可再配置的电容能量储存装置、集成所述装置的供电系统和电动车辆的制作方法

本发明属于电能储存领域，特别是电容形式的能量储存。本发明特别适用于自主电动车辆的供电。更具体地，本发明涉及借助于电容效应的能量储存装置、集成该装置的供电系统和集成该装置或该供电系统的电动或混合动力车辆。
背景技术：
：利用电能来工作的机器或设施通常需要适配于供应到该机器或设施的能量的性质。特别在能量以机械形式(例如通过飞轮)供应或者以具有不合适的电压属性和信号形式(例如交流或直流电压)的电力形式供应时更是如此。在自主电动车辆的供电领域，能量储存通常以电化学电荷转移装置的形式实现。这主要涉及电力电池(或蓄电池)和燃料电池。这些电化学能量储存装置传送直流电压，然而，车辆中的电力机器经常需要交流电压。为此原因，通常将能量转换装置与这些电化学能量储存装置结合。能量转换装置还能够使由电化学能量储存装置传送的电压范围适配于上述电力机器的供电电压或电压范围。为了使由电化学能量储存装置储存的能量的使用最优化，能量转换装置在这方面是高度优化的。特别地，能量转换装置的输入电压范围适配于储存装置的输出电压范围，其目的在于使焦耳效应损耗最小化并且提高能量效率。在实践中，该适配涉及将能量转换装置与能量储存装置配对，而不需要用具有不同特性的另一个储存装置来替代该储存装置，除非不利于能量效率。近年来，电容形式的能量储存装置已经得到快速发展。特别地，从现在开始，超级电容器将具有足够的重量/电容比以使得能够设想其作为推进电动车辆的主要能量来源来使用。然而，只使用超级电容器或多个超级电容器来替代电化学能量储存装置可能导致性能值的严重退化。事实上，电化学能量储存装置在相对窄的电压范围内工作，而超级电容器在相对宽的电压范围内工作。电化学能量储存装置通常在uref±15％的电压范围内工作，其中uref限定标称电压值。实际上，在电压范围[2/3uref；uref]能获取电化学能量储存装置的可使用能量的100％。相比之下，在同等电压范围[2/3un；un]内，其中un是充电状态中电压的标称值，超级电容器仅能获取其可使用能量的50％。因此，在同一电压范围内并且对于同样的初始储存的能量而言，超级电容器传送的能量是电力电池或燃料电池的一半。将超级电容器与能量转换装置耦合不允许在低于2/3un的电压值下有效地重获所储存的能量。事实上，在电压范围[2/3umax；umax]内，能量转换装置通常具有约98％的效率。但是，对于小于2/3umax的电压来说，该效率可能显著地下降到90％以下。而且，能够转换装置通常以恒定功率工作。在电化学能量储存装置的情况下，装置端子处的电压不显著变化，因此与功率需求相关的焦耳效应损耗是有限的。在超级电容器的情况下，在工作期间电压显著变化，并且当电压下降时，电流必须补偿该下降，从而导致焦耳效应损失增大。技术实现要素：本发明的目的特别地在于克服上述缺点中的所有或一部分。特别地，本发明的目的在于提出一种借助于电容效应的电能储存装置，其使得能够优化所储存能量的使用。本发明的另一目的在于提出一种借助于电容效应的电能储存装置，其使得能够有效地替代电化学能量储存装置。当替代与能量转换器耦合的电化学能量储存装置时，特别地，借助于电容效应的电能储存装置必须能够在具有相对高的效率(通常大于95％)的转换范围内使用该能量转化器。根据本发明的借助于电容效应的电能储存装置基于使用多个基本能量储存模块，并且重新配置这些模块之间的连接，使得能量储存装置在其端子处随时间具有期望电压范围内的电压。更具体地，本发明的目的在于一种可再配置的电能储存装置，其包括·m×n个储存模块，其中m和n是严格的正自然数，每个储存模块能够在负端子和正端子之间借助电容效应来储存电能，·接触器，其被布置以使得能够通过其端子以不同的组合连接mi×ni个储存模块，由索引i表示的每个组合包括mi条并联连接的支路，每条支路包括ni个串联连接的储存模块，其中mi×ni≤m×n，以及正电连接端子(102)和负电连接端子(101)，在每个组合中，并联连接的支路的端部能够连接到正电连接端子和负电连接端子。借助于电容效应的电能储存模块通常是超级电容器或超级电容器的组合。接触器能够是任何类型和任何技术的，只要所述接触器能够在至少两个电点之间建立电接触或断开电接触。例如，其可以是开关(特别是可控的)、可控逆变器或可控转接器。这些接触器能够被描述为可再配置接触器，因为这些接触器使得能够从储存模块的一个组合切换到另一个组合。尽管与借助电荷转移的电化学能量储存装置相比，借助于电容效应的能量储存模块的端子处的电压变化的幅度更大，但根据本发明的可再配置能量储存装置能够在不改变其电气环境(特别是能量转换器)的情况下替代这种装置。特别地，可再配置装置能够被布置以在两个连接端子之间具有能够在最小电压umin和最大电压umax之间变化的电压。此外，根据本发明的可再配置装置具有优化能量储存装置的内部连接的优点。事实上，能量转换器通常以高功率工作。能量储存装置工作的电压越低，流经其的电流的安培数越高，流经能量转换器的电流的安培数越高。当借助于电容效应的能量储存装置不能被再配置时，其内部连接必须被确定尺寸以通过在低电压下流动的高电流。这假设了使用相对大功率的连接器设计，具有用于通过电流的大横截面，这最终导致重量、体积和成本方面的额外限制。在根据本发明的可再配置装置的情况下，最大可允许电流被限定，涉及配置的改变以避免电流增大超过该阈值。能量转换器也受益于电流限制，这使得能够使用用于通过电流的较小的横截面。在更低的电流下工作，能量转换器也通常具有改进的能量效率的优点。当根据本发明的可再配置能量储存装置与能量转换器结合时，焦耳效应损耗也能够被减小。事实上，由于这些损耗是总电流的平方的函数，所以在使能量转换器在高电压范围内并因此在相对低的电流范围内工作时，这些损失被限制。根据本发明的可再配置能量储存装置能够被布置以处于安全配置内，即，正电连接端子和负电连接端子不通过储存模块连接在一起的配置。