(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの制御装置及び可変数の電気貯蔵ブロックが交換可能に収容される複数の収容スペースが設けられた開閉装置キャビネットハウジングを備えるエネルギー貯蔵装置であって、貯蔵ブロックを選択的に互いに直列又は並列に接続可能であり、かつ電流コントローラを介して電力接続部と接続されている、エネルギー貯蔵装置に関する。すなわち、まず初めに、制御及び電力用電子機器モジュールを交換することなしに、及び相応に配線する必要なしに別の動作方式又は別の用途への制御器及び電力用電子機器の適合を可能にするために、開閉装置キャビネットハウジングに組み付けられた制御装置及びこの制御装置と接続された電力用電子機器部品自体を構成変更可能に、又は可変に形成することが提案される。
2021528033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの制御装置（９）及び可変数の貯蔵ブロック（７）が交換可能に収容される複数の収容スペース（２０）が設けられた開閉装置キャビネットハウジング（１０）を備えるエネルギー貯蔵装置であって、前記貯蔵ブロック（７）を選択的に互いに直列又は並列に接続可能であり、かつ電流コントローラ（８）を介して電力接続部（１１、１２）と接続されている、エネルギー貯蔵装置において、前記電流コントローラ（８）がスケーリング可能に形成され、かつ使用される貯蔵ブロック（７）の数と貯蔵ブロックの並列接続及び／又は直列接続に依存して異なったスケーリング段階で運転されることを特徴とする、エネルギー貯蔵装置。
【請求項２】
前記使用される貯蔵ブロックの数並びに／又は貯蔵ブロックの並列接続及び／若しくは直列接続を検出するための検出装置が設けられ、かつスケーリング装置が前記検出装置の信号に依存して前記電流コントローラ（８）を自動的にスケーリングする、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項３】
電流コントローラ（８）として少なくとも１つのＤＣ／ＤＣ変換器が設けられ、投入及び遮断可能な周波数変換器、並びに／又はオン及びオフ可能なＡＣ／ＤＣコンバータ（４１）が設けられ、それにより前記エネルギー貯蔵装置を選択的に、周波数変換器及び／又はＡＣ／ＤＣコンバータ（４１）が投入された場合に交流電圧システムのために、並びに周波数変換器及び／又はＡＣ／ＤＣコンバータ（４１）が遮断された場合に直流システムのために使用可能である、請求項１又は２に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項４】
種々に形成された貯蔵ブロック（７）を前記開閉装置キャビネットハウジング（１０）の前記収容スペース（２０）に収容可能であり、かつ相互に交換可能であり、前記貯蔵ブロック（７）は、以下のタイプの貯蔵ブロック、すなわちコンデンサセル、バッテリセル、燃料セルのうちの少なくとも２つを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項５】
前記開閉装置キャビネットハウジング（１０）内に、二層コンデンサを有する貯蔵ブロック（７）とバッテリセルを有する貯蔵ブロック（７）とが同時に収納されている、請求項４に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項６】
前記貯蔵ブロック（７）及び／又は前記制御装置（９）及び／又は前記電流コントローラ（８）を冷却するための冷却装置（１６）が設けられ、少なくとも部分的に前記開閉装置キャビネットハウジング（１０）内に収納され、前記冷却装置（１６）は、前記貯蔵ブロック（７）の種々の電力構成及び／又は種々の貯蔵ブロックのために構成変更可能な冷却モジュールを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項７】
前記冷却装置（１６）は、前記収容スペース（２０）に沿って、及び／又は前記貯蔵ブロック（７）を保持するための収容ホルダを通り抜けて延びる冷却手段（１８）を前記開閉装置キャビネットハウジング（１０）内に有する少なくとも１つの液冷モジュール（１７）を含む、請求項６に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項８】
前記冷却装置（１６）は、少なくとも１つの空冷モジュール（３０）を含み、前記収容スペースに、及び／若しくは前記収容スペース間に、並びに／又は前記貯蔵ブロック（７）に冷却リブ（３１）と、前記冷却リブ（３１）を通り抜ける冷却空気流を生成するための少なくとも１つの冷却空気ファン（３２）が設けられている、請求項６又は７に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項９】
前記冷却装置（１６）は、少なくとも１つの二相冷却モジュールを含み、前記二相冷却モジュールは、前記収容スペース（２０）の少なくとも１つに、及び／又は前記貯蔵ブロック（７）の少なくとも１つに、低温で蒸発する液体が充填される冷却剤容器を有する、請求項６から８のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項１０】
前記冷却液は、７０℃未満又は５０℃未満又は３５℃未満の沸点を有する、請求項９に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項１１】
前記冷却装置（１６）は、ポンプ及び／又はタンクユニット（３５）を含み、前記ポンプ及び／又はタンクユニット（３５）は、前記ポンプ及び／又はタンクユニットが前記開閉装置キャビネットハウジング（１０）内の貯蔵ブロック（７）のために設けられた収容スペース（２０）に設置可能であるように、形状及び寸法に関して前記貯蔵ブロック（７）に適合させてある、請求項１から１０のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項１２】
電磁干渉を抑制又は低減するための少なくとも１つのＥＭＣフィルタ（１３）が前記開閉装置キャビネットハウジング（１０）に収納され、特に前記収容スペース（２０）の１つに設置されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項１３】
前記開閉装置キャビネットハウジング（１０）内に、エラー時に前記貯蔵ブロック（７）を前記電流コントローラ（８）から自動的に切り離すための分離装置が設けられている、請求項１から１２のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項１４】
それぞれ収容スペース（２０）に収容された貯蔵ブロック（７）を含む複数の開閉装置キャビネットハウジング（１０）が設けられ、前記複数の開閉装置キャビネットハウジング（１０）は、その内部に収容された前記貯蔵ブロック（７）の前記電力接続部（１１、１２）と選択的に並列接続又は直列接続されている、請求項１から１３のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項１５】
