ES3040292T3 - Electricity storage device control system - Google Patents

Electricity storage device control system

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ES3040292T3
ES3040292T3 ES11874140T ES11874140T ES3040292T3 ES 3040292 T3 ES3040292 T3 ES 3040292T3 ES 11874140 T ES11874140 T ES 11874140T ES 11874140 T ES11874140 T ES 11874140T ES 3040292 T3 ES3040292 T3 ES 3040292T3
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Masato Hanada
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Abstract

El propósito de la presente invención es proporcionar un sistema de control para dispositivos de almacenamiento de electricidad capaz de adquirir altas entradas y salidas durante la carga y descarga del dispositivo de almacenamiento de electricidad de forma continua y prolongada. En un sistema de control (100) según la presente invención, una unidad de control (10) monitoriza la temperatura de cada celda de almacenamiento de electricidad (1). Cuando la temperatura de cualquier celda de almacenamiento de electricidad (1) en un sistema de almacenamiento de electricidad (G1-G5) alcanza un primer umbral de temperatura durante la operación de carga y descarga, la unidad de control (10) conmuta el sistema de almacenamiento de electricidad (G1-G5), incluyendo la celda de almacenamiento de electricidad (1), a un estado en el que la carga y descarga se suspenden. Además, la unidad de control (10) conmuta el sistema de almacenamiento de electricidad (G1-G5) del estado suspendido al estado de operación de carga y descarga. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de control de dispositivo de almacenamiento de electricidad
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico para realizar el control durante las operaciones de carga/descarga de un dispositivo de almacenamiento eléctrico que incluye celdas de almacenamiento eléctrico tales como baterías de iones de litio.
Antecedentes de la técnica
El documento US 2010/0237832 A1 divulga un método para cargar eléctricamente una pluralidad de celdas de batería recargables. Las celdas de batería se implementan para una carga con una corriente constante y una tensión creciente en una primera fase y para una carga con una tensión constante y una corriente decreciente en una segunda fase después de la primera fase.
Las baterías secundarias han experimentado un desarrollo adicional y, por ejemplo, las baterías de iones de litio han recibido mucha atención debido a su alta capacidad, alta densidad de energía, y potencial para la reducción de tamaño y peso.
Un dispositivo de almacenamiento eléctrico usado como fuente de alimentación para diversos dispositivos electrónicos y eléctricos está configurado generalmente mediante la conexión en serie-en paralelo de una pluralidad de baterías secundarias. Cuando se usa como fuente de alimentación, el dispositivo de almacenamiento eléctrico se conecta a un dispositivo electrónico o eléctrico y descarga electricidad. En el caso de cargar el dispositivo de almacenamiento eléctrico, el dispositivo de almacenamiento eléctrico se conecta a un sistema de fuente de alimentación.
El documento de patente 1 es un ejemplo de un documento de la técnica anterior que se refiere a baterías de iones de litio. El documento de patente 2 es un ejemplo de un documento de la técnica anterior que se refiere a dispositivos de almacenamiento eléctrico.
Una batería de iones de litio según el documento de patente 1 es capaz de impedir la sobrecarga/sobredescarga y controlar la temperatura de la batería sin retener espacio para la disipación de calor. Un dispositivo de almacenamiento eléctrico según el documento de patente 2 es capaz de cargarse rápidamente con alta corriente y, por lo tanto, interrumpir de manera fiable la corriente de carga cuando la temperatura de la batería aumenta.
Documentos de la técnica anterior
Documentos de patente
Documento de patente 1: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.° 10-334951 (1998) Documento de patente 2: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.° 2008-148419Sumario de la invención
Problemas que va a resolver la invención
En los últimos años se requieren dispositivos de almacenamiento eléctrico para obtener altas corrientes de entrada/salida durante la carga/descarga. Sin embargo, aumentar el valor de corriente para la carga/descarga provoca un aumento en la cantidad de calor generado por las baterías secundarias. Esto supone una limitación en el método de uso de dispositivos de almacenamiento eléctrico, tal como no poder realizar una carga/descarga continua (extendida), con el fin de reducir la cantidad de calor generado por las baterías secundarias obteniendo al mismo tiempo altas corrientes de entrada/salida durante la carga/descarga.
En vista de esto, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico que permita a un dispositivo de almacenamiento eléctrico obtener altas corrientes de entrada/salida de manera continua durante un período de tiempo prolongado durante la carga/descarga.
Medios para resolver los problemas
Para lograr el objeto descrito anteriormente, el sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la presente invención se describe en las reivindicaciones adjuntas.
