ES3051514T3

ES3051514T3 - Battery rack having wireless communication optimization structure and energy storage system including the same

Info

Publication number: ES3051514T3
Application number: ES21816845T
Authority: ES
Inventors: Ji-Won HWANG
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2025-12-29
Anticipated expiration: 2041-04-27
Also published as: CN115004445A; JP2023505117A; CN115004445B; US20230054678A1; PL4064410T3; HUE073601T2; US12438201B2; JP7289016B2; WO2021246647A1; KR102831631B1; EP4064410B1; AU2021284118A1; EP4064410A4; KR20210150901A; EP4064410A1

Abstract

Un bastidor de batería según la presente invención comprende: una carcasa de bastidor provista de un gabinete y una puerta provista para abrir y cerrar el gabinete; una pluralidad de módulos de batería dispuestos en el gabinete en capas; una pluralidad de módulos esclavos que se instalan uno por uno en respectivos módulos de batería y que están provistos cada uno de ellos de una antena esclava para comunicación inalámbrica; un módulo maestro que está dispuesto en una de una capa intermedia, el extremo más superior y el extremo más inferior de la pluralidad de módulos de batería y provisto de una antena maestra para comunicación inalámbrica; y una guía de ondas que está instalada en la superficie interior de la puerta y forma rutas de comunicación inalámbrica entre la pluralidad de módulos esclavos y el módulo maestro. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Bastidor de baterías que tiene una estructura de optimización de comunicación inalámbrica y sistema de almacenamiento de energía que incluye el mismo

[0003] Sector de la técnica

[0004] La presente divulgación se refiere a un bastidor de baterías y, más específicamente, a un bastidor de baterías capaz de aumentar la fiabilidad de la comunicación inalámbrica controlando una trayectoria de transmisión de una señal inalámbrica en un bastidor de baterías que tiene un sistema de control inalámbrico que incluye un módulo maestro y una pluralidad de módulos esclavos, y un sistema de almacenamiento de energía que incluye el bastidor de baterías. La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2020-0067904, presentada el 4 de junio de 2020 en la República de Corea.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] Una red inteligente es una red eléctrica futurista que optimiza la eficiencia de funcionamiento de la red eléctrica a través de una comunicación bidireccional entre un proveedor y un consumidor, al tiempo que supervisa y controla la red eléctrica en tiempo real aplicando la información y la tecnología de comunicación a un sistema de alimentación. La red inteligente se puede asociar a nuevos dispositivos de alimentación, tales como a sistemas de carga y generación de energías nuevas y renovables para vehículos eléctricos, que están aumentando en los últimos años. Aquí, la red inteligente puede aumentar la eficiencia en el uso de energía al proporcionar información sobre el consumo de energía de los consumidores en tiempo real y, por tanto, se espera que reduzca las inversiones innecesarias en instalaciones de generación de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero. Recientemente, debido a cuestiones tales como el plan de modernización de la red eléctrica y la expansión de las energías nuevas y renovables, el interés por la red inteligente ha aumentado y se está investigando activamente al respecto.

[0007] Una de las tecnologías clave relacionadas con la red inteligente es el sistema de almacenamiento de energía. El sistema de almacenamiento de energía se utiliza para nivelar la carga almacenando energía eléctrica en horas valle y utilizando la energía eléctrica almacenada en horas punta. El sistema de almacenamiento de energía puede ayudar a utilizar eficientemente las instalaciones eléctricas.

[0008] Recientemente, junto con el desarrollo de baterías de iones de litio de alta densidad de almacenamiento de energía, se ha vuelto posible construir un sistema de alta tensión con gran capacidad de almacenamiento de energía que utiliza un método químico de almacenamiento de energía.

[0009] El sistema de almacenamiento de energía incluye un bastidor de baterías que aloja una pluralidad de módulos de batería compuestos por baterías de iones de litio de alta densidad energética en múltiples etapas.

[0010] Para gestionar individual y eficazmente los estados de la pluralidad de módulos de batería, se divulga un sistema de control inalámbrico (véase la Figura 1) que tiene un sistema de múltiples esclavos. El sistema de control inalámbrico que tiene un sistema de múltiples esclavos incluye una pluralidad de módulos esclavos para supervisar el estado de cada módulo de batería 1_1 a 1_N y un módulo maestro para controlar integralmente el estado de todo el paquete de baterías basándose en la información de cada módulo esclavo.

[0011] Sin embargo, si el módulo maestro y la pluralidad de módulos esclavos realizan una comunicación inalámbrica entre sí, la conexión inalámbrica entre el módulo maestro y al menos un módulo esclavo se puede cortar inopinadamente debido a la influencia de ruidos externos, por lo que es necesario buscar una solución al respecto.

[0012] El documento US2019252734A1 divulga sistemas de comunicación multipunto para sistemas de gestión de baterías, así como sistemas y métodos asociados.