前記複数の開閉装置キャビネットハウジング（１０）の少なくとも２つがそれぞれ液冷モジュール（１７）を含み、かつ冷却剤管路（１８）により他の別個の開閉装置キャビネット内に収納されている共通の再冷却器（１９）に接続される、請求項１４に記載のエネルギー貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの制御装置及び可変数の電気貯蔵ブロックが交換可能に収容される複数の収容スペースが設けられた開閉装置キャビネットハウジングを備えるエネルギー貯蔵装置であって、貯蔵ブロックを選択的に互いに直列又は並列に接続可能であり、かつ電流コントローラを介して電力接続部と接続されている、エネルギー貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
開閉装置キャビネットに組み込まれたこの種のエネルギー貯蔵装置は実務からすでに知られていて、様々な用途に用いられ、その際、開閉装置キャビネットが設置周辺部の他のコンポーネントのためにも使用されることが多い。特に、エネルギーを動作時に周期的に必要とし、次いで発電動作時に再び放出する電気駆動システムのためにエネルギー貯蔵装置を用いることができ、それにより再び放出された電気エネルギーを中間貯蔵することが有意義である。多くの場合、この種の電気駆動システムには、システム制御器、並びに周波数変換器、ヒューズ、並びに類似の電気的及び電子的コンポーネントを含めた電力用電子機器などの電源網運転のために必要とされる制御コンポーネントが収納される開閉装置キャビネットがすでに存在する。その限りで、補助的に用いられるエネルギー貯蔵装置については、例えば隣接する開閉装置キャビネット内の電源網運転のための上位制御器又は電力用電子機器と簡単に接続できるようにするため、及びエネルギー貯蔵装置に容易にアクセスするために、類似の開閉装置キャビネットに収納されることが有利である。
【０００３】
エネルギーを節約するために、電気モータのより良い効率を活用できるようにするべく、これまで機械式又は液圧式で運転された駆動装置が電化されつつある。その際、特に、加速段階及び制動段階、又は上昇及び下降が周期的に繰り返される用途では、加速段階又は上昇段階でエネルギーを提供し、制動段階又は下降段階では放出されたエネルギーを逆給電（ｒｕｃｋｓｐｅｉｓｅｎ）し、かつ少なくとも１つの貯蔵ブロックに貯蔵するために、エネルギー貯蔵装置を駆動システムに組み込むこと又は駆動システムに接続することが有意義であり、それにはコンデンサ、特に二重層コンデンサが適し、さらに他のバッテリシステム又はアキュムレータも適している。その際、駆動システムによっては、部分的に、提供及び中間貯蔵される必要のあるエネルギーがかなりの量であり、それにより従来のエネルギー貯蔵器ではすぐにその限界に直面するか、又は要求に対処するためにインテリジェントな制御器を必要とする。
【０００４】
少なくとも１つの貯蔵ブロックにより提供される電圧若しくは出力される電流をそれぞれの駆動システム並びに駆動システムの必要電圧量及び／若しくは必要電流量に適合させるため、並びに／又は逆に駆動システムから逆給電された電流を貯蔵ブロックの内部電圧回路の現状に適合させるために、エネルギー貯蔵装置は、提供又は給電された電流を電圧及び／又は周波数などの特徴的なパラメータに関して必要に合うよう適合させるための少なくとも１つの電力変換器構成要素を有することができる。
【０００５】
その際、種々の収容スペースを有する開閉装置キャビネットハウジングを使用することは、それぞれのエネルギー貯蔵装置をそれぞれの駆動システムに適合させることを簡単に可能にする。特に、必要とされる電力レベル及び電圧レベルに応じて相違に形成された、かつ相違した数の貯蔵ブロックが開閉装置キャビネットに収納され得る。比較的小さい駆動システムの場合、例えば開閉装置キャビネット内に唯一の貯蔵ブロックで足り得るのに対して、別の用途では、同じ開閉装置キャビネット内に２つ、３つ、又はさらには４つ、及び５つの貯蔵ブロックを収納することができる。その際、異なった動作方式に対して異なったタイプの貯蔵ブロックを収納すること、又は相互に交換することもできる。例えば上昇運転及び下降運転が短いサイクルで行われることにより、大電流量を短時間で中間貯蔵する必要がある場合、コンデンサセル、特に二重層コンデンサを有する貯蔵ブロックが有利であり得る。しかしながらエネルギー貯蔵装置が、均一な運転に使用され、時々しか、例えば始動段階にしか追加のエネルギー分、又は非常供給が必要とされない場合、貯蔵ブロックとしてとしてのバッテリセルが有利であり得る。さらに別の用途では、燃料セルを貯蔵ブロックとして使用することもできる。
【０００６】
開閉装置キャビネットにエネルギー貯蔵装置を組み込むことがすでにある程度の柔軟性と構成変更性とを可能にするとしても、これまでの解決策は限定的にしか柔軟でなく、それぞれの用途に十分に適合し得ない。特に電力クラスに関して互いにかなり隔たりのある種々の駆動システムのために使用する場合、公知の開閉装置キャビネットの解決策では、適切に規模が設定される冷却と電磁両立性の点で適切に規模が設定される保護に関して問題がある。開閉装置キャビネットが、高電力等級用に十分な大きさにされた冷却システムを具備する場合、ただ１つの貯蔵ブロックを用い、それに対応して低電力の用途に対して過度な冷却が行われる。同時に、開閉装置キャビネットの強度の電磁遮断は不必要な構造空間を無駄に使い、電磁非両立性が比較的小さい用途には過大な追加重量を引き起こし得る。
【０００７】
その一方で、公知の開閉装置キャビネットの解決策は、電力レベルのそれ自体ごく限られた変化を補償すべき場合でも、エネルギー貯蔵装置の制御器及び電力用電子機器をそれぞれの利用目的に適合させるために依然として比較的高い装備変更コストを要する。したがって、例えば、制御モジュールを開閉装置キャビネットから取り外し、別の制御モジュールと取り替え、次いでこれを再び相応に貯蔵ブロック及び他のコンポーネントと配線しなければならないことに依然として比較的手間がかかる。場合によっては制御装置とともに開閉装置キャビネットモジュールに統合される電力用電子機器についても同じことが当てはまる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、従来技術の欠点を回避する、かつこれを有利に改良する冒頭で述べた種類の改善されたエネルギー貯蔵装置を提供するという課題にもとづいている。特に、エネルギー貯蔵装置が別の利用目的のために、又は接続された駆動装置若しくは作業装置の別の動作方式のみのために必要とされる場合に、エネルギー貯蔵装置が必要に応じて十分に柔軟に構成可能であるとともに、大した手間をかけずに迅速に装備変更可能であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記課題は請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置によって解決される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
【００１０】