Efectos de la invención
Por consiguiente, es posible proporcionar un sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico que permita que un dispositivo de almacenamiento eléctrico obtenga altas corrientes de entrada/salida de manera continua a lo largo de un periodo de tiempo prolongado durante la carga/descarga.
Estos y otros objetos, características, aspectos y ventajas de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la presente invención cuando se toma junto con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra una configuración de un sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la realización 1.
La figura 2 ilustra las operaciones del sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la realización 1.
La figura 3 ilustra una secuencia, establecida en una parte 10 de control, en la que los sistemas de almacenamiento eléctrico se conmutan desde un estado de no carga/descarga a un estado de funcionamiento de carga/descarga. La figura 4 ilustra las operaciones del sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la realización 1.
La figura 5 ilustra las operaciones del sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la realización 1.
La figura 6 ilustra las operaciones del sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la realización 1.
La figura 7 ilustra otra configuración de sistemas de almacenamiento eléctrico.
Descripción de la realización
En la presente invención, un dispositivo de almacenamiento eléctrico está configurado por una pluralidad de filas de sistemas de almacenamiento eléctrico. Cada uno de los sistemas de almacenamiento eléctrico está configurado por una pluralidad de celdas de almacenamiento eléctrico que pueden cargarse/descargarse. Los sistemas de almacenamiento eléctrico están dotados cada uno de una parte de conmutación. En el dispositivo de almacenamiento eléctrico según la presente invención, no todos los sistemas de almacenamiento eléctrico realizan operaciones de carga/descarga durante el procesamiento de carga/descarga, y algunos de los sistemas de almacenamiento eléctrico están en un estado de no carga/descarga en el que no realizan operaciones de carga/descarga.
Las celdas de almacenamiento eléctrico generan calor según el valor de corriente durante la carga/descarga, y el sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la presente invención monitoriza las temperaturas de las celdas de almacenamiento eléctrico respectivas. Si la temperatura de una de las celdas de almacenamiento eléctrico aumenta, el sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico controla la parte de conmutación correspondiente para desconectar un sistema de almacenamiento eléctrico que incluye la celda de almacenamiento eléctrico de alta temperatura (a continuación en el presente documento, denominado sistema A de almacenamiento eléctrico) del procesamiento de carga/descarga.
El sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico también selecciona un sistema A de almacenamiento eléctrico arbitrario de entre los sistemas de almacenamiento eléctrico que están en el estado de no carga/descarga anterior y controla la parte de conmutación conectada al sistema de almacenamiento eléctrico seleccionado. Bajo el control de la parte de conmutación, el sistema de almacenamiento eléctrico seleccionado (denominado “sistema B de almacenamiento eléctrico”) se conmuta desde el estado de no carga/descarga a un estado de funcionamiento de carga/descarga, y el sistema B de almacenamiento eléctrico realiza las operaciones de carga/descarga, en lugar del sistema A de almacenamiento eléctrico.
A continuación en el presente documento, se describirá en detalle una realización de la presente invención con referencia a los dibujos.
Realización 1
En la presente realización, las celdas de almacenamiento eléctrico que constituyen los sistemas de almacenamiento eléctrico son todos ellos baterías de almacenamiento tales como baterías de iones de litio. En la descripción de la presente realización, las celdas de almacenamiento eléctrico se denominan “baterías de almacenamiento.” La figura 1 es un diagrama que ilustra una configuración de un sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la presente realización. En la figura 1, la configuración excluyendo una parte 10 de control puede considerarse como un dispositivo de almacenamiento eléctrico. El sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico incluye el dispositivo de almacenamiento eléctrico y la parte 10 de control, que es para monitorizar y controlar el dispositivo de almacenamiento eléctrico.
En el caso de la descarga, las porciones del dispositivo de almacenamiento eléctrico que se indican mediante líneas discontinuas en la figura 1 se conectan a una carga tal como un dispositivo electrónico o eléctrico a través de un convertidor o similar, de modo que el dispositivo de almacenamiento eléctrico funciona como una fuente de alimentación para la carga. Las mismas porciones indicadas mediante líneas discontinuas también se usan en el caso de carga a través de un convertidor o similar.
