CN115989614A - 用于使可充电电池放电的可充电电池放电装置和用于使多个可充电电池放电的方法 - Google Patents

用于使可充电电池放电的可充电电池放电装置和用于使多个可充电电池放电的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于使可充电电池(20)放电的可充电电池放电装置(10)，其具有：(a)用于连接第一可充电电池(20.1)的第一可充电电池接头(12.1)，(b)用于连接第二可充电电池(20.2)的第二可充电电池接头(12.2)，(c)用于连接第三可充电电池(20.3)的至少一个第三电池接头(12.3)，以及(d)用于在可充电电池(20)放电时耗散电力的负载(16)的负载接头(14)。根据本发明设置(e)放电电路(18)，其具有：(i)第一短路开关(24.1)，(ii)第一电压表(22.1)，所述第一电压表布置成用于测量通过所述第一可充电电池接头(12.1)下降的第一可充电电池电压(U20.1)，(iii)第二短路开关(24.2)，(iv)第二电压表(22.2)，所述第二电压表布置成用于测量通过所述第二可充电电池接头(12.2)下降的第二可充电电池电压(U20.2)，(v)第三短路开关(24.3)，(vi)第三电压表(22.3)，所述第三电压表布置成用于测量通过所述第三可充电电池接头(12.3)下降的第三可充电电池电压(U20.3)，以及(vii)控制单元(27)，其中(f)所述控制单元(27)被设计为自动执行具有如下步骤的方法：(i)对于所有电压表(22.i)检测相应的可充电电池电压(U20.1)，(ii)如果相应的可充电电池电压(U20.1)超过预定的最低电压(Umin)，则在串联电路中将相应的可充电电池(20.i)与至少一个其他可充电电池连接，以及(iii)如果相应的可充电电池电压(U20.1)未超过所述最低电压(Umin)，则通过相应的短路开关从串联电路中移除相应的可充电电池(20.i)。

Description

用于使可充电电池放电的可充电电池放电装置和用于使多个可充电电池放电的方法
技术领域
本发明涉及一种用于使可充电电池放电的可充电电池放电装置，其具有：(a)用于连接第一可充电电池的第一可充电电池接头，(b)用于连接第二可充电电池的第二可充电电池接头，(c)用于连接第三可充电电池的至少一个第三可充电电池接头，以及(d)用于负载的负载接头，所述负载用于在所述可充电电池放电时耗散电功率。
背景技术
根据优选的实施例，可充电电池是锂可充电电池，通常在再循环之前放电。这具有减少或抑制再循环过程中的化学反应的优点。放电时应确保这不会导致可充电电池损坏。
可充电电池通常安装在电池模块中。这种电池模块通常包括多个原电池，这些原电池可以在彼此之下组成子单位。例如用于电动车辆的电池模块通常具有多个原电池。它们可以具有不同的负载状态和不同的磨损状态。为了防止可充电电池的一个或多个原电池发生灾难性故障，避免可充电电池的深度放电是极其有利的。
当操作电池模块时，这些电池通常由所谓的十个电池管理系统进行充电和放电，因此不会进行深度放电。然而，如果电池模块有缺陷，则通常无法再访问所述电池管理系统。此外，通常不清楚各个可充电电池的充电状态。为了能够再循环，可充电电池因此单独放电。
已知可将可充电电池单独地连接到负载，使得仍包含在可充电电池中的能量含量通过负载耗散散。这存在缺点，即必须准备好多个负载，这些负载可以例如是欧姆电阻器。
为了避免这种情况，可以并联连接多个可充电电池。这导致高电流，从而不会使放电所需的时间过长。这种过程的先决条件是充电状态彼此之间没有太大的差异，例如充电状态可以彼此之间最大相差10％。
还已知可串联可充电电池并一起放电。然而，这仅在单个可充电电池的充电状态几乎彼此相同，特别是不同小于1％时才可能。然而，在实践中，由于必须确定充电状态，这只需要花费时间来确保。
为了避免这些问题，还建议在进一步再循环之前去除电解液，以防止渗漏。
由于在冻结状态下不可能发生化学反应，因此还已知用液氮冷冻可充电电池并在此状态下将其粉碎。这些过程相对耗能。