[0013] Explicación de la invención

[0014] Problema técnico

[0015] La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un bastidor de baterías capaz de controlar una trayectoria de transmisión de una señal inalámbrica entre un módulo maestro y una pluralidad de módulos esclavos y bloquear el ruido externo configurando una guía de ondas en una puerta del bastidor de baterías, y un sistema de almacenamiento de energía que incluya un bastidor de baterías de este tipo.

[0016] Estos y otros objetivos y ventajas de la presente divulgación podrán entenderse a partir de la siguiente descripción detallada y se volverán aún más evidentes a partir de las realizaciones ilustrativas de la presente divulgación. También, se comprenderá fácilmente que los objetivos y las ventajas de la presente divulgación se pueden alcanzar mediante los medios mostrados en las reivindicaciones adjuntas.

[0018] Solución técnica

[0020] Varias realizaciones de la presente divulgación para lograr el objeto anterior son las siguientes.

[0022] En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un bastidor de baterías, que comprende: una carcasa de bastidor que tiene un armario con un espacio interior formado en el mismo y una puerta provista para abrir y cerrar el armario; una pluralidad de módulos de batería dispuestos en el espacio interior del armario por niveles en una dirección superior e inferior; una pluralidad de módulos esclavos montados en los módulos de batería uno a uno para supervisar el estado de cada módulo de batería y configurados para tener una antena esclava de comunicación inalámbrica; un módulo maestro dispuesto en una de las zonas entre niveles, superior e inferior de la pluralidad de módulos de batería para gestionar integralmente los estados de la pluralidad de módulos de batería basándose en información provista desde la pluralidad de módulos esclavos y configurado para tener una antena maestra de comunicación inalámbrica; y una guía de ondas instalada en una superficie interior de la puerta para formar una trayectoria de comunicación inalámbrica entre la pluralidad de módulos esclavos y el módulo maestro.

[0024] La guía de ondas puede incluir una porción de cuerpo provista en forma de tubo hueco y dispuesta para extenderse a lo largo de una dirección de la altura de la puerta; una porción de acoplamiento esclavo que tiene un lado provisto para comunicarse con la porción de cuerpo y el otro lado provisto para hacer contacto superficial con el módulo esclavo cuando la puerta está cerrada; una porción de acoplamiento maestro que tiene un lado provisto para comunicarse con la porción de cuerpo y el otro lado provisto para hacer contacto superficial con el módulo maestro cuando la puerta está cerrada.

[0026] La porción de acoplamiento esclavo está provista en plural, y la pluralidad de porciones de acoplamiento esclavo están situadas en cada intervalo correspondiente a un intervalo entre niveles de los módulos de batería.

[0028] La porción de acoplamiento esclavo o la porción de acoplamiento maestro pueden incluir una abertura exterior provista para cubrir una ubicación de la antena esclava en cada módulo esclavo o una ubicación de la antena maestra en el módulo maestro; un reborde formado para expandirse a lo largo de una periferia de la abertura exterior; y una junta de blindaje que tiene una función de blindaje contra ondas electromagnéticas externas y está interpuesta en el reborde.

[0029] La junta de blindaje puede estar constituida por una cualquiera de una junta de malla de alambre y una esponja absorbente de ondas electromagnéticas provista recubriendo una espuma blanda con un material absorbente de ondas electromagnéticas.

[0031] El módulo esclavo y el módulo maestro pueden incluir una cubierta de módulo que conforma la apariencia de los mismos, y la cubierta de módulo puede estar constituida por un material de bloqueo de ondas de radio o recubierta con un material de bloqueo de ondas de radio, a excepción de una región en la que está situada la antena esclava o la antena maestra.

[0033] El bastidor de baterías puede comprender además una placa de reflexión provista en la porción del cuerpo y configurada para abrir y cerrar una abertura interior de la porción de acoplamiento esclavo, que corresponde a una región que se comunica con la porción de cuerpo.

[0035] La placa de reflexión puede incluir un árbol rotatorio provisto en una región de borde de la abertura interior y está configurado para tener un ángulo de rotación ajustable.

[0037] La placa de reflexión puede estar configurada para deslizarse a lo largo de una superficie interior de la porción de cuerpo para abrir y cerrar la abertura interior.

[0039] El bastidor de baterías puede comprender además un cuerpo absorbente de ondas de radio provisto en una superficie interior de la puerta.

[0041] Según otro aspecto de la presente divulgación, también se provee un sistema de almacenamiento de energía, que comprende el bastidor de baterías descrito anteriormente.

[0043] Efectos ventajosos

[0045] El bastidor de baterías de acuerdo con la presente divulgación proporciona los siguientes efectos.

[0047] Dado que la trayectoria de transmisión de una señal inalámbrica se controla a través de la guía de ondas provista en el interior del bastidor de baterías, es posible garantizar una alta fiabilidad de la comunicación entre el módulo maestro y la pluralidad de módulos esclavos.

[0048] Además, el bastidor de baterías de acuerdo con la actual divulgación es excelente en eficiencia espacial, mantenimiento y gestión de la guía de ondas mediante la configuración de la guía de ondas utilizando la puerta de la carcasa del bastidor.

