CN101970328A - 用于再生电梯中的能量储存系统的热电热管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种以三种模式运行的再生电梯系统，这三种模式为：马达驱动模式、空转模式和再生模式。在再生模式期间，所述电梯马达作为发电机而运行，且电能被储存在能量储存系统中以便稍后被使用。所述能量储存系统可位于机房或井道内，这些位置处的温度会发生大范围变化。热电热管理系统提供了热电冷却或加热从而将所述能量储存系统保持在所需运行温度范围内。

Description

用于再生电梯中的能量储存系统的热电热管理系统
对共同待审的申请的参考
本文参考共同待审的题目为“为电梯系统中的驱动电路和曳引马达设置的热电热管理装置(THERMOELECTRIC THERMALMANAGEMENT FOR DRIVE CIRCUITRY AND HOIST MOTORS INAN ELEVATOR SYSTEM)”的申请和题目为“具有用于冷却电梯部件的空气对流装置的热电温度控制装置(THERMOELECTRICTEMPERATURE CONTROL WITH CONVECTIVE AIR FLOW FORCOOLING ELEVATOR COMPONENTS)”的申请，这两个申请与本申请均在同一天申请且在此作为参考被引用。
技术领域
本发明涉及电梯，所述电梯在再生运行模式下将电能储存在能量储存系统中。特别地，本发明涉及一种热管理系统，所述热管理系统利用热电加热和冷却将能量储存系统保持在所需运行温度范围内。
背景技术
再生电梯系统(Regenerative elevator systems)包括再生运行模式，这种模式会在电梯运行的特定时段期间产生功率。在再生运行期间，电梯的再生驱动装置产生电力，该电力通过充电电路被储存在能量储存装置中。能量储存装置通常是蓄电池(battery)，但也可将其它装置如超电容器用作能量储存系统的一部分。
再生电梯的能量储存系统中使用的蓄电池倾向于是较为昂贵的部件。因此，实现令人满意的蓄电池寿命就成为重要的考虑因素。化学能量储存装置如蓄电池的寿命通常随着温度的升高而以指数方式减少。
蓄电池会由于蓄电池的欧姆电阻和放热效应而产生热量，所述放热效应是由于在过度充电过程中，在阳极和阴极处产生的物质之间进行的合成反应而导致出现的。温度的升高会加速蓄电池的性能劣化。特别地，蓄电池中的串联布置的电池中的一些电池的局部加热会导致系统可靠性急剧下降，这是因为单个电池的不平衡的性能劣化会导致失效以连锁反应的方式蔓延开来。
当电梯以其再生模式运行时，所产生的能量被用来对能量储存系统的蓄电池进行充电。储存系统的温度在充电过程中升高。对于在再生模式下通常会出现的更高的充电速率而言，可以断定必然会出现温度的升高。
过低的运行温度同样对能量储存系统产生了负面影响。较低的环境温度降低了蓄电池的比功率且因此降低了可从蓄电池中提取出来的储存能量的量。因此，更低的运行温度会降低电梯系统的可操作性并影响电梯的行驶质量。
为再生电梯设置的能量储存系统可位于机房中或位于井道中，由于这些位置处并未设置空气调节系统，因此这些位置处的温度可能在较大范围内产生变化。因此，需要为电梯能量储存系统提供一种新的温度控制方案。
发明内容
一种再生电梯系统包括用于在马达驱动(motoring)模式期间驱动电梯且用于在再生模式期间产生电能的驱动系统。包括一个或多个能量储存装置的电能储存系统储存由所述驱动系统在所述再生模式期间产生的电能。热电温度管理系统控制所述储存系统的环境条件。
所述热电温度管理系统可产生冷却或加热以便将所述能量储存装置保持在所需温度范围内。所述热电系统可被设置在风道内以便对用于控制所述储存装置温度的空气物质流进行预冷却或预加热，或者所述热电系统可与所述能量储存装置进行直接表面接触。
在再生模式期间产生的过多能量可至少部分地用于为热电温度管理系统供电。温度控制可作为一个或多个感测到的参数的函数，所述感测到的参数例如为所述电储存装置的充电状态、该装置的温度和环境温度。
附图说明
