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Die
Erfindung betrifft ein Regieverfahren und eine Steueranordnung zum
Anwenden dieses Verfahrens an eine Einheit, die aus elektrisch in
Serie verbundenen Zellen besteht, die jeweils ein oder eventuell
mehrere elektrische Energie speichernde Elemente aufweisen, wie
in diesem Gebiet gewohnt, und insbesondere eine Steueranordnung
für eine Einheit
mit hoher Kapazität,
die abwechselnden Phasen weitgehenden Entladens und schnellen Aufladens
ausgesetzt werden kann, zum Beispiel indem sie als Energiequelle
für ein
elektrisches Fahrzeug benutzt wird.
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Wie
bekannt, bestehen solche Speichereinheiten aus der Verbindung einer
relativ hohen Anzahl von Zellen aufgrund der zu speichernden Energiemengen.
Die Zellen einer gleichen Speichereinheit, die gewöhnlich als
identisch vorgesehen sind, können
jedoch leicht unterschiedliche Charakteristiken und daher leicht
unterschiedliche Leistungen aufweisen. Der Leistungsunterschied
zwischen Zellen in Serie einer gleichen Speichereinheit kann im
Laufe der Zeit und im Laufe der aufeinander folgenden Ladungen und
Entladungen signifikant steigen. Das kann zu einer starken Betriebsverschlechterung
der Speichereinheit und der Anwendung, die die Speichereinheit nutzt,
führen.
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Eine
Lösung,
die es erlaubt, Unterschiedssteigerungen zwischen Zellen einer Speichereinheit einzuschränken, besteht
darin, die einzelne Entwicklung der Zellen, die die Einheit bilden,
während
der Ladephasen zu berücksichtigen,
um es zu vermeiden, Elemente dieser Zellen, die ihre jeweilige volle Ladung
zuerst erreichen, unnütz
zu überladen.
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Eine
solche Lösung
ist insbesondere in dem Dokument WO-A-9 515 023 beschrieben, in
dem vorgesehen ist, einzelne Überwachungs-
und Ausgleichsvorrichtungen mit jeder der Zellen einer Einheit,
Pack genannt, zu verbinden, wobei diese Zelle in Serie verbunden
sind, um eine Abzweigung zumindest eines Teils des Ladestroms zu
erlauben, der an eine Zelle übertragen
wird, wenn eine Messung und insbesondere eine Messung der Spannung,
die an den Klemmen dieser Zelle anliegt, einen maximalen Sollwert
erreicht. Ein Controller, der mit den Vorrichtungen über eine
digitale gemeinsame Leitung verbunden ist, erlaubt dort das Speichern
der zwischen Zellen festgestellten Unterschiede und das Auslösen eines
Alarms.
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Eine
solche Lösung
ist jedoch nicht voll zufrieden stellend, insbesondere insofern,
als es eine starke Energieableitung zu Ausgleichszwecken im Laufe
des Ladens geben kann, insbesondere wenn Letzteres eine schnelle
Aufladung mit relativ kurzen Ausgleichszeiten ist und wobei die
Vorgänge
systematisch identisch im Laufe der Zeit geführt werden.
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Ferner
beschreibt das Dokument US-A-5 504 415 ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum automatischen Ausgleichen der Last verschiedener Batteriezellen,
die elektrisch in Serie verbunden sind, während des Aufladeprozesses
der Batterie. Die Spannung an den Klemmen jeder Zelle kann während der
Ladephase, Entladephase oder im Ruhezustand gemessen werden. Der
Controller verwendet daher diese Messung, um den Ladestrom Zelle
für Zelle
beim Aufladen zu justieren. Der Ausgleichsprozess wird jedoch nur
während
des Ladeprozesses ausgeführt.
