ES2409031T3

ES2409031T3 - Procedimiento y sistema para regular la potencia de carga de una batería

Info

Publication number: ES2409031T3
Application number: ES09450111T
Authority: ES
Inventors: Erich Andexlinger
Original assignee: ANDEXLINGER RUDOLF
Current assignee: ANDEXLINGER RUDOLF
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2013-06-24
Anticipated expiration: 2029-06-04
Also published as: EP2131469B8; EP2131469B1; AT506911B1; EP2131469A2; EP2131469A3; AT506911A1

Abstract

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.

Description

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 de carga conocidos.

Según un aspecto adicional de la invención, mediante una asignación de potencia de carga de batería en función de la prioridad también puede cumplirse el deseo de una carga de baterías en función de prioridades, tal como puede ser el caso, por ejemplo, con baterías para vehículos de emergencia o en un modelo de empresa, en el que se utiliza un modelo de pago en función de prioridades para la potencia de carga proporcionada.

Un aspecto adicional de la invención se refiere a la regulación en función de la hora del día de la potencia de carga de batería. En particular en situaciones, en las que el consumo de potencia total presenta fluctuaciones según la hora del día, puede ser ventajoso aprovechar horas con una demanda de potencia base reducida sobre todo para la carga de baterías. Lo mismo se aplica para tarifas de energía eléctrica en función de la hora del día, de modo que, siempre que lo permita la situación respectiva, puedan evitarse horas con tarifas caras.

También puede recurrirse a la demanda de potencia de una batería que va a cargarse como criterio adicional para regular la potencia de carga de batería, tal como se da mediante un aspecto adicional de la invención. A este respecto, la detección de la demanda de potencia puede producirse de diferentes maneras. Así, por ejemplo, pueden utilizarse lectores de código de barras, que detectan un código de barras dispuesto en la batería que va a cargarse en cada caso y equilibrarse la potencia de carga de batería entre diferentes baterías con distinta demanda de potencia de modo que, por ejemplo, se cargue con preferencia una batería con una demanda de potencia superior con respecto a una batería con una demanda de potencia inferior. Sin embargo, la demanda de potencia de la batería puede hacerse accesible también de otro modo. Por ejemplo, también pueden utilizarse acumuladores, que protocolicen y almacenen electrónicamente su respectivo estado de funcionamiento, como por ejemplo secuencias de carga y descarga, de modo que basándose en esta información de funcionamiento o estado almacenada pueda determinarse la demanda de potencia que realmente se produce en funcionamiento y, según esto, pueda regularse la potencia de carga de batería a favor de una batería, que debido a su respectivo campo de aplicación tiene una demanda de potencia superior a la de otra batería.

Resumiendo puede decirse que previendo las medidas según la invención se influye temporalmente en el flujo de energía en la red, con lo que pueden evitarse picos de potencia no deseados y de este modo puede prescindirse de un aumento de la potencia conectada eléctrica para la red. Este aspecto no sólo beneficia al usuario de la red a la que va a suministrarse potencia eléctrica, sino también a la empresa de suministro energético que suministra a esta red, que en principio tiene interés en relaciones de carga planificables y estables en su red de suministro. Además con las medidas de la invención puede conseguirse un efecto positivo duradero para operadores de flotas, porque se aumenta la vida útil de los acumuladores, puesto que éstos pueden cargarse en general más despacio y por tanto

también con más cuidado. En particular las soluciones en red pueden hacer que se mejore la disponibilidad de vehículos y se homogeneice la ocupación de estaciones de repostaje eléctricas. Incluso para el conductor individual la solución más sencilla, no en red, ya tiene la ventaja de que, siempre que esté presente físicamente, para su vehículo siempre hay libre un enchufe de abastecimiento de energía y por tanto, no tiene que enfrentarse al problema de buscar enchufes libres o al problema de una falta de energía. En relación con soluciones en red que también incluyen a los vehículos, los vehículos individuales pueden dirigirse o guiarse activamente según la ocupación respectiva de las estaciones de repostaje eléctricas o la respectiva demanda, para garantizar una recarga eficiente, rápida y ajustada a la demanda de las baterías. En caso de una recogida de datos adicional también pueden realizarse evaluaciones relativas al comportamiento de uso de los conductores o análisis respecto de la energía emitida en las estaciones de repostaje o pronósticos o simulaciones en relación con el uso de las estaciones de repostaje y valoración de la disponibilidad y aceptación.