换言之，储存模块的每条支路与正电连接端子和负电连接端子中的至少一个相隔离。那么，没有电流从负电连接端子流到正电连接端子。安全配置能够是特别有用的以通过限制电击的危险而允许操作员进行维护工作。安全配置能够例如通过向根据本发明的可再配置电能储存装置提供安全接触器来获得，其中所述安全接触器被布置以能够采用隔离位置，其中，对于储存模块的至少一个组合，每条支路都与正电连接端子和/或与负电连接端子隔离。安全接触器例如布置在并联连接的支路的正端部和正电连接端子之间，或者在并联连接的支路的负端部和负电连接端子之间。当然，根据本发明的可再配置电能储存装置能够包括多个安全接触器，每个能够将正电连接端子或负电连接端子连接到一条或多条支路的端部或者与一条与多条支路的端部隔离。安全接触器能够是手动或受控接触器。如有必要，其能够由与驱动所布置的接触器的控制单元相同的控制单元来控制，以产生不同的储存模块组合。安全配置还能够在不引入任何特定安全接触器的情况下获得。再配置接触器，被布置以使得能够以不同组合连接储存模块，事实上能够以将每条支路与正电连接端子和/或负电连接端子隔离的方式被驱动。根据一个特别的实施例，m×n个储存模块在其端子处具有相同的最大电压umod-max，并且具有相同的电容。这样有利于储存模块根据不同组合的再配置。特别地，如果在前一组合中以相同的方式对所有储存模块进行充电，那么在每条支路都包括相同数量的储存模块的任何新组合中，支路在其端子处具有相同的电压并且能够在不涉及储存模块之间的能量传递的情况下并联连接。为了以相同的方式对不同储存模块进行充电，接触器能够被布置使得对于每个组合，支路的数量与每条支路中储存模块的数量的乘积mi×ni等于可再配置电能储存装置中的储存模块的数量m×n。在电容储存模块的约90％的能量能够在对应于该储存模块的端子处的最大电压umod-max的三分之二的电压范围上被恢复的程度上，接触器能够被布置成使得在不同的组合中，每条支路中的储存模块的最大数量nmax小于或等于每条支路中储存模块的最小数量nmin的三倍。为了管理储存模块的一个组合到另一组合的再配置，可再配置装置还能够包括：·测量单元，其被布置以测量m×n个储存模块中的第一储存模块的负端子和m×n个储存模块中的、与第一储存模块相同或不同的第二储存模块的正端子之间的控制电压，以及·控制单元，其被布置以根据控制电压来驱动受控接触器。根据第一实施例变型，控制单元被布置成使得当控制电压变得小于最小电压umin或者大于最大电压umax时，受控接触器被驱动以在新组合中连接储存模块，其中，控制电压包含在最小电压umin和最大电压umax之间。根据第二实施例变型，控制单元被布置成使得：·当控制电压变得小于最小放电电压udech时，受控接触器被驱动以在新组合中连接储存模块，其中，控制电压包含在最小工作电压umin和最大工作电压umax之间，其中udech<umin<umax，和/或·当控制电压变得大于最大负载电压uch时，受控接触器被驱动以在新组合中连接储存模块，其中，控制电压包含在最小工作电压umin和最大工作电压umax之间，其中umin<umax<uch。测量单元例如被布置以测量可再配置装置的正电连接端子和负电连接端子之间(即并联连接的支路的端部之间)的控制电压。控制单元和储存模块被布置成使得最大工作电压umax和最小工作电压umin之间的电压差δumax大于或等于储存模块的端子处的最大电压umod-max。当所有储存模块在其端子处具有相同的最大电压umod-max，并且具有相同的电容时，该条件使得能够确保在每条支路中添加或移除储存模块使得在支路的端部观察到的电压在最小工作电压umin和最大工作电压umax之间。控制单元和储存模块还能够被布置成使得在从一个组合切换到下一个组合期间能够被添加到每条支路或从每条支路移除的储存模块的数量小于或等于最大数nmax，该最大数被确定为满足以下关系式：nmaxumod-max≤δumax≤(nmax+1)umod-max其中，δumax为在可再配置装置的正电连接端子和负电连接端子之间的最大工作电压umax和最小工作电压umin之间的电压差。本发明的主题还在于一种能够对负载(例如电动或混合动力车辆的传动系统)进行供电并且被充电站再充电的供电系统。所述系统包括：·如前所述的可再配置电能储存装置，·第三电连接端子和第四电连接端子，其能够被连接到负载或者连接到充电站，以及·能量转换器，其能够将第一电连接端子和第二电连接端子连接到第三电连接端子和第四电连接端子，并且被布置以使第一电连接端子和第二电连接端子之间的电压形式适配于第三电连接端子和第四电连接端子之间的电压形式。有利地，供电系统包括可再配置能量储存装置，其中控制单元被布置成使得在被包含在最小工作电压umin和最大工作电压umax之间的电压范围内，能量转换器具有大于或等于95％的效率。根据第一变型，供电系统还包括：·借助电荷转移的电化学能量储存装置，其能够在第五电连接端子和第六电连接端子之间储存电能，以及·受控开关，其被布置以将第三电连接端子和第四电连接端子连接到可再配置电能储存装置的第一电连接端子和第二电连接端子，或者连接到借助电荷转移的电化学能量储存装置的第五电连接端子和第六电连接端子。根据第二变型，供电系统还包括：·发电机单元，能够在第七电连接端子和第八电连接端子之间传送电能，以及·受控开关，其被布置以将第三电连接端子和第四电连接端子连接到可再配置电能储存装置的第一电连接端子和第二电连接端子或者连接到发电机单元的第七电连接端子和第八电连接端子。第一和第二变型能够被组合，以便具有可获取的两个额外的能量源以及可再配置装置。因此，根据第三变型，受控开关被布置以将第三电连接端子和第四电连接端子连接到可再配置电能储存装置的第一电连接端子和第二电连接端子、连接到借助于电荷转移的电化学能量储存装置的第五电连接端子和第六电连接端子或者连接到发电机单元的第七电连接端子和第八电连接端子。