DE102015210918A1 - Inverter zum Laden und/oder Entladen von Batterien - Google Patents

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Abstract

Bei einem Inverter (1, 101, 103, 104, 101') zum Laden und/oder Entladen von Batterien (2, 3, 4), insbesondere Redox-Flow-Batterien, mit einer steuerbaren Komponente (7), die an eine Datenverbindung angeschlossen ist, ist die Datenverbindung als Digitalsignalübertragungsbus (6) ausgebildet, der von einer Kommunikationsschnittstelle (5) des Inverters (1, 101, 103, 104, 101') zur datentechnischen Verbindung des Inverters (1, 101, 103, 104, 101') zu weiteren Invertern (1, 101, 103, 104, 101') und/oder einer übergeordneten Steuerung (107) zur steuerbaren Komponente (7) verläuft, wobei eine Aufnahmeeinrichtung (9) zur Aufnahme einer Steuerprozessoreinheit (102) und eine interne Schnittstelle (8) zum Anschluss der Steuerprozessoreinheit (102) an den Digitalsignalübertragungsbus (6) vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Inverter zum Laden und/oder Entladen von Batterien, insbesondere Redox-Flow-Batterien, mit einer steuerbaren Komponente, die an eine Datenverbindung angeschlossen ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein System mit einem erfindungsgemäßen Inverter.
  • Redox-Flow-Batterien, die beispielsweise Elektrolyt-Kombinationen von V/V, Fe/Cr oder Zn/Br verwenden, werden in zunehmendem Maße als stationäre Energiespeicher verwendet. Integriert in ein großes System aus Energieerzeugern und -verbrauchern dienen diese zur Netzstabilisierung oder können Erzeuger – Lastspitzen abfangen.
  • In dem System können mehrere Inverter vorgesehen sein, die jeweils an einen oder mehrere Batterien oder Stacks angeschlossen sind. Unter einem Stack wird in der Redox-Flow-Technologie ein Stapel mehrerer in Reihe geschalteten Zellen verstanden, durch die das Elektrolyt geleitet wird. Die mehreren Inverter weisen jeweils ein Batteriemanagementsystem auf, was relativ kostspielig ist und Energie verbraucht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Inverter und ein System bereitzustellen, die kostengünstiger und effizienter betreibbar sind.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Inverter zum Laden und/oder Entladen von Batterien, insbesondere Redox-Flow-Batterien, mit einer steuerbaren Komponente, die an eine Datenverbindung angeschlossen ist, wobei die Datenverbindung als Digitalsignalübertragungsbus ausgebildet ist, der von einer Kommunikationsschnittstelle des Inverters zur datentechnischen Verbindung des Inverters zu weiteren Invertern und/oder einer übergeordneten Steuerung zur steuerbaren Komponente verläuft, wobei eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme einer Steuerprozessoreinheit und eine interne Schnittstelle zum Anschluss der Steuerprozessoreinheit an den Digitalsignalübertragungsbus vorgesehen sind.
  • Dadurch ist es möglich, einen Inverter mit oder ohne Steuerprozessoreinheit zu betreiben. Wird der Inverter mit einer Steuerprozessoreinheit bestückt, so kann der Inverter über seine Steuerprozessoreinheit auch die Steuerung weiterer Inverter übernehmen, die keine eigene Steuerprozessoreinheit aufweisen. Andererseits kann der Inverter, wenn er nicht mit einer Steuerprozessoreinheit bestückt ist, auch betrieben werden, nämlich über die Steuerprozessoreinheit eines anderen Inverters. Dies ist möglich, da der Digitalsignalübertragungsbus im Inverter zur steuerbaren Komponente geführt ist, aber auch eine interne Schnittstelle zum Anschluss einer Steuerprozessoreinheit vorhanden ist. Ein Inverter mit Steuerprozessoreinheit kann somit als Master betrieben werden, während ein Inverter ohne eigene Steuerprozessoreinheit als Slave betrieben werden kann. Ein Inverter, der mit einer Steuerprozessoreinheit bestückt ist, weist dadurch einen leistungsstarken Kommunikationsprozessor auf, über den die Anbindung zur „Außenwelt realisiert werden kann. Intern ist die Steuerprozessoreinheit beispielsweise über einen RS485-Bus als Datensignalübertragungsbus mit dem oder den für eine Leistungselektronik zuständigen Prozessoren verbunden. Zudem wird der beispielsweise als RS485-Bus ausgebildete Digitalsignalübertragungsbus zum Anschluss weiterer Busteilnehmer aus dem Inverter herausgeführt. Die Leistungselektronikprozessoren von weiteren Invertern, die keine eigene Steuerprozessoreinheit aufweisen, können über denselben Datensignalübertragungsbus an die Steuerprozessoreinheit des Inverters, der diese aufweist, angebunden sein.