Der Ausgleichsprozess kann automatisch bei jeder Ladeperiode geführt werden.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
daher ein Regieverfahren für
eine Einheit vor, die aus elektrisch in Serie verbundenen Zellen
besteht, die jeweils mindestens ein elektrische Energie speicherndes
Element aufweisen, das dazu bestimmt ist, abwechselnden Ladephasen
durch ein Aufladegerät
und Entladephasen in Zusammenhang mit einer Anwendung, welche diese
Einheit versorgt, ausgesetzt ist, wobei jede Zelle mit einzelnen
Stromabzweigmitteln verbunden ist, die an den Klemmen dieser Zelle
angeschlossen sind und von Steuermitteln gesteuert werden, die in
Abhängigkeit
von mindestens einem Zellenparameter wirken, der von den einzelnen
Zellen zugewiesenen Messmitteln geliefert wird, wobei das Verfahren
einen Schritt des Ausgleichens Zelle pro Zelle der Einheit aufweist
und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ausgleichschritt jederzeit
und insbesondere vor dem Erfassen eines Ladephasenendes initiiert
werden kann, und dass der Ausgleichschritt programmiert ist, um
während
einer Dauer umgesetzt zu werden, die die Gesamtheit der verschiedenen
Lade-, Ruhephasen zwischen Ladungen durch das Ladegerät und dem
Entladen durch die Anwendung und/oder das Entladen decken kann,
wobei der Ausgleichschritt einen wiederholten Abfrageschritt der
einzelnen Messschaltungen aufweist, um die Parameter gemessener
Zellen zu sammeln, und einen Schritt des Sendens von Befehlen an
die Abzweigmittel in Abhängigkeit
von diesen gemessenen Parametern, wenn ein Ungleichgewicht zwischen
Zellen festgestellt wird.
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Die
Erfindung schlägt
ferner eine Steueranordnung zum Anwenden dieses Regieverfahrens
an eine Einheit vor, die aus elektrisch in Serie verbundenen Zellen
besteht, die jeweils mindestens ein elektrische Energie speicherndes
Element aufweisen, das dazu bestimmt ist, abwechselnden Ladephasen durch
einen Auflader und Entladephasen in Verbindung mit einer Anwendung,
welche diese Einheit versorgt, ausgesetzt ist, wobei jeder Zelle
einzelne Stromabzweigmittel zugewiesen sind, die an die Klemmen
dieser Zelle angeschlossen sind und von einzelnen Steuermitteln
gesteuert werden, die selbst von logischen Steuermitteln überwacht
werden, die in Abhängigkeit
von mindestens einem Zellenparameter wirken, der von einzeln den
Zellen zugewiesenen Messmitteln geliefert wird, wobei die logischen Steuermittel
gemeinsam sind, so dass sie Messanzeigen erhalten, die von der Einheit
der einzelnen Messmittel der Zellen geliefert werden, und diese
Anzeigen verarbeiten, um Befehle zu den einzelnen Stromabzweigmitteln,
die jeder Zelle zugewiesen sind, über die entsprechenden einzelnen
Steuermittel und eventuell in Richtung des gemeinsamen Ladegeräts, das
an Endklemmen der Einheit angeschlossen ist, zu erzeugen, dadurch
gekennzeichnet, dass die logischen Steuermittel Ladeausgleichsoperationen,
die jeder Zelle eigen sind, über
die Abzweigschaltung, die dieser Zelle zugewiesen ist, und eventuell über das
gemeinsame Ladegerät
während einer
Dauer sicherstellen können,
die eventuell die Gesamtheit der verschiedenen Lade-, Ruhephasen zwischen
Aufladung durch das Aufladegerät
und Entladen durch die Anwendung und/oder das Entladen deckt, und
dass die gemeinsamen logischen Steuermittel Überwachungsmittel der Zellen
der Einheit aufweisen, die zu Ladeausgleichszwecken durch wiederholtes
Abfragen der einzelnen Messschaltungen zum Sammeln der gemessenen
Zellparameter wirken und durch Senden von Befehlen an die Abzweigmittel
in Abhängigkeit
von diesen gemessenen Parametern, wenn die Überwachungsmittel ein Ungleichgewicht
zwischen Zellen feststellen.