图1是示出了再生电梯系统的框图，所述再生电梯系统包括用于将电能储存装置保持在所需温度范围内的热电热管理系统；
图2A和图2B示出了热电热管理系统，所述热电热管理系统具有分别用于进行冷却和加热的与电能储存模块直接接触的热电装置；
图3A和图3B示出了热电热管理系统，其中热电装置分别对空气物质流进行冷却或加热，以便控制电能储存模块的温度；
图4A是流程图，图中示出了用于单个电梯的在冷却模式下运行的热电热管理系统的运行；
图4B示出了用于单个电梯的在加热模式下运行的热电热管理系统的流程图；
图5A示出了用于再生电梯系统的在冷却模式下运行的热电热管理系统，所述再生电梯系统具有一组电梯，其中至少一个电梯处于再生模式下，且至少一个电梯处于马达驱动模式下；和
图5B是用于再生电梯系统的在加热模式下运行的热电热管理系统的流程图，所述再生电梯系统具有一组电梯，其中至少一个电梯处于再生模式下，且至少一个电梯处于马达驱动模式下。
具体实施方式
图1示出了再生电梯系统10，所述再生电梯系统包括电梯12a、12b和12c。每个电梯12a-12c分别包括电梯轿厢(elevator cab)14a-14c、对重装置16a-16c和曳引马达18a-18c。功率系统20提供电功率以使电梯12a-12c运行。尽管图1中示出了三个电梯12a-12c，但再生电梯系统10可包括任何数量的电梯，这其中也包括仅设置一个电梯的情况。
功率系统20包括三相交流(AC)功率供应装置22、功率转换器24、直流(DC)总线26、平滑电容器28a、28b和28c、功率逆变器30a、30b和30c、控制器32、电能储存(EES)系统34、热电(TE)加热器/冷却器36、热电(TE)温度管理控制器38、环境温度传感器40、EES温度传感器42、充电状态监控器44和动态制动器46。
三相交流功率供应装置20可以是商用功率源，该功率供应装置为功率转换器24提供电功率。功率转换器24是三相功率逆变器，该三相功率逆变器可进行运转从而将来自功率供应装置22的三相交流功率转换为直流功率。在一个实施例中，功率转换器24包括多个功率晶体管电路。控制器32控制该功率晶体管电路从而将来自功率供应装置22的三相交流功率整流成直流功率输出，该输出的直流功率被供应到直流总线26上。尽管图中将功率供应装置22示为三相功率供应装置，但功率系统20可适于接收来自任何类型的功率源的功率，这包括单相交流功率源和直流功率源。
控制器32通过电压传感器或过电压检测电路来监控直流总线26上的电压，从而确保总线26上的电压不会超出阈值电压水平。该阈值水平可通过预先编程的方式编入控制器32内，该阈值被设定以便防止功率系统10上的器件出现过载。如果直流总线26上的电压超过了阈值水平，则控制器32会启动动态制动器46从而允许电流流动通过动态制动器的一个或多个电阻器。这导致直流总线26上的过多能量以热量的形式被消散出去。
功率逆变器30a-30c是三相功率逆变器，该三相功率逆变器可进行运转从而将来自直流总线26的直流功率逆变为三相交流功率。功率逆变器30a-30c可包括由控制器32控制的多个功率晶体管电路。功率逆变器30a-30c输出的三相交流功率被分别提供给电梯12a-12c的曳引马达18a-18c。
功率逆变器30a-30c的功率晶体管电路还可进行运转以便对当电梯12a-12c驱动其相应的曳引马达18a-18c时所产生的功率进行整流。例如，如果电梯12a的曳引马达18a正在产生功率，则控制器32控制功率逆变器30a的晶体管电路从而允许对所述产生的功率进行整流并将其提供给直流总线26。平滑电容器28a-28c对直流总线26上的由功率逆变器30a-30c提供的经过整流的功率进行滤波。