すなわち、まず初めに、制御及び電力用電子機器モジュールを交換することなしに、及び相応に配線する必要なしに別の動作方式又は別の用途への制御器及び電力用電子機器の適合を可能にするために、開閉装置キャビネットハウジングに組み付けられた制御装置及びこの制御装置と接続された電力用電子機器部品自体を構成変更可能に、又は可変に形成することが提案される。第１の態様では、エネルギー貯蔵装置は、エネルギー貯蔵装置の電力接続部を少なくとも１つの貯蔵ブロックと接続する少なくとも１つの電流コントローラがスケーリング可能（ｓｋａｌｉｅｒｂａｒ）に形成され、かつ使用される貯蔵ブロックの数と貯蔵ブロックの並列接続及び／又は直列接続に依存して異なったスケーリング段階（Ｓｋａｌｉｅｒｓｔｕｆｅｎ）で運転されることを特徴とする。これによって電流コントローラを含む開閉装置キャビネット又は電力用電子機器モジュールの交換又は改造を回避することができる。例えば、開閉装置キャビネットに追加の貯蔵ブロックが収納される、及び／又は直列接続から並列接続に移行されることにより電力若しくは電圧レベルが高くなる場合、スケーリングしなおす（Ｕｍｓｋａｌｉｅｒｅｎ）ことによって電流コントローラをより高い処理されるべき電力レベルに適合させることができる。例えば、電流コントローラは、スケーリング可能な多相構造を有することができ、及び／又は並列接続によってスケーリング性を可能にする複数のコントローラ要素を含むことができる。
【００１１】
本発明の有利な展開形態では、上記の電流コントローラは、ＤＣ／ＤＣ変換器又はＤＣ／ＤＣコンバータであり得、ＤＣ／ＤＣ変換器又はＤＣ／ＤＣコンバータを介して、少なくとも１つの貯蔵ブロックがエネルギー貯蔵装置の電力接続部に電気エネルギーを提供するか、又はその逆に、接続された駆動システムが発電動作の場合にエネルギーが貯蔵ブロックに充電される。特に、この場合、双方向のＤＣ／ＤＣ変換器を使用することができ、この双方向のＤＣ／ＤＣ変換器を介して少なくとも１つの貯蔵ブロックがエネルギーを出力及び充電することができる。この種のＤＣ／ＤＣコンバータ又はＤＣ／ＤＣ変換器は、入力で供給される直流電圧をより高い、より低い、又は反転された電圧レベルを有する直流電圧に変換でき、かつ例えばエネルギー貯蔵ブロックを充電するためにエネルギーを高電圧レベルから低電圧レベルへ移すこと、及び同様に別の方向に移動させること、すなわち引き出すこと、若しくは貯蔵ブロックから駆動システムの直流電圧回路に移動させることができる電気回路を指す。
【００１２】
しかし貯蔵ブロック及び駆動システムに応じて、例えば整流器、インバータ、周波数変換器又は一般にコンバータなどの他の電力変換器又は電流コントローラを使用することもでき、この種の電力変換器は、ダイオード、トランジスタ、又はサイリスタ、さらにＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ又はＩＧＣＴなどの電子部品を含み得る。
【００１３】
その際、少なくとも１つの電流コントローラの上記のスケーリング性は、本発明の展開形態では、有利にも自動化して、又は少なくとも半自動化して行うことができる。特に、現在電力レベルを検出するため、並びに／又はそれぞれ使用される貯蔵ブロックの数並びに／若しくは貯蔵ブロックの並列接続及び／若しくは直列接続を検出するための検出装置を設けることができ、スケーリング装置（Ｓｋａｌｉｅｒｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ）は、上記の検出装置の信号に依存して、例えば上記の電流コントローラの要素又は位相を投入又は遮断することによって上記の電流コントローラをスケーリングすることができる。
【００１４】
エネルギー貯蔵装置を直流電圧システムのため以外にも用いることができるようにするために、先に挙げたＤＣ／ＤＣ変換器に加えて、殊に投入可能及び遮断可能な周波数変換器を設けることができ、それによりエネルギー貯蔵装置を、選択的に、周波数変換器を投入した場合には交流電圧網のために使用可能であり、周波数変換器を遮断した場合には同様に直流電圧網のために使用可能である。
【００１５】
上記の周波数変換器は、貯蔵ブロック及び制御装置又は電力用電子機器と同じ開閉装置キャビネットに収納することができるが、これに代えて、別個の開閉装置キャビネットに組み付けるか、又は外部の別の箇所に配置することもできる。
【００１６】
開閉装置キャビネットを種々の利用目的、及びそれぞれ接続される作業機械の運転方式に簡単に適合できるようにするために、エネルギー貯蔵装置は、相互に交換可能であり、かつ有利には同じ収容スペースに取り付けることができる種々に形成された貯蔵ブロックを含むことができることが有利である。このことは、例えば、種々に形成された貯蔵ブロックが同じ接続寸法又は互いに合致する接続面を有し、接続面によって貯蔵ブロックを開閉装置キャビネットの接続スペースに設置可能であることによって達成することができる。接続スペースが、例えば差込みガイド又は挿入ガイドを備えている場合、貯蔵ブロックは、そのタイプに関係なくガイドに適合するスライドガイド面を具備することができる。したがって貯蔵ブロックは、その全寸法及び外寸が必ずしも互いに同一である必要がなく、それにもかかわらず、当然同一でもよいが、それぞれの接続スペースに設置するために重要な接続寸法に適合することで十分である。
【００１７】
それにもかかわらず、貯蔵ブロックは、開閉装置キャビネット内に異なった収容スペースが設けられている場合には互いに異なる接続寸法を有することもできる。
【００１８】
特に、種々の貯蔵ブロックは、特に二重層コンデンサの形のコンデンサセル、バッテリセル、及び燃料セルという３つのタイプの貯蔵ブロックのうちの少なくとも２つを含むことができる。
【００１９】
用途に応じて、開閉装置キャビネット内にただ１つのタイプの貯蔵ブロックのみ、例えば二重層コンデンサのみ、又はバッテリのみを収納することができ、用途に応じて貯蔵ブロックのタイプを取り替え可能であることが有利である。
【００２０】
しかしこれに代えて、本発明の有利な展開形態では、同じ開閉装置キャビネット内に同時に種々のタイプの貯蔵ブロック、例えば少なくとも１つの二重層コンデンサ及び少なくとも１つのバッテリセルを収納することも可能である。貯蔵ブロックのタイプに関して混合した貯蔵ブロックの配置によって、それらの貯蔵ブロックの利点を１つにまとめることができる。特に、大きい電気エネルギー量を迅速に受け取り、再び出力できる電力貯蔵器を得るために、開閉装置キャビネット内に少なくとも１つの二重層コンデンサを収納することができ、さらに、基本必要量又は緊急時必要量をまかなうために開閉装置キャビネット内に貯蔵ブロックとして少なくとも１つのバッテリセルを配置することができる。
【００２１】
本発明の有利な展開形態では、エネルギー貯蔵装置は、貯蔵ブロックを冷却するための、並びに場合によっては制御装置及び／又は制御装置の電力用電子機器も冷却するための、例えば先に挙げたＤＣ／ＤＣ変換器の、又は別の電流コントローラの形の冷却装置を含む。上記の冷却装置が少なくとも部分的に開閉装置キャビネットハウジング内に組み込まれ得ることが有利であり、冷却装置は、種々の電力等級のエネルギー貯蔵装置並びに／又は種々のタイプ及び数の貯蔵ブロックの使用のために構成変更可能に形成され得るか、あるいは種々に形成された冷却モジュールを含むことができることが有利である。冷却装置のこの種の構成変更性により、エネルギー貯蔵装置がごく小さい電力等級で作動するか、又は温度に左右されない（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｕｎｋｒｉｔｉｓｃｈ）貯蔵ブロックを使用する場合に過度な冷却が回避される。同時に、熱集約的な用途には十分な冷却が保証され、その際、そのために開閉装置キャビネット全体を取り替える必要がない。