  • Die steuerbare Komponente des Inverters kann als Wechselrichter oder an einen Wechselrichter angeschlossene Leistungselektronikregelung ausgebildet sein. Die steuerbare Komponente kann durch die Steuerprozessoreinheit angesteuert werden. Dadurch kann gesteuert werden, wie viel Leistung von den Batterien beispielsweise in ein Netz eingespeist wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Wechselrichter als bidirektionaler Wechselrichter ausgebildet ist. Somit ist es möglich, zum einen Leistung aus dem Netz in die Batterien einzuspeisen und zum anderen bei Bedarf Leistung aus den Batterien in das Netz einzuspeisen.
  • Der Inverter kann eine oder mehrere Batterien aufweisen, die an den Wechselrichter zumindest mittelbar angeschlossen sind. Insbesondere können mehrere Batterien oder Stacks parallel an den Wechselrichter angeschlossen sein. Die Batterien können über einen Hochsetzsteller an den Wechselrichter angeschlossen sein. Insbesondere können mehrere Batterien parallel an einen Hochsetzsteller angeschlossen sein, der wiederum an den Wechselrichter angeschlossen ist. Dabei können die Batterien Einzelbatterien sein, sie können jedoch auch sogenannte Stacks sein, d. h. ein Stack kann eine Vielzahl von Einzelbatterien oder Zellen aufweisen, beispielsweise 20 oder 40 Zellen.
  • In den Rahmen der Erfindung fällt auch ein System mit einem ersten erfindungsgemäßen Inverter, dessen Aufnahmeeinrichtung mit einer Steuerprozessoreinheit bestückt ist und zumindest einem zweiten erfindungsgemäßen Inverter, dessen Aufnahmeeinrichtung unbestückt ist, wobei die Inverter mit ihren Kommunikationsschnittstellen an einen externen Digitalsignalübertragungsbus angeschlossen sind, und wobei die Steuerprozessoreinheit des ersten Inverters die steuerbare Komponente des oder der zweiten Inverter steuert. In einem solchen System können die Inverter ohne Steuerprozessoreinheit durch die Steuerprozessoreinheit des ersten Inverters, der die Steuerprozessoreinheit aufweist, gesteuert werden. Der Steuerungs- und Kommunikationsaufwand des Systems kann dadurch reduziert werden. Bei einem solchen System ist es auch möglich, den Ausfall eines Inverters zu kompensieren, bei einzelnen oder allen Invertern ein Softwareupdate durchzuführen und Inverter gegebenenfalls auszutauschen oder hinzuzufügen, ohne das Gesamtsystem abschalten zu müssen.
  • Dabei kann der Inverter, der die Steuerprozessoreinheit aufweist, als Master betrieben werden und die zweiten Invertern, die keine eigene Steuerprozessoreinheit aufweisen, können als Slave betrieben werden. Damit kann der Master für eine externe Steuerung die Abstrahierung der einzelnen Slaves übernehmen. Teil dieser Abstrahierung kann auch der automatische Betrieb des Gesamtsystems mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad sein.