曳引马达18a-18c控制相应的电梯轿厢14a-14c与对重装置16a-16c之间的移动速度和移动方向。驱动每个曳引马达18a-18c所需的功率分别随着电梯12a-12c的加速和方向而产生变化且分别随着电梯12a-12c中的载荷而产生变化。例如，如果电梯12a正被加速，在载荷大于对重装置16a的重量情况下向上运行或者在载荷小于对重装置16a的重量的情况下向下运行，则需要最大的功率量来驱动曳引马达18a。如果电梯12a处于调平状态或者在与载荷相平衡的状态下以固定速度运行，则可使用更少量的功率。如果电梯12a正进行减速，在载荷较重的情况下向下运行，或者在载荷较轻的情况下向上运行，则电梯12a会驱动曳引马达18a。在这种情况下，曳引马达产生三相交流功率，该三相交流功率在控制器32的控制下通过功率逆变器30a被转换成直流功率。转换的直流功率被积聚在直流总线26上。
功率系统20还包括电能储存(EES)系统34，所述EES系统通过双向DC/DC转换器35被连接至直流总线26。EES34包括蓄电池储存模块且也可包括电容性储存模块，EES34还包括开关电路以便控制储存模块的充电和放电。
EES34储存在曳引马达18a-18c的负功率需求期间(即再生模式期间)由功率转换器24和功率逆变器30a-30c输出的过多功率。储存在EES34中的能量可在正功率需求期间(即马达驱动期间)为曳引马达18a-18c供电。在EES34内并行地使用电容性储存模块与蓄电池储存模块使得可在曳引马达18a-18c的峰值功率需求期间提供电流的提升(current boost)。
控制器32将控制信号提供给EES34以便管理储存在EES34中的功率。在正功率需求期间，控制器32允许在直流总线26上得到储存在EES34中的功率。在负功率需求期间，控制器32允许直流总线26上的过多功率被储存在EES34中。
通过将EES34引入功率系统20内，使得实现了多个优点。储存在曳引马达18a-18c的负功率需求期间产生的过多能量使得避免了出现与通过功率转换器24将直流总线26上的功率转换为三相交流功率这一转换相关的能量损失。EES34的储存容量降低了对功率供应装置22的需求。在功率供应装置22出现功率失效或故障的情况下，可利用储存在EES34中的能量为曳引马达18a-18c供电以便实现援救和有限应急的目的，这将被称作电梯12a-12c的延长服役运行。
系统10内的电梯所处的环境条件可例如在约0℃至约45℃的范围内变化，且湿度达95％。EES34可被设置在电梯系统10的机房或井道内，由于这些位置处并未设置空气调节系统，因此这些位置处的温度可能产生更大范围的变化。
EES34内的蓄电池由于欧姆电阻且由于过度充电期间出现的放热效应而会产生热量。升高的温度会加速EES34内的蓄电池的性能劣化。EES34的局部温度控制是由热电(TE)温度管理系统提供的，所述热电温度管理系统包括TE加热器/冷却器36、TE控制器38、环境温度传感器40、EES温度传感器42和充电状态监控器44。如图2A-图2B和图3A-图3B所示，TE加热器/冷却器36可包括与EES34的储存模块直接接触的热电元件，或可通过被引导到EES模块上的加热或冷却空气对EES模块进行间接加热或冷却。TE加热器/冷却器36还可包括热管、吸热装置和与热电元件相结合的其它热交换器以便对EES模块进行冷却或加热。在另一实施例中，热电元件与冷风道和暖风道相结合地使用，正如共同待审的题目为“具有用于冷却电梯部件的空气对流装置的热电温度控制装置(THERMOELECTRIC TEMPERATURE CONTROLWITH CONVECTIVE AIR FLOW FOR COOLING ELEVATORCOMPONENTS)”的申请中所述地那样。
TE加热器/冷却器36的控制是通过TE控制器38而作为环境温度、EES34的局部温度和EES34的储存模块的充电状态的函数来实施的。TE加热器/冷却器36通过由直流总线26提供的直流功率而运行。流动通过TE加热器/冷却器36的TE元件的电流方向决定了加热器/冷却器36在加热模式下还是冷却模式下运行。运行模式是通过TE控制器38基于包括环境温度、EES温度和充电状态在内的输入而确定的。
TE加热器/冷却器36的使用为热管理系统提供了极小的占地面积。TE加热器/冷却器36能够极为迅速地产生响应，且可简单地通过逆转电流而通过同一装置既提供加热又提供冷却。在将过多直流功率提供到总线26上时的状况下，这可导致在EES34中出现过度充电的状况，而TE加热器/冷却器36可利用该过多的功率提供冷却。因此，过多的能量得到了利用，同时又减轻了潜在的过度充电所导致出现的热效应。