Tal como se muestra en la figura 1, el dispositivo de almacenamiento eléctrico incluye una pluralidad de filas de sistemas G1, G2, G3, ..., GN-1, y GN de almacenamiento eléctrico. En este caso, tal como se muestra en la figura 1, los sistemas G1, G2, G3, ..., GN-1, y GN de almacenamiento eléctrico están configurados cada uno por una pluralidad de baterías 1 de almacenamiento que pueden cargarse/descargarse. Las baterías 1 de almacenamiento son baterías secundarias que pueden cargarse/descargarse y pueden ser baterías de iones de litio, por ejemplo. En la configuración a modo de ejemplo en la figura 1, los sistemas G1, G2, G3, ..., GN-1, y GN de almacenamiento eléctrico están configurados cada uno por una pluralidad de baterías 1 de almacenamiento conectadas en serie. Los sistemas G1, G2, G3, ..., GN-1, y GN de almacenamiento eléctrico están dotados respectivamente de las partes S1, S2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación tal como se muestra en la figura 1.
Específicamente, tal como se muestra en la figura 1, la parte S1 de conmutación está conectada a una batería 1 de almacenamiento eléctrico que está ubicada en un extremo del sistema G1 de almacenamiento eléctrico. La parte S2 de conmutación está conectada a una batería 1 de almacenamiento eléctrico que está ubicada en un extremo del sistema G2 de almacenamiento eléctrico. La parte S3 de conmutación está conectada a una batería 1 de almacenamiento eléctrico que está ubicada en un extremo del sistema G3 de almacenamiento eléctrico. La parte SN-1 de conmutación está conectada a una batería 1 de almacenamiento eléctrico que está ubicada en un extremo del sistema GN-1 de almacenamiento eléctrico. La parte SN de conmutación está conectada a una batería 1 de almacenamiento eléctrico que está ubicada en un extremo del sistema GN de almacenamiento eléctrico.
Los extremos de entrada/salida de corriente de las partes S1 a SN de conmutación se conectan habitualmente entre sí mediante cableado (véase un lado de las porciones indicadas mediante líneas discontinuas).
Las partes S1, S2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación están conectadas a la parte 10 de control para poder transmitir y recibir datos y señales, por ejemplo. Las partes S1, S2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación se encienden o se apagan bajo el control de la parte 10 de control.
Cuando las partes S1, S2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación están en el estado encendido, los sistemas G1, G2, G3, ..., GN-1, y GN de almacenamiento eléctrico conectados a las partes S1, S2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación pueden cargarse/descargarse (es decir, están en el estado de funcionamiento de carga/descarga). Por otro lado, cuando las partes S1, S2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación están en el estado apagado, los sistemas G1, G2, G3, ..., GN-1, y GN de almacenamiento eléctrico conectados a las partes S1, S2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación no pueden cargarse/descargarse (es decir, están en el estado de no carga/descarga).
El sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico también incluye una pluralidad de sensores 2 de temperatura tal como se muestra en la figura 1. Cada uno de los sensores 2 de temperatura está dispuesto en correspondencia con y en la proximidad de una de las baterías 1 de almacenamiento.
Los sensores 2 de temperatura están conectados a la parte 10 de control de modo que sean capaces de transmitir y recibir dados y señales, por ejemplo. Cada uno de los sensores 2 de temperatura detecta la temperatura de la batería 1 de almacenamiento eléctrico correspondiente. Los sensores 2 de temperatura transmiten entonces los resultados de detección (información de temperatura) a la parte 10 de control.
La parte 10 de control del sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico está conectada en comunicación a las partes S1, S2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación y a los sensores 2 de temperatura tal como se describió anteriormente.
La parte 10 de control recibe la información de temperatura transmitida desde los sensores 2 de temperatura. La parte 10 de control también tiene preestablecida en ella una primera temperatura umbral. En este caso, se selecciona una temperatura en la zona de temperatura alta como la primera temperatura umbral, y por ejemplo, una temperatura máxima a la que las baterías 1 de almacenamiento son capaces de introducir y emitir normalmente una corriente nominal (o una temperatura ligeramente inferior a esta temperatura máxima) puede emplearse como la primera temperatura umbral.
La parte 10 de control usa la información de temperatura anterior y la primera temperatura umbral anterior para controlar el encendido/apagado de las partes S1, S2, S3, SN-1, y SN de conmutación. Obsérvese que las operaciones específicas de control del encendido/apagado de las partes S1, S2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación, realizadas por la parte 10 de control, se describirán más adelante. Además de usarse para el control de temperatura, las partes S1,<s>2, S3, ..., SN-1, y SN de conmutación también pueden usarse para desconectar un sistema de almacenamiento específico si se detecta alguna anomalía en baterías individuales, o puede usarse para mantenimiento.
Aunque no se muestra en la figura 1, el sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico también incluye un enfriador para enfriar las baterías 1 de almacenamiento.
