como por ejemplo la corriente máxima, una tensión mínima y/o máxima, al menos un sensor, al menos un tiempo de conmutación y/o al menos una frecuencia de conmutación,

- al menos un modo de funcionamiento, por ejemplo un modo de control a través de un bus de campo y/o un modo maestro/esclavo y/o un modo de reacción a errores,

- al menos una función de monitorización, tal como por ejemplo la especificación de un valor límite para un dispositivo de enfriamiento y/o una función de equilibrado y/o una tensión, y/o al menos un valor límite para corriente y potencia del dispositivo de acumulación de energía y/o del dispositivo de accionamiento,

- datos nominales del dispositivo de acumulación de energía tal como por ejemplo capacidad nominal y/o corriente nominal y/o inductividad,

- un ajuste de al menos un regulador.

La invención se explica a continuación más detalladamente mediante ejemplos de realización preferidos y dibujos asociados. En los dibujos muestran:

la figura 1: una representación esquemática de un dispositivo de acumulación de energía con una carcasa de armario de conexiones, en la que se ubican varios bloques de almacenamiento, un módulo de controlador y de electrónica de potencia y un filtro c Em , estando previsto un dispositivo de enfriamiento con un módulo de enfriamiento de líquido para enfriar los bloques de almacenamiento y dado el caso también el módulo de electrónica de potencia,

la figura 2: un dispositivo de acumulación de energía con una carcasa de armario de conexiones similar a la figura 1, estando previstos dos módulos de controlador y de electrónica de potencia independientes y estando unidos con en cada caso un grupo propio de bloques de almacenamiento, para poder conectarse a un circuito intermedio de cuatro terminales independiente o un circuito intermedio de dos terminales común,

la figura 3: un dispositivo de acumulación de energía con una carcasa de armario de conexiones similar a las figuras anteriores, presentando el dispositivo de enfriamiento un módulo de aire de enfriamiento con aletas de enfriamiento entre los bloques de almacenamiento y los módulos de controlador, de electrónica de potencia y de filtro con sopladores de aire de enfriamiento,

la figura 4: una disposición de varios armarios de conexiones, que están escalados de diferente manera mediante la disposición de un número diferente de bloques de almacenamiento en las carcasas de armario de conexiones,

la figura 5: una disposición de varios armarios de conexiones con en cada caso bloques de almacenamiento alojados en los mismos, un módulo de controlador y de electrónica de potencia y un módulo de filtro, estando conectados módulos de enfriamiento de líquido previstos en los armarios de conexiones a un refrigerador de retorno, que está ubicado en un armario de conexiones independiente, adicional,

la figura 6: una disposición de varios armarios de conexiones similar a la figura 5, presentando varios armarios de conexiones en cada caso bloques de almacenamiento, un módulo de controlador y de electrónica de potencia así como un módulo de filtro y estando conectados con sus módulos de enfriamiento de líquido a un refrigerador de retorno común, independiente, en un armario de conexiones independiente, estando ubicado adicionalmente en un armario de conexiones adicional un convertidor CA/CC, para poder conectar el dispositivo de acumulación de energía a una red de tensión alterna.

la figura 7: una representación esquemática de un dispositivo de acumulación de energía similar la figura 1 según una realización ventajosa adicional de la invención, omitiéndose en comparación con la realización de la figura 1 el filtro CEM y utilizándose un módulo de bomba y de tanque en el armario de conexiones.

Tal como muestra la figura 1, el dispositivo de acumulación de energía 6 comprende una carcasa de armario de conexiones 10, que puede estar configurada sustancialmente como cubo o paralelepípedo y puede comprender preferiblemente en su lado delantero una puerta no representada en sí misma en los dibujos, preferiblemente que puede abrirse de manera pivotable, para tener acceso al interior del armario de conexiones y a los componentes dispuestos en el mismo. Aparte de dicha puerta, el armario de conexiones se delimita por paredes de armario de conexiones incluyendo el suelo y la tapa.

En la carcasa de armario de conexiones 10 están previstos un gran número de espacios de alojamiento 20, que pueden estar previstos unos sobre otros y/o unos al lado de otros en el interior del armario de conexiones. Dichos espacios de alojamiento 20 pueden ser igual de grandes todos o por grupos o también pueden estar dimensionados con un tamaño diferente.