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Gemäß einem
Merkmal der Erfindung sind die einzelnen Steuermittel und/oder logischen
gemeinsamen Steuermittel mit Speichermitteln für mindestens einen charakteristischen
Wert des optimalen elektrischen Zustands jeder Zelle der Einheit
versehen, wobei die gemeinsamen logischen Steuermittel Mittel aufweisen,
die es erlauben, zumindest einen charakteristischen Schwellenwert
des elektrischen Zustands für
jeden charakteristischen Wert des optimalen elektrischen Zustands
zu berechnen, und Mittel, um Werte der Parameter von Zellen, die
von den Messmitteln für
jede der Zellen der Einheit gemessen werden, mit den Schwellenwerten
des elektrischen Zustands zu vergleichen und zumindest mindestens einen
Schwellenwert des elektrischen Zustands, der für jede Zelle bestimmt wird.
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Gemäß einem
Merkmal einer Variante der Erfindung weisen die gemeinsamen logischen
Steuermittel Mittel zum Berechnen auf, die die Parameter, die zuvor
im Laufe mindestens einer vorhergehenden Ausgleichsphase für eine gegebene
Zelle gemessen wurden, bei der Bestimmung der Befehle berücksichtigen
können,
die für
die einzelnen Stromabzweigmittel dieser Zelle bestimmt sind, um
entsprechend das Ein- und Ausschalten dieser Abzweigmittel einzeln für jede Zelle
abzuwechseln.
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Gemäß einem
Merkmal einer Variante der Erfindung weisen die gemeinsamen logischen
Steuermittel Mittel auf, die die Ausgleichdauer pro Zelle nach dem
Auftreten eines Ungleichgewichts, das von den gemeinsamen logischen
Mitteln aus gehend von Zellparametern, die von den einzelnen Messmitteln der
Zellen gemessen werden, bestimmt wird, bestimmen.
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Gemäß einem
Merkmal einer Variante der Erfindung weisen die gemeinsamen logischen
Steuermittel Mittel auf, die einen charakteristischen Kapazitätswert für jede Zelle
in Abhängigkeit
von der Ladezeit dieser Zelle und der Ladestromstärke oder
der nacheinander ausgewählten
Ladeströme
berechnen können,
so dass das Ausgleichen die eventuellen zwischen den Zellen vorgesehenen
Kapazitätsunterschiede
berücksichtigen
kann.
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Die
Erfindung, ihre Merkmale und ihre Vorteile werden in der folgenden
Beschreibung verbunden mit den unten erwähnten Figuren präzisiert.
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1 stellt
ein Schema eines erfindungsgemäßen Steueranordnungsbeispiels
dar, das dazu bestimmt ist, das Anwenden des erfindungsgemäßen Regieprozesses
an eine elektrische Energie speichernde Einheit zu erlauben.
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2 ist
ein Schema aus Blöcken,
die sich insbesondere auf die Steuerlogik der erfindungsgemäßen Anordnung
beziehen.
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Die
in 1 dargestellte Anordnung ist dazu bestimmt, mit
einer Einheit 1 verbunden zu werden, die aus elektrisch
in Serie verbundenen Zellen besteht, die jeweils eines oder eventuell
mehrere elektrische Energie speichernde Elemente aufweisen und zum
Beispiel eine Energiequelle mit hoher Speicherkapazität für eine Anwendung
bilden, wie zum Beispiel ein elektrisches Straßenfahrzeug. Es wird hier davon
ausgegangen, dass diese Zellen in Serie zwischen zwei Klemmen A
und B, Endklemmen genannt, der Speichereinheit verbunden sind, über welche
diese mit einer Anwendung 0 verbunden werden kann, gewöhnlich ein
Gerät,
um es zu speisen und/oder an ein Aufladegerät 3, um gespeist zu
werden.
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Eine
gemeinsame Steuerlogik 4 ist in der Anordnung vorgesehen,
sie ist zum Beispiel um einen Mikrocontroller aufgebaut, mit dem
Hilfsvorrichtungen, wie zum Beispiel Lebendspeicher und/oder Totspeicher
in bekannter Weise, die hier nicht dargelegt wird, verbunden sind.
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Die
Steuerlogik 4 weist mindestens eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle
auf, die hier als einerseits mit einer Ausgangsverbindung L1 verbunden angenommen
wird, die es ihr erlaubt, Steuersignale zu den einzelnen Steuerschaltungen 5 der
Anordnung zu senden, die jeweils einer unterschiedlichen Zelle der
Einheit 1 zugewiesen sind, und andererseits mit einer Eingangsverbindung
L2', die es ihr
erlaubt, Messanzeigen zu empfangen. Diese Anzeigen werden in Form
von Signalen, die insbesondere die Entwicklung des Ladezustands
jeder Zelle der Einheit 1 wiedergeben, zum Beispiel ausgehend
von Spannungsmessungen, die auf der Ebene der Zellen ausgeführt werden, übertragen.