El enfriador puede disponerse para cada una de las baterías 1 de almacenamiento, puede proporcionarse un único enfriador para cada número predeterminado de las baterías 1 de almacenamiento, o puede proporcionarse un único enfriador para todas las baterías 1 de almacenamiento.
El enfriador puede ser un medio de enfriamiento conocido y puede ser un ventilador o similar, por ejemplo. Las baterías 1 de almacenamiento se enfrían de manera forzada por el enfriador.
A continuación se describirán las operaciones del sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la presente realización con referencia a las figuras 2, 4, 5, y 6.
Para simplificar la descripción, se supone que el dispositivo de almacenamiento eléctrico mostrado en las figuras 2, 4, 5, y 6 incluye cinco filas de sistemas G1, G2, G3, G4 y G5 de almacenamiento eléctrico (por consiguiente, el dispositivo de almacenamiento eléctrico incluye cinco partes S1, S2, S3, S4 y S5 de comunicación que corresponden respectivamente a los sistemas G1, G2, G3, G4 y G5 de almacenamiento eléctrico).
Se supone que el dispositivo de almacenamiento eléctrico está realizando operaciones de carga/descarga, y que las partes S1, S2 y S3 de conmutación están en el estado encendido y las partes S4 y S5 de conmutación están en el estado apagado tal como se muestra en la figura 2. Dicho de otro modo, los sistemas G1, G2 y G3 de almacenamiento eléctrico están en el “estado de funcionamiento de carga/descarga” y los sistemas G4 y G5 de almacenamiento eléctrico están en el “estado de no carga/descarga.”
Además, la parte 10 de control tiene preestablecida en ella información con respecto a la secuencia posterior, además de la primera temperatura umbral. Específicamente, la parte 10 de control tiene establecida en ella información con respecto a la secuencia en la que los sistemas G1, G2, G3, G4 y G5 de almacenamiento eléctrico se conmutan desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga. Cada vez que la temperatura de una de las baterías 1 de almacenamiento ha alcanzado la primera temperatura umbral, la parte 10 de control conmuta uno de los sistemas G1, G2, G3, G4 y G5 de almacenamiento eléctrico desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga según la información con respecto a la secuencia. La figura 3 ilustra un ejemplo de la información con respecto a la secuencia, y se supone que la información mostrada en la figura 3 se establece en la parte 10 de control.
En el ejemplo de la figura 3, el sistema G4 de almacenamiento eléctrico es el primer sistema de almacenamiento eléctrico que se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga. El sistema G5 de almacenamiento eléctrico es el segundo sistema de almacenamiento eléctrico que se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga. El sistema de almacenamiento eléctrico que fue el primer en conmutarse desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga es el tercer sistema de almacenamiento eléctrico en conmutarse desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga. El sistema de almacenamiento eléctrico que fue el segundo en conmutarse desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga es el cuarto sistema de almacenamiento eléctrico en conmutarse desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga. Es decir, en el ejemplo mostrado en la figura 3, desde la tercera conmutación en adelante, los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico se conmutan desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga en rotación, en la secuencia en la que se realizó la conmutación de sistema de almacenamiento eléctrico desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga.
Sin embargo, si un sistema G1, G2, G3, G4 o G5 de almacenamiento eléctrico que va a conmutarse al estado de funcionamiento de carga/descarga incluye una batería 1 de almacenamiento eléctrico que tiene una anomalía o tiene una temperatura mayor que la primera temperatura umbral, el sistema G1, G2, G3, G4 o G5 de almacenamiento eléctrico que está en este estado no se conmuta y se selecciona el siguiente sistema G1, G2, G3, G4 o G5 de almacenamiento eléctrico. Si ninguno de los sistemas G1, G2, G3, G4 y G5 de almacenamiento eléctrico puede conmutarse, un controlador (no mostrado) emite una alarma para notificar este hecho al exterior.
Cuando el dispositivo de almacenamiento eléctrico comienza la carga o descarga, la parte 10 de control monitoriza las temperaturas de las baterías 1 de almacenamiento respectivas haciendo referencia a la información de temperatura transmitida desde los sensores 2 de temperatura.
Supóngase que el resultado de la monitorización de temperatura anterior realizada en el estado mostrado en la figura 2 muestra que la temperatura de una batería 1 de almacenamiento eléctrico en los sistemas G1, G2 y G3 de almacenamiento eléctrico que están en el estado de funcionamiento de carga/descarga ha aumentado considerablemente. Por ejemplo, supóngase que la temperatura de una de las baterías 1 de almacenamiento (a continuación en el presente documento, denominada “batería 1A de almacenamiento eléctrico”) que pertenece al sistema G2 de almacenamiento eléctrico que está en el estado de funcionamiento de carga/descarga ha aumentado considerablemente. Supóngase también que la parte 10 de control ha recibido información de temperatura del sensor 2 de temperatura proporcionado para la batería 1A de almacenamiento eléctrico y ha determinado que la temperatura de la batería 1A de almacenamiento eléctrico ha alcanzado la primera temperatura umbral.