从JP2019-0071701 A中已知一种废电池的放电处理方法，其对各种废单位电池进行放电处理。在这种情况下，主电路电阻器在多个串联的废单位电池的一端的阳极和另一端的阴极之间切换，并且辅助电路电阻器和辅助开关分别在多个废单位电池中的阳极和阴极之间串联切换。所述方法包括正常时间放电步骤和可充电电池极性反转期间的放电步骤，其中不处于极性反转状态的电池被连续放电。为此，在极性反转状态下连接到废单位电池的辅助开关闭合。这防止了电池渗漏，因为它们没有进入极性反转状态。
DE 102014207 239 A1描述了一种用于清除具有多个电化学电池的储能器的方法，所述方法通过储能器中的平衡控制器来对所述储能器进行针对性的深度放电。深度放电过程由外部启动。原电池中储存的能量通过电池的内部电阻转换成热量。
DE 102013108 023 A1涉及一种用于提高安装在电动汽车中的可充电电池的安全性的系统。在发生事故时，使用电池平衡电路针对性地使电池单元放电。电池的能量含量被转化为热量。
DE 102016206 919 A1涉及平衡电池充电状态。为此，电池对通过外部平衡电路彼此连接，用于在所述电池对之间产生外部平衡电流。
从DE 10 2016 224 002 A1中已知使电池模块放电，使得待放电的电池模块的电池单元从预定电池单元开始通过电池开关单元依次地与放电装置选择性地电气联接，从而为了使所述电池模块放电而使所述电池单元分别依次放电。
发明内容
本发明的目的在于改进可充电电池的放电，特别是在处置过程中的可充电电池的放电。
本发明通过一种开头所述类型的可充电电池放电装置实现该目的，所述可充电电池具有：(e)放电电路，(i)第一短路开关，(ii)第一电压表，所述第一电压表布置为测量通过第一可充电电池接头下降的第一可充电电池电压，(iii)第二短路开关，(iv)第二电压表，所述第二电压表布置为测量通过第二可充电电池接头下降的第二可充电电池电压，(v)第三短路开关，(vi)第三电压表，其布置为测量通过第三可充电电池接头下降的第三可充电电池电压，以及(ii)控制单元，(f)其中所述控制单元设计用于自动执行具有以下步骤的方法：(i)为所有电压表检测相应的可充电电池电压，(ii)如果相应的可充电电池电压超过预定的最小电压，则特别地通过相应的短路开关在串联电路中将相应的可充电电池与至少一个其他可充电电池连接(和/或保持连接)，以及(iii)如果相应的可充电电池电压不超过所述最小电压，则特别地通过相应的短路开关从串联电路上移除相应的可充电电池。
根据第二方面，本发明通过一种用于使多个可充电电池放电的方法解决所述问题，所述方法具有自动执行的一下步骤：(a)连续测量多个可充电电池的每一个可充电电池电压，(b)将可充电电池电压不低于预定最小电压的可充电电池连接至串联电路中，使得所述可充电电池放电，以及(c)断开可充电电池电压低于预定最小电压的可充电电池，使其不再串联连接。
本发明的优点在于可充电电池可以自动地放电。可能只需要手动将可充电电池连接到每个可充电电池接头。
还有利的是，只需要提供少量的负载。虽然可能使用多个负载，但这不是必须的。特别地，可以将仍然存储在可充电电池中的能量重新用作有用能量。换言之，可充电电池中所存储的电能可以但非必须地作为热量消散。特别地，其可以作为电能提供给用电器。
有利的是，可充电电池的放电通常可以非常安全地进行，因为可以确保电压不低于预定的最小电压。优选地选择最小电压，使得避免可充电电池渗漏。例如，最小电压为零伏。
还有利的是，借助于可充电电池充电装置可以使任意充电状态和/或剩余电压的可充电电池放电。因此，可充电电池放电装置的操作员通常不需要了解待放电的可充电电池。此外，不当操作的概率通常很小。
在本说明书的上下文中，可充电电池被理解为以电化学方式存储电能的部件。可充电电池包括至少一个原电池，优选多个原电池。换句话说，可充电电池可以是蓄电池(Batterie)，即多个原电池的特别是串联电路的组合。可充电电池还可以包括两个或更多个独立的蓄电池。
可充电电池优选地是至少很大程度、特别是全部是锂可充电电池。锂可充电电池特别可以理解为电化学反应基于锂的可充电电池。优选地，锂可充电电池是锂离子可充电电池。然而，其并不必须是锂可充电电池，本发明也可用于其他类型的可充电电池。此外，所有可充电电池也可以但非必须地具有相同的类型。特别地，还可以连接不同类型的可充电电池。