TE加热器/冷却器36还可用作减湿器。结果使得可减少湿气，从而增强了EES34与周围环境之间的热传递，所述湿气要不然会冷凝在储存装置34的表面上。
图2A和图2B示出了TE加热器/冷却器36的一个实施例，该实施例为EES蓄电池模块提供了直接冷却或加热。图2A示出了冷却模式下的运行，而图2B示出了加热模式下的运行。
在图2A和图2B中，一对TE装置50a和50b被设置而分别与EES模块52a和52b直接接触。每个TE装置50a和50b包括串联的交替设置的N型半导体元件和P型半导体元件。该N型元件和P型元件被连接起来从而使得电流将会在如图2A和图2B所示的蜿蜒路径中流动。电流的流动方向将会决定热量是从EES模块52a和52b流向TE元件50a和50b(如图2A所示)还是热量从元件50a和50b流向EES模块52a和52b(如图2B所示)。在两种情况下，空气物质流56都会在元件50a与50b之间被引导，如图2A和图2B所示。TE加热器/冷却器36还包括风机54，所述风机提供了流经热电元件50a和50b的空气物质流56。
由TE元件50a和50b产生的加热和冷却是基于在N型半导体元件和P型半导体元件中的每个半导体元件内发生的热量流而决定的。自由电荷载流子的移动导致在半导体材料内形成热流。对于N型材料而言，自由电荷载流子是电子且热量沿与电子流相同的方向流动。在P型半导体中，自由电荷载流子是空穴且热量沿与空穴流相同的方向流动。通常情况下，电流沿与电子流相反的方向流动，而电流沿与空穴流相同的方向流动。因此，在N型材料中，热量沿与电子流相同的方向流动或者沿与电流相反的方向流动，且在P型材料中，热量沿与空穴和电流相同的方向流动。
在图2A中，电流在N型元件中流向EES模块52a和52b。电流在P型元件中沿远离EES模块52a和52b的方向流动。结果使得N型元件中的电子和P型元件中的空穴都流动远离EES模块52a和52b。沿远离EES模块52a和52b且朝向空气物质流56的方向产生了热梯度，因此导致热量按如上所述的方式流出EES模块，导致产生更冷却的EES模块，从而减轻了高环境温度对EES模块的充电容量、寿命和性能产生的负面效应。正如下文所述，EES模块的温度由此可受到控制而达到产品需求所规定的希望数值或数值范围。
图2B示出了EES模块52a和52b的加热，电流方向与图2A所示的方向是相反的。电流在P型元件中流向EES模块52a和52b且在N型元件中流向EES模块52a和52b。结果使得沿朝向EES模块52a和52b且远离空气物质流56的方向产生了热梯度，因此导致热量按如上所述的方式流EES模块内，导致产生更冷却的EES模块，从而减轻了低环境温度对EES模块的充电容量、寿命和性能产生的负面效应。正如下文所述，EES模块的温度由此可受到控制而达到产品需求所规定的希望数值或数值范围。
图3A和图3B示出了TE加加热器/冷却器36的另一实施例，其中TE元件50a和50b被置于由风机54产生的空气物质流56中。空气物质流56在受到TE元件50a和50b的加热或冷却之后流经EES模块52a和52b。
在图3A中，元件50a和50b中的电流导致N型元件中的电子和P型元件中的空穴移动远离在元件50a与50b之间通过的空气物质流56。结果使得沿远离空气物质流56的方向产生了热梯度和热量流，从而通过元件50a和50b对空气物质流56进行冷却。当冷却的空气物质流56流经EES模块52a和52b时，热量从模块52a和52b被传递至空气物质流56，由此对模块进行冷却并减轻了高环境温度对EES模块的充电容量、寿命和性能产生的负面效应。
在图3B中，元件50a和50b中的电流方向与图3A所示的方向是相反的。P型元件中的空穴和N型元件中的电子朝向空气物质流56移动，结果使得产生了热梯度且使得热量从元件50a和50b流向空气物质流56。当空气物质流56随后通过EES模块52a和52b时，其传递了热量，由此导致EES模块52a和52b的温度由原来的低环境温度被升高了且改进了它们的性能。
