用于電能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操控設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于電能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操控設(shè)備。本發(fā)明還涉及用于運(yùn)行電能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中已知具有直流電壓產(chǎn)生器、例如光伏設(shè)備和耦合于其上的電化學(xué)能量存儲(chǔ)器的組合系統(tǒng)。在此使用不同的系統(tǒng)一一例如鉛電池或鋰離子電池一一作為能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)。
[0003]DE 21 2010 000 081 Ul公開(kāi)了一種用于管理多個(gè)電池以及用于運(yùn)行負(fù)載的模塊化的電池管理系統(tǒng)。根據(jù)一方面，該系統(tǒng)包含多個(gè)電池管理控制模塊；多個(gè)雙向的電壓變換模塊，其分別與電池連接并且與電池管理控制模塊連接，其中雙向的電壓變換模塊彼此并聯(lián)；以及多個(gè)能量存儲(chǔ)器模塊，其分別與雙向的電壓變換模塊并聯(lián)并且與負(fù)載連接。雙向的電壓變換模塊被配置為將電能量從電池傳輸?shù)截?fù)載或從能量存儲(chǔ)器模塊傳輸?shù)诫姵?。電池管理控制模塊被構(gòu)造為基于每個(gè)電池的狀態(tài)信息實(shí)施預(yù)給定的程序以及控制雙向的電壓變換模塊。還公開(kāi)了電池組可以包含所有種類(lèi)的電池，例如鉛酸電池或鋰離子電池。
[0004]存在對(duì)用于電化學(xué)電池存儲(chǔ)器系統(tǒng)的可通用的操控設(shè)備的需求，所述電化學(xué)電池存儲(chǔ)器系統(tǒng)與電化學(xué)電池存儲(chǔ)器的技術(shù)無(wú)關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供用于電能量存儲(chǔ)器裝置的操控設(shè)備，其具有:
-控制裝置；
-用于直流電壓產(chǎn)生器的第一接線端；
-用于交變電壓的第二接線端；
-用于能量存儲(chǔ)器裝置的至少兩個(gè)接線端；
-接線在第一接線端和第二接線端之間的電壓變換裝置；
-與電壓變換裝置的中間電路接線的充電調(diào)節(jié)裝置；
-與充電調(diào)節(jié)裝置接線的轉(zhuǎn)換裝置，借助于該轉(zhuǎn)換裝置，充電調(diào)節(jié)裝置的輸出端能在所述接線端之間轉(zhuǎn)換；以及
-管理主裝置，借助于該管理主裝置根據(jù)能量存儲(chǔ)器裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)可以將用于能量存儲(chǔ)器裝置的充電方法預(yù)給定到充電調(diào)節(jié)裝置，其中轉(zhuǎn)換裝置可相應(yīng)地操控。
[0006]根據(jù)第二方面，利用本發(fā)明提供用于運(yùn)行具有操控設(shè)備和至少一個(gè)連接到操控設(shè)備處的能量存儲(chǔ)器模塊的電能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的方法，該方法具有如下步驟:
-確定能量存儲(chǔ)器模塊的運(yùn)行狀態(tài)；
-將運(yùn)行狀態(tài)的至少一個(gè)值傳送到布置在操控設(shè)備內(nèi)的管理主裝置；以及-根據(jù)能量存儲(chǔ)器模塊的技術(shù)和/或運(yùn)行狀態(tài)借助于管理主裝置經(jīng)控制地運(yùn)行能量存儲(chǔ)器模塊。
[0007]所述設(shè)備和方法的優(yōu)選的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0008]所述控制設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式的突出之處在于:借助于管理主裝置可如此控制充電調(diào)節(jié)裝置，使得借助于該充電調(diào)節(jié)裝置可提供根據(jù)能量存儲(chǔ)器模塊的技術(shù)構(gòu)造的充電方法。由此可以根據(jù)不同的電化學(xué)能量存儲(chǔ)器的消耗狀態(tài)、能量產(chǎn)生狀態(tài)、老化狀態(tài)來(lái)智能地以及節(jié)約地運(yùn)行所述不同的電化學(xué)能量存儲(chǔ)器。附加地，也可以先根據(jù)一定的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間來(lái)進(jìn)行電能量存儲(chǔ)器的選擇，由此在能量存儲(chǔ)器技術(shù)方面支持系統(tǒng)獨(dú)立性。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的操控設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式的突出之處在于:借助于轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)能量存儲(chǔ)器模塊的電能量平衡可以在能量存儲(chǔ)器模塊之間轉(zhuǎn)換。由此也支持能量存儲(chǔ)器模塊的有效的運(yùn)行。
[0010]所述操控設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式的突出之處在于:借助于充電調(diào)節(jié)裝置可基本上無(wú)延遲地提供用于能量存儲(chǔ)器模塊的專(zhuān)門(mén)的充電方法。有利地，通過(guò)這種方式，技術(shù)上不同的能量存儲(chǔ)器模塊可最優(yōu)地充電。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的操控設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式的特征在于:能量存儲(chǔ)器模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)可借助于通信接口傳輸?shù)焦芾碇餮b置處。由此支持能量存儲(chǔ)器模塊和管理主裝置之間的安全以及快速的運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的操控設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式的特征在于:管理主裝置可以處理能量存儲(chǔ)器模塊的以可機(jī)器讀取的形式存放的運(yùn)行數(shù)據(jù)。有利地由此為電池提供可掃描形式的運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述電池僅具有傳感機(jī)構(gòu)(例如溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器)并且不具有電子設(shè)備。