[0049] El efecto de la presente divulgación no se limita a lo anterior, y los expertos en la materia entenderán claramente los efectos no mencionados en el presente documento a partir de esta memoria descriptiva y de los dibujos que la acompañan.

[0050] Breve descripción de los dibujos

[0051] Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mejor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no debe considerarse limitada al dibujo.

[0052] La Figura 1 es un diagrama que muestra ilustrativamente la configuración de un bastidor de baterías que incluye un sistema de control inalámbrico de acuerdo con la técnica anterior.

[0053] La figura 2 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente la configuración de un bastidor de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0054] La Figura 3 es una vista parcialmente ampliada de la Figura 2

[0055] La Figura 4 es un diagrama que muestra una porción de acoplamiento esclavo de la Figura 3.

[0056] La Figura 5 es un diagrama correspondiente a la Figura 4, que muestra un ejemplo modificado de junta de blindaje. Las Figuras 6 y 7 son vistas en sección para ilustrar un estado anterior y posterior a que una guía de ondas y un módulo esclavo se conecten, respectivamente, de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0057] La Figura 8 es un diagrama que muestra la estructura interna del bastidor de baterías cuando una puerta de una carcasa de bastidor se cierra de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0058] La Figura 9 es un diagrama esquemático que muestra la configuración interna de una guía de ondas de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

[0059] La Figura 10 es un diagrama correspondiente a la Figura 9, que muestra un ejemplo modificado de una placa de reflexión de la Figura 9.

[0060] La Figura 11 es un diagrama esquemático que muestra la configuración de un sistema de almacenamiento de energía de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0061] Realización preferente de la invención

[0062] En lo sucesivo, en el presente documento, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán en detalle con referencia a los dibujos que la acompañan. Antes de la descripción, se debe entender que no se debe interpretar que los términos utilizados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas están limitados a significados generales y del diccionario, sino que se deben interpretar en función de los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que el inventor puede definir los términos adecuadamente para una mejor explicación. Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferido a efectos meramente ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que se debe entender que podrían realizarse otras equivalencias y modificaciones de la misma sin alejarse del alcance de la divulgación.

[0063] Dado que la realización de la presente divulgación se ha provisto para explicar de manera más exhaustiva la presente divulgación a los expertos en la materia, en los dibujos, las formas y tamaños de los componentes se han podido exagerar, omitir o ilustrar esquemáticamente para una descripción más clara. Por lo tanto, el tamaño o la proporción de cada componente no refleja plenamente el tamaño o la proporción real.

[0064] La Figura 2 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente la configuración de un bastidor de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación, y la Figura 3 es una vista parcialmente ampliada de la Figura 2

[0065] Con referencia a las Figuras 2 y 3, el bastidor de baterías, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, incluye una carcasa de bastidor 10, una pluralidad de módulos de batería 20, una pluralidad de módulos esclavos 30, un módulo maestro 40 y una guía de ondas 50.

[0066] La carcasa de bastidor 10 incluye un armario 11 que tiene un espacio interior formado en el mismo para alojar una pluralidad de módulos de batería 20, y una puerta 12 provista para abrir y cerrar el armario 11.

[0067] El armario 11 puede incluir una pluralidad de placas de estante (no mostradas) provistas en el espacio interior en una pared del mismo en una dirección superior e inferior, y los módulos de batería 20 pueden estar soportados por las placas de estante, respectivamente, y dispuestos por niveles en dirección superior e inferior. El armario 11 puede incluir una superficie trasera que tiene una estructura de ventilación para que el calor del módulo de batería 20 pueda disiparse sin problemas, y la puerta 12 puede instalarse en una superficie frontal del mismo para abrirse y cerrarse.

[0068] La puerta 12 se puede ensamblar al armario 11 utilizando una bisagra para abrirse y cerrarse a la izquierda y a la derecha. Como alternativa al método de abisagrado, se puede aplicar un método de deslizamiento en el que la puerta 12 se abre y se cierra en paralelo a la superficie frontal del armario 11.

[0069] Además, la guía de ondas 50 y el cuerpo absorbente de ondas de radio 60 pueden estar provistos además en la superficie interior de la puerta 12.

[0070] El cuerpo absorbente de ondas de radio 60 se refiere a un material que absorbe una onda de radio incidente y convierte la misma en calor para no generar una onda reflejada. Por ejemplo, el cuerpo absorbente de ondas de radio 60 se puede fabricar en forma de lámina en la que se mezclan una resina y polvo magnético, y se puede fijar a una superficie interior de la cubierta del paquete. Si el cuerpo absorbente de ondas de radio 60 se fija a la superficie interior de la puerta 12 de esta manera, la onda de radio que transmite una señal inalámbrica no es reflejada por la puerta 12, minimizando de este modo la influencia del desvanecimiento por trayectorias múltiples y la influencia en otros dispositivos debido a la reflexión externa. Como alternativa a la lámina, también se puede utilizar una pintura absorbente de ondas de radio. En otras palabras, se puede proveer el mismo efecto que con la fijación de la lámina recubriendo densamente la superficie interior de la puerta 12 con pintura absorbente de ondas de radio. La guía de ondas 50 se describirá más adelante para facilitar la descripción.