最后，本发明的主题在于一种车辆，其包括电力传动系统和如前所述的可再配置能量储存装置或如前所述的供电系统，所述装置或供电系统能够被布置以向传动系统供应电能。附图说明通过阅读绝非限制性的实施方式和实施例的详细描述和附图，本发明的其它优点和特征将变得显而易见，在附图中：图1a示意地示出了根据本发明的可再配置的能量储存装置的第一示例，其包括十二个储存模块；图1b示意地示出了根据本发明的可再配置的能量储存装置的第一示例的变型；图2示意地示出了根据本发明的可再配置的能量储存装置的第二示例，其集成了测量单元和控制单元；图3a至3e示出了图1a中可再配置装置的储存模块的不同可能的组合；图4示出了包括能量转换器和图2中可再配置装置的供电系统的示例；图5a和5b示出了图1a中可再配置装置的受控逆变器在再配置期间在两个组合之间的切换顺序的示例；图6示出了在电容元件放电期间随着其端子处的电压变化的可获取的可使用能量之间的典型关系。图7a至7e示出了包括十六个储存模块的可再配置能量储存装置的不同可能的组合；图8示出了包括电力电池和根据本发明的可再配置能量储存装置的供电系统。具体实施方式由于下文描述的实施例是绝非限制性的，能够特别地设想本发明的变型，这样的变型仅包括下面描述的特征的选集，选集中的特征是从所描述的其他特征分离出的(即使该选集是从包括这些其他特征的句子中分离出的)，只要该特征选集足以赋予技术优势或使本发明与现有技术区别开。该选集优选包括至少一个不具有结构细节、或者仅具有一部分结构细节的功能特征，只要该部分本身就足以赋予技术优势或使本发明与现有技术区别开。在本发明中，“借助于电容效应的能量储存模块”或者更简单的“储存模块”指的是以具有两个连接端子(一个被称为负端子，另一个被称为正端子)的方式连接到一起的一个或更多个电容器的任何组合，。电容器被限定为具有由电介质隔离的两个导电板并且能够在其板上储存相反的电荷的电气或电子器件。导电板能够通过两个连接端子连接到电路的元件。在储存模块中，电容器能够以任何类型的组合连接到一起。优选地，储存模块的所有电容器是同一类型的(例如电解的或者带绝缘的)。有利地，储存模块的所有电容器在电容、最大电压和内阻方面具有相同的属性。储存模块旨在储存相对大量的电能。作为示例，每个储存模块能够储存千瓦时量级的电能，例如0.1kwh到10kwh。对于能量储存应用来说，电容器通常被称为“超级电容器”。大部分现有的超级电容器是基于被称为“电化学双层”的技术。根据该技术，超级电容器包括例如含有活性炭并且沉浸在离子溶液中的两个多孔电极。要注意的是，电容器主要由其电容c来表征，并且由电容器储存的能量e由以下关系式限定：其中，u是被认为是理想电容器(即该电容器特别地不具有内阻)的端子处的电压。电容器能够在由零电压(u＝0)和最大电压umax之间限定的电压范围内工作。因此，该电容器能够储存并传送的能量等于：根据本说明书，接触器被限定为能够采用至少两个位置的任何电气装置，至少两个位置即被称为接触位置的第一位置和被称为隔离位置的第二位置，其中在该接触位置处，接触器建立两个点(例如，连接端子)之间的电接触，在该隔离位置处，接触器使两个点彼此电隔离。接触器可以采用更多的位置。其还能够管理三个点之间的连接，所述三个点中的一个能够交替地连接到两个其他点中的一个。通常，这种接触器被称为逆变器。接触器能够被手动致动或者能够被控制。在后一种情况下，其被描述为“控制接触器”。控制接触器能够根据不同的技术来制造。特别地，其能够被制造为晶体管的形式，或者包括至少一个晶体管的电路的形式。图1a示出了根据本发明的可再配置的能量储存装置的示例。在该实施例中，装置100包括负连接端子101、正连接端子102、十二个储存模块111-122和十个受控逆变器131-140。为了简化的目的，储存模块被单独地或共同地由附图标记110表示，而受控逆变器被单独地或共同地由附图标记130表示。储存模块110全部具有相同的电气特性，由于电气部件的设计差异和老化，增减几个百分点。特别地，储存模块110具有相同的标称电压umod-max和相同的电容c。因此，储存模块每个能够储存相同电能量。储存模块111、112和113串联连接以形成第一支路151。储存模块114、115和116串联连接以形成第二支路152。储存模块117、118和119串联连接以形成第三支路153。储存模块111-119的连接在每条支路151-153内是永久的。换言之，除三个串联连接的组合之外，装置100不具有使得能够连接储存模块111-119的方式。另一方面，三个剩余模块120-122并没有永久地连接在一起。应注意的是，储存模块110在图1a中以4列乘3行的布置示出。储存模块的数量因此能够被4×3的乘积限定，或者更一般地由mxn的乘积限定，其中m＝4，n＝3。然而，重要的是，要强调，如果储存模块之间的期望连接(不论是否是永久的)是可能的，则在本发明的范围内仅储存模块的总数是重要的，其布置是不重要的。装置100还包括五个内部连接点161、162、163、164、165。这些连接点被描述为内部的，因为它们并不用于为了传送储存模块110内储存的能量或者接收待储存在这些模块中的能量而连接到可再配置能量储存装置100的外部。不过，可以使得连接点161-165能够从装置100的外部接入，例如以便作为测量点来监控电压。通过形成能够连接到装置100的多个元件(储存模块和受控接触器)的点，连接点161-165特别地具有简化可再配置能量储存装置100的制造的功能。连接点161-163还具有使(装置100和/或储存模块110的)某些连接端子物理上更靠近在一起的功能。因此，它们例如能够采用电缆的形式。