图4A、图4B、图5A和图5B是示出了TE热管理系统的运行的流程图。图4A和图4B分别示出了在具有单个运行的电梯的系统中的冷却模式和加热模式的实例。图5A和图5B分别示出了具有一组电梯的系统中的冷却模式和加热模式，所述一组电梯具有处在再生模式下的至少一个电梯和处在马达驱动模式下的至少一个电梯。
图4A示出了TE加热器/冷却器36在冷却模式下的运行。在图4A所示的实例中，混合电梯系统仅具有处于运行状态下的单个电梯。
在图4A中，TL表示EES34的温度下限。TU表示EES34的温度上限。ΔT表示与该温度下限TL或与该温度上限TU之间存在的可允许的正温差或负温差。VU是EES的可允许的电压上限。SOC代表充电状态且表示EES34的可用电荷容量。
当TE控制器38判定EES温度大于温度上限TU时，则开始以图4A所示的冷却模式运行(步骤60)。TE控制器38随后将EES电压VEES与可允许的电压上限VU进行对比(步骤62)。
如果VEES超过了VU，则TE控制器38将控制信号提供给EES34和TE加热器/冷却器36以便停止从直流总线26向EES34进行的充电，且允许再生功率被供应给直流总线26从而为处在冷却模式下的TE加热器/冷却器36供电以便对EES34进行冷却(步骤64)。
TE控制器38随后检查充电状态SOC以便确定该充电状态是否等于或大于最大可允许的充电状态(步骤66)。如果SOC低于该最大值，则TE控制器38允许EES34根据需要为电梯供电(步骤68)。
如果充电状态大于或等于最大值，则TE控制器38进行诊断(步骤69)且随后返回步骤64。
如果TE控制器38判定VEES并不大于可允许的电压上限VU(步骤62)，则TE控制器38将充电状态与最大充电状态值进行对比。如果充电状态小于最大值(步骤70)，则TE控制器38将控制信号提供给EES34和TE加热器/冷却器36从而导致通过被供应给直流总线26的再生功率为处在冷却模式下的TE加热器/冷却器36供电并对EES34进行充电(步骤72)。该过程将继续下去直至EES34的温度小于TU-ΔT(步骤74)，所述EES的温度是由EES温度传感器42指示出来的。在该点处，TE加热器/冷却器36和TE控制器38将跳出冷却模式。
如果VEES大于VU(步骤62)且充电状态SOC等于或大于所允许的最大充电状态(步骤76)，则TE控制器38将控制信号提供给EES34从而停止向EES34充电(步骤78)。
TE控制器38随后进行检查以便判定是否可获得再生功率(步骤80)。如果可获得再生功率，则TE控制器38导致TE加热器/冷却器36利用再生功率在冷却模式下运行(步骤82)。如果不可获得再生功率，则TE控制器38导致EES34通过总线26供电从而使TE加热器/冷却器36在冷却模式下运行(步骤84)。
TE控制器38检查EES温度T是否小于TU-ΔT(步骤86)。如果答案为否，则TE控制器38返回步骤78，且继续阻止向EES34充电。如果答案为是，则不再需要进行冷却且系统返回在DC总线26上进行规则功率共享(regular power sharing)的状态，而TE加热器/冷却器36则不进行运转(步骤88)。
图4B示出了在单个电梯处于运行状态的情况下对处于加热模式的TE加热器/冷却器36进行的控制。当TE控制器38判定EES温度T小于温度下限TL时，则开始以加热模式运行(步骤90)。TE控制器38随后将EES电压VEES与电压下限VL进行对比(步骤92)。
如果VEES小于VL，则TE控制器38判定充电状态SOC是否小于或等于最小充电状态值(步骤94)。如果答案为是，则TE控制器38导致通过电网功率(即来自功率源22的功率)对EES34进行充电。此外，TE加热器/冷却器36通过电网功率或再生功率而以加热模式运行(步骤96)。
如果充电状态大于该最小充电状态值，则TE控制器38使EES34停止放电并利用再生功率或电网功率而使TE加热器/冷却器36以加热模式运行从而对EES34进行加热(步骤98)。