[0071] La pluralidad de módulos de batería 20 están conectados entre sí en serie o en serie y paralelo, y cada módulo de batería 20 incluye al menos una celda de batería (no mostrada). La celda de batería puede emplear cualquiera de entre una batería secundaria de tipo bolsa, una batería secundaria rectangular y una batería secundaria cilíndrica, pero podría ser preferible la batería secundaria de tipo bolsa que tenga la mayor densidad energética por unidad de volumen en la carcasa de la batería.

[0072] El módulo esclavo 30 se puede montar en la superficie frontal del módulo de batería 20, uno por cada módulo de batería 20, y es un componente que supervisa y gestiona el estado de cada módulo de batería 20. El módulo esclavo 30 se puede denominar en la técnica BMS (por sus siglas en inglés de "Battery Module System" o sistema de módulos de batería) esclavo. Normalmente, el módulo esclavo 30 está conectado mecánica y eléctricamente al módulo de batería 20 y puede estar provisto integrado en un lado del módulo de batería 20. Por lo tanto, el número de módulos esclavos 30 es igual al número de la pluralidad de módulos de batería 20.

[0073] Cada módulo esclavo 30 puede incluir una unidad de detección (no mostrada), un circuito de comunicación inalámbrica (no mostrado), una antena esclava SA, y una unidad de control esclava (no mostrada).

[0074] La unidad de detección puede incluir un circuito de medición de tensión, un sensor de temperatura y un sensor de corriente.

[0075] El circuito de medición de tensión mide una tensión de módulo del módulo de batería 20. La tensión de módulo es una tensión aplicada a ambos terminales del módulo de batería 20. El circuito de medición de tensión puede medir además una tensión de celda de cada celda de batería incluida en el módulo de batería 20. La tensión de celda es una tensión aplicada a ambos terminales de la celda de batería. El circuito de medición de tensión transmite una señal de tensión que representa la tensión del módulo y la tensión de la celda a la unidad de control esclava.

[0076] El sensor de temperatura está dispuesto a una distancia predeterminada del módulo de batería 20 y transmite una señal de temperatura que indica la temperatura del módulo de batería 20 a la unidad de control esclava.

[0077] El sensor de corriente se instala en una trayectoria de corriente de carga/descarga del bastidor de baterías para medir una corriente que fluye durante la carga y descarga del bastidor de baterías y transmite una señal de corriente que indica la corriente medida a la unidad de control esclava.

[0078] El circuito de comunicación inalámbrica puede implementarse utilizando un SoC (System on Chip) de RF en hardware, y está conectado a la unidad de control esclava y a la antena esclava SA. Con el fin de distinguir la antena esclava SA provista en cada módulo esclavo 30, se han asignado los signos de referencia SA_1 a SA_5 ... a la antena esclava SA en orden de distancia de comunicación según su proximidad a la antena maestra MA de la Figura 2. El circuito de comunicación inalámbrica puede transmitir inalámbricamente datos al módulo maestro 40 o recibir inalámbricamente datos del módulo maestro 40 a través de la antena esclava SA. Además, si se recibe una señal determinada a través de la antena esclava SA, el circuito de comunicación inalámbrica puede medir la intensidad de la señal recibida. La unidad de control esclava se puede ensamblar operativamente a la unidad de detección y al circuito de comunicación inalámbrica y configurarse para controlar individualmente el funcionamiento de la unidad de detección y del circuito de comunicación inalámbrica.

[0079] Una unidad de desconexión de baterías (BDU) se puede disponer en la parte superior de los módulos de batería 20 dentro del armario 11. La unidad de desconexión de baterías (BDU) es uno de los componentes de control de alimentación y se refiere a una parte que se compone de un relé, un sensor de corriente, una resistencia y similares, y conecta o desconecta la alimentación entre una batería y una carga. El módulo maestro 40 puede estar provisto integrado en la unidad de desconexión de baterías.

[0080] El módulo maestro 40 es un componente que controla integralmente el bastidor de baterías y está configurado para comunicarse con un controlador principal externo a través de una red cableada, tal como una CAN, (por sus siglas en inglés de "Control Area Network" o red de área de control).

[0081] Además, el módulo maestro 40 incluye un circuito de comunicación inalámbrica (no mostrado), una unidad de control maestra (no mostrada) y una antena maestra MA, y está configurado para realizar una comunicación inalámbrica con cada módulo esclavo 30 a través de la antena maestra MA.

[0082] El circuito de comunicación inalámbrica está configurado para transmitir inalámbricamente un paquete de comandos al módulo esclavo 30 a través de la antena maestra MA. Además, el circuito de comunicación inalámbrica está configurado para recibir un paquete de respuesta del módulo esclavo 30 a través de la antena maestra MA.