  • In der Steuerprozessoreinheit kann eine Batteriemanagementsteuerung integriert sein. Eine solche Steuerprozessoreinheit ist als ,Steuerung' in der deutschen Anmeldung mit der Anmeldenummer 10 2014 200 858.1 beschrieben, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird. Die Steuerprozessoreinheit kann dabei so ausgestaltet sein, dass sie die direkte Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung übernehmen kann.
  • Fällt einer der Slaves aus, verringert sich nur die zur Verfügung stehende Leistung des Gesamtsystems um den entsprechenden Betrag. Dies gilt auch für den Ausfall eines als Master betriebenen Inverters, solange dessen Steuerprozessoreinheit davon nicht betroffen ist.
  • Es ist möglich, mehrere Einzelinverter zu einem intelligenten Master-Slave-Verbund zusammenzufassen, der sich von außen als ein großer Zentralwechselrichter steuern lässt.
  • Wenn zumindest zwei erste Inverter vorgesehen sind, die mit einer Steuerprozessoreinheit bestückt sind, kann einer der ersten Inverter als primärer Master und der zweite erste Inverter als sekundärer Master betrieben werden. Insbesondere kann der sekundäre Master die Funktionsfähigkeit des primären Masters überwachen und dessen Aufgaben gegebenenfalls übernehmen. Dadurch wird die Ausfallrate des Systems weiter reduziert. Insbesondere wird durch die Verwendung von zumindest zwei ersten Invertern mit jeweils einer Steuerprozessoreinheit ein redundantes System geschaffen. Die Verbindung zur Außenwelt, zum Beispiel zu einem Batteriemanagementsystem, kann über Ethernet realisiert werden, oder auch der primäre und sekundäre Master können über Ethernet miteinander kommunizieren. Durch Hochskalierung auf mehrere Master-Slave-Gruppen, können Systeme für sehr hohe Leistungsbereiche, bis hin zu GW, geschaffen werden.
  • Die zumindest zwei mit einer Steuerprozessoreinheit bestückten Inverter können in einer Kette von mehreren Invertern das erste und letzte Kettenglied darstellen. Dadurch ist es möglich, dass jeder Inverter (die als Master betriebenen Inverter und die als Slave betriebenen Inverter) während des Betriebs des Systems von der Datenverbindung getrennt werden kann und ausgewechselt werden kann.
  • Die Steuerprozessoreinheit kann einen Kontroller mit darauf gespeichertem oder implementiertem Steuerprogramm umfassen. Dabei kann der Kontroller beispielsweise auf einer Aufsteckplatine angeordnet sein. Das Ausrüsten eines Inverters mit einer Steuerprozessoreinheit kann somit auf besonders einfache Art und Weise dadurch geschehen, dass die Aufsteckplatine einfach in die Aufnahme eingesteckt wird und dabei automatisch eine Datenverbindung zum Digitalsignalübertragungsbus über die interne Schnittstelle hergestellt wird.
  • Alternativ ist es denkbar, die Steuerprozessoreinheit als Box oder Baustein ausgebildet ist. Auch mit einer solchen Ausgestaltung kann eine Steuerprozessoreinheit besonders einfach an einem Inverter angebracht werden. Wenn die Steuerprozessoreinheit als Baustein ausgebildet ist, kann dieser beispielsweise auf die Inverterplatine gelötet werden.
  • In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Systems, wobei einer der ersten Inverter als primärer Master betrieben und einer der ersten Inverter als sekundärer Master betrieben wird, der die Funktionsfähigkeit des primären Masters überwacht und die Aufgaben des primären Masters im Bedarfsfall übernimmt. Ein Bedarfsfall ist beispielsweise, wenn der primäre Master selbst ausfällt, wenn die Datenverbindung in einem Master-Slave-Verbund unterbrochen wird oder der primäre Master geupdated wird. Der Ausfall des Gesamtsystems kann dadurch vermieden werden.
