JP2015510750A

JP2015510750A - 無停電電力供給システム及び無停電電力供給方法

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Publication number: JP2015510750A
Application number: JP2014555071A
Authority: JP
Inventors: 新宇 ▲劉▼
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2015-04-09
Also published as: EP2790292A1; WO2013166991A1; EP2790292B1; CN102651572A; EP2790292A4; CN102651572B

Abstract

本発明は、無停電電力供給システムと、無停電電力供給方法とを開示しており、バッテリ電力供給の分野に関する。前記システムは、負荷と、アクティブバッテリ電力供給システムと、スタンバイバッテリ電力供給システムとを備える。前記アクティブバッテリ電力供給システムは、アクティブバッテリパック及び第一制御システムを備え、かつ前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、スタンバイバッテリパック及び第二制御システムを備える。前記第一制御システム及び前記第二制御システムは、連動制御を構成する。前記アクティブバッテリ電力供給システム及びスタンバイバッテリ電力供給システムは、前記負荷に電力を供給する。本発明において、アクティブバッテリ電力供給システムにおける第一制御システム及びスタンバイバッテリ電力供給システムにおける第二制御システムは、連動制御構造として設定され、それゆえに、アクティブバッテリ電力供給システムが動作するとき、スタンバイバッテリ電力供給システムは動作せず、スタンバイバッテリ電力供給システムが動作するとき、アクティブバッテリ電力供給システムは充電されない。相互充電及び放電の現象は、アクティブバッテリパック及びスタンバイバッテリパックの間で発生せず、複数のバッテリパックが並列で使用されるときのインターパック交差流の問題が回避される。

Description

本発明は、バッテリ電力供給の分野に関し、特に無停電電力供給システム及び無停電電力供給方法に関する。

電力供給システムの用途の広がりとともに、基地局、空港、病院のような重要なシナリオは、無停電電力供給機能を有することが必要とされている。無停電電力供給は無停電の電力バックアップに言及しており、すでにユーザにとって電力供給システムを測定するための重要な指標になっている。

図1に示されるように、従来技術1の無停電電力供給解決策において、アクティブ電力供給とは、例えば商用電源、オイルエンジン、風力、又はソーラーパワーのような非バッテリ電力供給システムであり、かつバックアップ電力供給は、制御回路を備えないバックアップバッテリである。前記非バッテリ電力供給システムは、整流モジュールとともに配置され、それゆえに、非バッテリ電力供給システムの出力電圧及び電流は制御可能となる。一般的な場合、前記非バッテリ電力供給システムの出力電圧は、一定であると考えられる。非バッテリ電力供給システムが、突然の電源オフとなり、電圧降下が引き起こされるとき、制御回路を持たないバックアップバッテリは、自動的に中断することなく(uninterruptibly)電力を供給できる。

従来技術2の無停電電力供給解決策において、図2及び3に示されるように、一次電源は非バッテリ電力供給システムであり、かつバックアップ電源は、制御回路及びバックアップバッテリを備え、かつ前記制御回路の放電スイッチは、デフォルト設定によってオンに切り換えられる。前記非バッテリ電力供給システムは、整流モジュールとともに配置され、それゆえに、前記非バッテリ電力供給システムの出力電圧及び電流は、制御可能である。一般的な場合、前記非バッテリ電力供給システムの出力電圧は一定であると考えられる。前記非バッテリ電力供給システムが、突然の電源オフとなり、電圧が降下するとき、バックアップ電源の制御回路の放電スイッチがデフォルト設定によってオンに切り換えられるので、前記バックアップ電源は、中断することなく電力を供給する。無停電電力供給は、中断することのない電力供給を意味し、つまり、バッテリパックの正極、負荷、前記バッテリパックの負極、充電MOS(charge MOS)の中のプラスティックダイオード(parasitic ダイオード)、放電MOS(discharge MOS)、前記バッテリパックの負極によって形成される。さらに、前記制御回路が放電電流を検出した後、前記充電MOSは、直ちにオンに切り換えられ、長時間一次バッテリに電力を供給する。

本発明の実施過程において、発明者は、従来技術が少なくとも以下の問題を有することを見出した。
従来技術1は、制御回路を備えておらず、非バッテリ電力供給システムの電力供給が不安定である。従来技術2は、1つのみのバックアップバッテリが電力バックアップを実行するので、一度バックアップバッテリが突然の電力オフとなると、負荷デバイスは突然の電力オフとなる。