Para poder insertar componentes de manera sencilla en los espacios de alojamiento 20, los espacios de alojamiento 20 pueden presentar en cada caso guías deslizantes y/o contornos de enchufe, que pueden estar orientados por ejemplo encontrándose aproximadamente en paralelo a la dirección de profundidad del armario de conexiones, para posibilitar una inserción sencilla de los componentes.

Tal como muestra la figura 1, una pluralidad de bloques de almacenamiento 7 pueden alojarse en la carcasa de armario de conexiones 10, que pueden estar configurados por ejemplo como celda de condensador, en particular condensador de doble capa, pero también como celda de batería o celda de combustible. A ese respecto, en el armario de conexiones pueden estar dispuestos bloques de almacenamiento 7 de solo un tipo, o también bloques de almacenamiento de diferente tipo, por ejemplo una mezcla de bloques de condensador de doble capa y bloques de batería.

Adicionalmente a los bloques de almacenamiento 7, en una carcasa de armario de conexiones 10 en uno de los espacios de alojamiento 20 está ubicado ventajosamente un módulo de controlador y de electrónica de potencia 15, que puede presentar un dispositivo de control electrónico 9, que puede comprender por ejemplo un microcontrolador, diferentes circuitos, un sistema de sensores y dado el caso uno o varios elementos constructivos de almacenamiento de software.

Además, el módulo de control 15 puede comprender al menos un accionador de corriente, en particular en forma de un accionador CC/CC 8, a través del que facilitarse la energía eléctrica desde los bloques de almacenamiento 7 a conexiones de potencia 11, 12 del dispositivo de acumulación de energía 6. Dicho accionador CC/CC 8 puede estar configurado ventajosamente de manera bidireccional, para poder realimentar corriente realimentada a través de las conexiones de potencia 11, 12 a los bloques de almacenamiento 7.

Sin embargo, el dispositivo de control 9 y dicho accionador de corriente pueden estar ubicados dado el caso también en módulos independientes, que pueden insertarse en espacios de alojamiento independientes 20 de la carcasa de armario de conexiones 10.

En la realización dibujada de la figura 1, los bloques de almacenamiento 7 están conectados en serie y unidos con el módulo de control 15. Sin embargo, alternativamente la disposición puede reconfigurarse también y conectarse los bloques de almacenamiento de potencia 7 también conectados en paralelo al módulo de control 15.

Además, en la carcasa de armario de conexiones 10 puede estar ubicado un filtro CEM 13, para suprimir o filtrar perturbaciones electromagnéticas. Dicho filtro CEM 13 puede ventajosamente estar insertado igualmente en uno de los espacios de alojamiento 20 de la carcasa de armario de conexiones 10 y estar configurado correspondientemente al mismo en cuanto a sus dimensiones de conexión.

Tal como muestra la figura 1, el dispositivo de acumulación de energía 6 puede comprender además un dispositivo de enfriamiento 16, que puede presentar un módulo de enfriamiento de líquido 17, en el que circula un líquido de enfriamiento tal como por ejemplo agua. A ese respecto pueden estar previstos conductos de medio de enfriamiento 18 en particular a lo largo de los espacios de alojamiento 20, por ejemplo también a través de los que pasan paredes de la guía de alojamiento, y/o estar guiados en forma de serpentines de enfriamiento a lo largo de los bloques de almacenamiento que desprenden calor 7 y/o del módulo de controlador y de potencia 15. Alternativa o adicionalmente, los espacios de alojamiento individuales 20 pueden estar dotados también de conexiones de conducto de enfriamiento, para poder conectar conductos de medio de enfriamiento internos por ejemplo en los bloques de almacenamiento, de modo que el líquido de enfriamiento pueda fluir también a través de los bloques de almacenamiento y/o a través de los módulos de controlador y de electrónica de potencia.

El módulo de enfriamiento de líquido 17 puede comprender además un refrigerador de retorno 19, que puede estar dispuesto ventajosamente fuera de la carcasa de armario de conexiones 10, por ejemplo colocado sobre su tejado, para enfriar de vuelta de nuevo el líquido de enfriamiento calentado por los bloques de almacenamiento 7 y/o el módulo de controlador y de potencia 15 y disipar el calor al entorno.