  • Gemäß einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass Softwareupdates von Komponenten der Inverter durchgeführt werden, wobei die Softwareupdates für einen Inverter nach dem anderen durchgeführt werden. Somit ist es möglich, Softwareupdates durchzuführen, ohne das Gesamtsystem anhalten oder unterbrechen zu müssen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Inverter, für die gerade kein Update durchgeführt wird, die fehlende Leistung des sich gerade im Updatevorgang befindlichen Inverters ausgleichen. Somit können Leistungseinbrüche vermieden werden. Auch das Auswechseln oder Abschalten einzelner Inverter ist möglich, ohne das Gesamtsystem abschalten zu müssen.
  • Wird die Steuerprozessoreinheit eines ersten Inverters geupdated, kann das restliche System für die Dauer des Updates autark weiter laufen. Bei dem Einsatz eines sekundären Masters kann dieser die Steuerungsaufgabe des primären Masters während des Updatevorgangs übernehmen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
  • In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Inverters;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Systems, welches mehrere erfindungsgemäße Inverter aufweist;
  • 3 eine alternative Ausführungsform eines Systems mit erfindungsgemäßen Invertern.
  • Die 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Inverter 1 zum Laden und/oder Entladen von Batterien 2 bis 4. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind nur drei Batterien 2 bis 4 dargestellt. Es versteht sich, dass unterschiedliche Anzahlen von Batterien 2 bis 4 vorgesehen sein können. Die Batterien 2 bis 4 können insbesondere als Redox-Flow-Batterien ausgebildet sein. Insbesondere können die Batterien 2 bis 4 als Batteriestacks ausgebildet sein.
  • Der Inverter 1 weist eine Kommunikationsschnittstelle 5 auf, die der datentechnischen Verbindung des Inverters 1 zu weiteren Invertern und/oder einer übergeordneten Steuerung dient. Die Kommunikationsschnittstelle 5 ist mit einem Digitalsignalübertragungsbus 6 verbunden, der zu einer als bidirektionaler Wechselrichter ausgebildeten steuerbaren Komponente 7 verläuft. Weiterhin ist eine interne Schnittstelle 8 vorgesehen, über die eine Steuerprozessoreinheit an den Digitalsignalübertragungsbus 6 angeschlossen werden kann. Eine Aufnahmeeinrichtung 9 ist zur Aufnahme einer Steuerprozessoreinheit vorgesehen. Dabei kann die Aufnahmeeinrichtung 9 beispielsweise als Steckplatz für eine Aufsteckplatine ausgebildet sein oder als Aufnahme für eine Box oder einen Baustein, der mit einer Platine des Inverters 1 verlötet werden kann.
  • Die Batterien 2 bis 4 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel mittelbar, insbesondere über einen Hochsetzsteller 10, mit der steuerbaren Komponente 7 verbunden. Die als Wechselrichter ausgebildete steuerbare Komponente 7 ist über eine Ausgangsleitung 11 mit einem Anschluss 12 verbunden, über den Leistung von dem Inverter in ein Stromversorgungsnetz eingespeist werden kann oder über den Leistung aus einem Stromversorgungsnetz abgenommen werden kann.
  • Sollte die Datenschnittstelle 5 lediglich zur Verbindung weiterer Inverter eingesetzt werden, kann eine weitere Kommunikationsschnittstelle 13 vorgesehen sein, über die der Inverter 1 beispielsweise mit einer übergeordneten Steuerung verbunden werden kann.