一次電源とバックアップ電源との両方がバッテリであるとき、無停電電力供給の問題を解決するために、本発明の態様は、無停電電力供給システムと、無停電電力供給方法とを提供する。その技術的解決策は、以下の通りである。
本発明の態様は、無停電電力供給システムを提供し、かつ前記システムは、負荷と、アクティブバッテリ電力供給システムと、スタンバイバッテリ電力供給システムとを備え、
前記アクティブバッテリ電力供給システムは、アクティブバッテリパックと、第一制御システムとを備え、前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、スタンバイバッテリパックと、第二制御システムとを備え、前記第一制御システムは、前記負荷に電力を供給する前記アクティブバッテリパックを制御し、かつ前記第二制御システムは、前記負荷に電力を供給するために前記スタンバイバッテリパックを制御し、
前記第一制御システム及び前記第二制御システムは、連動制御を構成し、それにより、前記アクティブバッテリパックのみ、又は前記スタンバイバッテリパックのみが特定の時点で前記負荷に電力を供給するように制御することができ、
前記アクティブバッテリ電力供給システム及び前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、前記負荷に電力を供給する。

本発明の態様は、無停電電力供給方法をさらに提供し、前記方法は、
アクティブバッテリ電力供給システムによって、負荷に電力を供給するとともに、動作しないためにスタンバイバッテリ電力供給システムをトリガするステップであって、前記アクティブバッテリ電力供給システムは、アクティブバッテリパックと、前記アクティブバッテリパックに接続された第一制御システムとを備え、かつ前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、スタンバイバッテリパックと、前記スタンバイバッテリパックに接続された第二制御システムと、前記第二制御システムに並列に接続された第二単方向放電回路とを備える、ステップと、
前記アクティブバッテリパックの放電カットオフ電圧が、前記スタンバイバッテリパックの放電開始電圧よりも小さいとき、前記スタンバイバッテリ電力供給システムによって、前記負荷に電力を供給するとともに、電力供給を停止するために、前記アクティブバッテリパックをトリガするステップとを含む。

本発明の実施形態において提供される技術的解決策によってもたらされる有益な効果は、以下の通りである。つまり、前記アクティブバッテリ電力供給システムにおける前記第一制御システムと、前記スタンバイバッテリ電力供給システムにおける前記第二制御システムとが連動制御構造として設定され、それゆえに、アクティブバッテリ電力供給システムが動作するとき、前記スタンバイバッテリ電力供給システムは動作せず、かつ、前記スタンバイバッテリ電力供給システムが動作するとき、前記アクティブバッテリ電力供給システムは充電されない。相互充電及び放電の現象は、前記アクティブバッテリパックと前記スタンバイバッテリパックとの間では発生せず、複数のバッテリパックが並列で使用されるときのインターパック交差流(inter-pack cross current)の問題が回避される。

本発明の実施形態における技術的解決法をより明確に説明するために、以下に、実施形態を説明するために必要となる添付図面を簡潔に説明する。以下の説明における添付図面は、本発明の単なるいくつかの実施形態であり、かつ当業者は創造的な努力をすることなく、これらの添付図面からさらに他の図面を導き出すことができることは明らかである。
従来技術1における無停電電力供給の概略図である。従来技術2における無停電電力供給の概略図である。従来技術2におけるバックアップ電源の制御システムの概略図である。本発明の実施形態1に基づく無停電電力供給システムの概略図である。本発明の実施形態2に基づく無停電電力供給の原理の概略図である。本発明の実施形態2に基づく無停電電力供給システムの概略図である。本発明の実施形態2に基づく無停電電力供給システムの別の概略図である。本発明の実施形態2に基づく無停電電力供給システムのさらに別の概略図である。本発明の実施形態3に基づく無停電電力供給方法のフローチャートである。

本発明の目的、技術的解決策、利点をより明確にするために、以下に、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

〔実施形態１〕
図４を参照すると、本発明の実施形態は、無停電電力供給システムを提供し、前記システムは、負荷101、アクティブバッテリ電力供給システム102、及びスタンバイバッテリ電力供給システム103を備える。

前記アクティブバッテリ電力供給システム102は、アクティブバッテリパックと、第一制御システムとを備える。また、前記スタンバイバッテリ電力供給システム103は、スタンバイバッテリパックと、第二制御システムを備える。前記第一制御システムは、アクティブバッテリパックを制御し、負荷に電力を供給し、前記第二制御システムは、前記スタンバイバッテリパックを制御し、前記負荷に電力を供給する。

前記第一制御システム及び前記第二制御システムは、連動制御を形成し、これにより、アクティブバッテリパックのみ又はスタンバイバッテリパックのみが特定の時点で負荷に電力を供給するように制御することができる。

本発明の実施形態において提供される無停電電力供給システムに基づいて、アクティブバッテリ電力供給システムにおける第一制御システムと、スタンバイバッテリ電力供給システムにおける第二制御システムとは、連動制御構造として設定される。それゆえに、前記アクティブバッテリ電力供給システムが動作するとき、前記スタンバイバッテリ電力供給システムは動作せず、かつ前記スタンバイバッテリ電力供給システムが動作するとき、前記アクティブバッテリ電力供給システムは、充電されない。相互充電及び放電の現象は、前記アクティブバッテリパックと前記スタンバイバッテリパックとの間では発生せず、かつ、複数のバッテリパックが並列で使用されるときのインターパック交差流(inter-pack cross current)の問題が回避される。