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Es
wird auch davon ausgegangen, dass die Steuerlogik 4 in
eine oder zwei Richtungen mit dem Auflader 3 zur Überwachung
kommunizieren kann, zum Beispiel über eine Verbindung, die hier
mit L3 bezeichnet ist. Es wird davon ausgegangen, dass die Ladevorgänge mit
konstantem Strom erfolgen, wobei die Stärke dieses konstanten Ladestroms
von der Steuerlogik 4 festgelegt wird, die vorgesehen ist,
um auf den Auflader so einzuwirken, dass der Ladestromwert bei Bedarf
geändert
wird.
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Eine
einzelne Stromabzweigschaltung 6 ist mit den jeweiligen
Versorgungsplus- und -minusklemmen parallel zu dieser Zelle verbunden,
um es zu erlauben, eine Verbindung zwischen diesen Klemmen zu erstellen.
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Jede
Abzweigschaltung 6 besteht aus einem Abzweigwiderstand 7,
der vorzugsweise außerhalb der
Schaltung liegt, deren andere Bauteile vorzugsweise in die Bestandteile
der einzelnen Steuerschaltung, die sie enthält, eingebaut sind, jedoch
mit Ausnahme des Abzweigwiderstands 7, wenn dieser aufgrund
seiner zu großen
Wärmeabstrahlung
nicht eingebaut werden kann. Das Ein- und Ausschalten dieses Widerstands 7 wird
von einem Organ 8, Stromsteuerorgan genannt, sichergestellt,
das zum Umschaltertyp gehört
und hier durch einen Transistor symbolisch dargestellt wird. Gegebenenfalls
erlaubt dies, einen Teil des Ladestroms, der auf der Ebene einer
Zelle außerhalb
dieser Letzteren ankommt, wenn der Widerstand 7 der Abzweigschaltung 6,
der zu dieser Zelle gehört,
in Betrieb genommen wird, abzuzweigen.
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Jede
Abzweigschaltung 6 erlaubt gegebenenfalls auch ein einzelnes
Entladen der Zelle, der sie zugewiesen ist. Das erlaubt es zum Beispiel,
eine Zelle einzeln auf ein bestimmtes Ladezustandsniveau zu bringen,
und gestattet daher ein Ausgleichen zwischen Zellen.
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Jede
Abzweigschaltung 6 wird von der Steuerlogik 4 über die
Steuerschaltung 5, die der gleichen Zelle wie sie zugewiesen
ist, gesteuert.
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Die
Steuerschaltungen 5, die die Steueranordnung enthält, werden
hier als in Serie mit der Steuerlogik 4 über eine
eindrahtige Steuerverbindung L1 verbunden angenommen. Es wird davon ausgegangen,
dass Letztere hier in Form aufeinander folgender Impulsreihen Steuerimpulse,
die aus der Steuerlogik 4 stammen, überträgt.
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Derartige
Steueraufbauten mit Impulsreihen sind insbesondere in den Dokumenten
FR-A-2 713 781 und FR-A-2 719 126 beschrieben, die jeweils eine
unidirektionale Übertragungsorganisation
und eine potenziell bidirektionale Übertragungsorganisationder
der Impulse betreffen.
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In
dem präsentierten
Beispiel und zur Vereinfachung der vorliegenden Darlegung ist eine
unidirektionale Sendeorganisation dargestellt. Es wird davon ausgegangen,
dass jede Steuerschaltung 5 einen Eingang E hat, der es
ihr erlaubt, die Impulse zu empfangen, die ihr von der Steuerverbindung
L1 ausgehend von der Steuerlogik 4 und eventuell über eine oder
mehrere Steuerschaltungen 5, die sich stromaufwärts auf
dieser Verbindung befinden, gesendet werden. Wie in den zwei oben
erwähnten
Patentanmeldungen angegeben, erfasst jede Steuerschaltung 5 die
Steuerimpulse, die für
sie bestimmt sind, und sendet über
einen Ausgang S die Steuerimpulse, die für die eine oder mehreren Steuerschaltungen 5 bestimmt
sind, die stromabwärts
von ihr auf der Steuerverbindung liegen, sofern solche stromabwärtige Schaltungen
existieren.
