本发明专利技术涉及一种用于储存用于起动机和控制电气系统的能量的系统，所述系统包括：传动装置（8），该传动装置（8）用于在电机（9）和能量储存设备之间传输机械能，所述能量储存设备包括设置在旋转轴（4）上的至少一个盘簧（1）；和制动和紧固元件（5），该制动和紧固元件（5）连接于轴（4）以便交替地将弹簧（1）闭锁或者将该弹簧（1）保持在释放位置，在释放位置中，电机（9）用作马达，其在第一方向上转动旋转轴（4），张紧弹簧（1）以储存能量，而旋转轴（4）在相反的方向上的旋转释放储存在弹簧（1）中的机械能，从而，传动装置转动电机（9），使该电机（9）作为电力发电机运行。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术被包括在能量蓄积和利用设备的
中，其可用于运动设备中、或者由于别的原因冗余地用于电气系统中，在更少的时间内、即以高功率传送所述能量，从而， 所述能量能够用于例如起动和调整电气系统，起动和调整电气系统的特征是在很短时间内需要大量的能量。该系统还能够在短时间跨度内、即以高功率吸收所述能量。
技术介绍
在电气系统中的能量的蓄积是非常重要的，因为借助其应用优化了起动过程，以便由此减少该过程的功率消耗。因此认为借助能量储存系统优化起动过程将带来相当大的经济方面和环境方面的节省。以高能量和功率密度以及高输出的方式储存能量是当前正在进行的研究的主要领域中的一个。寻求的是借助尽可能低的重量和体积尽最大可能地蓄积能量，以及适合于每个应用的装载和卸载时间。现今存在的最常见的储存系统如下液流电池(再生的燃料电池)，其中可逆的燃料电池借助于当电解质流动通过电池的膜时发生的电化学反应储存以及释放电。可再充电电池，其包括高温NaS电池以及锂离子(Li-ion)电池，其中，高温NaS电池包含由固体陶瓷电解质隔离的液体硫和钠，锂离子(Li-ion)电池包含由包含锂盐的电解质隔离的金属氧化物和碳元素。超级电容器，其包括两个相反极性的电极，所述两个电极由电解质隔离，在每个电极板的表面上储存等量的相反电荷，并且在放电过程中产生电流。氢储存，据此，将水电解为以压缩状态储存的氢(和氧)，并且当需要时，借助燃料电池或发动机使用氢产生能量。还有一种借助使用由合成物制造的盘簧的弹性能量蓄积系统，如在专利申请 EP-A-2097655 (弹性动力能量蓄积器-调整器)中所描述的，其与电力风力发电机、车辆和无间断电力供应系统有关。 大部分的电气系统中存在有在起动过程中的闻消耗的缺点。例如，起动电机通常需要消耗大量的电能，以及额外地需要不得不产生大的扭矩来克服处于待用状态的马达中的抗性惯性，这在所述期间消耗了数倍的名义工作强度并导致马达变得过热。存在带有下降的电压的起动系统，例如星形三角起动器、自耦变压器起动器、一次电路电阻(primary resistance)起动器或软起动器。虽然所述系统允许改进前面提到的问题，但结果不是最好的，引入这些正在制造中的系统所增加的是低输出、高消耗、 电动马达劣化、控制困难和过高的成本。另一个例子是大型电力设施的应急发电系统从切断电力时直至起动备用发电机经过了很小的时间，在这段时间里没有电力供应。这在医院、机场等处可能成为巨大的缺陷。能够在短时间内供应小量的能量并且不会在起动马达时有无用的能量消耗的系统可以解决该缺陷。同样的情况发生在例如车辆中通常，由于整个质量的必要的加速度，故而在起动过程中大量的能量是必要的。此外，如果车辆是电动的，对于用于起动马达的更大量的能量的需要与这个效果相结合。促成解决这些问题也使得改进电流能量调整系统成为可能，电流能量调整系统当在与它们相连的系统中缺少能量时向其提供能量，并且当与它们相连的系统中存在过剩能量时它们从其上吸收能量例如描述的简单和低成本的系统，其能够在短时间内、即以高功率传送和吸收在工业意义上显著量的能量，在调整方面具有即时的和有利的应用。通过使用制造为带有高的弹性能量吸收和传送能力的盘簧(例如，聚合物基体和碳、玻璃纤维增强材料等的合成物等，当然下面还会提供更多的示例)，对于相当大的转数， 传输高的机械扭矩是可能的。这允许在起动的必要条件下提供能量。上述的能量蓄积系统具有缺陷，例如高成本、不理想的能量效率、有限的操作安全性和/或相当短的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过一种用于储存对起动和调整电气系统有用的能量的储存系统克服上面描述的现有