[0083] Cada uno de la pluralidad de módulos esclavos 30 realiza una comunicación inalámbrica con el módulo maestro 40 utilizando su ID asignado de antemano, y el módulo maestro 40 almacena el ID asignado a la pluralidad de módulos esclavos de antemano. El ID es una información de identificación para distinguir la pluralidad de módulos esclavos. El módulo maestro 40 calcula el SOC (por sus siglas en inglés de "State of Charge" o estado de carga), el SOH (por sus siglas en inglés de "State of Health" o estado de salud) o similares de cada módulo de batería 20 basándose en la información de la batería provista por el módulo esclavo 30, o determina si hay o no sobretensión, subtensión, sobrecarga o sobredescarga.

[0084] La unidad de control maestra está conectada operativamente al circuito de comunicación inalámbrica. La unidad de control maestra puede determinar un elemento de solicitud para al menos uno de la pluralidad de módulos esclavos basándose en la señal recibida a través de la antena maestra MA, y transmitir inalámbricamente un paquete de comandos que incluya datos que representen el elemento de solicitud a al menos uno de la pluralidad de módulos esclavos 30.

[0085] Al mismo tiempo, el bastidor de baterías, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, incluye una guía de ondas 50 para formar una trayectoria de comunicación inalámbrica de modo que se pueda controlar la trayectoria de comunicación inalámbrica entre la pluralidad de módulos esclavos 30 y el módulo maestro 40.

[0086] En lo sucesivo, en el presente documento, la configuración y el funcionamiento de la guía de ondas 50 se describirán en detalle con referencia a las Figuras 4 a 8 junto con las Figuras 2 y 3.

[0087] La guía de ondas 50 sirve para transmitir ondas de radio, minimizando la pérdida de energía de las ondas de radio y las interferencias de ruido externo entre una antena y un receptor, y está provista en forma de tubo metálico hueco de sección rectangular o circular. También, el tamaño de la guía de ondas 50 se puede determinar en función de la frecuencia de comunicación inalámbrica.

[0088] La guía de ondas 50 permite que las ondas electromagnéticas se muevan a lo largo del espacio interior limitado de la guía de ondas 50, y por el interior de la guía de ondas 50 no fluye corriente, reduciendo de ese modo la pérdida de energía de las ondas electromagnéticas. Además, dado que el interior de la guía de ondas 50 está lleno de aire, la pérdida dieléctrica también es pequeña.

[0089] Esta realización está dirigida a un método para utilizar la guía de ondas 50 como una trayectoria de transmisión inalámbrica entre cada módulo esclavo 30 y el módulo maestro 40, y la guía de ondas 50 se configura utilizando la puerta 12 descrita anteriormente. Es decir, como se muestra en la Figura 2, la guía de ondas 50 instalada en la superficie interior de la puerta 12 está configurada para funcionar como una trayectoria de comunicación inalámbrica entre cada antena esclava SA y la antena maestra MA cuando la puerta 12 está completamente cerrada. Como referencia, la guía de ondas 50 se puede instalar en la puerta 12 utilizando una escuadra (no mostrado) y un perno, o la guía de ondas 50 se puede instalar en la puerta 12 soldando la guía de ondas 50 a la superficie interior de la puerta 12. Según otro método, es posible fabricar integralmente la guía de ondas 50 y la puerta 12 integralmente.

[0090] Específicamente, la guía de ondas 50 incluye una porción de cuerpo 51, una pluralidad de porciones de acoplamiento esclavo 52 y una porción de acoplamiento maestro 53, como se muestra en las Figuras 3 y 4.

[0091] La porción de cuerpo 51 está provista en forma de tubo metálico hueco y está dispuesta para extenderse a lo largo de la dirección de la altura de la puerta 12. La porción de cuerpo 51 está formada en forma rectangular hueca y, por ejemplo, cuando se utiliza un ancho de banda de aproximadamente 80 MHz en una banda de frecuencia de 2 GHz para una comunicación inalámbrica, el espacio interior de la porción de cuerpo 51 puede tener convenientemente una anchura de aproximadamente 80 mm y una longitud de aproximadamente 30 mm.

[0092] La porción de acoplamiento esclavo 52 está provista en plural, y la pluralidad de porciones de acoplamiento esclavo 52 están provistas a lo largo de la dirección de extensión de la porción de cuerpo 51 a intervalos correspondientes a los intervalos entre niveles de los módulos de batería 20. Un lado de la porción de acoplamiento esclavo 52 se comunica con la porción de cuerpo 51 y el otro lado de la misma está provisto para hacer contacto superficial con el módulo esclavo 30 de cada módulo de batería 20 cuando la puerta 12 está cerrada.

[0094] La porción de acoplamiento esclavo 52 incluye una abertura exterior 52a provista para sobresalir desde la superficie exterior de la porción de cuerpo 51, un reborde 52b formado para expandirse a lo largo de la periferia de la abertura exterior 52a, una junta de blindaje contra ondas electromagnéticas 52c interpuesta en el reborde 52b y una abertura interior 52e.

