用于電能量存儲器系統的操控設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于電能量存儲器系統的操控設備。本發明還涉及用于運行電能量存儲器系統的方法。
【背景技術】
[0002]在現有技術中已知具有直流電壓產生器、例如光伏設備和耦合于其上的電化學能量存儲器的組合系統。在此使用不同的系統一一例如鉛電池或鋰離子電池一一作為能量存儲器系統。
[0003]DE 21 2010 000 081 Ul公開了一種用于管理多個電池以及用于運行負載的模塊化的電池管理系統。根據一方面，該系統包含多個電池管理控制模塊；多個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；以及多個能量存儲器模塊，其分別與雙向的電壓變換模塊并聯并且與負載連接。雙向的電壓變換模塊被配置為將電能量從電池傳輸到負載或從能量存儲器模塊傳輸到電池。電池管理控制模塊被構造為基于每個電池的狀態信息實施預給定的程序以及控制雙向的電壓變換模塊。還公開了電池組可以包含所有種類的電池，例如鉛酸電池或鋰離子電池。
[0004]存在對用于電化學電池存儲器系統的可通用的操控設備的需求，所述電化學電池存儲器系統與電化學電池存儲器的技術無關。
【發明內容】
[0005]根據第一方面，本發明提供用于電能量存儲器裝置的操控設備，其具有:
-控制裝置；
-用于直流電壓產生器的第一接線端；
-用于交變電壓的第二接線端；
-用于能量存儲器裝置的至少兩個接線端；
-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節裝置；
-與充電調節裝置接線的轉換裝置，借助于該轉換裝置，充電調節裝置的輸出端能在所述接線端之間轉換；以及
-管理主裝置，借助于該管理主裝置根據能量存儲器裝置的運行數據可以將用于能量存儲器裝置的充電方法預給定到充電調節裝置，其中轉換裝置可相應地操控。
[0006]根據第二方面，利用本發明提供用于運行具有操控設備和至少一個連接到操控設備處的能量存儲器模塊的電能量存儲器系統的方法，該方法具有如下步驟:
-確定能量存儲器模塊的運行狀態；
-將運行狀態的至少一個值傳送到布置在操控設備內的管理主裝置；以及-根據能量存儲器模塊的技術和/或運行狀態借助于管理主裝置經控制地運行能量存儲器模塊。
[0007]所述設備和方法的優選的改進方案是從屬權利要求的主題。
[0008]所述控制設備的優選實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節裝置，使得借助于該充電調節裝置可提供根據能量存儲器模塊的技術構造的充電方法。由此可以根據不同的電化學能量存儲器的消耗狀態、能量產生狀態、老化狀態來智能地以及節約地運行所述不同的電化學能量存儲器。附加地，也可以先根據一定的運行持續時間來進行電能量存儲器的選擇，由此在能量存儲器技術方面支持系統獨立性。
[0009]根據本發明的操控設備的另一優選實施方式的突出之處在于:借助于轉換裝置根據能量存儲器模塊的電能量平衡可以在能量存儲器模塊之間轉換。由此也支持能量存儲器模塊的有效的運行。
[0010]所述操控設備的另一優選實施方式的突出之處在于:借助于充電調節裝置可基本上無延遲地提供用于能量存儲器模塊的專門的充電方法。有利地，通過這種方式，技術上不同的能量存儲器模塊可最優地充電。
[0011]根據本發明的操控設備的另一優選實施方式的特征在于:能量存儲器模塊的運行數據可借助于通信接口傳輸到管理主裝置處。由此支持能量存儲器模塊和管理主裝置之間的安全以及快速的運行數據傳輸。