Los aspectos explicados anteriormente y otros aspectos de la invención se explicarán a continuación con ayuda de ejemplos de realización a modo de ejemplo a los que, no obstante, no se limita la invención.

La figura 1 muestra de manera esquemática un sistema según un ejemplo de realización de la invención.

La figura 2a muestra de manera esquemática en forma de diagrama picos de potencia condicionados por la corriente de carga según el estado de la técnica.

La figura 2b muestra de manera análoga a la figura 2a la acción de limitación de picos de potencia de la invención.

La figura 3 muestra en forma de diagrama de flujo un procedimiento según la invención.

La figura 1 muestra de manera esquemática una infraestructura 1 para el funcionamiento de vehículos impulsados eléctricamente 2a, 2b a 2c, como por ejemplo de vehículos eléctricos de dos ruedas, vagonetas elevadoras y coches eléctricos, que obtienen su energía necesaria para el funcionamiento de baterías o acumuladores recargables 3a, 3b y 3c. Por motivos de claridad, en la figura 1 los vehículos 2a y 2b sólo se indican esquemáticamente con líneas de contorno y en caso del vehículo 2c sólo se visualizan los elementos interesantes en el contexto de la invención, a los que más adelante aún se hará referencia en detalle.

La infraestructura 1 tiene como objetivo una comodidad de uso óptima y al mismo tiempo una minimización de los costes de infraestructura y funcionamiento. El objetivo de la invención es conseguir en esta infraestructura 1 la integración de los vehículos eléctricos 2a a 2c y de las estaciones de repostaje eléctricas 4a a 4n para el repostaje eléctrico de tales vehículos eléctricos 2a a 2n para dar un sistema completo para, por un lado, alcanzar una carga eléctrica óptima de los acumuladores 3a a 3c de los vehículos eléctricos 2a a 2c y, por otro lado, un uso óptimo de una conducción de alimentación eléctrica 5 disponible para las estaciones de repostaje 4a a 4n o de la potencia máxima MP asignada a esta conducción de alimentación 5. La potencia máxima (MP) es la potencia de conexión definida para la red eléctrica de la infraestructura 1 que va a suministrarse con potencia eléctrica. La potencia máxima MP será en el presente caso de 100 kW.

En la figura 1 se representan dispositivos de transmisión de energía 4a1, 4a2 y 4a3 de la estación de repostaje 4a, que en el presente caso están formados por enchufes. Sin embargo, en este punto ha de indicarse que también pueden utilizarse otros medios adecuados para la transferencia de energía.

El elemento clave de la invención es que está previsto un sistema 6 que presenta medios de medición M que están configurados para medir un consumo de potencia eléctrico P en la red a la que va a suministrarse potencia eléctrica de las estaciones de repostaje 4a a 4n, y que están previstos medios de regulación R, que están configurados para regular la intensidad de carga de las baterías 3a a 3c en función del consumo de potencia eléctrico P medido, de modo que el consumo de potencia eléctrico P medido sea inferior o igual a la potencia de conexión máxima MP definida de la red eléctrica. Con ayuda de estos medios M puede realizarse el procedimiento según la invención tal como se representa en la figura 3. El procedimiento comienza en un bloque V1. En un bloque V2 se mide el consumo de potencia eléctrico P en la red a la que va a suministrarse potencia eléctrica de la infraestructura 1. En un bloque V3 se produce la regulación de la intensidad de carga de las baterías 3a a 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. El procedimiento termina en un bloque V4.