短路开关特别地被理解为这样的装置，通过该装置可以禁止电流流过相应的可充电电池。特别地，短路开关被设计为桥接相应的可充电电池接头。当最小电压为零伏时，第一可充电电池接头的极可以通过第一短路开关而彼此短路。每个可充电电池接头具有至少两个极，也可以称为连接触点。
短路开关例如是继电器。然而，所有其他无电位切换的开关或有电位切换的开关，特别是半导体开关，也可以用作短路开关。
特别地，串联电路理解为这样的电路，其中在电路中彼此电连接的至少两个可充电电池，特别是多个可充电电池的电压相加。可以将两个或更多个可充电电池并联连接，但这不是必须的，而且通常是不实用的。
根据优选的实施例，可充电电池放电装置具有显示器，所述显示器用于显示相应的可充电电池电压不超过最小电压的那些可充电电池和/或连接触点被桥接的那些可充电电池接头。其优点在于，可充电电池放电装置的操作者可以确定可以移除哪个可充电电池。应当注意，显示相应的电池电压不超过最小电压的那些可充电电池的显示器也可以通过显示相应的可充电电池电压低于最小电压的那些可充电电池和/或显示连接触点未桥接的那些可充电电池接头来实现。在没有这种信号的情况下，可以断定对于相应的可充电电池来说，可充电电池电压不超过最小电压和/或相应的连接触点被桥接。
显示器特别理解为这样的装置，操作员可以通过该装置获得信息，所述信息关于哪个可充电电池接头超出了最小电压，或者哪个可充电电池接头的连接触点短路。所述显示器可以是发射光信号的光学显示器。然而，所述显示器也可能是电的、触觉的显示器或其他显示器。特别地，所述显示器还可以仅发射电信号，从而例如作为根据优选的实施例的可充电电池放电装置的一部分的机器人根据可充电电池接头自动地分离低于最小电压的相应的可充电电池。特别地，所述机器人还可以被设计成自动地将经放电的可充电电池放置在预定位置。在此例如可以是不同的容器或输送装置，其输送经放电的可充电电池以用于进一步处理。
有利地，可充电电池放电装置具有反极性保护电路。特别地，所述反极性保护电路设计用于自动地检测错误极连接的可充电电池。有利地，所述反极性保护电路被设计为发出反极性警告信息和/或将错误极连接的可充电电池进行正确极连接。
反极性保护电路例如可以具有极性反转电路(Umpolschaltung)。所述极性反转电路被设计用于自动转换被施加到相应的可充电电池接头的连接触点的电压的极性。因此，原本以错误极连接的可充电电池现在以正确极连接。在这种情况下，可充电电池是否以错误极连接到相应的可充电电池接头的连接触点是无关紧要的，因为所述极性反转电路确保可充电电池以极正确的方式连接到串联电路中。
反极性警告信息特别地理解为编码成哪个可充电电池以错误极连接到可充电电池接头的信息。所述反极性警告信息可以被人类感知，也可以不被人类感知。特别地，其可以是光学、声学或电的反极性警告消息。
替代地或附加地，反极性保护电路被设计成不将以错误极连接的可充电电池连接到串联电路中。
根据优选的实施例，控制单元被设计用于自动执行包括以下步骤的方法：(i)确定可充电电池电压随时间的可充电电池电压变化，以及(ii)当随时间的可充电电池电压变化超出预定的公差区间时，借助于相应的短路开关从串联电路中断开相应的可充电电池和/或发出电压断开警告。可充电电池电压随时间变化过大表明相应的可充电电池出现故障。为了防止电流流过可充电电池导致可充电电池损坏或加剧现有的损坏，优选地桥接相应的可充电电池，也就是说，电流不再通过可充电电池接头流入可充电电池。
有利地，控制单元被设计用于重新接触可充电电池，即将可充电电池连接到串联电路中。如果再次出现超出预定公差区间的随时间的可充电电池电压变化，则可以再次桥接相应的可充电电池和/或发出电压断开警告消息。重新接触特别地理解为相应的可充电电池在串联电路中与至少一个其他的可充电电池再次连接。这通过相应的短路开关实现。断开接触特别地理解为从串联电路中移除。
优选地，控制单元被设计为自动执行具有以下步骤的方法：将部分的可充电电池连接到串联电路中，使得可充电电池电压的总和在预定的目标电压区间内。如果可充电电池电压的两个或更多组合在目标电压区间内，则优选地选择可充电电池电压的更大数量的组合。优选地，当所有可充电电池电压的总和小于目标电压区间的区间下限时，将可充电电池电压高于最小电压的所有可充电电池串联。以此方式，通常将目标电压区间内的电压施加到负载接头。这样的电压可以特别容易地进一步处理。