[0012]根據本發明的操控設備的另一優選實施方式的特征在于:管理主裝置可以處理能量存儲器模塊的以可機器讀取的形式存放的運行數據。有利地由此為電池提供可掃描形式的運行數據，所述電池僅具有傳感機構(例如溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器)并且不具有電子設備。有利地由此使自動化的讀入成為可能并且最大程度地使運行數據的輸入自動化。有利地由此實現操控設備的即時運行就緒(英文:Plug-und-Play，即插即用)。
[0013]根據本發明的操控設備的另一優選實施方式的突出之處在于:運行數據借助于編碼裝置存放在能量存儲器模塊中。這提供了使用受保護的數字信息存儲的優點。
[0014]根據本發明的操控設備的另一優選實施方式的特征在于:充電方法的數據可從能量存儲器模塊傳輸到管理主裝置。有利地由此可以進行電池類型的可信度檢查，由此有利地提高電池安全性。
[0015]根據本發明的操控設備的優選實施方式的突出之處在于:操控裝置內的管理主裝置具有到電壓變換裝置的DC耦合或AC耦合。通過這種方式可以有利地將已經存在的直流電壓產生系統簡單地加裝到電池存儲器系統上，因為AC耦合是簡單可行的。
[0016]根據本發明的方法的優選實施方式規定:執行將充電方法從能量存儲器模塊到管理主裝置的傳輸。由此支持對分別連接的能量存儲器模塊的單獨充電。
[0017]本發明的優點
本發明中視為特別有利的是:本發明使得能夠使用不同的電池類型或不同的電池技術。這由此可以將管理主系統轉移到操控設備中，由此可以操作所連接的能量存儲器模塊的不同的技術。操控設備內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器模塊的轉移的智能。由此有利地得出關于存儲器容量和電池技術方面的更高的靈活性，因為根據本發明的系統可以用一個電池以及用兩個相同或不同類型的電池來運行。由此可以有利地將用于給能量存儲器充電的單獨的充電方法用于每個連接到充電調節裝置處的能量存儲器。
[0018]通過兩個相同或不同類型的電池之間的動態的、與電池狀態相關的轉換的可能性，可以節約電池地以及因此延長壽命地運行電池。
[0019]本發明的另一優點根據現有的電池類型通過電池管理系統的自動參數化或通過自動適配來得出。因此本發明決定性地有助于錯誤避免，因為避免了系統的人工匹配或人工參數化。
[0020]下面根據實施方式參照圖闡述本發明的另外的特征和優點。在此，所有描述或示出的特征單獨地或以任意組合的形式形成本發明的主題，而與這些特征在權利要求書中的組合和回引無關以及與這些特征在描述或在圖中的表述或表示無關。圖尤其被認為說明對本發明基本的原理并且不必理解為細節正確的電路圖。在圖中，相同的附圖標記表示相同或功能相同的元件。
【附圖說明】
[0021]圖1示出了用于鉛電池的電能量存儲器系統的原理框圖；
圖2示出了用于鋰離子電池的電能量存儲器系統的原理框圖；
圖3示出了用于鋰離子電池的電池管理系統的原理圖示；
圖4示出了根據本發明的操控設備的第一實施方式的原理圖示；
圖5示出了根據本發明的操控設備的第二實施方式的原理圖示；以及圖6示出了根據本發明的方法的實施方式的原理流程圖。
【具體實施方式】
[0022]概念確定
下面將電池、能量存儲器單池(Energiespeicherzel Ie )、能量存儲器模塊和能量存儲器系統的概念理解為裝置，借助于這些裝置電能量可以電化學途徑存儲以及所述裝置是可再充電的。由于能量存儲器模塊表示多個能量存儲器單池的堆集，以及能量存儲器系統表示多個能量存儲器模塊的堆集，因此針對本發明的意義在功能上以該含義理解所提到的概念。
[0023]圖1示出了電能量存儲器系統100的原理框圖。該電能量存儲器系統100具有操控設備1，該操控設備I具有用于直流電壓產生器30 (例如光伏設備或類似物)的第一接線端11。借助于直流電壓產生器30來產生直流電壓并且將其輸送給操控設備I。直流電壓在操控設備I內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。功率測量裝置24