En este caso, si cada uno de los sensores 2 de temperatura tiene establecida en él información de identificación o similar, el sensor 2 de temperatura también transmite su información de identificación a la parte 10 de control, junto con la información de temperatura. Esto permite que la parte 10 de control determine a cuál del sistema G1 a G5 de almacenamiento eléctrico pertenece el sensor 2 de temperatura que ha transmitido la información de temperatura (o a cuál de las baterías 1 de almacenamiento que pertenece uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico pertenece el sensor de temperatura que ha transmitido la información de temperatura).
En el caso descrito anteriormente, la parte 10 de control determina que la temperatura de la batería 1A de almacenamiento eléctrico que pertenece al sistema G2 de almacenamiento eléctrico es alta, y controla la parte S2 de conmutación proporcionada para el sistema G2 de almacenamiento eléctrico al que pertenece la batería 1A de almacenamiento eléctrico. Específicamente, la parte 10 de control conmuta la parte S2 de conmutación desde el estado encendido al estado apagado. Bajo el control de la parte 10 de control, el sistema G2 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga (conmutación del sistema de almacenamiento eléctrico).
En respuesta al sistema G2 de almacenamiento eléctrico que se ha conmutado desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga, la parte 10 de control también realiza el siguiente control. Específicamente, la parte 10 de control controla cualquiera de las partes S4 y S5 de conmutación proporcionadas para los sistemas G4 y G5 de almacenamiento eléctrico, que están en el estado de no carga/descarga antes de la conmutación. Bajo este control, cualquiera de los sistemas G4 y G5 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga.
Específicamente, la parte 10 de control tiene establecida en ella la información con respecto a la secuencia ilustrada en la figura 3. Según la figura 3 (véase la primera en la secuencia en la figura 3), la parte 10 de control controla la parte S4 de conmutación proporcionada para el sistema G4 de almacenamiento eléctrico. Específicamente, la parte 10 de control conmuta la parte S4 de conmutación desde el estado encendido al estado apagado. Bajo el control de la parte 10 de control, el sistema G4 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga (conmutación del sistema de almacenamiento eléctrico).
Como resultado de que la parte 10 de control haya detectado que la temperatura de la batería 1A de almacenamiento eléctrico es alta (ha alcanzado la primera temperatura umbral) y haya realizado la conmutación mencionada anteriormente del sistema de almacenamiento eléctrico, el sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico pasa desde el estado mostrado en la figura 2 al estado mostrado en la figura 4. En este caso, las baterías 1 de almacenamiento que pertenecen al sistema G2 de almacenamiento eléctrico se enfrían de manera forzada por el enfriador (no mostrado) durante un periodo en el que el sistema G2 de almacenamiento eléctrico está en el estado de no carga/descarga.
Supóngase, por ejemplo, que el resultado de la monitorización de temperatura anterior realizada en el estado ilustrado en la figura 4 muestra que la temperatura de una de las baterías 1 de almacenamiento (a continuación en el presente documento, denominada “batería 1B de almacenamiento eléctrico”) que pertenece al sistema G1 de almacenamiento eléctrico, que está en el estado de funcionamiento de carga/descarga, ha aumentado considerablemente. Supóngase también que la parte 10 de control ha recibido la información de temperatura del sensor 2 de temperatura proporcionado para la batería 1B de almacenamiento eléctrico y ha determinado que la temperatura de la batería 1B de almacenamiento eléctrico ha alcanzado la primera temperatura umbral.
En el caso anterior, la parte 10 de control determina que la temperatura de la batería 1B de almacenamiento eléctrico que pertenece al sistema G1 de almacenamiento eléctrico es alta y controla la parte S1 de conmutación proporcionada para el sistema G1 de almacenamiento eléctrico a la que pertenece la batería 1B de almacenamiento eléctrico. Específicamente, la parte 10 de control conmuta la parte S1 de conmutación desde el estado encendido al estado apagado. Bajo el control de la parte 10 de control, el sistema G1 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga (conmutación del sistema de almacenamiento eléctrico).