En la figura 1 en el presente caso se representa la red eléctrica de un establecimiento 7. Un componente del establecimiento 7 es un grupo de estaciones de repostaje, en el que por un lado puede repostarse combustible convencional y en las estaciones de repostaje eléctricas 4a a 4n pueden recargarse acumuladores o baterías 3a a 3c. El límite electrotécnico entre una red de suministro de energía general de una empresa de suministro energético y la red del establecimiento se indica en la figura 1 mediante la línea S. El repostaje convencional no se representa en detalle en la figura 1, porque no afecta a la invención. Sin embargo, el establecimiento 7 presenta principalmente dos grupos de consumidores eléctricos, concretamente por un lado las estaciones de repostaje eléctricas 4a a 4n y por otro lado todos los demás consumidores convencionales incluidas las bombas eléctricas para el repostaje convencional. La conexión eléctrica para este segundo grupo de consumidores se indica de manera simbólica mediante el número de referencia 8. En el presente ejemplo se supone que este segundo grupo de consumidores

según el uso puede requerir hasta 80 kW de potencia eléctrica para su funcionamiento. Las estaciones de repostaje eléctricas 4a a 4n están diseñadas para una salida de potencia de hasta 100 kW, lo que se simboliza mediante el número de referencia 9. Por ello, en caso de una demanda de potencia máxima simultánea en los consumidores convencionales y en las estaciones de repostaje eléctricas sin la previsión de la medida según la invención se superaría con creces la potencia de conexión de 100 kW.

Para contrarrestar esto, los medios de medición M miden el consumo de potencia P producido por los consumidores convencionales y las estaciones de repostaje eléctricas 4a a 4n en la red del establecimiento 7. Los medios de medición M no se explican más en detalle, porque el experto conoce su realización y cómo hacer accesibles los valores determinados por los mismos. La puesta a disposición de los valores de medición se representa mediante una línea de conexión ML con un ordenador 10.

En el presente caso los medios de regulación R están realizados en parte por el ordenador 10 en el que se ejecuta una primera aplicación 11. Como la carga de las baterías 3a a 3c o la regulación de la intensidad de carga se produce en el respectivo vehículo 2a a 2c, es necesaria una comunicación con los vehículos 2a a 2c. Para realizar esta comunicación el ordenador 10 se comunica por cable más allá de las estaciones de repostaje 4a a 4n individuales con los vehículos 2a a 2c, lo que se visualiza mediante la línea discontinua C1, y con ayuda de la primera aplicación 11 regula su potencia de carga sumada de tal manera que no se supere la potencia de conexión MP asociada con el establecimiento 7 de 100 kW.

Para garantizar la comunicación entre la primera aplicación 11 y los vehículos 2a a 2n, la estación de repostaje 4a está equipada con módems 12a1 a 12a3, que permiten una comunicación con el respectivo vehículo 2a a 2c aprovechando la conducción de suministro eléctrica entre la estación de repostaje 4a y el vehículo 2a, 2b ó 2c. Los vehículos eléctricos 2a a 2c también están equipados de manera especial, lo que se explicará más adelante en más detalle con ayuda del vehículo eléctrico 2c. El vehículo eléctrico 2c presenta una unidad de control central 13 que se utiliza para almacenar y hacer accesibles datos de uso ND relativos al uso de los acumuladores 3c o del vehículo 2c, a partir de lo que con ayuda de la primera aplicación 11 puede determinarse una demanda de potencia para, por ejemplo, la batería 3c. Para hacer accesibles los datos de uso ND, la unidad de control 13 dispone de posibilidades de comunicación, como por ejemplo comunicación inalámbrica en forma de telefonía móvil (GSM o tecnologías similares) o en forma de comunicación por cable en forma de un módem 14, que está previsto para la comunicación a través de una conducción de carga eléctrica con el correspondiente módem 12a3 de la estación de repostaje 4a. En el caso de la comunicación inalámbrica el ordenador 10 también dispone de correspondientes medios de comunicación.