在这种情况下，连接点161使储存模块113的负端子更靠近储存模块114的正端子以及更靠近储存模块122的正端子；连接点162使储存模块116的负端子更靠近储存模块117的正端子以及更靠近储存模块121的正端子；连接点163使储存模块119的负端子更靠近储存模块120的正端子。使某些连接端子更靠近在一起使得能够使用受控逆变器，而不是简单的受控开关。受控接触器的数量因此能够被减少，这有利于制造可再配置电能储存装置并且增加其可靠性。受控逆变器131被布置以便将储存模块114的正端子连接到连接点161或者连接到装置100的正连接端子102。受控逆变器132被布置以便将储存模块117的正端子连接到连接点162或者连接到装置100的正连接端子102。受控逆变器133被布置以便将储存模块120的正端子连接到连接点163或者连接到装置100的正连接端子102。受控逆变器134被布置以便将储存模块113的负端子连接到连接点161或者连接到装置100的正连接端子101。受控逆变器135被布置以便将储存模块116的负端子连接到连接点162或者连接到装置100的负连接端子101。受控逆变器136被布置以便将储存模块119的负端子连接到连接点163或者连接到装置100的负连接端子101。受控逆变器137被布置以便将储存模块120的负端子连接到连接点164或者连接到装置100的负连接端子101。受控逆变器138被布置以便将储存模块121的正端子连接到连接点162或者连接到连接点164。受控逆变器139被布置以便将储存模块121的负端子连接到连接点165或者连接到装置100的负连接端子101。受控逆变器140被布置以便将储存模块122的正端子连接到连接点161或者连接到连接点165。通过阅读与装置100内部有效建立的连接相关的以下描述，本领域技术人员将了解除了参照图1a描述的配置之外，其他配置也是可能的。特别地，可以省略连接点164和165。那么受控逆变器137应被布置以便将储存模块120的负端子连接到储存模块121的正端子或者连接到装置100的负连接端子101。受控逆变器138可以被受控开关替代，该受控开关被布置以便将储存模块121的正端子连接到或者不连接到连接点162。类似地，受控逆变器139应被布置以便将储存模块121的负端子连接到储存模块122的正端子或者连接到装置100的负连接端子101。受控逆变器140可以被受控开关替代，该受控开关被布置以便将储存模块122的正端子连接到或者不连接到连接点161。图1b示出了参照图1a描述的可再配置的能量储存装置的示例的变型。在该变型中，装置1000与装置100的不同之处仅在于装置1000还包括开关1001，其被称为安全开关，其被布置成采用接触位置(闭合位置)、或隔离位置(打开位置)。在接触位置中，安全开关1001将负电连接端子101连接到储存模块120、121和122的负端子。在隔离位置，其使负电连接端子101与储存模块120、121和122的负端子隔离。安全开关1001通常能够是手动开关。这种开关因此能够在装置1000的维护操作之前由操作员打开，并且在维护任务结束后闭合。开关1001还能够是受控开关。在这种情况下，其能够像储存模块111-122那样，由同一控制单元驱动、或者由单独的控制单元驱动。通过驱动受控逆变器131-140和通过(手动或自动地)操控安全开关1001以便将每个储存模块111-122与负电连接端子101和/或正电连接端子102隔离，装置1000能够采用安全配置。根据第一解决方案，依照下面参照图3b描述的配置，受控逆变器131-140被驱动以形成第一支路、第二支路和第三支路，其中第一支路由储存模块111、112、113和122形成，第二支路由储存模块114、115、116和121形成，第三支路由储存模块117、118、119和120形成。根据第二解决方案，依照下面参照图3d描述的配置，受控逆变器131-140被驱动以形成单条支路，该单条支路包括串联连接的储存模块111-122的组合。在每个解决方案中，安全开关1001被操控到隔离位置中，以便断开负电连接端子101和正电连接端子102之间的电连接。可再配置能量储存装置100或1000通常能够被布置以在每个时刻在其连接端子101和102之间具有能够在最小电压umin和最大电压umax之间变化的电压，该工作范围的幅值小于在单个储存模块110的端子处在其完全放电状态(umod＝0)和其完全充电状态(umod＝umod-max)之间电压变化的幅值。装置100或1000还能够包括用于控制受控逆变器的装置，使得连接端子101和102之间的电压维持在其工作范围[umax；umin]内。图2示出了包括这种装置的可再配置能量储存装置的示例。特别地，除了装置100的元件之外，装置200还包括被布置以测量两个端子之间的控制电压的测量单元201和被布置以驱动受控逆变器130的控制单元202。测量单元201例如测量装置100的连接端子101和102之间的电压。然而，还可以在装置200的其他点之间测量控制电压，特别在储存模块110中的一个的端子之间，只要该电压表示装置200的端子处的电压即可。特别是当所有储存模块相同、在每个时刻以相同的方式充电和再充电时，以及当储存模块的组合已知时是这种情况。控制单元能够具有纯硬件结构、或者能够执行软件程序的软件结构。例如可以是可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、微处理器或微控制器。可再配置能量储存装置200当然可以包含与图1b类似的、手动或受控的安全开关。应注意的是，组合的任何改变涉及添加或移除可再配置装置的不同支路中串联连接的至少一个储存模块。在每个再配置中，装置的端子处的电压因此比在再配置改变时刻存在于储存模块中的一个的端子处的电压增加至少一倍，或减小至少一半。为了确保可再配置装置在再配置之前和之后都具有包括在期望的工作范围[umax；umin]内的电压，需要进行布置使得电压范围[umax；umin]的幅值δumax至少等于同一储存模块的端子处的最大电压umod-max。