  • Die 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines Systems 100, welches einen ersten Inverter 101 aufweist, der dem Inverter 1 der 1 entspricht, wobei der erste Inverter 101 mit einer Steuerprozessoreinheit 102 ausgestattet ist, welche in der Aufnahme 9 angeordnet wurde. Die weiteren Inverter 103, 104 sind ebenfalls entsprechend dem Inverter 1 der 1 ausgebildet, wobei die Inverter 103, 104 keine eigene Steuerprozessoreinheit aufweisen. Die Inverter 101, 103, 104 sind über den Digitalsignalübertragungsbus 6 miteinander verbunden. Der Inverter 101 arbeitet dabei als Master und die Inverter 103, 104 als Slaves. Insbesondere werden diese über die Steuerprozessoreinheit 102 gesteuert. Durch die Punkte 105 wird angedeutet, dass mehr als die zwei gezeigten Inverter 103, 104 als Slave vorgesehen sein können. Der erste Inverter 101 kann über einen weiteren Digitalsignalübertragungsbus 106, beispielsweise eine Ethernet-Verbindung, insbesondere über eine Industrial Ethernet-Verbindung, über die Kommunikationsschnittstelle 13 mit einer übergeordneten Steuerung 107 verbunden sein.
  • Die Inverter 103, 104 können (vorübergehend) außer Betrieb genommen werden, beispielsweise um ein Softwareupgrade durchzuführen. Der Betrieb des Gesamtsystems 100 wird dabei nur unwesentlich beeinträchtig. Insbesondere können die anderen Inverter 101, 103, 104, die noch in Betrieb sind, den Ausfall oder die Abschaltung des abgeschalteten Inverters kompensieren.
  • Die 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Systems 200. Das System 200 weißt zwei erste Inverter 101, 101' auf, die jeweils eine Steuerprozessoreinheit 102 aufweisen. Somit können beide erste Inverter 101, 101' als Master betrieben werden. Insbesondere kann der erste Inverter 101 als primärer Master und der zweite erste Inverter 101' als sekundärer Master betrieben werden. Insbesondere kann der Inverter 101' die Funktionsweise des Inverters 101 überwachen und im Bedarfsfall dessen Funktion übernehmen, also insbesondere Inverter 103, die als Slave betrieben werden, steuern. Der Inverter 101' ist ebenfalls an den Digitalsignalübertragungsbus 106 und damit an die übergeordnete Steuerung 107 angeschlossen. Insbesondere ist es dadurch besonders einfach möglich, Softwareupdates von Komponenten der Inverter 101, 103, 101' durchzuführen, wobei die Softwareupdates für einen Inverter nach dem anderen durchgeführt werden. Diejenigen Inverter, für die gerade kein Update durchgeführt wird, können die fehlende Leistung des sich gerade im Updatevorgang befindlichen Inverters ausgleichen.
  • Aus der 3 wird klar, dass jeder der Inverter 101, 103, 101' während des Betriebs von der Datenverbindung, insbesondere den Datensignalübertragungsbus 6, getrennt werden kann und ausgewechselt werden kann. Der Betrieb der anderen Inverter wird dadurch nicht beeinflusst.
  • Auch eine Trennung des Datensignalübertragungsbus 6, beispielsweise an der Stelle 110, führt nicht zu einem Ausfall der Kette aus Invertern 101, 103, 101'. Die Inverter 103, die sich links der Stelle 110 befinden, können über den Inverter 101 gesteuert werden und die Inverter, die sich rechts der Stelle 110 befinden, können über den Inverter 101' gesteuert werden.