El ordenador 10 o la primera aplicación 11 junto con los respectivos medios de comunicación 12a3 y 14 y la unidad de control 13 forman medios de detección E, que están configurados para detectar la demanda de potencia de la batería 3n que va a cargarse. La demanda de potencia determinada se tiene en cuenta adicionalmente por orden en la regulación de la intensidad de carga de batería, de modo que los vehículos eléctricos, que por ejemplo tienen una demanda de potencia superior a otros vehículos eléctricos, se tratan con preferencia en la carga de sus baterías.

El vehículo 2c presenta además transformadores 15, que están configurados para transformar la corriente alterna alimentada por la estación de repostaje 4a en corriente continua, con la que se cargan los acumuladores 3c. Los transformadores 15 están conectados de manera comunicativa con la unidad de control 13, de modo que la corriente de carga o la intensidad de carga de batería o potencia de carga pueda controlarse/regularse con ayuda de la unidad de control 13. Esto se representa mediante una línea discontinua C2. La unidad de control 13 y el transformador 15 forman un cargador de baterías. El ordenador 10 o la aplicación 11 junto con los medios de comunicación 12a3 y 14, la unidad de control 13 y los transformadores 15 forman en el presente caso los medios de regulación R según la invención. A este respecto, la potencia de conexión máxima PM que debe tenerse en cuenta en la regulación la conoce el ordenador 10 o la aplicación 11.

En el caso de modelos de tarificación en función de la hora del día para proporcionar energía eléctrica o en el caso de fluctuaciones de ocupación en función de la hora del día ha resultado además ventajoso que la primera aplicación 11 tenga en cuenta la hora del día en la regulación de la intensidad de carga de batería.

En una forma de configuración adicional de la invención puede estar previsto que se ejecute una segunda aplicación 16 en el ordenador 10, con cuya ayuda pueden utilizarse los datos de uso ND para una gestión de flotas de vehículos eléctricos 2a a 2n. La segunda aplicación 16 realiza medios de coordinación K, que están configurados para coordinar el tiempo de carga, en el sentido de tiempo de inicio y fin o duración de carga, y lugar de carga para una batería. De este modo los vehículos eléctricos 2a a 2c individuales, que por ejemplo pertenecen a un parque móvil de una empresa o forman la circulación individual, pueden dirigirse en el momento correcto u óptimo y/o durante la duración de tiempo correcta u óptima a aquella estación de repostaje 4a, 4b, 4c ó 4n, que puede proporcionar la intensidad de carga de batería o potencia de carga óptima correspondiente a los datos de uso ND de manera planificable, sin que se supere una potencia de conexión MP asociada a la respectiva red.

En una forma de configuración adicional de la invención los datos de uso ND que van a evaluarse pueden estar divididos en dos clases, concretamente en datos de uso relativos a la estación de repostaje NDT y en datos de uso relativos a la batería NDB del respectivo vehículo eléctrico 2a, 2b ó 2c. La evaluación de estas dos clases puede

utilizarse por un lado para una optimización de la distribución de potencia en las respectivas estaciones de repostaje 4a a 4n y por otro lado para la gestión de flotas o en aspectos de la optimización de la circulación individual basada en vehículos eléctricos. Según esta variante los datos de uso relativos a la estación de repostaje NDT se proporcionan a través de la posibilidad de comunicación caracterizada con C1 y los datos de uso relativos a la batería NDB por ejemplo a través de un módulo de comunicación GSM 17. Los medios de evaluación pueden realizarse, por ejemplo, por el ordenador 10.