【００２２】
特に、上記の冷却装置は液冷モジュールを含むことができ、液冷モジュールは、貯蔵ブロック並びに／又は制御装置及び／若しくは電力用電子機器のための上記の収容スペースに沿って設けることができる冷却剤管路を開閉装置キャビネットハウジング内に有することができ、上記の冷却剤管路は、収容スペースに沿って、又はさらに収容ホルダを通り抜けても延びることができる。例えば貯蔵ブロックのために開閉装置キャビネットハウジング内に引き出しが設けられている場合、貯蔵ブロック又は制御モジュール及び／若しくは電力用電子機器モジュールが挿入される引き出しを区画する壁が、貯蔵ブロック又は電力用電子機器モジュールから熱を逃がすための冷却剤管路を備えることができる。しかしこれに代えて、又はこれに加えて、例えば冷却蛇管の形の冷却剤管路を露出させて配置することもでき、有利には、エネルギー貯蔵装置の冷却されるべきコンポーネントのすぐ隣に取り付けられ得る。
【００２３】
温かい又は熱い貯蔵モジュールで温まる冷却剤は、冷却剤管路を介して、有利には開閉装置キャビネットハウジングの外側、例えば開閉装置キャビネットハウジングの屋根又は天井に配置することができる再冷却器へ循環させられる。これに代えて、又はこれに加えて、この種の再冷却器は、冷却剤管路が接続された別個の開閉装置キャビネット内に収納することもできる。
【００２４】
しかしこの種の液冷モジュールに代えて、又はこれに加えて、空冷モジュールを設けることもでき、空冷モジュールは、前記収容スペースに、及び／又は収容スペース間に冷却リブを含むことができ、冷却空気流がこれらの冷却リブを通り抜けて流れることができる。冷却空気流を生成するために、先に挙げた冷却リブを通り抜ける冷却空気流を吹き出す、又は吸い込むことができる少なくとも１つの冷却空気ファンを設けることができる。十分な冷却空気流を生成するため、及び各収容スペースを十分に冷却するために、収容スペース間又は貯蔵器モジュール間に設けられる各冷却リブ群にこの種の冷却空気ファンを設けることができ、開閉装置キャビネットハウジング内の必要とされる収容スペースのみを実際に冷却するために、複数の冷却空気ファンが個別に切換可能であり得ることが有利である。少数の貯蔵ブロックしか必要とされないことから、例えば１つ若しくは２つの収容スペースが空いている場合、又は特定の動作方式のために個々の貯蔵ブロックをオフにしておく場合、対応する冷却空気ファンも同様にオフにすることができる。
【００２５】
しかし、この種の液冷及び／又は空冷モジュールに代えて、又はこれに加えて、少なくとも２つの二相冷却モジュールを設けることもでき、二相冷却モジュールは、エネルギー貯蔵装置の冷却されるべき要素を冷却媒体の相変態によって冷却することができる。特にこの種の二相冷却モジュールは、低温でも蒸発する液体が収容されている少なくとも１つの冷却剤容器を有することができ、それにより液体は、貯蔵ブロック、又は電力用電子機器の部品、又は他の熱発生部品によって加熱された場合に蒸発することができる。
【００２６】
それぞれの貯蔵ブロック又はそれぞれの電力用電子機器部品を効果的に冷却するために、この種の冷却剤容器を収容スペースの各々、若しくは少なくとも１つに直接配置することができ、並びに／又はそこに配置されるべき貯蔵ブロック及び／若しくは電力用電子機器モジュールの１つに直接配置することもできることが有利である。
【００２７】
この種の二相冷却モジュールは、７０℃未満、又はさらに５０℃未満でも蒸発する冷却液を有し得ることが有利である
【００２８】
本発明の有利な展開形態では、冷却装置は、有利には冷却液のための貯蔵容器と循環ポンプとが統合され得るポンプ及び／又はタンクモジュールを含むことができ、有利には、これとは無関係に、上記のポンプ及び／又はタンクモジュールが、寸法及び／又は輪郭及び／又は接続寸法に関して、上記のポンプ及び／又はタンクモジュールが開閉装置キャビネットの収容スペースのうちの、それ自体貯蔵ブロックを収容するために用いることができる１つの収容スペースに挿入又は設置され得るように先に挙げた貯蔵ブロックに適合させ得ることが有利である。その限りで、構成及び冷却の必要に応じて開閉装置キャビネットの少なくとも１つの収容スペースに選択的に貯蔵ブロック又は上記のポンプ及び／若しくはタンクモジュールを設置することができる。開閉装置キャビネットの最下収容スペースは、ポンプ及び／若しくはタンクモジュールを収容するために設けられ得るか、又は上記のポンプ及び／若しくはタンクモジュールをそれに適合させることができることが有利である。
【００２９】
開閉装置キャビネットを電磁両立性に関しても容易に構成変更できるようにするために、電磁干渉を抑制するためのＥＭＣフィルタを開閉装置キャビネット内に好ましくは着脱可能及び交換可能に設置することができ、この種のＥＭＣフィルタは、特に開閉装置キャビネットの収容スペースの１つに設置することもできる。
【００３０】
上記のＥＭＣフィルタは、接続寸法に関して貯蔵ブロックの接続寸法及び／又は制御装置の接続寸法及び／又は電力用電子機器モジュールの接続寸法に合わせて形成され得ることが有利である。収容スペースが、例えば引き出しのように形成されている、及び／又はスライドガイドを備えている場合、ＥＭＣフィルタは、スライドガイド面を有することができ、これらのスライドガイド面は、収容スペースの上記のスライドガイドと合致し、場合によっては貯蔵ブロック及び／又は制御モジュール及び／又は電力用電子機器モジュールのスライドガイド面の寸法に対応し、それによりＥＭＣフィルタと、貯蔵ブロック、制御装置、及び電力用電子機器などの上記の他のコンポーネントを開閉装置キャビネット内に可変に配置することができる。場合によっては、開閉装置キャビネットハウジング自体を改造する必要なしに、選択的に１つ又は２つ又はさらに多くのＥＭＣフィルタを開閉装置キャビネット内に収納できるようにするために、ＥＭＣフィルタの数を簡単に変化させることもできる。
【００３１】
本発明の展開形態では、例えば電流コントローラの短絡時に貯蔵ブロックを損傷させ得る、又は貯蔵ブロックによるエネルギーの制御されない放出が貯蔵ブロックに接続された駆動装置のコンポーネントを損傷させ得ることを阻止するために、開閉装置キャビネットハウジング内には、エラー時に貯蔵ブロックを電流コントローラから自動的に切り離すための分離装置をさらに設けることができる。
【００３２】
例えばこの種の分離装置はパイロヒューズを含むことができる。
【００３３】
エネルギー貯蔵装置をさらに大きい規模で種々の用途に適合させる、及びその電力レベルに関してさらにスケーリングできるようにするために、それぞれ上記のように各収容スペースにおいて可変数の貯蔵ブロック、制御装置、及び少なくとも１つの電流コントローラを有する電力用電子機器モジュールを収容できる複数の開閉装置キャビネットハウジングを設けることもできる。この場合、複数の開閉装置キャビネットを電力接続部と選択的に互いに並列に、又は互いに直列に接続することができ、給電される又は支援されるべき駆動システムに一緒に接続できることが有利である。
【００３４】