[0096] La abertura exterior 52a cubre la antena esclava SA al tener un tamaño correspondiente al área de la región del módulo esclavo 30 donde está situada la antena esclava SA, de modo que la señal inalámbrica de ondas de radio pueda transmitirse de la manera más eficiente en la guía de ondas 50.

[0098] El reborde 52b es una porción para hacer contacto superficial con la cubierta del módulo que conforma la apariencia del módulo esclavo 30. Utilizando el reborde 52b para ampliar el área de contacto con la cubierta del módulo, es posible evitar que la cubierta del módulo se marque o se raye y aliviar el impacto que podría aplicarse en el módulo esclavo 30.

[0100] Para minimizar las interferencias de radio externas, la región exterior de la cubierta del módulo que hace contacto con el reborde 52b podría estar constituida por un metal que tenga una función de blindaje contra ondas electromagnéticas, o de un material no metálico que tenga una lámina o pintura con una función de blindaje de ondas electromagnéticas en una superficie del mismo. Es decir, la cubierta del módulo podría estar constituida por un material bloqueador de ondas de radio o recubierta con un material bloqueador de ondas de radio, a excepción de una región en la que se encuentra la antena esclava SA.

[0102] La junta de blindaje contra ondas electromagnéticas 52c sirve para eliminar las interferencias de ondas electromagnéticas externas que podrían introducirse en la guía de ondas 50, y se podría aplicar una esponja absorbente de ondas electromagnéticas preparada mediante el recubrimiento especial de una espuma blanda, tal como una espuma de poliuretano, con un material absorbente de ondas electromagnéticas. La esponja absorbente de ondas electromagnéticas se puede fijar a la superficie del reborde 52b mediante un adhesivo o similar. Dado que la esponja absorbente de ondas electromagnéticas tiene una excelente flexibilidad y elasticidad debido a su naturaleza, también tiene un efecto de prevención de arañazos cuando entra en contacto con la cubierta del módulo.

[0104] Como alternativa a la esponja absorbente de ondas electromagnéticas, se puede emplear una junta de blindaje de malla de alambre 52d, como se muestra en la Figura 5. La junta de blindaje de malla de alambre 52d es altamente flexible entretejiendo alambres metálicos con un método de tejeduría y tiene un excelente efecto de blindaje contra ondas electromagnéticas debido al excelente contacto con una contraparte. Se puede insertar un elastómero de silicona, una esponja de uretano o similar, en la malla de alambre como material de núcleo.

[0106] La junta de blindaje de malla de alambre 52d se puede interponer en el reborde 52b fijándose a la superficie del reborde 52b utilizando una cinta adhesiva, o proporcionando una ranura en el reborde 52b e insertándose y fijándose en la ranura, a modo de ejemplo modificado.

[0108] La porción de acoplamiento maestro 53 tiene sustancialmente la misma estructura que la porción de acoplamiento esclavo 52 descrita anteriormente, pero difiere en que un objetivo de conexión es el módulo maestro 40. Es decir, la porción de acoplamiento maestro 53 (véase la Figura 3) está provista de modo que un lado de la misma se comunica con la porción de cuerpo 51 y el otro lado de la misma hace contacto superficial con el módulo maestro 40. Además, la abertura exterior 52a de la porción de acoplamiento maestro 53 puede estar provista con un tamaño capaz de cubrir la ubicación de la antena maestra MA en el módulo maestro 40.

[0110] A continuación, una estructura de conexión entre la guía de ondas 50 y cada módulo esclavo 30 o el módulo maestro 40 se describirá con referencia a las Figuras 6 a 8.

[0112] En la puerta 12, cada porción de acoplamiento esclavo 52 de la guía de ondas 50 está situada a una altura (en la dirección del eje Y) correspondiente a la altura de cada módulo de batería 20, y está situada en la dirección izquierda y derecha. (dirección del eje X) para hacer contacto superficial con el módulo esclavo 30 cuando la puerta 12 está cerrada. En la puerta 12, la porción de acoplamiento maestro 53 está situada a una altura correspondiente a la altura del módulo maestro 40 y, al igual que cada porción de acoplamiento esclavo 52, está situada en la dirección izquierda y derecha para hacer contacto superficial con el módulo maestro 40 cuando la puerta 12 está cerrada.

[0114] Por lo tanto, cuando la puerta 12 está cerrada, cada porción de acoplamiento esclavo 52 puede coincidir con cada módulo esclavo 30 y la porción de acoplamiento maestro 53 puede coincidir con el módulo maestro 40. En este momento, según se muestra en las Figuras 7 a 8, dado que cada antena esclava SA y la antena maestra MA están cubiertas por la porción de acoplamiento esclavo 52 o la porción de acoplamiento maestro 53, la trayectoria de transmisión de ondas de radio de la señal inalámbrica entre cada módulo esclavo 30 y el módulo maestro 40 puede estar confinada dentro de la guía de ondas 50. Además, dado que el cuerpo absorbente de ondas de radio 60 se aplica a la región de contacto entre cada módulo esclavo 30 o el módulo maestro 40 y la guía de ondas 50 en la superficie interior de la puerta 12, se pueden minimizar las interferencias de las ondas de radio externas.