Un aspecto adicional de la invención se refiere a tener en cuenta prioridades al proporcionar intensidad de carga de batería. Así, por ejemplo, puede estar previsto que los vehículos de emergencia tengan una prioridad más alta con respecto a la circulación individual. Tales vehículos pueden registrarse al entrar en la estación de repostaje 4a a 4n o detectarse en el respectivo dispositivo de transmisión de energía 4a1 a 4a3 con ayuda de medios de detección de prioridad no representados. Esto puede producirse detectando la matrícula u otra característica de identificación. Sin embargo, también puede estar previsto que el conductor se identifique con una tarjeta de chip y se determine la prioridad que se le ha asignado con ayuda del ordenador 10. Los medios de regulación R tratan este caso de tal manera que realizan la carga de la batería insertada en el vehículo de emergencia por ejemplo con la intensidad de carga máxima permitida para esta batería o bajo otro punto de vista, como una vida útil maximizada de la batería, y se reduce de manera correspondiente la intensidad de carga de batería para las demás baterías que van a cargarse simultáneamente. A este respecto la batería que va a cargarse con preferencia puede tratarse como si formara parte de los consumidores convencionales, es decir, de los que no se van a ver influidos por los medios de regulación R. Para el caso de que en un procedimiento de este tipo exista amenaza de superar la potencia de conexión PM, puede suprimirse la carga de baterías con prioridad más baja o, finalmente, cuando incluso esta medida no es suficiente, reducirse o regularse la corriente de carga para la batería con prioridad alta, para evitar de manera fiable superar la potencia de conexión PM.

En una configuración de red dentro de la infraestructura 1 puede estar previsto que a cada una de las estaciones de repostaje 4a a 4n en sí misma esté asignada una potencia de conexión máxima secundaria. Esto puede estar previsto en terrenos empresariales grandes en los que desde el punto de vista electrotécnico tenga sentido segmentar el suministro de energía interno. En tal caso los medios de medición M y los medios de regulación R pueden estar configurados de manera que traten individualmente cada una de las áreas de infraestructura.

En una forma de configuración adicional de la invención puede estar previsto que cada una de las estaciones de repostaje 4a a 4n esté localizada en diferentes áreas de suministro o se le asignen diferentes redes de suministro. En tal caso, cuando se trata por tanto de una estructura de red de suministro de energía más compleja que la representada en la figura 1, en la que existen varias conexiones de red de suministro con potencias de conexión que difieren entre sí y las conexiones de red de suministro se proporcionan dado el caso por diferentes empresas de suministro energético, puede realizarse la medición del consumo de potencia para cada una de las redes en cuestión y ajustarse la regulación de la intensidad de carga de batería al consumo de potencia existente en cada caso y la potencia de conexión MP disponible en la respectiva red. Según la situación esto puede producirse de manera centralizada o descentralizada a través de ordenadores en red.

Resumiendo ha de indicarse que la invención produce sinergias en la infraestructura que van desde una vida útil aumentada de los acumuladores, un mejor conocimiento de su uso, pasando por un uso óptimo de las potencias conectadas eléctricas existentes en las estaciones de repostaje hasta una capacidad de planificación mejorada del consumo de energía por parte de las empresas de suministro energético.

En el campo de la gestión de flotas se obtienen en detalle ventajas con respecto a la duración de uso lo más larga posible de las baterías o acumuladores utilizando o evaluando los perfiles de uso de los acumuladores y aplicando estrategias de carga ajustadas a los mismos. Además está disponible información relativa a la eficiencia energética, que resulta del modo de uso del vehículo. De aquí pueden derivarse estrategias para el uso óptimo del vehículo con las limitaciones dadas según la actividad. Considerando esto en conjunto se obtienen costes de funcionamiento lo más reducidos posible.

Para el conductor individual se obtienen ventajas en cuanto a la localización o disponibilidad rápida del punto de recarga o estación de repostaje más próximo, lo que en conjunto lleva a tiempos de carga/tiempos de repostaje en general acortados o adaptados a la situación, lo que por consiguiente en el contexto de la economía de la empresa puede tener como consecuencia un uso del personal más eficiente y en el sector privado puede producir una calidad de vida mejorada.