有利地由此使自動(dòng)化的讀入成為可能并且最大程度地使運(yùn)行數(shù)據(jù)的輸入自動(dòng)化。有利地由此實(shí)現(xiàn)操控設(shè)備的即時(shí)運(yùn)行就緒(英文:Plug-und-Play，即插即用)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的操控設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式的突出之處在于:運(yùn)行數(shù)據(jù)借助于編碼裝置存放在能量存儲(chǔ)器模塊中。這提供了使用受保護(hù)的數(shù)字信息存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的操控設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式的特征在于:充電方法的數(shù)據(jù)可從能量存儲(chǔ)器模塊傳輸?shù)焦芾碇餮b置。有利地由此可以進(jìn)行電池類(lèi)型的可信度檢查，由此有利地提高電池安全性。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的操控設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式的突出之處在于:操控裝置內(nèi)的管理主裝置具有到電壓變換裝置的DC耦合或AC耦合。通過(guò)這種方式可以有利地將已經(jīng)存在的直流電壓產(chǎn)生系統(tǒng)簡(jiǎn)單地加裝到電池存儲(chǔ)器系統(tǒng)上，因?yàn)锳C耦合是簡(jiǎn)單可行的。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方式規(guī)定:執(zhí)行將充電方法從能量存儲(chǔ)器模塊到管理主裝置的傳輸。由此支持對(duì)分別連接的能量存儲(chǔ)器模塊的單獨(dú)充電。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明中視為特別有利的是:本發(fā)明使得能夠使用不同的電池類(lèi)型或不同的電池技術(shù)。這由此可以將管理主系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到操控設(shè)備中，由此可以操作所連接的能量存儲(chǔ)器模塊的不同的技術(shù)。操控設(shè)備內(nèi)的管理主裝置在一定程度上示出用于“智能地”處理所連接的能量存儲(chǔ)器模塊的轉(zhuǎn)移的智能。由此有利地得出關(guān)于存儲(chǔ)器容量和電池技術(shù)方面的更高的靈活性，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以用一個(gè)電池以及用兩個(gè)相同或不同類(lèi)型的電池來(lái)運(yùn)行。由此可以有利地將用于給能量存儲(chǔ)器充電的單獨(dú)的充電方法用于每個(gè)連接到充電調(diào)節(jié)裝置處的能量存儲(chǔ)器。
[0018]通過(guò)兩個(gè)相同或不同類(lèi)型的電池之間的動(dòng)態(tài)的、與電池狀態(tài)相關(guān)的轉(zhuǎn)換的可能性，可以節(jié)約電池地以及因此延長(zhǎng)壽命地運(yùn)行電池。
[0019]本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)根據(jù)現(xiàn)有的電池類(lèi)型通過(guò)電池管理系統(tǒng)的自動(dòng)參數(shù)化或通過(guò)自動(dòng)適配來(lái)得出。因此本發(fā)明決定性地有助于錯(cuò)誤避免，因?yàn)楸苊饬讼到y(tǒng)的人工匹配或人工參數(shù)化。
[0020]下面根據(jù)實(shí)施方式參照?qǐng)D闡述本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)。在此，所有描述或示出的特征單獨(dú)地或以任意組合的形式形成本發(fā)明的主題，而與這些特征在權(quán)利要求書(shū)中的組合和回引無(wú)關(guān)以及與這些特征在描述或在圖中的表述或表示無(wú)關(guān)。圖尤其被認(rèn)為說(shuō)明對(duì)本發(fā)明基本的原理并且不必理解為細(xì)節(jié)正確的電路圖。在圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或功能相同的元件。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1示出了用于鉛電池的電能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的原理框圖；
圖2示出了用于鋰離子電池的電能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的原理框圖；
圖3示出了用于鋰離子電池的電池管理系統(tǒng)的原理圖示；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的操控設(shè)備的第一實(shí)施方式的原理圖示；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的操控設(shè)備的第二實(shí)施方式的原理圖示；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的原理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]概念確定
下面將電池、能量存儲(chǔ)器單池(Energiespeicherzel Ie )、能量存儲(chǔ)器模塊和能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)的概念理解為裝置，借助于這些裝置電能量可以電化學(xué)途徑存儲(chǔ)以及所述裝置是可再充電的。由于能量存儲(chǔ)器模塊表示多個(gè)能量存儲(chǔ)器單池的堆集，以及能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)表示多個(gè)能量存儲(chǔ)器模塊的堆集，因此針對(duì)本發(fā)明的意義在功能上以該含義理解所提到的概念。
[0023]圖1示出了電能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)100的原理框圖。該電能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)100具有操控設(shè)備1，該操控設(shè)備I具有用于直流電壓產(chǎn)生器30 (例如光伏設(shè)備或類(lèi)似物)的第一接線端11。借助于直流電壓產(chǎn)生器30來(lái)產(chǎn)生直流電壓并且將其輸送給操控設(shè)備I。直流電壓在操控設(shè)備I內(nèi)被輸送給電壓變換裝置13，該電壓變換裝置包括雙向的直流電壓變換器13a和逆變器13b。功率測(cè)量裝置24