Procedimiento y sistema para regular la potencia de carga de una batería.

Sistema (6) para regular la potencia de carga de una batería (3a - 3c) en una red eléctrica,

para la que estádefinida una potencia de conexión máxima, presentando el sistema (6) lo siguiente:

- medios de medición (M), que están configurados para medir un consumo de potencia eléctrico (P) en lared a la que va a suministrarse potencia eléctrica,

- medios de regulación (R), que están configurados para regular la potencia de carga de la batería (3a - 3c)en función del consumo de potencia eléctrico (P) medido, de modo que el consumo de potencia eléctrico (P)medido en la red sea inferior o igual a la potencia de conexión máxima (PM) definida,

caracterizado por

- medios de detección (E), que están configurados para detectar datos de uso (ND) relativos al uso de labatería (3a - 3c) que va a cargarse en cada caso o de un vehículo (2a - 2c) que presenta la batería (3a - 3c)que va a cargarse,

estando configurados los medios de regulación (R) para tener en cuenta los datos de uso (ND) para influirde manera temporal en el flujo de energía en la red eléctrica para evitar picos de potencia.

Procedimiento y sistema para regular la potencia de carga de una batería La invención se refiere a un procedimiento para regular la potencia de carga de una batería en una red eléctrica para la que está definida una potencia de conexión máxima.

La invención se refiere además a un sistema para regular la potencia de carga de una batería en una red eléctrica para la que está definida una potencia de conexión máxima.

Se conocen procedimientos y sistemas de carga de baterías en relación con vehículos que funcionan con batería. Un sistema de este tipo forma parte, por ejemplo, de una estación de repostaje convencional. La estación de repostaje o, de manera más precisa, los dispositivos eléctricos de la estación de repostaje forman una red a la que va a suministrarse potencia eléctrica, para la que está definida una potencia de conexión eléctrica máxima. En el caso de una estación de repostaje de este tipo un usuario de un vehículo que funciona con batería tiene la posibilidad de conectar su vehículo a uno de los enchufes y cargar las baterías del vehículo. A este respecto se utiliza un cargador integrado en el vehículo, que controla la operación de carga de tal manera que las baterías se recarguen lo más rápido posible, utilizándose siempre la intensidad de carga máxima, es decir, la potencia de carga máxima.

Sin embargo, esta estrategia de carga tiene inconvenientes decisivos, porque una recarga lo más rápida y completa posible de acumuladores, tales como, por ejemplo, acumuladores de iones de litio, requiere relativamente mucha corriente, lo que en la red eléctrica de la estación de repostaje puede provocar picos de potencia, que incluso podrían sobrepasar la potencia conectada o, dicho de otro modo, la potencia de conexión máxima de la estación de repostaje en cuestión. Esta situación se agrava por ejemplo adicionalmente cuando se parte de que varios vehículos deben repostar simultáneamente y cada uno de los cargadores controla la carga de la respectiva batería de tal manera que se utiliza la intensidad de carga máxima. Una posible solución convencional para este problema de un consumo de potencia excesivo consiste en que la red de la estación de repostaje o la potencia conectada se configure según la tendencia en función de la carga pico que ha de esperarse al recargar los acumuladores. Sin embargo, esto origina costes de infraestructura elevados relativos a la red por cada estación de repostaje, porque los dispositivos eléctricos de la estación de repostaje tienen que renovarse. No obstante, aún así, los picos de potencia adicionales que se producen tienen que pagarse a un coste elevado en el mercado, cuando éstos por una coincidencia de la potencia de carga de batería y otras circunstancias de funcionamiento, dado el caso se producen además a horas del día desfavorables, superan la potencia conectada disponible. Una situación de este tipo se representa en la figura 2a. La línea dibujada de manera discontinua en el diagrama, en el que se ha anotado la potencia a lo largo del tiempo, muestra un pico de potencia que sobrepasa la potencia de conexión PM definida. Otra solución de este problema se da mediante una gestión convencional de la carga, que prevé la retirada de la red de consumidores secundarios cuando amenaza una superación de la potencia conectada. Aunque esta medida pueda ir dirigida al objetivo, sin embargo es impopular, porque tales consumidores retirados de la red no pueden utilizarse con fines empresariales durante determinados tiempos.