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Bei
einer Ausführungsform
erfasst jede Steuerschaltung 5 eine Ganzzahl „n" der „N" Steuerimpulse, die
jede Impulsreihe, die sie empfängt,
aufweist, wobei diese „n" Impulse zum Beispiel
die sind, die zuerst von der Steuerschaltung für jede Impulsreihe empfangen
werden.
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Jede
Steuerschaltung 5 wird der Steuerung der Abzweigschaltung 6 zugewiesen,
die zu der gleichen Zelle 2 gehört wie sie und der Steuerung
einer einzelnen Schaltung 9 über welche die Anzeigen übertragen
werden, die den Messungen, die auf der Ebene der Zelle ausgeführt werden,
entsprechen.
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Es
wird davon ausgegangen, dass die Steuerschaltungen 5 mindestens
eine Speichervorrichtung der zu sendenden Messsignale aufweisen,
um mindestens die letzte jeder der Anzeigen behalten zu können, die
den Messungen entsprechen, die zum Übertragen ausgeführt werden,
wobei diese Speicher zum Beispiel zum kapazitiven Typ gehören. Die Übertragungsschaltungen 9 sind
hier in Form von Stromgeneratoren insofern dargestellt, als hier
davon ausgegangen wird, dass sie Messsignale liefern sollen, die
in Form von Strömen
einem gemeinsamen Messwandler 10 zu senden sind. Letzterer
weist zum Beispiel einen Messwiderstand 11 auf, der zu
einer Wandlervorrichtung 12 gehört, die es erlaubt, die Signale
zu Gunsten der Steuerlogik 4 zu digitalisieren und eventuell
vorzuverarbeiten.
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Dazu
sendet jede Messschaltung 9 die Strommesssignale, die von
der Zelle erzielt werden, mit der sie verbunden ist, an den gemeinsamen Messwandler.
Diese Übertragung
erfolgt über
eine gemeinsame Messverbindung L2, an die jede Messschaltung über einen
einzelnen Ausgang M angeschlossen ist.
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Bei
einer Ausführungsform
und wie oben angegeben, entsprechen die Strommessanzeigen den Spannungen,
die an den Klemmen der Zellen der Einheit gemessen werden, und erlauben
es der Steuerlogik 4, die Ungleichheiten zu bestimmen,
die hinsichtlich der Spannung und/oder des Ladezustands zwischen
diesen Zellen bestehen.
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Jede
Anzeige, die einem von einer Steuerschaltung 9 gelieferten
Messsignal entspricht, wird unter der Einwirkung der Steuerschaltung 5,
die sie steuert, beim Empfang eines von dieser vorbestimmten Steuerimpulses
gesendet. Bei dem in Betracht gezogenen Beispiel handelt es sich
um einen Impuls, der in einem vorbestimmten Rang von der Steuerlogik 4 in
der Impulsreihe, die ihn enthält,
gesendet wird.
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Die
Sendungen der Anzeigen, die den Messsignalen entsprechen, die von
einer Messschaltung 9 unter der Überwachung der entsprechenden
Steuerschaltung 5 erzeugt werden, werden von bekannten Mitteln
erzielt, die hier durch eine Verbindung L4 symbolisch dargestellt
sind und die in Verbindung mit 1 ebenso
wie das umgesetzte Verfahren nicht weiter dargelegt werden, insofern
als sie denen in den zwei oben genannten französischen Patentanmeldungen entsprechen
können
und nur eine indirekte Beziehung mit der Aufgabe der vorliegenden Erfindung
haben. Diese Messanzeigen erlauben es der Steuerlogik 4 zu
bestimmen, wie sie auf die Abzweigschaltungen 6 in Abhängigkeit
von den festgestellten und/oder berechneten Ungleichheiten reagieren
soll.