En respuesta a que el sistema G1 de almacenamiento eléctrico se ha conmutado desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga, la parte 10 de control también realiza el siguiente control. Específicamente, la parte 10 de control controla cualquiera de las partes S2 y S5 de conmutación proporcionadas para los sistemas G2 y G5 de almacenamiento eléctrico, que están en el estado de no carga/descarga antes de la conmutación. Bajo este control, cualquiera de los sistemas G2 y G5 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga (conmutación del sistema de almacenamiento eléctrico).
Para ser más específicos, la parte 10 de control tiene establecida en ella la información con respecto a la secuencia ilustrada en la figura 3. Según la figura 3 (véase la segunda en la secuencia en la figura 3), la parte 10 de control controla la parte S5 de conmutación proporcionada para el sistema G5 de almacenamiento eléctrico. Específicamente, la parte 10 de control conmuta la parte S5 de conmutación desde el estado apagado al estado encendido. Bajo el control de la parte 10 de control, el sistema G5 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga.
Como resultado de que la parte 10 de control haya detectado, en el estado ilustrado en la figura 4, que la temperatura de la batería 1B de almacenamiento eléctrico es alta (ha alcanzado la primera temperatura umbral) y haya realizado la conmutación anterior del sistema de almacenamiento eléctrico, el sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico pasa desde el estado mostrado en la figura 4 al estado mostrado en la figura 5. En este caso, las baterías 1 de almacenamiento que pertenecen al sistema G1 de almacenamiento eléctrico se enfrían de manera forzada por el enfriador (no mostrado) durante el periodo en el que el sistema G1 de almacenamiento eléctrico está en el estado de no carga/descarga.
Como resultado de la monitorización de temperatura anterior realizada en el estado mostrado en la figura 5, se supone que la temperatura de una de las baterías 1 de almacenamiento (a continuación en el presente documento, denominada “batería 1C de almacenamiento eléctrico”) que pertenecen al sistema G3 de almacenamiento eléctrico, que está en el estado de funcionamiento de carga/descarga, ha aumentado considerablemente. También se supone que la parte 10 de control ha recibido la información de temperatura del sensor 2 de temperatura proporcionado para la batería 1C de almacenamiento eléctrico y ha determinado que la temperatura de la batería 1C de almacenamiento eléctrico ha alcanzado la primera temperatura umbral.
En el caso anterior, la parte 10 de control determina que la temperatura de la batería 1C de almacenamiento eléctrico que pertenecen al sistema G3 de almacenamiento eléctrico es alta y controla la parte S3 de conmutación proporcionada para el sistema G3 de almacenamiento eléctrico al que pertenece la batería 1C de almacenamiento eléctrico. Específicamente, la parte 10 de control conmuta la parte S3 de conmutación desde el estado encendido al estado apagado. Bajo el control de la parte 10 de control, el sistema G3 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga (conmutación del sistema de almacenamiento eléctrico).
En respuesta a que el sistema G3 de almacenamiento eléctrico se haya conmutado desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga, la parte 10 de control también realiza el siguiente control. Específicamente, la parte 10 de control controla cualquiera de las partes S1 y S2 de conmutación proporcionadas para los sistemas G1 y G2 de almacenamiento eléctrico, que están en el estado de no carga/descarga antes de la conmutación. Bajo este control, cualquiera de los sistemas G1 y G2 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga.
Para ser más específicos, la parte 10 de control tiene establecida en ella la información con respecto a la secuencia ilustrada en la figura 3. Según la figura 3 (véase la tercera en la secuencia en la figura 3), la parte 10 de control controla la parte S5 de conmutación proporcionada para el sistema G2 de almacenamiento eléctrico (tal como se describió anteriormente, el sistema G2 de almacenamiento eléctrico fue el primero en conmutarse desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga). Específicamente, la parte 10 de control conmuta la parte S2 de conmutación desde el estado apagado al estado encendido. Bajo el control de la parte 10 de control, el sistema G2 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga (conmutación del sistema de almacenamiento eléctrico). Dicho de otro modo, el sistema G2 de almacenamiento eléctrico reanuda las operaciones de carga/descarga.
En este caso, tal como se describió anteriormente, las baterías 1 de almacenamiento que pertenecen al sistema G2 de almacenamiento eléctrico se enfrían de manera forzada por el enfriador (no mostrado) durante el periodo en el que el sistema G2 de almacenamiento eléctrico está en el estado de no carga/descarga. Por consiguiente, las baterías 1 de almacenamiento que pertenecen al sistema G2 de almacenamiento eléctrico, incluyendo batería 1A de almacenamiento eléctrico anterior, reanudará las operaciones de carga/descarga en un estado de baja temperatura. Como resultado de que la parte 10 de control haya detectado, en el estado mostrado en la figura 5, que la temperatura de la batería 1C de almacenamiento eléctrico es alta (ha alcanzado la primera temperatura umbral) y haya realizado la conmutación anterior del sistema de almacenamiento eléctrico, el sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico pasa desde el estado mostrado en la figura 5 al estado mostrado en la figura 6.