类似地，存在在再配置期间能够被添加到支路或者从支路移除的储存模块的最大数量。该最大数量对应于同一储存模块端子处的最大电压umod-max能够被包含在期望的工作范围[umax；umin]的幅值δumax中的次数。因此，对于给定组合，能够被添加或移除的储存模块的数量n需要满足以下关系式：numod-max≤δumax＜(n+1)umod-max图3a至3e示出了装置100中储存模块110的不同可能的组合。在图3a中，受控逆变器130被布置以形成三个串联连接的储存模块110(n＝3)的四条并联支路(m＝4)。受控逆变器131、132、133因此将储存模块114、117和120的正端子分别连接到装置100的正连接端子102。受控逆变器134、135、136将储存模块113、116和119的负端子分别连接到装置100的负连接端子101。受控逆变器137和138分别将储存模块120的负端子和储存模块121的正端子连接到连接点164。受控逆变器139和140分别将储存模块121的负端子和储存模块122的正端子连接到连接点165。在图3b中，除受控逆变器131和132以外，所有受控逆变器130相对于图3a修改了其连接。因此，装置100形成了四个串联储存模块110(n＝4)的三条并联支路(m＝3)。第一支路包括储存模块111、112、113和122，第二支路包括储存模块114、115、116和121，第三支路包括储存模块117、118、119和120。在图3c中，受控逆变器131、135、137、138、139和140相对于图3b修改了其连接。装置100形成了六个串联储存模块110(n＝6)的两条并联支路(m＝2)。第一支路包括储存模块111-116，第二支路包括储存模块117-122。在图3d中，仅受控逆变器132和135相对于图3c的组合修改了其连接。装置100因此形成了十二个串联储存模块(n＝12)的单条支路(m＝1)。在图3a至3d中的组合的每个中，所有储存模块110都集成到支路中的一条中。因此，所有储存模块都同时充电或放电。就被集成到每个都包括一数量的储存模块的支路而言，储存模块110在每个时刻被相同地加载。图3e示出了一种组合，在该组合中并没有使用所有的储存模块，即没有使用储存模块120-122。装置100形成九个储存模块(n＝9)的单条支路(m＝1)。在该组合中，受控逆变器131、132、133将储存模块114、117和120的正端子分别连接到连接点161、162和163。受控逆变器134和135将储存模块113和116的负端子分别连接到连接点161、162。受控逆变器136将储存模块119的负端子连接到装置100的连接点101。由于储存模块120-122没有连接到装置100的剩余部分，因此受控逆变器137、138、139和140的位置不重要。应注意的是，当一个或更多个储存模块110在给定组合中未被使用时，在组合的每条支路包括相同数量的没有被使用的储存模块的条件下，该储存模块或这些储存模块能够被用在后续的组合中。更一般地，当装置100在组合中包括多条并联支路(m≥2)时，重要的是每条支路在其端子处具有同一电压。实际上，这意味着每条支路包括被统一地充电的储存模块的组合。与能量转换器的组合根据本发明的可再配置能量储存装置通常能够被集成到还包括能量转换器的供电系统中。能量转换器能够是直流转换器。当可再配置能量储存装置在负载下提供电能时，能量转换器也能够是电源逆变器，或者当可再配置装置从外部源接收电能时，能量转换器也能够是整流器。图4示出了包括能量转换器410和图2中的可再配置能量储存装置200(测量单元未示出)的供电系统400。根据可再配置装置200是提供能量还是接收能量，能量转换器410交替地分别作为电源逆变器和整流器工作。能量转换器包括在交流电侧的两个连接端子411和412和在直流电侧的两个连接端子413和414。连接端子411和412用于连接到需要被可再配置装置200供电的负载；连接端子413和414分别连接到装置200的负连接端子101和正连接端子102。由于能量转换器的效率取决于在其两个端子上的输入端处接收到的电压以及在其另外两个端子上的输出端处需要传送的电压，因此使能量转换器在预定电压范围内工作是优选的。在本说明书中，认为连接端子411和412之间的平均电压是恒定的。仅考虑连接端子413和414之间的电压。效率最优的电压范围在最小电压umin和最大电压umax之间变化，并且该电压范围被称为最优工作范围[umax；umin]。该范围例如被确定使得能量转换器具有大于90％、或大于95％的效率η。通常，能量转换器在其下边界umin大约等于最大电压umax的三分之二(即幅值等于最大电压umax的三分之一)的工作范围内具有大于95％的效率η。受控逆变器的切换、或更一般地受控接触器的切换应该优选地在低电流条件下进行，以便避免这些受控接触器的损坏。受控接触器的切换因此有利地在低电流甚至无电流的情况下进行。因此，在相对短的时间段(约为几十分之一秒)期间，对应于改变储存模块110的组合所需要的时间段，仅有限量的能量或者没有能量能够在装置200和能量转换器410之间传递。能量转换器410因此有利地获知储存模块110的组合中的改变，以便限制能量转换需求。对电能供应的临时限制能够在“无间断供电”类型的应用中产生困难，“无间断供电”定义为需要持续的能量供应。无间断供电系统被用于例如作为备用电源，使得在主电网故障时能够确保能量供应服务的持续性。一种解决方案是将可再配置能量储存装置200与另一电源耦合，例如与电荷转移电化学能量储存装置耦合。对于其他应用，电能供应的临时限制不产生任何困难。作为示例，可再配置装置200和供电系统400特别良好地适配于“电动或混合动力车辆”和“网络滤波”类型的应用。表述“电动或混合动力车辆”表示用于运输人和/或货物的车辆组，并且基于至少部分，和/或间断的使用电动机以使车辆移动。