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Jede
Abzweigschaltung 6, die einer Zelle zugewiesen ist, wird
von den Befehlen gesteuert, die von der Steuerlogik 4 an
die Steuerschaltung 5, die zu der gleichen Zelle gehört wie sie,
gesendet werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
erlaubt es eine Unterscheidungsvorrichtung 13, die Funktionen
zu unterscheiden, die den verschiedenen Befehlen zugeordnet sind,
die von einer Steuerschaltung 5 in Abhängigkeit von vorbestimmten
Kriterien empfangen werden.
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Bei
der hier in Betracht gezogenen Ausführung wird davon ausgegangen,
dass die Befehle von Impulsen übertragen
werden, die von der Steuerlogik 4 mit einem vorbestimmten
Impulsrang in jeder der Impulsreihen, die diese Logik mit einem
bestimmten Rhythmus über
die Steuerverbindung L1 sendet, gesendet werden. Der Einschalt-
oder Ausschaltzustand einer Abzweigschaltung 6 wird zum
Beispiel von der Dauer des Impulses mit vorbestimmtem Rang festgelegt,
den die zu dieser Abzweigschaltung für diesen Letzteren gehörende Steuerschaltung empfängt. Es
wird davon ausgegangen, dass die Steuerimpulse für Abzweigschaltungen 6 zu
einem Impuls pro Impulsreihe und pro Schaltung gesendet werden.
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Die
Unterscheidungsvorrichtung 13 ist vorgesehen, um es zu
erlauben zu bestimmen, ob die Dauer eines Impulses, der von einer
Steuerschaltung für
die dazugehörende
Abzweigschaltung empfangen wird, einem Ein- oder Ausschaltbefehl
für diese Abzweigschaltung
entspricht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform entspricht der Empfang
eines Impulses einer ersten Dauer, die größer ist als ein festgelegter
Wert, für
eine Abzweigschaltung einem Umschaltbefehl auf den durchlässigen Zustand
dieser Schaltung. Der Empfang eines Impulses einer zweiten Dauer,
die kleiner ist als der oben angegebene festgelegte Wert. entspricht
einem Umschaltbefehl auf den blockierenden Zustand.
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Die
Unterscheidungsvorrichtung 13, die die Impulse in Zusammenhang
mit einer Abzweigschaltung 6 empfängt, entspricht zum Beispiel
einer herkömmlichen
Komparatorschaltung, die zwei unterschiedliche Impulsdauern berücksichtigen
und ein Signal des binären
Typs, dessen Niveau von der erkannten Dauer abhängt, erzeugen kann.
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Eine
Speichervorrichtung 14 ist am Ausgang der Unterscheidungsvorrichtung 13 angeordnet
und stellt die dazugehörende
Abzweigschaltung entweder auf einen durchlässigen oder auf einen blockierenden
Zustand und behält
diesen je nach dem letzen Befehl, der von der Steuerlogik 4 für diese
Schaltung empfangen wurde, das heißt zum Beispiel in dem hier
in Betracht gezogenen Beispiel gemäß der Dauer des empfangenen
Befehlsimpulses.
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Jede
Abzweigschaltung 6 wird daher beim Empfang eines Impulses
mit gegebener Dauer und eines vorbestimmten Rangs einer ersten Impulsreihe in
Betrieb genommen, hält
sich in Betrieb, solange ein Impuls des gleichen vorbestimmten Ranges
einer anderen Impulsreihe keine andere gegebene Dauer aufweist.
Der Ein- oder Ausschaltzustand
der Abzweigschaltung wird hier als aufrechterhalten vorgesehen,
solange Impulse mit gleicher Dauer, die den vorbestimmten Rang haben,
empfangen werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
werden jede Abzweigschaltung 6 in Zusammenhang mit einer
Zelle, die entsprechende Steuerschaltung 5 und Messschaltung 9 vorzugsweise
in einem gleichen Modul 15 gruppiert, wobei dieses zum
Beispiel aus einer integrierten Schaltung besteht, mit der der Abzweigwiderstand 7 der
Abzweigschaltung verbunden ist. Mehrere Module 15 können eventuell
in einer Unterbaugruppe mit einer gleichen integrierten Schaltung
vereint werden.