エネルギー貯蔵装置が、それぞれ貯蔵ブロックと制御装置と電力用電子機器とを収納することができる複数の開閉装置キャビネットを含む場合、少なくとも部分的に集中化された冷却装置が設けられるならば、特に冷却装置が開閉装置キャビネットのうちの少なくともいくつかに液冷モジュールを含むならば有利であり得る。特に、複数の開閉装置キャビネットを通って延びる冷却剤管路は共通の再冷却器へ通じることができ、かつ冷却剤を中央で再冷却するためにこの再冷却器と接続することができる。この種の再冷却器は、別の別個の開閉装置キャビネット内に収容されるか、又は外部の別の箇所に配置され得る。
【００３５】
１つの開閉装置キャビネットが設けられるのか又は複数の開閉装置キャビネットが設けられるのかとは無関係に、本発明の展開形態では、それぞれの制御装置を種々の利用目的に、及び／又は種々の動作方式に簡単に適合させることができるようにするために、少なくとも１つの開閉装置キャビネット内に可変に構成可能な制御装置を設けることが有利であり得る。
【００３６】
特に、制御装置自体がモジュール構造を有することができ、かつ少なくとも１つのコントローラボード及びコントローラボードと接続可能なアダプションボードを含むことができる。この場合、上記のコントローラボードは、種々の制御機能を実装するために種々の制御モジュールを備えることができ、コントローラボードは、少なくとも１つの貯蔵ブロックから電流を出力する、及び／又は少なくとも１つの貯蔵ブロックに電流を入力するための電流コントローラを制御する少なくとも出力及び／又は入力制御手段と、エネルギー貯蔵装置の出力電圧を調節（ｒｅｇｅｌｎ）及び／又は制御（ｓｔｅｕｅｒｎ）するための電圧調節手段（Ｓｐａｎｎｕｎｇｓｒｅｇｅｌｍｉｔｔｅｌ）及び／又は制御手段（Ｓｔｅｕｅｒｍｉｔｔｅｌ）とを有することができる。
【００３７】
上記のアダプションボードは、特に種々に形成された外部システム制御器のための複数の接続端子と、コントローラボードと通信するための少なくとも１つの通信インターフェイスと、アダプションボードの上記の接続端子とコントローラボードとの間で信号を適合させる及び伝送するための少なくとも１つのアダプション回路とを有することができる。
【００３８】
アダプションボードの複数の互いに相違に形成された接続端子によって、エネルギー貯蔵装置に組み込まれた制御装置を種々に形成された外部システム制御器に簡単に接続することができる。
【００３９】
外部システム制御器がどのように形成されているのかに応じて、アダプションボードのそれぞれ適切な接続端子を介して外部システム制御器によって必要とされる、又は提供される信号、データフォーマット、及び／又はパラメータを受信又は伝送若しくは提供することができる。コントローラボードによって提供される信号、データ、及び／若しくはパラメータを外部システム制御器によって使用もできるように、又は逆に外部システム制御器によって提供される信号、データ、命令、若しくはパラメータをコントローラボードによって使用できるようにするために、アダプションボードの少なくとも１つのアダプション回路が上記の信号、データ、命令、及び／又はパラメータを、それらのフォーマット及び／若しくは電圧レベルに関して、並びに／又はアダプションボードのそれぞれの接続端子への、及び／若しくは通信インターフェイスへの伝送経路に関して適合させ、それによりコントローラボードが種々に形成された上位の外部システム制御器と通信することができる。
【００４０】
アダプションボードは、複数のアダプション回路を備えることができ、そのうちのそれぞれ適切な回路がそれぞれの外部システム制御器によってそれぞれ必要とされる信号、データ、及び／又はパラメータをそれぞれの外部システム制御器に適応させることができることが有利である。
【００４１】
本発明の展開形態では、上記のアダプションボードは、システム制御器及び／又は内部制御装置のために必要とされる種々のセンサに接続するための複数のセンサ接続部も含むことができる。特に、アダプションボードは、上記のセンサ接続部によって、一方でエネルギー貯蔵装置、特にエネルギー貯蔵装置の貯蔵ブロック、並びに／又は電力変換器及び／若しくは内部電圧回路の少なくとも１つの動作状態を監視するエネルギー貯蔵装置内部センサに接続することができる。これに代えて、又はこれに加えて、アダプションボードは、上記のセンサ接続部を介して、接続されるべき駆動システム、又は駆動システムの電力用電子機器の少なくとも１つの動作状態を監視する外部センサに接続することができる。
【００４２】
例えば、アダプションボードのセンサ接続部に、冷却装置を監視するための冷却装置センサ、例えば冷却剤流量センサ及び／若しくは冷却剤質量センサ及び／若しくは温度センサ、並びに／又は接続されるべき駆動システムの電圧回路における、及び／若しくは貯蔵ブロックの内部電圧回路における電流及び／若しくは電圧を監視するための電流及び／若しくは電圧センサ、並びに／又は複数の貯蔵ブロックのバランス（Ｓｙｍｍｅｔｒｉｅｒｕｎｇ）を監視するためのバランス度（Ｓｙｍｍｅｔｒｉｅｒｇｒａｄ）センサを接続することができる。
【００４３】
アダプションボードの上記の少なくとも１つのアダプション回路は、例えば半導体構成要素などの電子構成要素の形の１つ又は複数のハードウェアコンポーネントからなり得るが、これに代えて、又はこれに加えて、記憶構成要素（Ｓｐｅｉｃｈｅｒｂａｕｓｔｅｉｎ）に記憶され、プロセッサで処理され得る１つ又は複数のソフトウェア構成要素を備えることもできる。
【００４４】
アダプションボードは、特に複数のこの種のハードウェア回路及び／又はソフトウェア構成要素を含むこともできる。
【００４５】
上記のアダプションボードを利用して、貯蔵ブロック、及び貯蔵ブロックの回路に適合させたコントローラボードを使用することができるが、それにもかかわらず種々の上位のシステム制御器に適合させることができ、かつ上位のシステム制御器と一緒に使用することができる。上記のアダプションボードは、１つ又は複数のプラグコネクタを介して上記のコントローラボードと着脱可能に接続され得る。しかしこれに代えて、又はこれに加えて、アダプションボードは、コントローラボードと固定的に配線することもできる。
【００４６】
上記のコントローラボードは、少なくとも１つのマイクロコントローラと、少なくとも１つのＦＰＧＡ構成要素、すなわちフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイと、さらにハードウェア回路と、接触接続のためのプラグコネクタを有する、及び／又は上記の構成要素からなり得ることが有利である。その際、コントローラボードの上記のハードウェア回路は、例えば半導体構成要素、トランジスタ、ダイオード、又は他の能動若しくは受動素子などの電子構成要素を含むことができ、特に、コントローラボードに集積回路も設けることができる。しかし上記のハードウェア回路に代えて、又はこれに加えて、コントローラボードは、記憶構成要素に記憶されていてマイクロコントローラと協働する、又はマイクロコントローラによって実行される少なくとも１つのソフトウェア構成要素を含むこともできる。
【００４７】