  • Der oder die Inverter 1, 101, 103, 101' und die übergeordnete Steuerung 107 können jeweils in einem Gehäuse, insbesondere in einem metallischen Gehäuse, untergebracht sein und elektrische Leistungsversorgungsanschlüsse aufweisen. In den Vorrichtungen können eine oder mehrere Baugruppen angeordnet sein. Baugruppen können auf metallischen Grundkörpern und/oder auf Leiterkarten montiert sein. Weiterhin können Lüftungsanschlüsse zur Luftzirkulation und Kühlung vorgesehen sein. Weiterhin können die Vorrichtungen diverse Anschlüsse wie Kühlmittelanschlüsse oder Anschlüsse zur elektrischen Verbindung mit externen Komponenten aufweisen. Die Steuerprozessoreinheit 102 kann in einem Mikroprozessor, z. B. in einem Digitalen Signalprozessor (DSP) oder in einem programmierbaren Logikbaustein (PLD), insbesondere in einem FPGA, realisiert sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014200858 [0012]

Claims (13)

  1. Inverter (1, 101, 103, 104, 101') zum Laden und/oder Entladen von Batterien (2, 3, 4), insbesondere Redox-Flow-Batterien, mit einer steuerbaren Komponente (7), die an eine Datenverbindung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung als Digitalsignalübertragungsbus (6) ausgebildet ist, der von einer Kommunikationsschnittstelle (5) des Inverters (1, 101, 103, 104, 101') zur datentechnischen Verbindung des Inverters (1, 101, 103, 104, 101') zu weiteren Invertern (1, 101, 103, 104, 101') und/oder einer übergeordneten Steuerung (107) zur steuerbaren Komponente (7) verläuft, wobei eine Aufnahmeeinrichtung (9) zur Aufnahme einer Steuerprozessoreinheit (102) und eine interne Schnittstelle (8) zum Anschluss der Steuerprozessoreinheit (102) an den Digitalsignalübertragungsbus (6) vorgesehen sind.
  2. Inverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Komponente (7) als Wechselrichter oder an einen Wechselrichter angeschlossene Leistungselektronikregelung ausgebildet ist.
  3. Inverter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter als bidirektionaler Wechselrichter ausgebildet ist.
  4. Inverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Inverter (1, 101, 103, 104, 101') eine oder mehrere Batterien (2, 3, 4) aufweist, die an den Wechselrichter zumindest mittelbar angeschlossen sind.
  5. System (100, 200) mit einem ersten Inverter (101, 101') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Aufnahmeeinrichtung (9) mit einer Steuerprozessoreinheit (102) bestückt ist, und zumindest einem zweiten Inverter (103, 104) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Aufnahmeeinrichtung (9) unbestückt ist, wobei die Inverter (1, 101, 103, 104, 101') mit ihren Kommunikationsschnittstellen (5) an einen externen Digitalsignalübertragungsbus (6) angeschlossen sind, wobei die Steuerprozessoreinheit (109) des ersten Inverters (101, 101') die steuerbare Komponente (7) des oder der zweiten Inverter (103, 104) steuert.
  6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei erste Inverter (101, 101'), die mit einer Steuerprozessoreinheit (102) bestückt sind, vorgesehen sind.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei mit einer Steuerprozessoreinheit (102) bestückten Inverter (101, 101') in einer Kette von mehreren Invertern (101, 103, 101') das erste und letzte Kettenglied darstellen.
  8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerprozessoreinheit (102) einen Controller mit darauf gespeichertem oder implementierten Steuerprogramm umfasst.
  9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller auf einer Aufsteckplatine angeordnet ist.
  10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerprozessoreinheit (102) als Box oder Baustein ausgebildet ist.