接通的可充电电池特别地在接通之前已连接到可充电电池放电装置，但未连接成串联电路。换言之，这些可充电电池不释放电能。可充电电池放电装置的连接数量越多，待放电的新可充电电池必须连接到可充电电池放电装置的频率就越低。这使其更易于使用。
优选地，目标电压区间的区间上限至多为60伏。在这种情况下，通常不需要防护服等特殊防护措施。
优选地，可充电电池接头的数量大于5，特别地大于10。如果可充电电池接头的数量小于150，特别地小于30，则通常是有利的。
根据优选的实施例，可充电电池放电装置具有用于在可充电电池放电时耗散电功率的负载。负载例如是逆变器，其用于根据施加到负载接头的直流电压产生预定频率和电压的交变电压。替代地，负载例如可以是直流电压转换器，其用于根据施加到负载接头的直流电压产生预定电压的直流电压。逆变器例如可以是开关电源。
特征“负载、特别是逆变器连接到负载接头”可以特别理解为，逆变器电连接到负载接头。所述负载接头可以但非必须地是特殊的装置，例如插座。特别地，负载接头可以由两个或更多个电导体形成，负载可以通过所述电导体连接。
有利地，逆变器连接到公共电网以将电能馈送回公共电网。
优选地，逆变器连接到连接用电器的电网，所述电网可以是公共电网，但不一定是公共电网。例如，至少一个用电器构成用以回收锂电池锂电池回收系统的一部分。特别地，至少一个用电器可以是用于粉碎锂电池的粉碎设备、泵(例如真空泵)或电机。
根据优选的实施例，控制单元被设计用于自动执行包括以下步骤的方法：(i)检测可充电电池放电装置的目标功率输出，以及(ii)当实际功率输出超过所述目标功率输出时，减小可充电电池的放电功率。目标功率输出例如可以从输入设备或存储器读取，或由功率表检测。
特别有利地，目标功率输出的检测是对电网的用电器的瞬时功率需求的检测。技术系统，诸如锂电池回收系统，需要量波动的电功率。如果可充电电池放电装置的实际功率输出，即瞬时输出的电功率，大于电网的用电器的瞬时功率需求，则通常将电功率馈送回公共电网中。由此馈送回的电能的补偿(Vergütung)相对较小。因此，当可充电电池放电装置的功率输出超过电网的用电器的瞬时功率需求时，抑制可充电电池的功率输出可能是有利的。
根据优选的实施例，可充电电池放电装置具有电缓冲存储器。该缓冲存储器优选地连接成，使得由可充电电池放电装置从可充电电池获取的电能至少部分地和/或至少暂时地存储在缓冲存储器中。
有利地，缓冲存储器具有至少10kWh，或者至少30kWh，特别是至少50kWh的存储容量。通常，缓冲存储器的存储容量小于10MWh。
优选地，控制单元被设计为自动执行具有以下步骤的方法：(i)检测可充电电池放电装置的目标功率输出，以及(ii)对缓冲存储器充电，使得实际功率输出不超过目标功率输出。换言之，控制单元被设计用于将电网的用电器不需要的电能存储在缓冲存储器中。
有利地，可充电电池放电装置具有连接到第一可充电电池接头的至少一个可充电电池。特别地，可充电电池放电装置具有多个可充电电池，这些可充电电池均连接到可充电电池接头。
优选地，可充电电池放电装置具有至少一个热传感器，特别是热成像相机，其被布置成用于检测可充电电池中的至少一个的温度。如果可充电电池过度加热，可能导致渗漏，即由于自身增强放电导致的可充电电池的灾难性故障。为了避免这种情况，根据优选的实施例，连续地检测可充电电池的温度。如果温度超过警告温度，则控制单元自动从串联电路中移除相应的可充电电池。替代地或附加地，当温度变化速率
Figure BDA0004046796030000081
即在时间T之后温度Ti的数值计算的导数超过预定的警告温度变化速率
Figure BDA0004046796030000082
时，控制单元自动从串联电路中移除相应的可充电电池。
优选地，控制单元被设计用于自动执行具有以下步骤的方法：(a)检测连接到可充电电池接头且不超过最小电压Unin的可充电电池，以及(b)闭合或保持闭合可充电电池接头的短路开关的第一开关元件，特别是短路继电器。
优选地，所述方法包括步骤(c)：闭合或保持闭合可充电电池接头的短路开关的第二开关元件，特别是连接继电器(Zuschalt-Relais)。