TE控制器38随后将VEES与电压下限VL进行对比(步骤100)。如果VEES小于VL，则进行诊断(步骤102)且TE控制器38返回步骤98。结果使得直到VEES等于或超过VL为止EES34才可进行放电。在该点处，TE控制器38使得EES34可根据需要为电梯供电(步骤104)。
如果TE控制器38在步骤92中判定出VEES小于VL，则该控制器接下来对充电状态进行检查。如果充电状态SOC小于最大充电状态值(步骤106)，则TE控制器38导致TE  热器/冷却器利用再生功率而以加热模式运行。此外，该控制器导致利用再生功率对EES34进行充电(步骤108)。
TE控制器38继续既监控EES34的温度T又监控EES34的电压VEES。当温度T超过TL+ΔT且电压VEES超过VL时(步骤110)，则TE控制器38允许EES34根据需要为电梯供电(步骤112)。
如果VEES等于或大于VL且充电状态大于最大值(步骤114)，则TE控制器38停止向EES34进行的充电，且导致TE加热器/冷却器利用再生功率而以加热模式运行(步骤116)。
TE控制器38监控温度以便判定温度是否超过了TL+ΔT(步骤118)。只要温度并未超过TL+ΔT，就会停止向EES34充电，并且利用再生功率进行加热以使TE加热器/冷却器36继续运转(步骤116)。当温度超过TL+ΔT时，TE控制器38允许EES34根据需要为电梯供电(步骤120)。
图5A示出了当一组电梯处于运行状态时，TE加热器/冷却器36在冷却模式下的运行，其中至少一个电梯处于再生模式下且至少一个电梯处于马达驱动模式下。当TE控制器38判定EES温度T大于温度上限TU时，则开始以冷却模式运行(步骤130)。TE控制器38随后将EES电压VEES与可允许的电压上限VU进行对比(步骤132)。
如果VEES超过VU，则TE控制器38将控制信号提供给EES34且提供给TE加热器/冷却器36。从直流总线26向EES34进行的充电过程被停止，且利用被供应给直流总线26的再生功率为TE加热器/冷却器36供电从而对EES34进行冷却(步骤134)。
TE控制器38随后检查EES34的充电状态SOC以便判定SOC是否等于或超过了最大可允许的充电状态(步骤136)。如果SOC低于最大值，则需要进行检查(步骤138)。
如果SOC等于或大于该最大可允许的充电状态，则TE控制器38对EES34进行控制以便根据需要为系统中的其它电梯供电(步骤140)。在TE加热器/冷却器36与电梯之间进行的规则功率共享控制则继续下去，直至EES温度T不再超过温度上限TU(步骤142)。
如果TE控制器38判定出VEES并不大于可允许的电压上限VU(步骤132)，则TE控制器38将充电状态SOC与最大充电状态值进行对比。如果充电状态值小于该最大值(步骤144)，则TE控制器38将控制信号提供给EES34和TE加热器/冷却器36以便导致通过被供应给直流总线26的再生功率为处于冷却模式下的TE加热器/冷却器36供电并对EES34进行充电(步骤146)。该过程将继续下去，直至EES34的温度T小于TU-ΔT(步骤148)。在该点处，TE控制器38将继续利用再生功率对EES34进行充电，但将中止TE加热器/冷却器36的运行(步骤150)。
如果VEES大于VU(步骤132)且充电状态SOC等于或大于允许的最大充电状态(步骤152)，则TE控制器38将控制信号提供给EES34以便停止充电(步骤154)。随后使EES34根据需要为其它电梯供电(步骤156)。
如果可以获得再生功率(步骤158)，则TE控制器38导致TE热器/冷却器36利用再生功率而以冷却模式运行(步骤160)。如果不可获得再生功率，则TE控制器38导致EES34进行供电从而使TE加热器/冷却器36以冷却模式运行(步骤162)。
TE控制器38检查EES温度T是否小于TU-ΔT(步骤164)。如果答案为否，则TE控制器38返回步骤154。如果答案为是，则不再需要进行冷却，且系统返回在直流总线26上进行规则功率共享的状态，而TE加热器/冷却器36则不进行运转(步骤166)。
图5B示出了当多个电梯处于运行状态下时，TE控制器38的运行和TE加热器/冷却器36在加热模式下的运行。当TE控制器38判定EES温度T小于温度下限TL时，则开始以加热模式运行(步骤170)。