Por parte de las empresas de suministro energético se obtiene ventajosamente una mejor capacidad de planificación del consumo de energía porque se evitan picos de suministro de energía no planificables, lo que se representa esquemáticamente en la figura 2 en forma de diagrama. La figura 2b muestra cómo se evitan los picos de potencia que superan la potencia de conexión máxima PM, que pueden producirse por la recarga de baterías, previendo las medidas según la invención. En detalle en la figura 2a se representa una situación típica con una superación de la potencia máxima PM sin el uso de las medidas según la invención. A este respecto al consumo de potencia producido por los consumidores convencionales, es decir, la carga base, que se representa con ayuda de la línea continua, se suma la potencia de carga de batería a todo el consumo de potencia en la red, que se representa con

ayuda de la línea de trazos y puntos. En comparación a esto, tal como se representa en la figura 2b, mediante la regulación de la corriente de carga de batería que tiene en cuenta el consumo de potencia total en la red, se evita el pico de potencia que supera la potencia conectada PM. Esto, a su vez, posibilita a una empresa de suministro energético ofrecer energía eléctrica de la manera más económica posible. Además ha de partirse de costes de infraestructura (costes de construcción y funcionamiento) lo más reducidos posible relativos a la conexión eléctrica de redes de estaciones de repostaje, porque puede recurrirse a los sistemas de conexión y las redes eléctricas existentes de las estaciones de repostaje.

En este punto ha de indicarse que la realización de los medios de regulación R no tiene que ir unida al ordenador 10. Más bien también pueden realizarse medios de regulación R de funcionamiento equivalente mediante módulos semiconductores integrados, como por ejemplo circuitos integrados de aplicación específica, que se localizan distribuidos en las respectivas estaciones de repostaje 4a a 4n y se comunican entre sí. Considerado en conjunto los aspectos mencionados anteriormente también pueden lograrse en principio en una infraestructura 1 organizada de manera descentralizada. Lo mismo se aplica de manera análoga para los medios de medición M. Por ello, el concepto según la invención también comprende soluciones que permiten una integración parcial o completa de elementos funcionales de los medios de medición M y/o de los medios de regulación R en un módulo dentro de una estación de repostaje o incluso en módulos de baterías o acumuladores inteligentes que se comunican entre sí.

Además se indica que, aunque se hayan representado las baterías 3c retiradas de la unidad de control 13 y de los medios de comunicación 14, también puede estar presente una solución completamente integrada o parcialmente integrada en forma de módulos de baterías inteligentes que puede comprender todos los elementos 3c, 13, 14, 15 y C2 o sólo partes de los mismos. También puede estar previsto que tales módulos puedan extraerse de los vehículos 2a a 2c y depositarse para la carga eléctrica en las estaciones de repostaje 4a a 4n.

Como aspecto adicional puede estar previsto que la comunicación entre la estación de repostaje y el vehículo o el módulo de baterías no se realice con medidas por cable sino con medidas inalámbricas.

Aunque en los aspectos descritos anteriormente siempre se hayan representado dos baterías o acumuladores en un vehículo, en este punto ha de indicarse que finalmente este número puede elegirse de forma arbitraria, lo que también afecta de manera análoga a los módulos de baterías o acumuladores. Finalmente la invención también puede utilizarse en el ámbito privado como, por ejemplo, en casas unifamiliares o plurifamiliares o en bloques de viviendas.

Éstos y otros aspectos de la invención serán evidentes para el experto a través del estudio de los ejemplos de realización dados a conocer anteriormente, de modo que la invención no está limitada a estos ejemplos de realización, que según la respectiva situación también pueden combinarse entre sí. Las medidas de la invención pueden realizarse completa o parcialmente con ayuda de un programa informático, que se ejecute en un ordenador, aplicándose el procedimiento según la invención.

El uso del número singular no excluirá el número plural, lo que también se aplica a la inversa, siempre que no se indique lo contrario.

Claims

REIVINDICACIONES

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

10 -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.

15 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

20 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

25 (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

30 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:

35 -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

40 -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.

50 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).