Por el documento US 5.548.200 se conoce un dispositivo para cargar las baterías de vehículos eléctricos que presenta varias estaciones de carga, de modo que varios vehículos puedan recargarse o bien simultáneamente o bien unos detrás de otros.

Finalmente los picos de potencia impredecibles en la red de suministro eléctrica de una empresa de suministro energético, a la que está conectada la red de la estación de repostaje, origina problemas también para el suministrador de energía, porque tienen que vencerse estas fluctuaciones de carga.

Por tanto, la invención tiene el objetivo de mejorar un sistema y un procedimiento para regular la potencia de carga de una batería en una red eléctrica, para la que está definida una potencia de conexión máxima, y de evitar los problemas explicados anteriormente.

La invención soluciona el objetivo definido anteriormente porque en un sistema y un procedimiento para regular la potencia de carga de una batería en una red eléctrica, para la que está definida una potencia de conexión máxima, se mide un consumo de potencia eléctrico en la red a la que va a suministrarse potencia eléctrica y se regula la potencia de carga de la batería en función del consumo de potencia eléctrico medido, de modo que el consumo de potencia eléctrico medido en la red sea inferior o igual a la potencia de conexión máxima definida.

Se recopilan datos de uso relativos a la batería que va a cargarse en cada caso. Tales datos de uso pueden comprender, por ejemplo, los tiempos de funcionamiento, la frecuencia de funcionamiento o también los ciclos de carga o el tipo de vehículo al que va a suministrarse energía eléctrica o su campo de aplicación, de modo que, por ejemplo, las baterías cuyos datos de uso indiquen un uso relativamente moderado, puedan posponerse con respecto a las baterías con un uso más intensivo en la asignación de la corriente de carga.

Partiendo de los datos de uso, que preferiblemente se recopilan y almacenan en un módulo integrado en la respectiva batería o el respectivo acumulador o en un ordenador de a bordo del respectivo vehículo eléctrico,

pueden realizarse evaluaciones y, basándose en estas evaluaciones, puede determinarse un tiempo de carga preferido y/o un lugar de carga preferido por ejemplo para una red distribuida de estaciones de repostaje, de modo que se tenga en cuenta de la mejor manera el uso respectivo. En una variante de la invención puede estar previsto que los vehículos de funcionamiento eléctrico dispongan de medios de comunicación inteligentes, con cuya ayuda puedan comunicarse con los ordenadores mencionados anteriormente. De este modo puede realizarse una gestión de flotas inteligente, con cuya ayuda pueden dirigirse los vehículos individuales a aquel lugar en el que está disponible la potencia de carga de batería necesaria en cada caso. Esto puede producirse en particular en combinación con tecnología de navegación.

Previendo estas medidas se consigue de manera ventajosa que la potencia de carga disponible para baterías se adapte a las condiciones según la técnica de suministro en la respectiva red. Así, de manera sencilla, pueden cargarse no sólo baterías individuales sino también varias baterías o módulos de baterías simultáneamente en la red, sin que durante la operación de carga tenga que contarse con una desconexión de carga no deseada de consumidores secundarios o con superaciones caras de la potencia de conexión máxima definida para la red. Previendo estas medidas ya de antemano, por ejemplo en la fase de planificación de una estación de repostaje eléctrica o en la adaptación de una estación de repostaje existente, puede prescindirse de inversiones nuevas en el área de la conexión de red eléctrica o de la red eléctrica interna. Además puede planificarse mejor el suministro según la técnica energética de una red de este tipo para la empresa de suministro energético que realiza el suministro respectivamente.

Por el documento US 2008/0052550 A1 se conoce una unidad de suministro de corriente que presenta un único suministro de corriente externo, que está configurado como pila de combustible o célula solar. Una característica de este suministro de corriente externo es que, debido a su resistencia interna, etc., al aumentar la corriente de salida disminuye la tensión de salida. El suministro de corriente externo presenta adicionalmente fluctuaciones de la potencia de salida, que se producen por cambios de temperatura o fluctuaciones en la radiación solar. Partiendo de estas características del suministro de corriente externo se propone un circuito de regulación y una unidad de suministro de corriente que contiene este circuito de regulación, que mediante la regulación de la corriente de salida del suministro de corriente externo aumenta la potencia de salida del dispositivo de suministro de corriente externo y la lleva hasta casi un máximo.