图5B示出了在多个电梯处于运行状态的情况下对处于加热模式的TE加热器/冷却器36进行的控制，其中至少一个电梯处于再生模式下且另一电梯处于马达驱动模式下。当TE控制器38判定EES温度T小于温度下限TL时，则开始以加热模式运行(步骤170)。TE控制器38随后将EES电压VEES与电压下限VL进行对比(步骤172)。
如果VEES小于VL，则TE控制器38判定充电状态SOC是否小于或等于最小充电状态值(步骤174)。如果答案为是，则TE控制器38导致通过电网功率(即来自功率源22的功率)对EES34进行充电。此外，TE加热器/冷却器36通过电网功率或再生功率而以加热模式运行(步骤176)。
如果充电状态大于该最小充电状态值，则TE控制器38使EES34停止放电并利用再生功率或电网功率而使TE加热器/冷却器36以加热模式运行从而对EES34进行加热(步骤178)。
TE控制器38随后将VEES与电压下限VL进行对比(步骤180)。如果VEES小于VL，则进行诊断(步骤182)且TE控制器38返回步骤178。结果使得直到VEES等于或超过VL为止EES34才可进行放电。在该点处，TE控制器38判定EES是否处于所需充电状态下(大于最小充电状态)(步骤184)。如果答案为是，则TE控制器38使得EES34可根据需要为电梯供电(步骤186)。如果答案为否，则TE控制器38导致通过再生功率对EES34进行充电，且TE控制器38继续监控充电状态(步骤184)。
如果TE控制器38在步骤172中判定出VEES小于VL，则该控制器接下来对充电状态进行检查。如果充电状态SOC小于最大充电状态值(步骤190)，则TE控制器38导致TE加热器/冷却器利用再生功率而以加热模式运行。此外，该控制器导致利用再生功率对EES34进行充电(步骤192)。
TE控制器38继续既监控EES34的温度T又监控EES34的电压VEES。当温度T超过TL+ΔT且电压VEES超过VL时(步骤194)，则TE控制器38允许EES34根据需要为电梯供电(步骤196)。
如果VEES等于或大于VL且充电状态大于最大值(步骤198)，则TE控制器38停止向EES34进行的充电，且导致TE加热器/冷却器利用再生功率而以加热模式运行(步骤200)。
TE控制器38监控EES温度T以便判定温度T是否超过了TL+ΔT(步骤202)。如果答案为否，则阻止向EES进行的充电，并且利用再生功率进行加热以使TE加热器/冷却器36继续运转(步骤200)。当温度超过TL+ΔT时，TE控制器38允许EES34根据需要为电梯供电(步骤204)。
用于混合电梯的能量储存系统的该热电热管理系统将该能量储存装置保持在温度受控的环境中，从而实现了最长的寿命。由于蓄电池的寿命通常随着温度的升高而以指数方式减少，因此该热电热管理系统在环境温度较高的环境中或在充电和放电条件下提供了热电冷却，从而将电能储存模块的温度控制在所希望的温度范围内，该温度范围取决于产品在寿命、循环寿命、电化学性能和类似方面的需求。
此外，如果环境温度过低，则该热电热管理系统还提供了加热。能量储存装置的比功率随着温度的降低而降低。当有必要将能量储存装置保持在最小温度以上时，TE热管理系统会提供热电加热，从而使EES系统的性能维持稳定并延长其寿命。
通过使用热电装置来提供局部温度控制，TE热管理系统能够在诸如机房或井道的那些并未设置空气调节系统的位置处对能量储存装置进行热管理。TE热管理系统的优点包括占地面积极小、响应速度极快、能够通过同一装置实现多种功能(加热和冷却)、能够利用来自电网的额外功率或利用来自电梯驱动装置的再生功率从而提高了能量效率，同时延长了蓄电池寿命且使该混合电梯系统保持了稳定的高质量运行。
尽管上文已经结合优选实施例对本发明进行了描述，但所属领域技术人员将易于认识到：可在不偏离本发明的精神和范围的情况下在形式和细节方面作出变化。

Claims (20)

1.一种电梯系统，所述电梯系统包括：
电梯；
