[发明专利]用于在供电网络中缓存电能的固定蓄能器以及用于固定蓄能器的运行方法和加装模块

说明书

本发明涉及一种用于在供电网络(10)中缓存电能的电气的固定蓄能器(23)，所述固定蓄能器具有：至少一个电气的蓄能器单元(19)，其中，每个蓄能器单元(19)借助于相应的DC‑DC变换器(18')连接到共同的DC总线(22)上；以及能双向运行的AC‑DC变换器(17')，以用于将DC总线(22)耦联到供电网络(10)。本发明规定，所述固定蓄能器(23)为了与能电动运行的机动车(13)能量交换而具有充电设备(25)，所述充电设备包括用于连接机动车(13)以用于能量交换的连接装置(14)和用于控制所述能量交换的充电控制器(15)，其中，提供耦联装置(K)，所述耦联装置设置为用于至少为了能量交换将连接装置(14)经由一个或多于一个DC‑DC变换器(18、18')与DC总线(22)电气连接。

技术领域

本发明涉及一种用于在供电网络中缓存电能的固定蓄能器。本发明也包括一种用于运行这样的固定蓄能器的运行方法以及一种能够安装在常规的固定蓄能器中的加装模块。

背景技术

固定蓄能器例如可以安装在供电网络中或者连接在用电器或发电器附近，以便由此例如能够避免在功率峰值的情况下电能必须通过供电网络经过很长的路径来输送。替代地，电能在固定蓄能器中能够就地缓冲。供电网络的另一个名称也是三相电网或传输网络。

一种示例性的应用场合是用于能电动运行的机动车(电动车辆或混合动力车辆)的充电站或者充电桩的运行，所述能电动运行的机动车具有外部的充电接口(所谓的插电式变型方案)。对于电动移动出行所必需的是以高电功率充电。因为所使用的电动车辆的数量及其技术上可能的充电功率持续增加，所以针对供电网络的稳定性和经济性，越来越难以在充电桩上提供所述高功率。这特别是在以越来越高的功率越来越多地同时进行充电过程时情况如此，亦即例如应该在一个停车场上对多个电动车辆充电时。

为了能够在时间上提前在供电网络中进行按地区地分配电功率并且因此避免网络拥塞，普遍地可以将电气的固定蓄能器在电功率可能作为功率峰值或顶峰出现的区域中连接到供电网络，以便由此能提供所谓的调峰。这能够避免由于网络拥塞的充电功率的劣化。

因此，在存在多个充电站的情况下，在上述地理学的区域内不仅将至少一个电气的固定蓄能器、而且将至少一个充电站连接到供电网络，以便使电动车能以预定的电功率充电。这示例性地在图1中示出。所示出的是三相供电网络10，充电站11和电气固定蓄能器12可以连接到所述三相供电网络上。通过充电站11可以对电动车辆13以电能充电。为此，电动车辆13连接到充电站11的连接装置14上。为了将电能从供电网络10向连接装置15传输，可以配设有变压器16、AC-DC变换器17(AC——交流电，DC——直流电)、DC-DC变换器18(直流电压变换器)。示例性地在图1中给出了关于传输功率(100kW)和电平(600V、400V)的说明。充电控制器15可以通过与机动车的通信以已知的方式从机动车请求或者查明例如必需的充电电压和/或可传输的充电功率。但是用于传输充电能量的功率路径仅经过以下组件延伸：变压器、AC-DC变换器，DC-DC变换器和连接装置。

固定蓄能器12可以包括蓄能器单元19，所述蓄能器单元分别例如可以是电化学蓄电池(电池)。为了将蓄能器单元19与供电网络10相连接，可以配设有变压器20和AC-DC变换器21。AC-DC变换器21可以在DC总线22上在预定的电压水平(在图1中例如为800V)上提供所产生的直流电压，蓄能器单元19可以连接到所述DC总线上。DC总线22例如可以以汇流条或电缆为基础来形成。在图1中未示出的是，各蓄能器单元19可以通过相应的DC-DC变换器与DC总线22相连接，以便可以在DC总线22与相应的蓄能器单元19之间调整功率流。

因此，电能可以在本地从固定蓄能器12经由供电网络10提供在充电桩11中或者传输到该充电桩。但是由图1得知，为了对电动车辆13供应所希望的电功率并且在固定蓄能器12中在此必需地按地区地缓冲电能，大量的电气设备是必需的，这使得充电过程相应地不经济。