本発明の展開形態では、エネルギー貯蔵装置に組み込まれた制御装置は、通信ボードをさらに備え、通信ボードは、特にエネルギー貯蔵装置の、例えばセンサなどの信号発信及び／若しくは信号処理構成要素との、並びに／又は接続されるべき駆動装置及び／若しくは外部システム制御器の、例えば駆動装置に組み付けられたセンサなどの信号発信及び／若しくは信号処理構成要素との制御装置のフィールドバス通信を可能にするために設けられている。
【００４８】
上記の通信ボードがプラグコネクタを有し、コントローラボードに差し嵌められ得ることが有利である。
【００４９】
上記のコントローラボードにおいて、多くの異なった駆動装置及び異なった外部制御システムのためのエネルギー貯蔵装置を制御し、駆動装置及び／又は外部制御システムによってどの制御機能が必要とされるのかに応じて、対応する制御機能を実行することを制御装置に可能にする多くの制御機能が実装及び／又は予め設計され得ることが有利である。
【００５０】
特に、エネルギー貯蔵装置の制御装置は、少なくとも１つの貯蔵ブロックの動作を制御するための制御手段を含むことができ、エネルギー貯蔵器の動作のための上記の状態制御手段は、内部中間回路の自動的な事前充電、並びに／又は駆動システムの外部中間回路への自動的な接続及び分離、並びに／又は殊にパラメータ化可能な初期電圧への自動的な事前充填を実行するように構成され得ることが有利である。
【００５１】
これに代えて、又はこれに加えて、組み込まれた制御器は、エネルギー貯蔵装置及び／又は駆動システムの相応の動作量を測定することができる、例えば少なくとも１つの電圧センサ、及び／又は少なくとも１つの電流センサ、及び／又は少なくとも１つの温度センサ、又は少なくとも１つの流量センサなどの種々のセンサの検出のための検出手段を備えることができる。
【００５２】
これに代えて、又はこれに加えて、エネルギー貯蔵装置の制御装置は、駆動システムの電力用電子機器のための制御信号を生成するための電力制御手段を含むことができる。
【００５３】
これに代えて、又はこれに加えて、制御装置は、貯蔵ブロックにおける電流を調節するための調節器を含むことができる。
【００５４】
これに代えて、又はこれに加えて、組み込まれた制御装置は、エネルギー貯蔵装置の種々の動作方式を調整又は制御するための動作制御手段を含むことができ、上記の動作制御手段は、特に、中間回路電圧を調節するための調節器、及び／又は目標値窓を用いて中間回路電圧を調節するための調節器、及び／又は中間回路電流を調節するための調節器、及び／又は電力を調節するための調節器、及び／又は充電状態を調節するための調節器、及び／又は貯蔵ブロックを能動的に放電するための制御手段を含むことができる。
【００５５】
これに代えて、又はこれに加えて、組み込まれた制御装置は、電力用電子機器をセルフテストするためのセルフテスト構成要素を有することができる。
【００５６】
これに代えて、又はこれに加えて、組み込まれた制御装置は、少なくとも１つの制限器構成要素を含むことができ、制限器構成要素は、貯蔵器電圧限界に達した場合、及び／又は貯蔵器電流限界に達した場合、及び／又は中間回路電流限界に達した場合、及び／又は中間回路電力限界に達した場合、及び／又は温度限界に達した場合に、エネルギー貯蔵装置及び／又は駆動装置の少なくとも１つの特徴的な調整量を制限する、又は変化させる、例えば出力若しくは入力された電流及び／又は電圧レベルを制限する、又は低下させるために設けられ、かつ形成されている。
【００５７】
この種の制限器構成要素は、相応の電圧限界、及び／又は電流限界、及び／又は電力限界、及び／又は温度限界を調整可能に事前設定できるようにするためにパラメータ化可能に形成され得ることが有利である。
【００５８】
これに代えて、又はこれに加えて、エネルギー貯蔵装置の上記の制御装置は少なくとも１つの監視構成要素を含むことができ、監視構成要素は、エネルギー貯蔵装置における過電流、並びに／又は中間回路における過電圧、並びに／又はエネルギー貯蔵装置における電圧、並びに／又は少なくとも１つの貯蔵ブロックにおける電圧、並びに／又は、例えば冷却装置の冷却水の、及び／若しくは少なくとも１つの貯蔵ブロックの、及び／若しくはエネルギー貯蔵装置の内部空間の、及び／若しくは少なくとも１つのチョークの過熱、並びに／又は少なくとも１つのリレーの状態、並びに／又は冷却装置を、例えば冷却剤流量及び／若しくは冷却ユニット状態に関して、並びに／又は電力用電子機器、並びに／又は貯蔵器状態、並びに／又は貯蔵ブロックのバランス機能を監視するために形成されている。これに代えて、又はこれに加えて、エネルギー貯蔵装置の、及び／又は少なくとも１つの貯蔵ブロックの残寿命を監視するための監視手段も設けることができ、この種の監視手段は上記の残寿命を算出する及び／又は推定することができる。
【００５９】
これに代えて、又はこれに加えて、先に挙げた通信ボード及び／又はアダプションボードは、外部制御システムとのフィールドバス通信のためのフィールドバス通信構成要素を有することができ、フィールドバス通信構成要素は、例えば動作方式を事前設定するため、並びに／又は駆動装置の始動若しくは停止を事前設定するため、並びに／又はそれぞれの動作方式の目標値を事前設定するため、並びに／又は動作中に変化し得るリミットを事前設定するため、並びに／又は調節及び／若しくは動作方式のための前段制御値を事前設定するため、並びに／又はエネルギー貯蔵器の現在ステータスを読み取るため、並びに／又は現在動作データを読み取るため、及び提供するために設けられ得る。
【００６０】
これに代えて、又はこれに加えて、エネルギー貯蔵装置の上記の制御装置は、例えば貯蔵温度の時間分布、及び／又は電力の時間分布、及び／又はエネルギー貯蔵装置における電流の時間分布、及び／又はエネルギー貯蔵装置における電圧の時間分布などの統計データを決定及び／又は記憶するための統計構成要素を含むことができる。
【００６１】
これに代えて、又はこれに加えて、制御装置は、複数の貯蔵ブロックをマスタ／スレーブモードで動作するためのマスタ／スレーブ制御装置を含むことができ、この種のマスタ／スレーブ制御装置は、複数のエネルギー貯蔵ユニットの相互の通信を殊にＣＡＮ−ＢＵＳを介して可能にする通信手段、及び／又は複数の並列接続されたエネルギー貯蔵ユニットの電圧を同期させるための同期化手段、及び／又は並列接続されたエネルギー貯蔵ユニットにおいて電流を均等に分配するための分配制御手段を含み得ることが有利である。
【００６２】
これに代えて、又はこれに加えて、上記の制御装置は、少なくとも１つのエネルギー貯蔵装置の動作データを中央サーバ及び／又はクラウドに伝送するための動作データ伝送手段を含むことができる。
【００６３】
本発明の有利な展開形態では、エネルギー貯蔵装置の内部制御装置、特に上記の制御手段のうちの少なくとも１つは、パラメータを相応に事前設定することにより上記の機能性を変化させることができるようにするためにパラメータ化可能に形成され得る。パラメータ化構成要素は、所望のパラメータ化を行うために、ＵＳＢインターフェイス及び／又はプロフィネットインターフェイスを介して、例えばＰＣプログラムＯＰＡＬなどの外部又は内部のパラメータ化機器と通信することができることが有利である。
【００６４】
上記のパラメータ化構成要素によって、以下の機能性のうちの少なくとも１つをパラメータ化する、又は適合させることができることが有利である。
・少なくとも１つの通信パラメータ、