Tal como muestra la figura 2, también pueden estar instalados varios módulos de controlador y/o de electrónica de potencia 15a y 15b en la carcasa de armario de conexiones 10, estando unido un subgrupo de los bloques de almacenamiento 7 con un módulo de controlador y/o de electrónica de potencia 15 y estando unido otro subgrupo de los bloques de almacenamiento 7 con el otro módulo de controlador y/o de electrónica de potencia 15b. De este modo, a pesar de la disposición en un carcasa de armario de conexiones común 10, pueden preverse dos sistemas de almacenamiento autárquicos, que pueden conectarse en cada caso a un cuadripolo independiente o también a un circuito intermedio de tensión continua de dos terminales común.

Tal como muestra la figura 3, alternativa o adicionalmente a un módulo de enfriamiento de líquido, el dispositivo de enfriamiento 16 puede presentar también un módulo de enfriamiento de aire 30, para enfriar los componentes que desprenden calor del dispositivo de acumulación de energía 6 con aire de enfriamiento. Un módulo de enfriamiento de aire 30 de este tipo puede presentar en particular en o entre los espacios de alojamiento 20 o en o entre los bloques de almacenamiento 7 y/o el módulo de controlador y/o de electrónica de potencia 15 y dado el caso también el filtro CEM 13 una disposición de aletas de enfriamiento 31, que pueden estar conectadas por adherencia de materiales a las paredes de los espacios de alojamiento, pero dado el caso también directamente a los bloques de almacenamiento 7 y/o al módulo de controlador y/o de electrónica de potencia 15 y dado el caso al filtro CEM 13, para dejar que el calor llegue desde los componentes eficazmente a las aletas de enfriamiento y emitirlo desde las mismas debido a la gran superficie de las aletas de enfriamiento eficazmente al aire de enfriamiento.

Para hacer circular el aire de enfriamiento está previsto ventajosamente al menos un soplador de aire de enfriamiento 32, pudiendo estar asociado ventajosamente a cada una de las disposiciones de aletas de enfriamiento al menos un soplador de aire de enfriamiento propio 32, véase la figura 3.

Ventajosamente, el al menos un soplador de aire de enfriamiento 32 puede succionar aire del entorno a través de entradas en el carcasa de armario de conexiones 10, por ejemplo la puerta de armario de conexiones, y descargar el aire calentado ventajosamente en una zona superior de la carcasa de armario de conexiones 10 de nuevo al entorno.

Tal como muestra la figura 4, los armarios de conexiones pueden escalarse de manera arbitraria, al variarse el número de bloques de almacenamiento 7 ubicados en la carcasa de armario de conexiones 10, pudiendo permanecer dado el caso también algunos espacios de alojamiento 20 vacíos. Sin embargo, dado el caso también puede separarse o no conectarse un bloque de almacenamiento o separarse o no conectarse varios bloques de almacenamiento 7, pero por lo demás permanecer en la carcasa de armario de conexiones 10.

Alternativa o adicionalmente, un escalamiento de los armarios de conexiones puede conseguirse también porque bloques de almacenamiento individuales 7 se sustituyen por bloques de almacenamiento de potencia mayor o de potencia menor, para cumplir con diferentes niveles de potencia.

Ventajosamente, el accionador CC/CC 8 del módulo de controlador y de electrónica de potencia 15 está configurado a este respecto de manera escalable, para poder cumplir igualmente las diferentes configuraciones de potencia.

Los varios armarios de conexiones con los bloques de almacenamiento alojados en cada caso en los mismos pueden conectarse, con sus conexiones de potencia conectadas en paralelo o también conectadas en serie, a una respectiva máquina de trabajo, por ejemplo un sistema de accionamiento, para poder escalar el equipo de abastecimiento de energía a una escala mayor, al variarse no solo dentro de un armario de conexiones el número o el tipo de los bloques de almacenamiento, sino conectándose en paralelo o en serie el número necesario en cada caso de armarios de conexiones.

Tal como muestra la figura 5, en el caso de usar varios armarios de conexiones, los módulos de enfriamiento de líquido 17 previstos en los mismos pueden conectarse a una unidad de enfriamiento dispuesta externamente, común. En particular puede preverse un refrigerador de retorno independiente, común, 19, que puede estar ubicado en una carcasa de armario de conexiones independiente, adicional, y estar ligada a los conductos de medio de enfriamiento 18 en las otras carcasas de armario de conexiones 10, para enfriar de vuelta el fluido de enfriamiento que circula en los mismos. Mediante un refrigerador de retorno común 19 de este tipo pueden ahorrarse refrigeradores de retorno independientes en cada una de las carcasas de armario de conexiones 10. A ese respecto puede variarse dado el caso el número de armarios de conexiones, que están conectados con sus conductos de medio de enfriamiento 18 al refrigerador de retorno común 19.