替代地或附加地，所述方法优选地包括步骤(d)：发出编码为可以移除可充电电池的信号。
有利地，控制单元被设计为自动执行具有以下步骤的方法，这些步骤优选地在前面三段中提到的步骤之后执行：(a)检测不存在可充电电池连接到可充电电池接头，(b)打开或保持打开第二开关元件，以及任选地(c)打开或保持打开第一开关元件。这防止或减少了在第一开关元件中形成电弧。优选地，所述方法还包括步骤：(c)闭合或保持闭合连接继电器。步骤(b)和(c)优选在最大1秒内，特别是在最大0.1秒内进行。
不存在可充电电池连接到可充电电池接头的检测例如通过相应的电压表或通过从诸如开关或按钮的控制元件读取用户输入来实现。
特别是如果电压表不测量施加到可充电电池接头上的电压，不存在可充电电池连接到可充电电池接头的检测例如通过将优选至多60伏的电压脉冲施加到可充电电池接头来实现。如果没有产生电流，则没有连接可充电电池。
特别地，第一开关元件被连接成使得串联电路仅在所有第一开关元件闭合时闭合。特别地，第一开关元件被连接成，特别是当且仅当所有第一开关元件闭合时存在输出电压UA，并且因此在串联电路中连接的可充电电池可以放电。
特别地，第二开关元件被连接成，对于每个开关元件，无论第一开关元件的开关状态如何，连接到相应的可充电电池接头的可充电电池只能在第二开关元件闭合时放电。
根据本发明的方法优选地包括上述在控制单元的优选的实施例的范围中描述的步骤。
附图说明
下面根据参考附图进一步解释本发明。附图中示出：
图1示出根据本发明的可充电电池放电装置的电路图，
图2示出根据第二实施例的根据本发明的可充电电池放电装置的电路图
图3示出根据本发明的可充电电池放电装置的替代的实施例。
具体实施方式
图1示出根据本发明的具有可充电电池接头12.i(i＝1、2、…、N；此处：N＝4)的可充电电池放电装置10。所述可充电电池放电装置10还具有负载接头14，在本例中逆变器17形式的负载16连接到所述负载接头14。所述逆变器17具有施加有交变电压UAC的电压接头18，所述交变电压具有预定频率f，例如50赫兹或60赫兹。所述交变电压UAC例如为230伏或110伏。但其他电压也是可能的。
放电电路18对于每个可充电电池接头12.i都具有电压表22.i，用于测量相应连接的可充电电池20.i的可充电电池电压U20.i。所述放电电路18对于每个可充电电池接头12还具有短路开关24.i。相应的可充电电池接头12.i可能通过每一个短路开关24.i短路。换言之，所述可充电电池接头12.i的相应连接触点26a.i，26b.i切换到相同的电位。这样，不再有电流流过相应的可充电电池20.i。
可充电电池放电装置10具有连接到所有电压表22.i的控制单元27，以便所述控制单元27检测所有可充电电池电压U20.i。所述控制单元27也连接到所有短路开关24.i用于控制。换句话说，所述控制单元27可以使每个短路开关24.i自动关闭和打开。
可充电电池放电装置10可以有显示器28，所述显示器通过导体或无线电连接到控制单元27，并设计用于显示其上施加的可充电电池电压20.1小于预定的最小电压Umin的那些可充电电池接头12.i，或其中相应的短路开关24.i闭合的那些可充电电池接头12.i。然后，可充电电池放电装置10的操作者可以移除相应的可充电电池12.i，因为它已被放电。例如，最小电压Min＝0伏。
可充电电池放电装置10对于至少一个可充电电池接头，特别是所有可充电电池接头12.i都具有反极性保护电路30.i也是可以(但不是必须)的。如果电压表22.i测量到连接的可充电电池极性错误，即所述可充电电池错误极连接，控制单元27控制所述反极性保护电路30.i，使其极性反转，从而将正确的极性再次应用到极性转换电路接头32a.1、32b.1上。
控制单元27的设置使其能够连续自动检测可充电电池电压U20.i。如果可充电电池电压U20.i高于最小电压Umin，所述控制单元27保持相应的短路开关24.i打开。如果所有可充电电池电压20.i大于最小电压Umin，则所有短路开关24.i关闭，并且所有可充电电池20.i在串联电路中互相连接。因此，可充电电池电压U20.i相加到输出电压UA，所输出电压UA被施加到负载接头14，并且对应于在无负载情况下对应于所有可充电电池电压U20.i的总和。