车辆例如是地铁、有轨电车、公交车、船、汽车、两轮车、卡车、渡轮、升降梯或吊车。电动或混合动力车辆受益于能够克服能量供应限制的机械惯性。术语“网络滤波”指的是能够改进电网供应的能量质量的电气装置组。当前，一些装置主要基于被布置为最优化交流电网的功率因数(“cosphi”)的电容器。其他装置包括电荷转移电化学能量储存装置，其使得能够平整例如由风力涡轮机或光伏板之类产生的间断能量流。电化学能量储存装置在例如由阵风或太阳从云后露出所引起的功率突增期间积累能量，并且在例如由于风减小或者云经过太阳所引起的功率突减期间释放额外能量。这些装置的电容器和电化学能量储存装置因此能够被根据本发明的可再配置能量储存装置替代。在受控接触器的切换期间必须采取其他的预防措施。特别地，优选地暂时避免将包含不同数量的串联储存模块的支路进行并联布置。否者，一些储存模块将对其他储存模块进行放电，这将导致电荷状态的不平衡。因此，优选地是以一定的顺序来操纵受控接触器、或者甚至操纵从理论上来说鉴于初始组合和最终组合不应该已经移动的受控接触器以便暂时地将支路彼此隔离。在受控接触器的切换期间需要采取的另一预防措施在于可再配置能量储存装置的端子处在每个时刻存在的电压。该电压通常应该包括在预定的电压范围内，例如能量转换器的最优工作范围[umax；umin]。为此目的，控制单元能够被布置使得在组合的任何改变期间，连接到装置100的负连接端子101和正连接端子102的任意支路具有与在再配置之前的组合的支路或者与在再配置之后的组合的支路相同数量的串联储存模块。图5a和5b示出了当从包括三个串联连接的储存模块110的四条并联支路(m×n＝4×3)的组合(图5a)切换到包括四个串联连接的储存模块110的三条并联支路(m×n＝3×4)的组合(图5b)时，受控逆变器130的切换顺序的示例。在标记为①的第一步骤中，受控逆变器133、134和135被激活，这具有分别将储存模块120、113和116从负连接端子101和正连接端子102断开的效果。在标记为②的第二步骤中，受控逆变器137和139被激活。在标记为③的第三步骤中，受控逆变器136被激活。在标记为④的第四步骤中，受控逆变器138和140被激活。在每个步骤中，受控逆变器能够被相继激活或同时激活。为了确保受控接触器的切换以期望的顺序执行这一目的，能够设置校验机制来校验不同受控接触器的位置。该校验机制例如向控制单元发送数据反馈，允许控制单元激活受控接触器的后续切换。概述应注意的是，根据本发明的可再配置能量储存装置能够包括任意数量m×n的储存模块，其中m和n是大于或等于1的自然数。组合的不同优化是可能的，特别是在可使用能量、能量转换器的效率和/或配置数量方面。可使用能量方面的优化可使用能量方面的优化假设在任意时刻，使用m×n储存模块组件。换言之，无论组合i，满足以下关系式：mi×ni＝m×n由对mi×ni限定的以下组合是特别可能的：初始mm1×n1m2×n2m3×n3m4×n4m5×n5m6×n633×2k2×3k1×6k44×3k3×4k2×6k1×12k55×4k4×5k2×10k1×20k55×12k4×15k3×20k2×30k1×60k66×2k4×3k3×4k2×6k1×12k66×10k5×12k4×15k3×20k2×30k1×60k77×6k6×7k3×14k2×21k1×42k88×3k6×4k4×6k3×8k2×12k1×24k99×4k6×6k4×9k3×12k2×18k1×36k在这些组合中，k是严格为正的自然整数，使得能够表示整数ni是特定整数的倍数。此外，如果不期望使用组合的全部，则m能够是上述整数的倍数。例如，通过使支路两两组群，从6×2k开始的组合系列仅是从3×2k开始的系列的第一项的延续。对于从8×3k和4×3k开始的系列来说也是这样的。能量转换器的效率方面的优化当根据本发明的可再配置装置与能量转换器结合时，使用组合使得装置的连接端子处的电压能够在每个时刻都位于该能量转换器的最优工作范围[umax；umin]内是有益的。通过以下关系式来表示该条件：其中kη由限定。由于在每个连续组合之间ni与ni+1的比值总是大于2/3，从9×4k开始的组合系列例如提供良好的优化。下面的表格示出了在kη＝2/3的情况下能够优化能量转换器的效率的不同的可能组合。udisp-maxandudisp-min分别表示可再配置装置的端子处的最大和最小电压。下面的表格示出了在kη＝3/4的情况下能够优化能量转换器的效率的不同的可能组合。应注意的是，该组合系列是唯一一个满足以下条件的组合系列：任何其他的初始组合需要将未使用的储存模块留到之后组合中的一个中，除非整数k使得可以通过满足上述条件的中间组合。例如，在具有m×n＝8×15的初始组合的可再配置装置的情况下，以下的组合系列是可能的。仍然在kη＝3/4的情况下，以下示例示出了如何能够在某些组合中省略储存模块以便将这些储存模块重新集成在后续的组合中同时管理再配置系列。在后一示例中，组合2省略了两个储存模块。由于没有电流流经这些模块，这些模块在组合的整个时间段中保持同样的充电状态。组合3按照每条支路一个的数量重新引入了在组合2中隔离的两个模块，并且从中隔离了六个其他储存模块。组合4按照每条支路三个储存模块重新引入了六个模块。再配置数量方面的优化图6示出了借助于电容效应的能量储存模块的特征。其表示在储存模块的放电期间随着放电结束时端子处的电压变化的可获取的可使用能量。x轴对应于放电结束时的电压，以相对于最大电压umod-max的百分比表示，y轴对应于可获取的可使用能量，以相对于储存模块中可获取的总能量的百分比表示。该图示出了在电压范围[umod-max；umod-min]内，可以获取储存模块的标称能量的90％，其中umod-min大约等于umod-max三分之一。