[0116] Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, la alta fiabilidad de la comunicación entre el módulo maestro 40 y la pluralidad de módulos esclavos 30 se puede garantizar controlando la trayectoria de transmisión de la señal inalámbrica a través de la guía de ondas 50 provista en el interior del bastidor de baterías. Además, en el bastidor de baterías de acuerdo con la presente divulgación, dado que la guía de ondas 50 está provista en la puerta 12 de la carcasa de bastidor 10, incluso si la guía de ondas 50 está instalada, la relación de volumen del bastidor de baterías no disminuye significativamente. También, dado que la guía de ondas 50 se puede separar de la puerta 12, se puede hacer el mantenimiento y gestionar fácilmente la guía de ondas 50.

[0118] La Figura 9 es un diagrama que muestra esquemáticamente la configuración interna de la guía de ondas 50 de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, y la Figura 10 es un diagrama correspondiente a la Figura 9, que muestra un ejemplo modificado de la placa de reflexión de la Figura 9.

[0120] A continuación, se describirá otra realización de la presente divulgación con referencia a las Figuras 9 y 10. Los mismos signos de referencia que los de la realización anterior indican los mismos componentes y no se volverán a describir en detalle, sí que se describirán en detalle características que difieren de la realización anterior.

[0122] El bastidor de baterías, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, incluye además una placa de reflexión 55 dentro de la guía de ondas 50, en comparación con el bastidor de baterías de la realización anterior.

[0123] La placa de reflexión 55 está provista en el interior de la porción de cuerpo 51 para abrir y cerrar la abertura interior 52e de cada porción de acoplamiento esclavo 52. Por ejemplo, se pueden configurar dos placas de reflexión 55 para cubrir la abertura interior 52e, o una placa de reflexión 55 puede ser lo suficientemente grande como para cubrir la abertura interior 52e de una vez.

[0125] La placa de reflexión 55 incluye un árbol rotatorio en una región de borde de la abertura interior 52e en la superficie interior de la porción de cuerpo 51 y puede estar provisto para rotar en un rango de 0 grados a 180 grados. El ángulo de rotación de la placa de reflexión 55 se puede ajustar con precisión conectando un servomotor (no mostrado) al árbol rotatorio. El servomotor puede conectarse a la unidad de control de cada módulo esclavo 30 o a la unidad de control del módulo maestro 40 por cable o de forma inalámbrica y funcionar de acuerdo con una orden de la unidad de control.

[0127] Como alternativa a la placa de reflexión de rotación 55, la placa de reflexión 57 se puede configurar para tener un movimiento alternativo lineal a lo largo de la superficie interior de la porción de cuerpo 51 de forma deslizante. Por ejemplo, en la placa de reflexión 57 se puede aplicar un mecanismo de accionamiento de cremallera y piñón para mover la placa de reflexión 57, y se puede utilizar un servomotor para controlar con precisión la distancia de movimiento de la placa de reflexión 57, como la placa de reflexión de rotación 57.

[0129] De acuerdo con la configuración de otra realización de la presente divulgación como la anterior, la trayectoria de transmisión de la señal inalámbrica se puede controlar con mayor eficacia, en comparación con la forma de realización anterior. Por ejemplo, como se muestra en las Figuras 9 a 10, la trayectoria de comunicación del módulo esclavo 30 que no se está comunicando con el módulo maestro 40 puede estar blindada por las placas de reflexión 55, 57 para minimizar las interferencias de ondas de radio. También, la trayectoria de comunicación de cada módulo esclavo 30 que se comunica con el módulo maestro 40 se puede controlar con mayor eficacia mediante las placas de reflexión 55, 57. Por ejemplo, el módulo maestro 40 o cada módulo esclavo 30 puede detectar una intensidad de señal a través de una RSSI (por sus siglas en inglés de "Received Signal Strength Indication" o indicación de intensidad de señal recibida) y busca un ángulo de abertura óptimo de la placa de reflexión 55 cuando la señal transmitida y recibida a/desde la antena maestra MA es más suave, para cada antena esclava SA. La placa de reflexión 55 se ajusta convenientemente al ángulo de abertura óptimo para cada módulo esclavo 30, de modo que la intensidad de la señal se pueda mantener a un nivel adecuado o superior.

[0131] La Figura 11 es un diagrama esquemático que muestra la configuración de un sistema de almacenamiento de energía de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0133] Con referencia a la Figura 11, el sistema de almacenamiento de energía E se puede utilizar como fuente de energía para uso doméstico o industrial. El sistema de almacenamiento de energía E puede incluir una pluralidad de bastidores de baterías 100 descritos anteriormente, y un contenedor de bastidores C para alojar la pluralidad de bastidores de baterías 100.