如果可充电电池20.i的可充电电池电压U20i低于最小电压Umin，控制单元27将关闭相应的短路开关24.i，从而桥接相应的可充电电池20.i。没有电流再通过相应的可充电电池20.i。如果最小电压Umin未被选择为零伏，则放电电路18对于每个可充电电池接头12.1都具有附加开关，该开关将两个连接触点26a.i或26b.i中的一者与电路剩余部分分开。
为了实现输出电压UA始终处于预定的多电压区间Z中，控制单元27可以设计为仅串联连接部分可充电电池20.i并桥接其他可充电电池，从而达到相应的输出电压UA。
当控制单元27调节过强的可充电电池电压变化
Figure BDA0004046796030000111
时，显示器28可用于输出警告信息，例如反极性警告信息或电压断开警告信息。所述控制单元27通过对相应可充电电池电压U20.3的数值求导来计算可充电电池电压变化
Figure BDA0004046796030000112
借助于热传感器34(在本例中为热成像相机ra 34的形式)，对其相应的温度Ti进行监控，可充电电池20.i位于所述热传感器的视场S中。所述热传感器34连接至控制单元27。如果其中一个温度Ti超过预定警告温度Twarn，则控制单元27对相应的可充电电池20.i断开接触。根据优选的实施例，所述控制单元27在预定等待时间后将相应的可充电电池20.i再次接入串联电路。作为热成像相机的替代，热传感器例如也可以具有热电偶。
图2示出根据第二实施例的本发明的可充电电池放电装置10的电路图。短路开关24.i在本实施例中，具有第一开关元件36a.i和第二开关元件36b.i。开关元件36a.i，36b.i例如是继电器。这样，如果可充电电池电压U20i低于最小电压Umin，则可充电电池20.i可以被断开接触，其中最小电压为Umin≠0V。
开关元件36a.i也可称为短路继电器。开关元件36b.i也可以称为连接继电器。所述连接继电器用于切换。
目标电压区间Z存储在控制单元27中。所述控制单元27自动地串联连接如此多的可充电电池20.i，使得导致的电压总和位于目标电压区间Z内。通过打开相应的短路继电器36a.i并闭合连接继电器36b.i来接通可充电电池20.i。这样所述可充电电池发出电能。这例如通过控制单元27优选自动地进行，但不是必须的。
断开可充电电池20.i通过(a)闭合相应的短路继电器36a.i、(b)闭合或保持闭合连接继电器36b.i来实现。从可充电电池接头12.i上移除可充电电池后，连接继电器36b.i打开。然后将另一个可充电电池20′.i连接到所述可充电电池接头12.i。此后，如果需要，相应的短路继电器36a.i打开，并且连接继电器36b.i闭合。这也例如通过控制单元27优选地但并非必须地自动完成。然后连接新的可充电电池20′.i。
优选选择数量N个可充电电池接头，以使并非所有电池都需要串联连接，从而使电压总和处于目标电压区间Z内。优选地，数量N被选择成使得必须接触至多一半、特别是至多三分之一的可充电电池接头以使电压总和在目标电压区间Z内。
如果可充电电池达到或低于最小电压Umin，则如上所述进行桥接。然后，控制单元27发出可以移除相应的可充电电池的信号是有利的，但不是必要的。
图3示出根据本发明的可充电电池放电装置10的替代实施例，其中逆变器17连接到公共电网38′，用于将电能馈送回公共电网。
替代地或附加地，逆变器17连接到电网38，用电器40.j(j＝1、2、…J)连接到所述电网。利用功率表42可以与时间相关地测量所述用电器40.j的电功率P40。
控制单元27用于自动检测电功率P40，所述电功率代表可充电电池放电装置10的目标功率输出Psoll。如果可充电电池放电装置10的实际功率输出Pist(即实际功率输出)低于目标功率输出Psoll，则从公共电网38′获取功率。另一方面，如果实际功率输出Pist超过目标功率输出Psoll，则电功率被馈送到公共电网38′。为了防止这种情况，所述控制单元可以被设计为通过例如从电路中断开一个或多个可充电电池来减少实际功率输出Pist。
替代地或附加地，可充电电池放电装置10可以具有电缓冲存储器44。所述缓冲存储器44可以例如是可充电电池。所述缓冲存储器44连接为，使得从可充电电池放电装置10从可充电电池20获取的电能至少部分地和/或至少临时地存储在所述缓冲存储器中。