A continuación, de la misma manera que se describió anteriormente, cada vez que una de las baterías 1 de almacenamiento ha alcanzado la primera temperatura umbral, el sistema G1 a G5 de almacenamiento eléctrico al que pertenece batería 1 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga, y según la secuencia ilustrada en la figura 3, uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico que está en el estado de no carga/descarga se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga. Las baterías 1 de almacenamiento que pertenecen a los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico que están en el estado de no carga/descarga se enfrían de manera forzada entonces por el enfriador (no mostrado).
Tal como se describió anteriormente, en el sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la presente realización, la parte 10 de control monitoriza las temperaturas de las baterías 1 de almacenamiento respectivas basándose en la información de temperatura transmitida desde los sensores 2 de temperatura. Cuando el resultado de la monitorización muestra que la temperatura de una de las baterías 1 de almacenamiento ha alcanzado la primera temperatura umbral en uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico que está en el estado de funcionamiento de carga/descarga, la parte 10 de control realiza la conmutación de sistema en la se controla una parte correspondiente de las partes S1 a S5 de conmutación que se proporciona para uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico que incluye la batería 1 de almacenamiento eléctrico, y el uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga. La parte 10 de control también realiza la conmutación de sistema en la que se controla una de las partes de conmutación S1 a G5 que se proporciona para uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico que está en el estado de no carga/descarga, y el uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico se conmuta desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga.
Por consiguiente, es posible proporcionar un sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico que permita que un dispositivo de almacenamiento eléctrico obtenga altas corrientes de entrada/salida de manera continua a lo largo de un periodo de tiempo prolongado durante la carga/descarga.
Dicho de otro modo, cuando la temperatura de una de las baterías 1 de almacenamiento aumenta, un sistema correspondiente de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico al que pertenece esta batería 1 de almacenamiento eléctrico, se conmuta al estado de no carga/descarga. Durante el periodo del estado de no carga/descarga, el uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico no realiza ni carga ni descarga, y también se detiene la entrada/salida de corriente. Por tanto, es posible enfriar las baterías 1 de almacenamiento que pertenecen a un sistema correspondiente de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico. Aunque uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico se conmute al estado de no carga/descarga, uno de los otros sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico que están en el estado de no carga/descarga se conmuta en cambio al estado de funcionamiento de carga/descarga. Por consiguiente, aunque uno de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico pase al estado de no carga/descarga, el dispositivo de almacenamiento eléctrico puede continuar con la carga/descarga con altas corrientes de entrada/salida.
Además, cada vez que una de las baterías 1 de almacenamiento ha alcanzado la primera temperatura umbral, se realiza la operación de conmutación de los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico en rotación tal como se describió anteriormente. Por consiguiente, aunque el dispositivo de almacenamiento eléctrico continúe obteniendo altas corrientes de entrada/salida durante la carga/descarga, puede impedirse un aumento excesivo en las temperaturas de las baterías 1 de almacenamiento. Tal como se describió anteriormente, el calor generado por el flujo de corriente durante la carga/descarga no provocará un aumento excesivo en las temperaturas de las baterías 1 de almacenamiento. Por tanto, el sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico permite que el dispositivo de almacenamiento eléctrico obtenga altas corrientes de entrada/salida de manera continua a lo largo de un periodo de tiempo más prolongado durante la carga/descarga.
Además, el sistema 100 de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la presente realización incluye un enfriador. Por tanto, las baterías 1 de almacenamiento pueden enfriarse de manera forzada durante el periodo del estado de no carga/descarga. Por tanto, es posible enfriar las baterías 1 de almacenamiento hasta un estado de temperatura suficientemente bajo en un tiempo corto.
En la realización 1, los sistemas G1 a G5 de almacenamiento eléctrico están configurados cada uno por baterías 1 de almacenamiento conectadas en serie. Alternativamente, cada uno de los sistemas G1 a GN de almacenamiento eléctrico pueden configurarse mediante la conexión en serie-en paralelo de baterías 1 de almacenamiento tal como se muestra en la figura 7.