・電力用電子機器の少なくとも１つのパラメータ、例えば最大電流、最小電圧及び／又は最大電圧、少なくとも１つのセンサ、少なくとも１つのスイッチング時間及び／又は少なくとも１つのスイッチング周波数、
・少なくとも１つの動作モード、例えばフィールドバスを介した制御モード、及び／又はマスタ／スレーブモード、及び／又はエラー応答モード、
・少なくとも１つの監視機能、例えば冷却装置及び／若しくはバランス機能及び／若しくは電圧のための限界値の、並びに／又はエネルギー貯蔵装置及び／若しくは駆動装置の電流及び電力のための少なくとも１つの限界値の事前設定、
・エネルギー貯蔵装置の定格データ、例えば定格キャパシタンス及び／又は定格電流及び／又はインダクタンス、
・少なくとも１つの調節器の調整。
【００６５】
以下、本発明を好ましい実施例及び関連する図面をもとにして詳しく説明する。図面は以下のものを示す。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】複数の貯蔵ブロックと、制御及び電力用電子機器モジュールと、ＥＭＣフィルタとが収納されている開閉装置キャビネットハウジングを有するエネルギー貯蔵装置の模式図であり、冷却装置が貯蔵ブロック及び、場合によっては電力用電子機器モジュールをも冷却するための液冷モジュールを備えている。
【図２】図１と類似の開閉装置キャビネットハウジングを有するエネルギー貯蔵装置の図であり、２つの別々の制御及び電力用電子機器モジュールが設けられ、かつ別個の４極中間回路又は共通の２極中間回路に接続できるようにするためにそれぞれ１つの専用の貯蔵ブロックの群と接続されている。
【図３】前の２つの図と類似の開閉装置キャビネットハウジングを有するエネルギー貯蔵装置の図であり、冷却装置が、貯蔵ブロック間に冷却リブを有する冷却空気モジュールと、制御モジュールと、電力用電子機器モジュールと、冷却空気ファンを含むフィルタモジュールとを有する。
【図４】開閉装置キャビネットハウジング内への異なった数の貯蔵ブロックの配置によって様々にスケーリングされている複数の開閉装置キャビネットの配置図である。
【図５】それぞれその中に貯蔵ブロックと制御及び電力用電子機器モジュールとフィルタモジュールとを収容する複数の開閉装置キャビネットの配置図であり、開閉装置キャビネット内に設けられた液冷モジュールが、別の別個の開閉装置キャビネットに収納されている再冷却器に接続されている。
【図６】図５と類似の複数の開閉装置キャビネットの配置図であり、複数の開閉装置キャビネットがそれぞれ貯蔵ブロックと制御及び電力用電子機器モジュールとフィルタモジュールとを有し、液冷モジュールにより別個の開閉装置キャビネット内の別個及び共通の再冷却器に接続され、これに加えて、エネルギー貯蔵装置を交流電圧網に接続できるようにするために、別の開閉装置キャビネットにＡＣ／ＤＣコンバータが収容されている。
【図７】本発明の別の有利な実施形態による図１と類似のエネルギー貯蔵装置の模式図であり、図１の実施形態と比較してＥＭＣフィルタが省略され、開閉装置キャビネットにポンプ及びタンクモジュールが設置されている。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１が示すように、エネルギー貯蔵装置６は、開閉装置キャビネットハウジング１０を含み、開閉装置キャビネットハウジングは、実質的に立方体又は直方体として形成されることができ、開閉装置キャビネットの内部に、及びそこに配置されたコンポーネントにアクセスするために、殊に開閉装置キャビネットハウジングの前面に図面には特に示されない、殊に旋回開放可能なドアを含むことができる。上記のドアを除いて、開閉装置キャビネットは底と蓋とを含めた開閉装置キャビネット壁によって画定される。
【００６８】
開閉装置キャビネットハウジング１０内には、開閉装置キャビネットの内部で上下に、及び／又は相並べて設けることができる複数の収容スペース２０が設けられている。上記の収容スペース２０の全部を、又はグループごとに、同じ大きさ、又は異なった大きさに寸法設定することができる。
【００６９】
コンポーネントを収容スペース２０に簡単に設置できるようにするために、収容スペース２０はそれぞれ、例えば横にして、開閉装置キャビネットの奥行き方向に対して略平行に向けられ得るスライドガイド及び／又は差込み輪郭を有することができ、コンポーネントの簡単な設置が可能にされる。
【００７０】
図１が示すように、例えばコンデンサセル、特に二重層コンデンサとして、さらにバッテリセル又は燃料セルとしても形成され得る複数の貯蔵ブロック７を開閉装置キャビネットハウジング１０内に収容することができる。その際、ただ１つのタイプの貯蔵ブロック７、又は種々のタイプの貯蔵ブロック、例えば二重層コンデンサブロックとバッテリブロックとを混合して開閉装置キャビネット内に配置することができる。
【００７１】
貯蔵ブロック７に加えて、開閉装置キャビネットハウジング１０内で収容スペース２０の１つに制御及び電力用電子機器モジュール１５が収納されていることが有利であり、このモジュールは、電子制御装置９を有し得るとともに、例えばマイクロコントローラ、種々の回路、センサ系、及び場合によっては１つ又は複数のソフトウェア記憶構成要素を含むことができる。
【００７２】
さらに、制御モジュール１５は、少なくとも１つの電流コントローラを、特にＤＣ／ＤＣ変換器８の形で含むことができ、この電流コントローラを介して電気エネルギーを貯蔵ブロック７からエネルギー貯蔵装置６の電力接続部１１、１２へ送ることができる。上記のＤＣ／ＤＣ変換器８は、電力接続部１１、１２を介して逆給電される電流を貯蔵ブロック７に逆給電できるようにするために有利には双方向に形成され得る。
【００７３】
しかし制御装置９及び上記の電流コントローラを、場合によっては開閉装置キャビネットハウジング１０の別個の収容スペース２０に設置することができる別個のモジュールに収納することもできる。
【００７４】
図示された図１の実施形態では、貯蔵ブロック７は直列接続され、かつ制御モジュール１５と接続されている。しかしこれに代えて、配置を構成変更することもでき、電力貯蔵ブロック７を並列に接続して制御モジュール１５に接続することもできる。
【００７５】
さらに、開閉装置キャビネットハウジング１０内には電磁干渉を抑制又は除去するＥＭＣフィルタ１３が収納され得る。上記のＥＭＣフィルタ１３は、有利には同様に開閉装置キャビネットハウジング１０の収容スペース２０の１つに設置することができ、かつこのためのフィルタの接続寸法に関して相応に形成することができる。
【００７６】
図１が示すように、エネルギー貯蔵装置６は、例えば水などの冷却液が循環する液冷モジュール１７を有し得る冷却装置１６をさらに含むことができる。その際、冷却剤管路１８を、特に収容スペース２０に沿って設けることができ、例えば収容ガイドの壁を通り抜けることもでき、かつ／又は熱を発生する貯蔵ブロック７並びに／若しくは制御及び電力モジュール１５に沿って冷却蛇管の形で案内することができる。これに代えて、又はこれに加えて、内部の冷却剤管路を例えば貯蔵ブロックに接続できるようにし、それにより冷却液が貯蔵ブロック並びに／又は制御及び電力用電子機器モジュールを貫流できるようにするために、個々の収容スペース２０が冷却管路接続部を備えることもできる。
【００７７】