因此，使用根据本发明的可再配置能量储存装置的能量的90％，要求每条支路的储存模块的最大数量严格小于每条支路的储存模块的最小数量的三倍。严格的小于关系是由于储存模块端子处的电压变化导致的。因此，组合能够是以下：初始mm1×n1m2×n2m3×n3m4×n433×2k2×3k44×3k3×4k2×6k55×4k4×5k2×10k55×12k4×15k3×20k2×30k66×2k4×3k3×4k66×10k5×12k4×15k3×20k77×6k6×7k3×14k88×3k6×4k4×6k3×8k99×4k6×6k4×9k如之前指出的，控制单元能够驱动受控接触器使得根据本发明的可再配置装置的端子处的电压udisp位于电压范围[umax；umin]内，例如对应于能量转换器的最优工作范围。控制单元因此能够被布置使得当电压udisp变得小于最小电压umin或者大于电压umax时，受控接触器被驱动以将储存模块连接成新的组合，在该新的组合中电压udisp回到电压范围[umax；umin]内。由于能量转换器能够引入大约几伏的电压振荡，因此如果组合的改变在相同电压下进行，那么在可再配置装置的充电和放电时两个组合之间的异常振荡现象将被注意到。为了避免这种现象，可以在组合的改变的每个电压附近引入几伏(例如1到5伏)的滞后。作为示例，考虑具有m1条并联支路的第一组合，每条支路具有n1个储存模块，以及具有m2条并联支路的第二组合，每条支路具有n2个储存模块，其中n2>n1并且m1×n1＝m2×n2。在放电时，从第一组合到第二组合的切换能够在电压udisp达到比电压umin小几伏的电压udech时进行。另一方面，在充电时，从第二组合到第一组合的切换能够在udisp达到电压umin时进行。用于引入滞后的另一解决方案在于使用稍微高于最小电压umin与最大电压umax的商kη的比值n1/n2，同时将再配置阈值保持在最优工作范围[umax；umin]的两端点处。在放电时，电压udisp从umin＝kηumax变化到稍微小于umax的n1/n2.umin。在充电时，电压udisp从电压umax变化到稍微小于kηumax的n1/n2·umax。相对于前一种解决方案，该第二解决方案具有将电压udisp保持在能量转换器的最优工作范围中的优点。根据本发明的可再配置能量储存装置特别适合于对电力公共交通车辆供电，尤其当这些车辆在公共汽车站进行行程(包括预定停靠)时。特别地，公交车和有轨电车尤其如此。车辆的可再配置能量储存装置事实上能够在车站停靠期间定期地再充电，使得其能够积累足够的能量以在车站之间自主行驶。车站则被描述为“充电站”。借助于电容效应的能量储存的技术(尤其包括超级电容器)允许相对短的再充电时间，与车辆在车站的停靠时间相兼容，其通常在几十秒甚至最多约三十秒。根据符合本发明的可再配置能量储存装置的使用的第一示例，该装置向包括传动系统(无级变速器+马达)的车辆供电，该传动系统在300v到450v之间的输入电压范围内工作，其中在330v到430v具有最优能量效率。为了更好地理解使用根据本发明的可再配置装置的优点，首先，通过比较，考虑借助于电容效应的不可再配置能量储存装置，即其中储存模块的组合是固定的。该不可再配置装置包括例如具有八个串联连接的储存模块的四条并联支路，每个储存模块在其端子之间具有50v的最大电压umod-max。因此，装置的端子处的最大电压是400v，接近传动系统的最优工作范围的上边界(430v)。另一方面，将不可再配置装置放电直到其电压达到最优工作范围的下边界(330v)仅允许储存在装置中的一小部分能量(即，约33％)被使用。如果允许放电到300v电压，则该部分能够达到约50％，但是还是相对小。对于电动车辆的给定续航能力，所储存的能量的这种使用率需要超过不可再配置的储存装置的程度。根据本发明的可再配置的能量储存装置使得能够从相同数量的储存模块增大可获取的续航能力，优化并联支路的数量或者达到这两个选项之间的折中。在增大续航能力的情况下，可以看出，根据下面示出的、具有四条并联支路，每条具有八个储存模块的一个初始组合的表格，能够使用高达86％的储存能量。在寻求最优化支路数量的情况下，应注意可再配置装置能够仅包括两条并联支路，每条具有八个储存模块(m×n＝2×8)。能够使用以下的组合。图7a-7e示意地示出了不同的对应组合。在图7a中，示出了第一组合，装置700包括两条并联支路，每条具有八个串联的储存模块。第一支路710包括从1-8连续编号的储存模块，第二支路720包括从9-16连续编号的储存模块。在图7b中，示出了第二组合，装置700包括由储存模块1-10形成的单条支路，储存模块11-16被隔离。在图7c中，示出了第三组合，装置700仍然包括单条支路，但是这次是由储存模块1-3和9-16形成的，储存模块4-8被隔离。在图7d中，示出了第四组合，装置700包括由储存模块4-16形成的单条支路，储存模块1-3被隔离。在最后一个组合中，如图7e所示，装置包括由十六个串联连接的储存模块的组合形成的单条支路。为了允许这些不同的组合，装置700在储存模块3和4之间、储存模块10和11之间、储存模块8和装置700的负连接端子之间以及储存模块9和装置700的正连接端子之间包括受控接触器。根据本发明的可再配置装置的使用的第二示例，该装置为具有在300v到750v之间的输入电压范围内工作的传动系统的电动车辆供电，其中在350v到730v具有最优能量效率。由于工作范围相对宽(umax>2umin)，可以设想使用借助于电容效应的不可再配置能量储存装置。然而，根据本发明的可再配置装置特别有益于在车站对电动车辆再充电。事实上，在到达车站时，可再配置装置能够在其端子处具有350v的电压，并且需要通过在其端子处传送700v的能量转换器进行再充电。能量转换器主要为两种类型，即升压转换器和降压转换器。使用升压转换器，输入电压范围小于输出电压范围。