控制单元27例如设计为，当目标功率输出Psoll小于实际功率输出Pist时，它将电功率引入缓冲存储器44。例如如此多的电能被引入缓冲存储器40，使得引入公共电网38′的电能最小化。
附图列表
10 可充电电池放电装置
12 可充电电池接头
14 负载接头
16 负载
17 逆变器
18 放电电路
20 可充电电池
22 电压表
24 短路开关
26 连接触点
27 控制单元
28 显示器
30 反极性保护电路
32 反极性电路接头
34 热成像相机
36a 第一开关元件，短路继电器
36b 第二开关元件，连接继电器
38 电网
38′ 公共电网
40 用电器
42 功率表
44 缓冲存储器
f 频率
i 可充电电池接头的序列下标
j 用电器的序列下标
N 可充电电池接头的数量
Psoll 目标功率输出
Pist 实际功率输出
S 视场
Ti 第i个可充电电池的温度
Twarn 警告温度
UAC 交变电压
U20.i 可充电电池电压
Umin 最小电压
UA 输出电压
Figure BDA0004046796030000151
 可充电电池电压变化
Z 目标电压区间。

Claims (13)

1.一种用于使可充电电池(20)放电的可充电电池放电装置(10)，其具有：
(a)用于连接第一可充电电池(20.1)的第一可充电电池接头(12.1)，
(b)用于连接第二可充电电池(20.2)的第二可充电电池接头(12.2)，
(c)用于连接第三可充电电池(20.3)的至少一个第三可充电电池接头(12.3)以及
(d)用于负载(16)的负载接头(14)，所述负载(16)用于在可充电电池(20)放电时耗散电功率，
其特征在于，
(e)放电电路(18)，其具有：
(i)第一短路开关(24.1)，
(ii)第一电压表(22.1)，其被布置成用于测量通过所述第一可充电电池连接头(12.1)下降的第一可充电电池电压(U20.1)，
(iii)第二短路开关(24.2)，
(iv)第二电压表(22.2)，其被布置成用于测量通过第二可充电电池接头(12.2)下降的第二可充电电池电压(U20.2)，
(v)第三短路开关(24.3)，
(vi)第三电压表(22.3)，其被布置为测量通过所述第三可充电电池接头(12.3)下降的第三可充电电池电压(U20.3)，以及
(vii)控制单元(27)，
(f)其中所述控制单元(27)被设计用于自动执行具有以下步骤的方法：
(i)为所有电压表(22.i)检测相应的可充电电池电压(U20.i)，
(ii)如果相应的可充电电池电压(U20.i)超过预先确定的最小电压(Umin)，则在串联电路中将相应的可充电电池(20.i)与至少一个其他可充电电池连接，以及
(iii)如果相应的可充电电池电压(U20.1)未超过最小电压(Umin)，则通过相应的短路开关从串联电路中移除相应的可充电电池(20.i)。
2.根据权利要求1所述的可充电电池放电装置(10)，其特征在于，负载(16)连接到负载接头(14)，
(a)所述负载(16)以逆变器(17)的形式连接到负载接头(14)，用以产生预先确定频率(f)和电压的交变电压(UAC)和/或
(b)所述负载(16)以直流变压器的形式连接到负载接头(14)，用以从施加到负载接头(14)上的直流电压产生预先确定电压的直流电压。
3.根据前述权利要求中任一项所述的可充电电池放电装置(10)，其特征在于，
显示器(28)，其用于显示各自的可充电电池电压(U20.1)低于最小电压(Umin)的可充电电池(20.i)和/或连接触点(26)短路的可充电电池接头(14.i)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可充电电池放电装置(10)，其特征在于，反极性保护电路(30)用于自动地
(i)检测错误极连接的可充电电池(20)并发出反极性警告和/或
(ii)将错误极连接的可充电电池(20)进行正确的极连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的可充电电池放电装置(10)，其特征在于，所述控制单元(27)被设计用于自动地执行具有以下步骤的方法：