[0135] Dado que el sistema de almacenamiento de energía E de acuerdo con esta realización incluye el bastidor de baterías 100, este incluye todas las ventajas del bastidor de baterías 100 descritas anteriormente.

[0137] La presente divulgación se ha descrito con detalle. Sin embargo, se debe entender que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la divulgación, se dan tan solo a modo de ilustración, dado que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la divulgación serán evidentes para los expertos en la materia a partir de esta descripción detallada.

[0139] Al mismo tiempo, cuando se utilizan términos que indican las direcciones arriba, abajo, izquierda y derecha en la memoria descriptiva, resulta evidente para los expertos en la materia que estos simplemente representan ubicaciones relativas para facilitar la explicación y que pueden variar basándose en la ubicación de un observador u objeto.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un bastidor de baterías (100), que comprende:

una carcasa de bastidor (10) que tiene un armario (11) con un espacio interior formado en el mismo y una puerta (12) provista para abrir y cerrar el armario;

una pluralidad de módulos de batería (20) dispuestos en el espacio interior del armario por niveles en una dirección superior e inferior;

una pluralidad de módulos esclavos (30) montados en los módulos de batería uno a uno para supervisar el estado de cada módulo de batería y configurados para tener una antena esclava (SA) de comunicación inalámbrica; un módulo maestro (40) dispuesto en una de las zonas entre niveles, superior e inferior de la pluralidad de módulos de batería para gestionar integralmente los estados de la pluralidad de módulos de batería basándose en información provista desde la pluralidad de módulos esclavos y configurado para tener una antena maestra (MA) de comunicación inalámbrica; y

una guía de ondas (50) instalada en una superficie interior de la puerta para formar una trayectoria de comunicación inalámbrica entre la pluralidad de módulos esclavos y el módulo maestro.

2. El bastidor de baterías de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde la guía de ondas incluye:

una porción de cuerpo (51) provista en forma de tubo hueco y dispuesta para extenderse a lo largo de una dirección de la altura de la puerta;

una porción de acoplamiento esclavo (52) que tiene un lado provisto para comunicarse con la porción de cuerpo y el otro lado provisto para hacer contacto superficial con el módulo esclavo cuando la puerta está cerrada; y una porción de acoplamiento maestro (53) que tiene un lado provisto para comunicarse con la porción de cuerpo y el otro lado provisto para hacer contacto superficial con el módulo maestro cuando la puerta está cerrada.

3. El bastidor de baterías de acuerdo con la reivindicación 2,

en donde la porción de acoplamiento esclavo está provista en plural, y la pluralidad de porciones de acoplamiento esclavo están situadas en cada intervalo correspondiente a un intervalo entre niveles de los módulos de batería.

4. El bastidor de baterías de acuerdo con la reivindicación 2,

en donde la porción de acoplamiento esclavo o la porción de acoplamiento maestro incluyen:

una abertura exterior (52a) provista para cubrir una ubicación de la antena esclava en cada módulo esclavo o una ubicación de la antena maestra en el módulo maestro;

un reborde (52b) formado para expandirse a lo largo de una periferia de la abertura exterior; y

una junta de blindaje (52c) que tiene una función de blindaje contra ondas electromagnéticas externas y está interpuesta en el reborde.

5. El bastidor de baterías de acuerdo con la reivindicación 4,

en donde la junta de blindaje está constituida por una cualquiera de una junta de malla de alambre y una esponja absorbente de ondas electromagnéticas provista recubriendo una espuma blanda con un material absorbente de ondas electromagnéticas.

6. El bastidor de baterías de acuerdo con la reivindicación 4,

en donde el módulo esclavo y el módulo maestro incluyen una cubierta de módulo que conforma la apariencia de los mismos, y

la cubierta de módulo está constituida por un material bloqueador de ondas de radio o recubierta con un material bloqueador de ondas de radio, a excepción de una región en la que está situada la antena esclava o la antena maestra.

7. El bastidor de baterías de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende, además:

una placa de reflexión (55, 57) provista en la porción de cuerpo y configurada para abrir y cerrar una abertura interior de la porción de acoplamiento esclavo, que corresponde a una región que se comunica con la porción de cuerpo.

8. El bastidor de baterías de acuerdo con la reivindicación 7,

en donde la placa de reflexión incluye un árbol rotatorio provisto en una región de borde de la abertura interior y está configurado para tener un ángulo de rotación ajustable.

9. El bastidor de baterías de acuerdo con la reivindicación 7,

en donde la placa de reflexión está configurada para deslizarse a lo largo de una superficie interior de la porción de cuerpo para abrir y cerrar la abertura interior.

10. El bastidor de baterías de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:

un cuerpo absorbente de ondas de radio (60) provisto en una superficie interior de la puerta.

11. Un sistema de almacenamiento de energía (E), que comprende el bastidor de baterías de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.