现在，由于充电时间短，大电流需要流过车站和电力车辆之间，这就需要特定的连接器，并且设计和维护成本较高。而且，焦耳效应损耗是显著的。使用降压转换器，输入电压范围大于输出电压范围。该能量转换器的缺点在于安全危险。充电站通常位于市内环境中，存在与乘客或路人电接触的危险。该高电压的存在以及大功率的传输因此需要在机械集成、材料和成本方面非常严格的安全措施。通过允许两个阶段的再充电，根据本发明的可再配置能量储存装置限制了这些缺点。可再配置装置包括例如具有十四个串联模块的两条支路，每个储存模块在其端子处具有50v的最大电压。在升压能量转换器的情况下，例如在225v到450v的电压范围和500v到1000v的输出电压范围内工作，在第一阶段，两条支路被布置为串联(或者支路被布置为两两串联)以形成具有28个模块的支路。该支路的端子处的电压将从700v变化到1000v。在第二阶段，可再配置装置回到其初始配置(m×n＝2k×14)以完成储存模块的再充电，储存模块端子处的电压从500v变化到700v。在降压能量转换器的情况下，在500v到1000v的输入电压范围和225v到450v的输出电压范围内工作，在第一阶段，可再配置装置维持在其初始配置(m×n＝2k×14)，每条支路的端子处的电压从350v变化到450v。在第二阶段，具有十四个储存模块的每条支路被分为每条都具有七个储存模块的两条并联支路。在再充电时，支路端子处的电压从225v变化到350v。然后装置被再配置到其初始配置，每条支路在其端子处具有700v的电压。至于个人安全，与使用升压转换器相比，使用降压能量转换器是优选的，因为最高电压位于能量转换器的上游，安装在充电站中并且因此对人来说是更不可能接近的。另一方面，升压转换器的使用将最高电压布置在能量转换器的下游，特别在充电站和车辆之间的电能连接装置处，通常是更可能接近的。根据本发明的可再配置装置具有作为电动车辆的电源的优点。其在充电站中也能够是有用的，以促进装载在车辆中的可再配置装置在车站中的充电期间的能量传输。被称为“地面可再配置装置”的、布置在充电站中的可再配置装置具有相对长的充电时间，大约为几分钟，对应于车辆在充电站的两次停靠的间隔时间。因此，传输的功率值显著的更低，这允许直接从电网充电。用于电力或混合动力车辆的供电系统能够因此包括：根据本发明的第一可再配置能量储存装置，其布置在车辆上，以便在两个车站之间自主地对车辆供电；根据本发明的第二可再配置能量储存装置，其布置在每个充电站中；以及能量转换器，其被布置以连接两个可再配置装置。车辆的传动系统的电属性对车载可再配置装置的电压范围施加限制，并且因此对每条支路中的串联储存模块的数量施加限制。两个充电站之间所需的最大行程规定了车载可再配置装置中并联支路的数量。作为示例，考虑车载可再配置装置在初始组合中包括四条并联支路，每条具有八个串联储存模块，即总共三十二个储存模块。从地面可再配置装置传输到车载可再配置装置的能量对应于车辆在两个充电站之间移动的可使用能量，不考虑由于(特别是能量转换器中的)能量传输导致的损失。地面可再配置装置因此包括相同数量的储存模块。地面可再配置装置必须在其内工作的电压范围由能量转换器的转换比率限制。在具有1/2的比率的降压能量转换器的情况下，地面可再配置装置的工作电压是车载可再配置装置的工作电压的两倍。其三十二个储存模块因此以两条并联支路、每条十六个储存模块的组合连接(m×n＝2×16)。车载可再配置装置和地面可再配置装置能够由包括四条支路、每条具有八个串联的储存模块的同一基本可再配置装置以及连接系统制造，所述连接系统使得能够选择四条支路的并联组合、或两条并联支路、每条具有十六个储存模块的组合。在具有比率为2的升压能量转换器的情况下，地面可再配置装置的工作电压是车载可再配置装置的工作电压的一半。该可再配置装置的三十二个储存模块因此以八条并联支路、每条四个串联的储存模块的组合连接。车载可再配置装置和地面可再配置装置还能够由包括八条支路、每条具有四个串联的储存模块的同一基本可再配置装置以及连接系统制造，所述连接系统使得能够选择八条支路的并联组合、或四条并联支路、每条具有八个储存模块的组合。连接系统能够包括母线，其在制造结束时根据可再配置装置的用途、即车辆或充电站而被固定在所需位置中。连接系统还能够包括手动控制开关、例如手动断路器，所述手动控制开关的位置根据可再配置装置的目的地来确定。应注意的是，可再配置装置的用途是先验地确定的。因此，所使用的连接系统不必是受控的。然而，能够使用诸如在可再配置装置的充电和放电期间所使用的那些之类的受控接触器。根据本发明的可再配置能量储存装置能够与其他的电力电源结合，特别是与电荷转移电化学能量储存装置(电力电池或燃料电池)，或者发电机单元。这些额外的电源能够在瞬间断电的情况下、例如组合的改变期间，以及在突然的功率需求的情况下或者当可再配置装置放电时接替可再配置装置。图8示出了包含电力电源以及根据本发明的可再配置装置的供电系统的示例。电力供应系统800包括可再配置装置810、能量转换器820、电池830和受控开关840。可再配置装置810包括负连接端子811、正连接端子812、储存模块813组件和受控逆变器814组件。电池830包括负连接端子831和正连接端子832。能量转换器820包括两个输入端子821、822和两个输出端子823、824。当然，能量转换器820能够在两个方向上工作，尽管仅为了描述的目的，连接端子被描述为“输入”和“输出”。受控开关840例如由可再配置装置810的控制单元驱动，或者由供电系统的控制装置驱动。其使得能够将能量转换器的输入端子821、822连接到可再配置装置810的连接端子811、812，或者连接到电池的连接端子831、832。当然，本发明不限于刚才已经描述的示例，在不超出本发明的范围的情况下能够对这些示例进行调整。此外，只要不是不兼容或者相斥，所描述的不同的特征、形式、变型和实施例能够以各种组合结合在一起。当前第1页12