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Wie
oben angegeben und in 2 angedeutet, weist die Steuerlogik 4,
die hier um eine Einheit 18 aufgebaut angenommen wird,
mindestens einen Mikrocontroller 19, Speicher 20 und
Eingangs-Ausgangsschnittstellen 21 auf, die es ihr erlauben,
mit der Anwendung 0, dem Auflader 3 und den Modulen 15 und
dem Benutzer über
eine Bediener-Maschinenschnittstelle 21A für diesen
Letzteren zu kommunizieren.
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Diese
Steuerlogik 4 ist zum Beispiel mit dauernder Versorgung
vorgesehen und daher mit einer Schaltung 17 verbunden,
die an mindestens ein elektrische Energie speicherndes Element angeschlossen
ist und verfügt
eventuell über
eine Schnittstellenvorrichtung, nicht dargestellt, die es erlaubt,
sie ausgehend von einer fixen Quelle zu versorgen, wenn diese Logik
dazu vorgesehen ist, mit einer solchen Quelle verbunden zu werden,
zum Beispiel in der Ladephase der Einheit 1 ausgehend von
einer äußeren Quelle,
an die der Auflader 3 daher angeschlossen ist.
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Bei
einer hier berücksichtigten
Ausführungsform
wird die Energieversorgung der Steuerlogik 4 ausgehend
von mindestens einem Speicherelement und zum Beispiel einer Hilfsbatterie,
ebenso wie eventuell die der Module 15 hergestellt. Die
Steuerlogik 4 ist vorzugsweise mit Speichermitteln 20 versehen,
die hier als zum bekannten Typ gehörend angenommen werden, die
es ihr erlauben, ständig
oder halb permanent mindestens bestimmte Daten zusätzlich zu
den Programmen, die sie enthält,
bei Stromunterbrechung zu wahren, wobei solche eventuell halb permanenten
Mittel auch mit den Modulen verbunden sind.
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Bei
der vorgeschlagenen Ausführung
erfolgt das Programmieren der Steuerlogik 4 so, dass ein Prozess
zum elektrischen Ausgleichen zwischen Zellen der Einheit, der als
für das
Aufrechterhalten einer optimalen Leistung der Einheit 1 für Versorgungszwecke
der Anwendung 0 mit der sie verbunden ist erforderlich
ist, angenommen wird. Dieser Ausgleichprozess wird hier so ausgeführt, dass
es möglich
ist, ihn als ununterbrochen mindestens in einer ersten Annäherung anzusehen,
auch wenn praktisch Dissoziationen zwischen der Einheit 1 und
der Anwendung 0 aus Gründen,
die mit dem Betrieb dieser Einheit und dieser Anwendung zusammenhängen, ausgeführt werden
können.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Softwaremittel 22, die auf der Ebene der Steuerlogik 4 installiert
sind, vorgesehen, um im Laufe der verschiedenen Betriebsphasen der
Einheit 1 in Zusammenhang mit der Anwendung 0 und
dem Auflader 3 aktiv sein zu können, darunter insbesondere
im Laufe der eventuellen Ruhephasen. Das führt insbesondere dazu, dass
das Steuern einer Abzweigschaltung 6 durch die Steuerlogik 4 zu
Ausgleichzwecken in der Ruhephase sichergestellt werden kann, wenn die
Einheit 1 nicht verwendet wird, um die Anwendung 0 mit
Leistung zu versorgen, zusätzlich
zum gewohnten Gebrauch der Abzweigschaltungen in der Ladephase,
insbesondere einer schnellen Ladephase und/oder Entladephase. Insofern
als zumindest bei bestimmten Nutzungen die Ruhephasen einer Einheit 1 viel
länger
sein können
als die Lade- und/oder Entladephasen, ist es daher möglich, einen Ausgleichprozess
der Zellen einer Einheit zu Beginn eines Ladens zu beginnen und
in der Ruhephase, ja sogar Entladephase die Ausgleichungen fortzusetzen,
die gewöhnlich
am Ende der schnellen oder langsamen Ladephase initiiert werden.
Diese Ausgleichungen können
daher mit geringen Abzweigströmen
erfolgen, was es erlaubt, die Energieverluste durch Wärmeabgabe
und daher die Kosten auf der Ebene der materiellen Mittel, die zur
erfindungsgemäßen Anordnung
gehören,
und auf der Ebene des Betriebs der Einheit 0, die von der
Einheit 1 gespeist wird, zu verringern.