Tal como muestra la figura 6, también puede preverse una carcasa de armario de conexiones adicional 10, para ubicar un módulo de control de orden superior 40, que en el caso de un controlador de sistema puede ser para un sistema de accionamiento que debe conectarse o al menos una parte del mismo. Alternativa o adicionalmente, en una carcasa de armario de conexiones independiente 10 puede ubicarse también un módulo de electrónica de potencia adicional, que puede estar agrupado con el módulo de control 40 mencionado anteriormente, pero también puede estar configurado por separado. Un módulo de electrónica de potencia adicional de este tipo puede comprender en particular un convertidor CA/CC y/o un convertidor de frecuencia, para poder conectar los bloques de almacenamiento 7 también a una red de tensión alterna o una máquina de tensión alterna.

Tal como muestra la figura 7, también puede omitirse el filtro CEM 13 o configurarse o reconfigurarse el dispositivo de acumulación de energía 6 también de tal manera que en la carcasa de armario de conexiones 10 se prescinda de un filtro CEM 13 de este tipo. Esto crea espacio adicional en la carcasa de armario de conexiones 10 por ejemplo para un bloque de almacenamiento adicional y puede ser en particular una configuración razonable, cuando la compatibilidad electromagnética es menos importante.

Tal como muestra además la figura 7, en un perfeccionamiento ventajoso de la invención el dispositivo de enfriamiento puede comprender también una unidad de bomba y de tanque 35, en cuyo recipiente de almacenamiento puede almacenarse líquido de enfriamiento y su bomba puede servir para hacer circular el líquido de enfriamiento. Dicha unidad de bomba y de tanque 35 puede estar diseñada correspondientemente en cuanto a sus dimensiones y dimensiones de conexión ventajosamente de manera correspondiente a uno de los bloques de almacenamiento 7 y/o estar adaptada a uno de los espacios de alojamiento 20, de modo que dicha unidad de bomba y de tanque 35 pueda insertarse en uno de los espacios de alojamiento 20. Tal como se ha descrito anteriormente para los bloques de almacenamiento 7, dicha unidad de bomba y de tanque 35 puede presentar contornos de guía deslizante y/o de enchufe, para poder insertarse en guías deslizantes y/o contornos de enchufe correspondientes del respectivo espacio de alojamiento 20.

De manera similar a en la realización según la figura 7, el filtro CEM 13 puede omitirse también en las formas de realización anteriores según las figuras 1 a 6 y/o el módulo de tanque y de bomba mostrado en la figura 7 ubicarse correspondientemente en uno de los otros ejemplos de realización en la carcasa de armario de conexiones 10.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de acumulación de energía con una carcasa de armario de conexiones (10), en la que están previstos varios espacios de alojamiento (20), en los que están alojados de manera intercambiable al menos un dispositivo de control (9) y un número variable de bloques de almacenamiento (7), pudiendo interconectarse entre sí los bloques de almacenamiento (7) opcionalmente en serie o en paralelo entre sí y estando unidos a través de un accionador de corriente (8) con conexiones de potencia (11, 12), caracterizado porque el accionador de corriente (8) está configurado de manera escalable y en función del número usado de bloques de almacenamiento (7) y su conexión en paralelo y/o en serie se hace funcionar en diferentes grados de escalamiento.

2. Dispositivo de acumulación de energía según la reivindicación anterior, estando previsto un equipo de detección para detectar el número usado de bloques de almacenamiento y/o su conexión en paralelo y/o en serie y escalando automáticamente un dispositivo de escalamiento dicho accionador de corriente (8) en función de una señal del equipo de detección.

3. Dispositivo de acumulación de energía según una de las reivindicaciones anteriores, estando previsto como accionador de corriente (8) al menos un accionador CC/CC, estando previsto un convertidor de frecuencia conectable y desconectable y/o convertidor CA/CC conectable y desconectable (41), de modo que el dispositivo de acumulación de energía puede usarse opcionalmente con el convertidor de frecuencia y/o convertidor CA/CC (41) conectado para sistemas de tensión alterna y con el convertidor de frecuencia y/o convertidor CA/CC (41) desconectado para sistemas de corriente continua.