(i)确定可充电电池电压(U20)随时间的可充电电池电压变化，以及
(ii)通过相应的短路开关(24)桥接相应的可充电电池(20)，和/或在随时间的可充电电池电压变化
Figure FDA0004046796020000021
在预定的公差区间之外时，发出电压断开警告。
6.根据前述权利要求中任一项所述的可充电电池放电装置(10)，其特征在于，所述控制单元(27)被设计用于自动执行具有如下步骤的方法：
将部分可充电电池(20.i)接入串联电路中，使得可充电电池电压(U20.1)的总和处于预先确定的目标电压区间(Z)内，当可充电电池电压(U20.1)的两个或更多个的组合处于所述目标电压区间(Z)内时，选择具有最大数量的可充电电池电压(U20.1)的组合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的可充电电池放电装置(10)，其特征在于，
至少一个热传感器(34)，特别是热成像相机，被布置成用于检测可充电电池(20.i)中的至少一个可充电电池的温度(Ti)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的可充电电池放电装置(10)，其特征在于，所述控制单元(27)被设计用于自动执行具有以下步骤的方法：
(a)检测连接到可充电电池接头(12.i)且不超过最小电压(Umin)的可充电电池(20.i)；
(b)闭合或保持闭合可充电电池接头(12.i)的短路开关(24.i)的第一开关元件(36a.i)、特别是短路继电器，
(c)闭合或保持闭合可充电电池接头(12.i)的短路开关(24.i)的第二开关元件(36b.i)，特别是连接继电器，
(d)发出编码为能够移除可充电电池的信号，
(e)检测没有可充电电池(20.i)连接到可充电电池接头(12.i)，
(f)打开或保持打开第二开关元件(36b.i)，然后
(g)打开或保持打开第一开关元件(36a.i)，然后
(h)闭合第二开关元件(36b.i)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的可充电电池放电装置，其特征在于，
(a)逆变器(17)连接到电网(38，38’)，用电器(40.j)连接到所述电网，
(b)所述控制单元(27)被设计为自动执行具有以下步骤的方法：
(i)检测所述可充电电池放电装置(10)的目标功率输出(Psoll)以及
(ii)当实际功率输出(Pist)超过所述目标功率输出(Psoll)时，降低所述可充电电池(20)的放电功率。
10.根据前述权利要求中任一项所述的可充电电池放电装置，其特征在于，
(a)缓冲存储器(42)，
(b)其中所述控制单元(27)被设计用于自动执行具有以下步骤的方法：
(i)检测所述可充电电池放电装置(10)的目标功率输出(Psoll)以及
(ii)对所述缓冲存储器(42)充电，使得实际功率输出(Pist)不超过目标功率输出(Psoll)。
11.一种用于使多个可充电电池(20)放电的方法，其包括自动执行以下步骤：
(a)连续测量多个可充电电池(20)的每一个可充电电池电压(U20)，
(b)将所述可充电电池电压(U20)不低于预定最小电压(Umin)的可充电电池(20)连接至串联电路中，以使所述可充电电池(20)放电，以及
(c)断开所述可充电电池电压(U20)低于所述预定最小电压(Umin)的可充电电池(20)的接触，使其不再串联连接。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：
发出消息，所述消息编码为哪些可充电电池(20)的可充电电池电压(U20.1)低于最小电压(Umin)和/或哪些可充电电池接头(14.i)的连接触点(26.i)短路。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于以下步骤：
(i)检测错误极连接的可充电电池(20)并发出反极性警告和/或
(ii)将错误极连接的可充电电池(20)进行正确极连接。
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