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Überwachungsmittel 23,
die eventuell von den Softwaremitteln 22 getrennt sind,
in welche sie hier als eingegliedert angenommen werden, erlauben
es der Steuerlogik 4, eine praktisch ständige Überwachung der Zellen der Einheit 1 auszuführen, insbesondere,
um deren Ausgleichen so sicherzustellen, dass sie dazu gebracht
werden, eine gleiche Spannung und/oder einen gleichen Kapazitätsunterschied
in Bezug auf die für
jede Zelle vorgesehene maximale Kapazität aufzuweisen, eventuell einzeln. Dazu
steuern diese Überwachungsmittel 23 eine
wiederholte und zum Beispiel zyklische Abfrage der einzelnen Messschaltungen 9 der
Zellen 2 der Einheit 1, um Anzeigen zu Messungen,
die diese Messschaltungen ausgeführt
haben, zu erzielen, und die sie bei einer bevorzugten Ausführungsform
zumindest vorübergehend
gespeichert haben. Diese von der Steuerlogik 4 empfangenen
Anzeigen werden von Verarbeitungssoftwaremitteln 24 ausgewertet
und eventuell im Speicher 20 abgelegt. Diese Angaben werden
insbesondere verwendet, um Befehle zu erzeugen, die an die Steuerschaltung
jedes der Module 15 für
die Abzweigschaltung 6, die jedes Modul enthält, zu erzeugen,
und erlauben auch das Steuern des Aufladers 3.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
gewährleisten
die Verarbeitungssoftwaremittel eine einzelne Verwaltung jeder Zelle 2 der
Einheit 1 in Abhängigkeit
von den Anzeigen, und zwar von den neu nach einer Abfrage empfangenen,
die an das Modul 15, das zu dieser Zelle gehört, gerichtet
wurden, als auch von denen, deren Verarbeitung zuvor ausgeführt und
gespeichert wurde, vorzugsweise seit der ursprünglichen Inbetriebnahme der
Zelle in der Einheit 1. Das erlaubt es, Unterschiede von
Merkmalen zwischen Zellen, die im Laufe der Zeit für Zellen,
die allgemein als identisch vorgesehen sind, auftreten, zu berücksichtigen.
Dazu steuern die Verarbeitungssoftwaremittel getrennt jede der Abzweigschaltungen 6 über die
entsprechende Speichervorrichtung 14 in Abhängigkeit
von den der Zelle 2 eigenen Merkmalen. Sie wirken vorzugsweise
durch Senden aufeinander folgender Einschalt- und Ausschaltbefehle
der Abzweigschaltungen, wobei jede dieser Letzteren je nach dem
einzelnen zuletzt empfangenen Befehl entweder in Betrieb oder außer Betrieb
gehalten wird.
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Mindestens
ein charakteristischer Wert des optimalen elektrischen Zustands,
der für
jede Zelle 2 der Einheit 1 vorgesehen ist, ist
im Speicher 20 gespeichert und eventuell auf der Ebene
der Speichervorrichtungen 14, um es zu erlauben, zum Beispiel durch
Vergleichen eines bestimmten Werts ausgehend von einer Messung,
die auf der Ebene jeder Zelle ausgeführt wurde, mit dem entsprechenden
gespeicherten Wert zu beurteilen. Rechenmittel 25, die hier
als in den Verarbeitungssoftwaremitteln 24 enthalten angenommen
werden, liefern Anzeigen charakteristischer Schwellenwerte, zum
Beispiel der Spannung, die es erlauben, auf die Meldemittel einzuwirken,
die auf der Ebene der Bediener-Maschinenschnittstelle 21A vorgesehen
sind.
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Bei
einer Ausführungsvariante
sind die Rechenmittel 25 programmiert, um den Wert der
Kapazität
jeder Zelle in Abhängigkeit
von der Ladezeit und der Stärke
des oder der Ladeströme,
die nacheinander im Laufe einer gleichen Ladephase der Einheit 1 ausgewählt werden,
zu bestimmen.