用于在马达驱动模式期间驱动所述电梯且用于在再生模式期间产生电能的驱动系统；
用于储存由所述驱动系统在所述再生模式期间产生的电能的电能储存系统；和
用于对所述电能储存系统的环境条件实施控制的热电热管理系统。
2.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述热电热管理系统选择性地由来自所述驱动系统的电能供电。
3.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述热电热管理系统包括热电装置，所述热电装置被设置以便对被导向所述电能储存系统的空气物质流进行调节。
4.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述热电热管理系统包括热电装置，所述热电装置具有与所述电能储存系统接触的工作表面。
5.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述电能储存系统位于所述电梯的井道中。
6.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述电能储存系统位于所述电梯的机房中。
7.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述热电热管理系统对所述电能储存系统的温度实施控制，所述控制是作为至少一个感测参数的函数而实施的。
8.根据权利要求7所述的电梯系统，其中所述感测参数包括所述电能储存系统的温度。
9.根据权利要求7所述的电梯系统，其中所述感测参数包括所述电能储存系统的充电状态。
10.根据权利要求7所述的电梯系统，其中所述感测参数包括环境温度。
11.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述热电热管理系统包括：
热电加热器/冷却器；
用于提供温度信号的至少一个温度传感器；
用于提供表示所述电能储存系统的充电状态的充电状态信号的充电状态监控器；和
用于对所述热电加热器/冷却器的运行实施控制的控制器，所述控制是作为所述温度信号和所述充电状态信号的函数而实施的。
12.根据权利要求11所述的电梯系统，其中所述控制器还对通过再生功率向所述电能储存系统进行的充电实施控制，所述控制是作为所述温度信号和所述充电状态的函数而实施的。
13.根据权利要求12所述的电梯系统，其中所述控制器选择是否利用再生功率而使所述热电加热器/冷却器进行运转。
14.一种对再生电梯系统的电能储存系统进行热管理的方法，所述方法包括：
感测所述电能储存系统的温度；
监控所述电能储存系统的充电状态；并且
对热电加热器/冷却器的运行实施控制以便将所述电能储存系统保持在运行温度范围内，所述控制是作为感测到的温度和充电状态的函数而实施的。
15.根据权利要求14所述的方法，且该方法进一步包括：
对所述电能储存系统的充电和放电实施控制，所述控制是作为感测到的温度和充电状态的函数而实施的。
16.根据权利要求14所述的方法，且该方法进一步包括：
利用由所述再生电梯系统产生的再生功率而使所述热电加热器/冷却器选择性地运行。
17.一种再生电梯系统，所述再生电梯系统包括：
曳引马达；
电储存装置；
用于在所述曳引马达作为发电机运行时将电能从所述曳引马达输送至所述电储存装置的再生充电电路；
用于对所述电储存装置的温度实施控制的热电加热器/冷却器。
18.根据权利要求17所述的再生电梯系统，且所述系统进一步包括：
用于对所述热电加热器/冷却器实施控制的控制器，所述控制是作为所述电储存装置的温度和充电状态的函数而实施的。
19.根据权利要求18所述的再生电梯系统，其中所述控制器选择性地导致所述热电加热器/冷却器利用来自所述再生充电电路的电能。
20.根据权利要求18所述的再生电梯系统，其中所述控制器对所述电储存装置的充电和放电实施控制，所述控制是作为所述电储存装置的温度和充电状态的函数而实施的。
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