中的缺陷，该系统包括能量储存设备，该能量储存设备包括至少一个盘簧，该至少一个盘簧容置在壳体中并设置在旋转轴中，以便当旋转轴在张紧盘簧的第一加载方向上旋转时储存机械能，并且当旋转轴在与第一方向相反的使盘簧卸载的第二方向上旋转时释放储存在盘簧中的机械能；加载装置，该加载装置用以将由马达产生的机械能传送至能量储存设备；已储存能量的卸载装置，该已储存能量的卸载装置用以将储存在能量储存设备中的能量传输至发电装置；以及控制装置，该控制装置一方面与加载装置连接、与卸载装置连接以及与储存设备连接，另一方面与控制系统连接；该系统包括电机，该电极能够用作电动马达和发电装置，并且借助于电力电子装置控制；包括制动和保持元件,该制动和保持元件连接于所述旋转轴并且由锁止控制装置控制以保持盘簧交替地处于闭锁状况中或者处于释放状况中，在闭锁状况中，旋转轴不旋转，在释放状况中，旋转轴的由加载装置驱动在第一方向上的旋转张紧盘簧以储存机械能， 而旋转轴的在第二方向上的旋转释放储存在盘簧中的机械能；卸载装置包括旋转运动传动系统以及扭矩和速度改变系统；传动系统互连在电机与扭矩和速度改变系统之间，扭矩和速度改变系统互连在传动系统和储存设备的旋转轴之间；当被供电时，电机(9)作为张紧盘簧(I)的电动马达运行，而当盘簧(I)释放机械能时，电机(9)作为电力发电机运行；从而，通过将系统联接到借助于电力电子装置(10)控制的电机(9)上，系统吸收或传递能量，电机(9)将储存在弹黃(I)中的机械能转换为电能，并且反之亦然，以起动电动马达或调整电气系统或网络。考虑到上述的特征，本专利技术提供一种借助至少一个盘簧的机械能储存设备，其能够由一个弹簧或者以串联的或并联的方式设置的一组弹簧形成，并且能够联接于马达，以借助卸载此前储存的机械能允许马达的起动。该系统的弹簧被压缩以吸收能量并且被重新加载、蓄积机械能，该机械能随后用于借助盘簧的伸展起动马达。弹簧可以是专利申请 EP-A-2097655中的类型，也能够使用不同的弹簧，例如具有可变扭矩的盘簧、其形状在被安装到壳体中之前或在操作设置中之前限定为任何类型的螺旋(阿基米德螺线、对数螺线等) 的弹簧，弹簧的抗性区段可以具有不同的构型具矩形、圆形、椭圆形等不同形状的中空的或实心的整体区段；由外表面上的外皮以及中心部分的芯部组成的夹心区段，所述芯部可以是例如泡沫、蜂窝状物等；一个外皮具有与另一个外皮不同的宽度的、或者是由不同宽度的薄片层叠的、并且在所用情况下都能够沿弹簧的长度改变截面的抗性特性(形状、宽度、 厚度、加固物、材料)的夹心区段。此外，为了增加能量密度，可以使用具有许用张力——高的杨氏模量的材料(如一些工程陶瓷材料或弹性体)。也提供使用例如在夹心区段中的芯部、或者在中空整体区段中的中空部分的几乎不受机械应力的空间，用于设置非弹性的储存系统例如电池。如果将压电的、压阻的或电活性的材料(例如聚合体)、或者再生的、有机的材料、或者它们的合成物放置在弹簧的将经受更大变形的区域中，则能够同样地增加能量密度。在本专利技术的一个实施方式中，盘簧附接于中心轴，并固定到外部壳体上，并且由所述轴借助扭转力矩驱动，这允许以机械形式蓄积能量，用于其后来的再利用。能量一旦被储存，则能够用于起动马达。为了更大的功能性，该系统优选地设计为使得其能够储存足够的机械能，以一定数量的次数进行热起动和冷起动。如本说明书中前面所提到的，盘簧可以由串联地或并联地设置的一组弹簧形成，用于减少盘簧的半径的或轴向的尺寸。在另一实施方式中，设置有设置在单独的轴中的弹簧，用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡安·曼努埃尔·穆诺兹圭霍萨，朱利安·卡西罗费尔南德斯蒙特斯，乔斯·路易斯·穆诺兹桑斯，胡安·约瑟·曼索加西亚，阿方索·马里亚·冈萨雷斯里科，
申请(专利权)人：阿库门纳研发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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