En el caso en el que los sistemas de almacenamiento eléctrico están configurados cada uno por la conexión en serie-en paralelo de baterías 1 de almacenamiento, el número de filas paralelas, el número de baterías 1 de almacenamiento conectadas en serie en una única conexión en paralelo, y el número de conexiones en serie-en paralelo se seleccionan de manera arbitraria según el entorno en el que se usa el dispositivo de almacenamiento eléctrico.
Aunque la invención se ha mostrado y descrito en detalle, la descripción anterior es, en todos los aspectos, ilustrativa y no restrictiva. Por tanto, se entiende que pueden idearse numerosas modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Descripción de los números de referencia
1 Batería de almacenamiento eléctrico
2 Sensor de temperatura
10 Controlador
G1, G2, G3, G4, G5, GN-1, GN Sistema de almacenamiento eléctrico
S1, S2, S3, S4, S5, SN-1, SN Parte de conmutación
100 Sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico, que comprende:
    más de dos filas de sistemas (G1, G2, G3, G4, G5, GN-1, GN) de almacenamiento eléctrico;
    una pluralidad de celdas (1) de almacenamiento eléctrico que pueden cargarse/descargarse que constituyen cada uno de dichos sistemas de almacenamiento eléctrico;
    una pluralidad de partes (S1, S2, S3, S4, S5, SN-1, SN) de conmutación proporcionadas en correspondencia con dichos sistemas de almacenamiento eléctrico;
    una pluralidad de sensores (2) de temperatura proporcionados en correspondencia con dichas celdas de almacenamiento eléctrico y configurados para detectar las temperaturas de dichas celdas (1) de almacenamiento eléctrico correspondientes; y
    una parte (10) de control conectada a dichas partes (S1, S2, S3, S4, S5, SN-1, SN) de conmutación y dichos sensores (2) de temperatura,
    en el que
    de dichas más de dos filas de sistemas de almacenamiento eléctrico, un primer número que es mayor que o igual a dos de dichos sistemas de almacenamiento eléctrico se establece en un estado de funcionamiento de carga/descarga, y un segundo número que es mayor que o igual a dos de dichos sistemas de almacenamiento eléctrico se establece en un estado de no carga/no descarga,
    dicha parte (10) de control tiene establecida en ella una primera temperatura umbral, y
    dicha parte (10) de control está configurada para:
    (A) monitorizar las temperaturas de dichas celdas (1) de almacenamiento eléctrico basándose en la información de temperatura transmitida desde dichos sensores (2) de temperatura; y
    cuando un resultado de dicho punto (A) indica que la temperatura de una de dichas celdas (1) de almacenamiento eléctrico ha alcanzado dicha primera temperatura umbral en uno de dichos sistemas de almacenamiento eléctrico que está en el estado de funcionamiento de carga/descarga,
    (B) realizar una primera conmutación de sistema en la que se controla dicha parte de conmutación que está dispuesta en correspondencia con dicho sistema de almacenamiento eléctrico que incluye dicha celda (1) de almacenamiento eléctrico, y dicho sistema de almacenamiento eléctrico está configurado para conmutarse desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/no descarga, y (C) realizar una segunda conmutación de sistema en la que se controla una de dichas partes (S1, S2, S3, S4, S5, SN-1, SN) de conmutación que está dispuesta en correspondencia con uno de dichos sistemas de almacenamiento eléctrico que está en el estado de no carga/no descarga, y dicho sistema de almacenamiento eléctrico está configurado para conmutarse desde el estado de no carga/no descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga,
    dicha parte (10) de control tiene establecida en ella una secuencia de conmutación en la que dichos sistemas de almacenamiento eléctrico están configurados para conmutarse desde el estado de no carga/no descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga,
    cada vez que la temperatura de una de dichas celdas (1) de almacenamiento eléctrico alcanza dicha primera temperatura umbral, dicha parte (10) de control está configurada para realizar dicha primera conmutación de sistema (B) y para realizar dicha segunda conmutación de sistema (C) según dicha secuencia de conmutación; en el que
    la secuencia de conmutación comprende conmutar sistemas de almacenamiento eléctrico desde el estado de no carga/descarga al estado de funcionamiento de carga/descarga en rotación, en la secuencia en la que se realizó la conmutación de sistema de almacenamiento eléctrico desde el estado de funcionamiento de carga/descarga al estado de no carga/descarga.
    Sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la reivindicación 1, en el que dichas celdas de almacenamiento eléctrico son baterías (1) de almacenamiento.
    3. Sistema de gestión de dispositivo de almacenamiento eléctrico según la reivindicación 1, que comprende además:
    un enfriador configurado para enfriar dichas celdas de almacenamiento eléctrico.
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