4. Dispositivo de acumulación de energía según una de las reivindicaciones anteriores, pudiendo alojarse bloques de almacenamiento configurados de diferente manera (7) en los espacios de alojamiento (20) de la carcasa de armario de conexiones (10) y pudiendo intercambiarse entre sí, comprendiendo los bloques de almacenamiento (7) al menos dos de los siguientes tipos de bloque de almacenamiento: celda de condensador, celda de batería, celda de combustible.

5. Dispositivo de acumulación de energía según la reivindicación anterior, ubicándose en la carcasa de armario de conexiones (10) al mismo tiempo un bloque de almacenamiento (7) con un condensador de doble capa y un bloque de almacenamiento (7) con una celda de batería.

6. Dispositivo de acumulación de energía según una de las reivindicaciones anteriores, estando previsto un dispositivo de enfriamiento (16) para enfriar los bloques de almacenamiento (7) y/o el dispositivo de control (9) y/o el accionador de corriente (8) y estando ubicado al menos parcialmente en la carcasa de armario de conexiones (10), comprendiendo el dispositivo de enfriamiento (16) módulos de enfriamiento reconfigurables para diferentes configuraciones de potencia de los bloques de almacenamiento (7) y/o para diferentes bloques de almacenamiento.

7. Dispositivo de acumulación de energía según la reivindicación anterior, comprendiendo el dispositivo de enfriamiento (16) al menos un módulo de enfriamiento de líquido (17), que presenta en la carcasa de armario de conexiones (10) conductos de medio de enfriamiento (18), que discurren a lo largo de los espacios de alojamiento (20) y/o a través de soportes de alojamiento para soportar los bloques de almacenamiento (7).

8. Dispositivo de acumulación de energía según una de las dos reivindicaciones anteriores, comprendiendo el dispositivo de enfriamiento (16) al menos un módulo de enfriamiento de aire (30), estando previstos en y/o entre los espacios de alojamiento y/o en los bloques de almacenamiento (7) aletas de enfriamiento (31) así como al menos un soplador de aire de enfriamiento (32) para generar una corriente de aire de enfriamiento a través de las aletas de enfriamiento (31).

9. Dispositivo de acumulación de energía según una de las tres reivindicaciones anteriores, comprendiendo el dispositivo de enfriamiento (16) al menos un módulo de enfriamiento de dos fases, que presenta al menos en uno de los espacios de alojamiento (20) y/o al menos uno de los bloques de almacenamiento (7) un recipiente de medio de enfriamiento, que está llenado con un líquido que se evapora a temperaturas bajas.

10. Dispositivo de acumulación de energía según la reivindicación anterior, presentando el líquido de enfriamiento un punto de ebullición de menos de 70°C o de menos de 50°C o de menos de 35°C.

11. Dispositivo de acumulación de energía según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el dispositivo de enfriamiento (16) una unidad de bomba y/o de tanque (35), que en cuanto a la forma y a las dimensiones está adaptada a los bloques de almacenamiento (7) de tal manera que dicha unidad de bomba y/o de tanque (35) puede insertarse en un espacio de alojamiento (20) previsto para un bloque de almacenamiento (7) en la carcasa de armario de conexiones (10).

12. Dispositivo de acumulación de energía según una de las reivindicaciones anteriores, estando ubicado al menos un filtro CEM (13) para suprimir o reducir perturbaciones electromagnéticas en la carcasa de armario de conexiones (10), estando insertado en particular en uno de los espacios de alojamiento (20).

13. Dispositivo de acumulación de energía según una de las reivindicaciones anteriores, estando previsto en la carcasa de armario de conexiones (10) un equipo de separación para separar automáticamente los bloques de almacenamiento (7) del accionador de corriente (8) en caso de error.

14. Dispositivo de acumulación de energía según una de las reivindicaciones anteriores, estando previstas varias carcasas de armario de conexiones (10), que en cada caso comprenden bloques de almacenamiento (7) alojados en espacios de alojamiento (20), estando opcionalmente conectadas en paralelo o en serie las varias carcasas de armario de conexiones (10) con las conexiones de potencia (11, 12) de los bloques de almacenamiento (7) alojados en las mismas.

15. Dispositivo de acumulación de energía según la reivindicación anterior, comprendiendo al menos dos de las varias carcasas de armario de conexiones (10) en cada caso un módulo de enfriamiento de líquido (17) y estando conectadas con conductos de medio de enfriamiento (18) en un refrigerador de retorno común (19), que está ubicado en un armario de conexiones independiente, adicional.