貯蔵ブロック７並びに／又は制御及び電力モジュール１５によって加熱された冷却液を再び再冷却して熱を周辺に放出するために、液冷モジュール１７は、有利には開閉装置キャビネットハウジング１０の外側に配置され、例えば開閉装置キャビネットハウジングの屋根に配置することができる再冷却器１９をさらに備えることができる。
【００７８】
図２が示すように、複数の制御及び／又は電力用電子機器モジュール１５ａ及び１５ｂを開閉装置キャビネットハウジング１０に組み付けることもでき、貯蔵ブロック７の下位グループが制御及び／又は電力用電子機器モジュール１５と接続され、貯蔵ブロック７の別の下位グループが別の制御及び／又は電力用電子機器モジュール１５ｂと接続されている。これによって、共通の開閉装置キャビネットハウジング１０に配置するにもかかわらず、それぞれ１つの別個の４極、又は共通の２極の直流電圧中間回路に接続することができる２つの自立的な貯蔵システムを設けることができる。
【００７９】
図３が示すように、液冷モジュールに代えて、又はこれに加えて、冷却装置１６は、エネルギー貯蔵装置６の熱を発生するコンポーネントを冷却空気で冷却するための空冷モジュール３０を有することもできる。この種の空冷モジュール３０は、コンポーネントからの熱を冷却リブに効果的に到達させるため、及び冷却リブの大きい面積によって冷却リブから効果的に冷却空気へ放出するために、特に収容スペース２０に、若しくは収容スペース間に、又は貯蔵ブロック７に、若しくは貯蔵ブロック間に、並びに／又は制御及び／若しくは電力用電子機器モジュール１５に、場合によってはＥＭＣフィルタ１３にも、収容スペースの壁に材料結合的に、しかし場合によっては貯蔵ブロック７、並びに／又は制御及び／若しくは電力用電子機器モジュール１５に、並びに場合によってはＥＭＣフィルタ１３に直接接続することができる冷却リブ３１の配列を有することができる。
【００８０】
冷却空気を循環させるために、少なくとも１つの冷却空気ファン３２が設けられることが有利であり、冷却リブ配列の各々に少なくとも１つの専用の冷却空気ファン３２が割り当てられ得ることが有利である。図３を参照。
【００８１】
少なくとも１つの冷却空気ファン３２が開閉装置キャビネットハウジング１０、例えば開閉装置キャビネットドアにおける入口を通して周囲空気を吸い込み、熱せられた空気を、有利には開閉装置キャビネットハウジング１０の上領域において再び周辺へ放出できることが有利である。
【００８２】
図４が示すように、開閉装置キャビネットハウジング１０内に収納された貯蔵ブロック７の数が変更されることにより、開閉装置キャビネットを任意にスケーリングすることができ、その際、場合によってはいくつかの収容スペース２０が空のままであり得る。しかし場合によっては、１つの貯蔵ブロック、又は複数の貯蔵ブロック７を切り離すこと、又は接続しないこともでき、しかしそうでなければ開閉装置キャビネットハウジング１０内にとどめることもできる。
【００８３】
これに代えて、又はこれに加えて、種々の電力レベルに対応し得るようにするために、個々の貯蔵ブロック７をより高電力、又はより低電力の貯蔵ブロックと取り替えられることによっても開閉装置キャビネットのスケーリングを達成することができる。
【００８４】
この場合、種々の電力構成に同じように対応できるようにするために、制御及び電力用電子機器モジュール１５のＤＣ／ＤＣ変換器８がスケーリング可能に形成されていることが有利である。
【００８５】
開閉装置キャビネット内で貯蔵ブロックの数又はタイプが変更されるだけでなく、それぞれ必要とされる数の開閉装置キャビネットが並列又は直列接続されることにより、エネルギー供給装置をより大きい規模でスケーリングできるようにするために、内部に貯蔵ブロックがそれぞれ収容されている複数の開閉装置キャビネットを電力接続部によってそれぞれの作業機械に、例えば駆動システムに並列接続、又は直列接続することができる。
【００８６】
図５が示すように、複数の開閉装置キャビネットを使用する場合、その中に設けられる液冷モジュール１７を外部に配置された共通の冷却ユニットに接続することができる。特に共通の別個の再冷却器１９を設けることができ、再冷却器は、さらに別の別個の開閉装置キャビネットハウジング内に収納され得るとともに、内部を循環する冷却流体を再冷却するために、別の開閉装置キャビネットハウジング１０における冷却剤管路１８に接続される。この種の共通の再冷却器１９によって、各開閉装置キャビネットハウジング１０ごとの別個の再冷却器を節減することができる。その際、場合によっては、冷却剤管路１８により共通の再冷却器１９に接続される開閉装置キャビネットの数を変更することができる。
【００８７】
図６が示すように、例えば接続されるべき駆動システムのためのシステム制御器であり得るか、又はこのシステム制御器の少なくとも一部分をなし得る上位の制御モジュール４０を収納するためにさらに別の開閉装置キャビネットハウジング１０を設けることもできる。これに代えて、又はこれに加えて、別個の開閉装置キャビネットハウジング１０に、先に挙げた制御モジュール４０と統合され得るが別々にも形成され得る追加の電力用電子機器モジュールを収納することもできる。この種の追加の電力用電子機器モジュールは、貯蔵ブロック７を交流電圧網又は交流電圧機にも接続できるようにするために、特にＡＣ／ＤＣコンバータを含むこと、及び／又は周波数変換器を有することができる。
【００８８】
図７が示すように、ＥＭＣフィルタ１３を省略することもでき、又は開閉装置キャビネットハウジング１０内でこの種のＥＭＣフィルタ１３をなしで済ませられるようにエネルギー貯蔵装置６を構成若しくは構成変更することもできる。これは開閉装置キャビネットハウジング１０内に、例えば他の貯蔵ブロックのための追加のスペースを創出し、特に、電磁両立性があまり問題にならない場合に有意義な構成であり得る。
【００８９】
図７がさらに示すように、本発明の有利な展開形態では、冷却装置がポンプ及びタンクユニット３５を含むこともでき、このユニットの貯蔵容器に冷却液を貯蔵することができ、このユニットのポンプを冷却液を循環させるために用いることができる。上記のポンプ及びタンクユニット３５は、その寸法及び接続寸法に関して、貯蔵ブロック７の１つに対応するよう相応に形成され得ること、及び／又は収容スペース２０の１つに適合させ得ることが有利であり、それにより上記のポンプ及びタンクユニット３５を収容スペース２０の１つに設置することができる。貯蔵ブロック７について先に説明したように、上記のポンプ及びタンクユニット３５は、それぞれの収容スペース２０の対応するスライドガイド及び／又は差込み輪郭に設置できるようにするためにスライドガイド輪郭及び／又は差込み輪郭を有することができる。
【００９０】
図７による実施形態の場合と同様に、図１〜図６による先のいくつかの実施形態でもＥＭＣフィルタ１３を省略することができ、及び／又は図７に示されるタンク及びポンプモジュールを他の実施例の１つでは開閉装置キャビネットハウジング１０に相応に収納することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2021528033.tif 000011
2021528033.tif 000012
2021528033.tif 000013
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