En una configuración preferida de la invención la regulación de la potencia de carga de la batería en función del consumo de potencia eléctrico medido comprende una regulación proporcional. De este modo se consigue una eficiencia considerablemente mayor que en el caso de los procedimientos de desconexión... [Seguir leyendo]

1. Sistema (6) para regular la potencia de carga de una batería (3a -3c) en una red eléctrica, para la que está definida una potencia de conexión máxima, presentando el sistema (6) lo siguiente:

-medios de medición (M) , que están configurados para medir un consumo de potencia eléctrico (P) en la 5 red a la que va a suministrarse potencia eléctrica,

-medios de regulación (R) , que están configurados para regular la potencia de carga de la batería (3a -3c) en función del consumo de potencia eléctrico (P) medido, de modo que el consumo de potencia eléctrico (P) medido en la red sea inferior o igual a la potencia de conexión máxima (PM) definida,

caracterizado por

-medios de detección (E) , que están configurados para detectar datos de uso (ND) relativos al uso de la batería (3a -3c) que va a cargarse en cada caso o de un vehículo (2a -2c) que presenta la batería (3a -3c) que va a cargarse,

estando configurados los medios de regulación (R) para tener en cuenta los datos de uso (ND) para influir de manera temporal en el flujo de energía en la red eléctrica para evitar picos de potencia.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de regulación (R) para regular la potencia de carga de la batería (3a -3c) en función del consumo de potencia eléctrico (P) medido comprenden una regulación proporcional.

3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el que están previstos los medios de detección de prioridad, que están configurados para detectar una prioridad, estando asignada la prioridad a la batería (3a -3c) que va a cargarse o a un vehículo (2a -2c) , que presenta la batería (3a -3c) que va a cargarse, y estando configurados los medios de regulación (R) para tener en cuenta la prioridad detectada.

4. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, en el que los medios de regulación (R) están configurados para tener en cuenta la hora del día.

5. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, en el que están previstos medios de detección

(E) , que están configurados para detectar la demanda de potencia de la batería (3a -3c) que va a cargarse, y en el que los medios de regulación (R) están configurados para tener en cuenta la demanda de potencia de la respectiva batería (3a -3c) que va a cargarse.

6. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en el que están previstos medios de evaluación, que están configurados para evaluar los datos de uso (ND) , y en el que están previstos medios de coordinación (K) , que en función de los datos de uso (ND) evaluados están configurados para coordinar el tiempo de carga y/o lugar de carga para una batería (3a -3c) .

7. Procedimiento para regular la potencia de carga de una batería (3a -3c) en una red eléctrica, para la que está definida una potencia de conexión máxima (PM) , presentando el procedimiento las etapas explicadas a continuación, concretamente:

-medir (V2) un consumo de potencia eléctrico (P) en la red a la que va a suministrarse potencia eléctrica,

-regular (V3) la potencia de carga de la batería (3a -3c) en función del consumo de potencia eléctrico (P) medido, de modo que el consumo de potencia eléctrico (P) medido en la red sea inferior o igual a la potencia de conexión máxima (PM) definida,

caracterizado por

-recopilar datos de uso (ND) relativos al uso de la batería (3a -3c) que va a cargarse en cada caso o de un vehículo (2a -2c) que presenta la batería (3a -3c) que va a cargarse, realizándose la regulación (V3) en función de los datos de uso (ND) mediante la influencia temporal en el flujo de energía en la red eléctrica para evitar picos de potencia.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la regulación (V3) de la potencia de carga de 45 la batería (3a -3c) en función del consumo de potencia eléctrico (P) medido comprende una regulación proporcional.

9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, realizándose la regulación (V3) en función de una prioridad que está asignada a la batería (3a -3c) que va a cargarse o a un vehículo (2a -2c) , que presenta la batería (3a -3c) que va a cargarse.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores 7 a 9, realizándose la regulación (V3) en función de la hora del día.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores 7 a 10, en el que se detecta la demanda de potencia de la batería (3a -3c) que va a cargarse y se realiza la regulación (V3) en función de la demanda de potencia detectada.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores 7 a 11, en el que se evalúan los datos de uso (ND) y basándose en la evaluación se coordinan tiempos de carga y/o lugar de carga para cargar la batería (3a -3c) .