  11. Verfahren zum Betrieb eines Systems (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass einer der ersten Inverter (101) als primärer Master betrieben wird und einer der ersten Inverter (101') als sekundärer Master betrieben wird, der die Funktionsfähigkeit des primären Masters überwacht und die Aufgaben des primären Masters im Bedarfsfall übernimmt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Softwareupdates von Komponenten der Inverter (1, 101, 103, 104, 101') durchgeführt werden, wobei die Softwareupdates für einen Inverter (1, 101, 103, 104, 101') nach dem anderen durchgeführt werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Inverter (1, 101, 103, 104, 101'), für die gerade kein Update durchgeführt wird, die fehlende Leistung des sich gerade im Updatevorgang befindlichen Inverters (1, 101, 103, 104, 101') ausgleichen.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202018107225U1 (de) 2018-12-18 2019-01-17 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leiterkartenanordnung mit einem Bypass
DE202018107224U1 (de) 2018-12-18 2019-01-17 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leistungswandler zum bidirektionalen Wandeln von elektrischer Leistung
DE202018107226U1 (de) 2018-12-18 2019-02-25 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leiterkarte mit mehreren Datenleitungen
DE202018107223U1 (de) 2018-12-18 2019-03-01 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leistungswandlereinheit
DE102019008785A1 (de) 2018-12-18 2020-07-02 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leistungswandlereinheit, Leistungswandler, Leiterkarte und Leiterkartenanordnung sowie Verwendung derselben

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT504120A4 (de) * 2006-09-28 2008-03-15 Fronius Int Gmbh Wechselrichtersystem, wechselrichter und verfahren zum betreiben von wechselrichtern eines wechselrichtersystems
DE102007027458A1 (de) * 2007-06-14 2008-12-24 Siemens Ag Umrichterverbund
AT508104A1 (de) * 2009-02-12 2010-10-15 Fronius Int Gmbh Photovoltaikanlage mit mehreren wechselrichtern, wechselrichter, usb-massenspeichergerät und verfahren zum durchführen von software-updates an wechselrichtern
DE102014200858A1 (de) 2014-01-17 2015-07-23 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Energiespeichersystem und Verfahren zum Steigern der Effizienz eines Energiespeichersystems

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2272611A (en) * 1992-11-05 1994-05-18 Integrated Control Platforms L Control system for machinery and/or plant apparatus
WO2005008266A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-27 Premium Power Corporation Device for monitoring and charging of a selected group of battery cells
US7518894B2 (en) * 2005-03-31 2009-04-14 Silicon Laboratories Inc. Distributed power supply system having reassignable master
DE102009054485A1 (de) 2009-12-10 2011-06-16 SB LiMotive Company Ltd., Suwon System zur dezentralen Speicherung und Generierung elektrischer Energie
AT509888B1 (de) 2010-06-08 2011-12-15 Younicos Ag Elektrischer energiespeicher und verfahren zum regeln eines solchen energiespeichers
US20120308856A1 (en) 2010-12-08 2012-12-06 Enervault Corporation Shunt current resistors for flow battery systems
DE102011017597A1 (de) 2011-04-27 2012-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Energiespeichervorrichtung, umfassend mehrere Speichermodule für elektrische Energie
DE102013211951A1 (de) 2013-06-24 2014-12-24 Younicos Ag Verfahren und Vorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie in elektrochemischen Energiespeichern

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT504120A4 (de) * 2006-09-28 2008-03-15 Fronius Int Gmbh Wechselrichtersystem, wechselrichter und verfahren zum betreiben von wechselrichtern eines wechselrichtersystems
DE102007027458A1 (de) * 2007-06-14 2008-12-24 Siemens Ag Umrichterverbund
AT508104A1 (de) * 2009-02-12 2010-10-15 Fronius Int Gmbh Photovoltaikanlage mit mehreren wechselrichtern, wechselrichter, usb-massenspeichergerät und verfahren zum durchführen von software-updates an wechselrichtern
DE102014200858A1 (de) 2014-01-17 2015-07-23 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Energiespeichersystem und Verfahren zum Steigern der Effizienz eines Energiespeichersystems

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202018107225U1 (de) 2018-12-18 2019-01-17 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leiterkartenanordnung mit einem Bypass
DE202018107224U1 (de) 2018-12-18 2019-01-17 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leistungswandler zum bidirektionalen Wandeln von elektrischer Leistung
DE202018107226U1 (de) 2018-12-18 2019-02-25 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leiterkarte mit mehreren Datenleitungen
DE202018107223U1 (de) 2018-12-18 2019-03-01 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leistungswandlereinheit
DE102019008785A1 (de) 2018-12-18 2020-07-02 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leistungswandlereinheit, Leistungswandler, Leiterkarte und Leiterkartenanordnung sowie Verwendung derselben

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Publication number Publication date
WO2016202847A1 (de) 2016-12-22

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