〔実施形態２〕
図５及び図６を参照すると、本発明の実施形態は、無停電電力供給システムを提供し、前記無停電電力供給システムは、負荷201と、アクティブバッテリ電力供給システム202と、スタンバイバッテリ電力供給システム203とを備える。

前記アクティブバッテリ電力供給システム202は、アクティブバッテリパック2021と、第一制御システム2022とを備える。また、前記スタンバイバッテリ電力供給システム203は、スタンバイバッテリパック2031と、第二制御システム2032とを備える。第一制御システムは、アクティブバッテリパックを制御し、負荷に電力を供給する。前記第二制御システムは、スタンバイバッテリパックを制御し、負荷に電力を供給する。前記第一制御システムと前記第二制御システムとは、連動制御を構成し、これにより、特定の時点において、アクティブバッテリパックのみが負荷に電力を供給し、又はスタンバイバッテリパックのみが負荷に電力を供給するように制御することができる。

特に、前記アクティブバッテリ電力供給システムは、第一単方向放電回路2023をさらに備え、かつ前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、第二単方向放電回路2033をさらに備える。前記第一制御システム2022及び前記第一単方向放電回路2023は、並列に接続される。前記第二制御システム2032及び前記第二単方向放電回路2033は、並列に接続される。単方向の放電デバイスは、前記第一単方向放電回路2023と、前記第二単方向放電回路2033との両方に備えられている。

前記アクティブバッテリパック2021の出力端は、前記第一単方向放電回路2023の入力端に接続される。前記第一単方向放電回路2023の出力端は、負荷201の一端と、前記第二単方向放電回路2033の出力端とに接続される。前記第二単方向放電回路2033の入力端は、スタンバイバッテリパック2031の出力端に接続される。アクティブバッテリパック2021のもう一つの出力端は、負荷201のもう一端と、スタンバイバッテリパック2031のもう一つの出力端とに接続される。

この実施形態において、前記アクティブバッテリパックの放電カットオフ電圧は、スタンバイバッテリパックの放電開始電圧よりも大きい必要があり、本発明の実施形態における特定の実施方法に限定されない。実際の使用において、図７を参照すると、アクティブバッテリ電力供給システムにおけるアクティブバッテリは、直列に接続されたN個の電気化学セルによって構成され、かつ前記スタンバイバッテリ電力供給システムにおけるスタンバイバッテリパックは、直列に接続されたN−1、N−2、又はM個の電気化学セルによって構成されるように設定されてもよい。前記スタンバイバッテリパックにおいて直列に接続された電気化学セルの数と、前記アクティブバッテリパックにおいて直列に接続された電気化学セルの数との特定の差は、バッテリ仕様と、特定の仕様状況とに基づいて決定される。N及びMは自然数であり、かつNは、Mよりも大きく、これにより、アクティブバッテリパックの放電カットオフ電圧は、スタンバイバッテリパックの放電開始電圧よりも大きいことが実現できる。図８を参照すると、アクティブバッテリパックとスタンバイバッテリパックとは、直列に接続された同一の数の電気化学セルを有するが、前記第一単方向放電回路に備えられた単方向放電デバイスの数は、前記第二単方向放電回路に備えられた単方向放電デバイスの数よりも少ないように設定されてもよく、これにより、アクティブバッテリパックの放電カットオフ電圧は、スタンバイバッテリパックの放電開始電圧よりも大きいことが実現できる。

本発明の実施形態における単方向放電デバイスは、ダイオード、SCR(Silicon Controlled Rectifier, silicon controlled rectifier)、又はIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, insulated gate bipolar transistor)であってもよい。単方向放電デバイスの実施方法は、本発明の実施形態に限定されない。

特に、前記第一制御システムは、第一制御器を少なくとも具備し、かつ前記第一制御器は、3つの部品、つまりコイルと、主接点と、補助接点とを備える。前記第二制御システムは、第二制御器を少なくとも備え、かつ前記第二制御器もまた、3つの部品、つまりコイルと、主接点と、補助接点とを備える。一度、コイルが電源を投入されると、主接点及び補助接点は、ノーマルオープン状態からノーマルクローズ状態に、及びノーマルクローズ状態からノーマルオープン状態に変化する。

前記第一制御器及び前記第二制御器の様々な部品の特定の接続方式では、第一制御器の主接点と第一制御器のコイルとが、対応する方式で処理され、かつ前記第一制御器の補助接点は、前記第二制御器のコイルに接続され、前記第二制御器の主接点と前記第二制御器のコイルとが、対応する方式で処理され、かつ前記第二制御器の補助接点が、第一制御器のコイルに接続される。

本発明の実施形態において、前記第一制御器の主接点と前記第二制御器の主接点とは、ノーマルオープン状態に設定され、かつ前記第一制御システムの補助接点と前記第二制御システムの補助接点とは、ノーマルクローズ状態に設定される。

前記第一制御システムは、第一制御器の動作状態を制御し、かつ初期化の際に、前記第一制御器の主接点は切断され、第一制御器の補助接点がクローズされ、かつ前記第一制御器の単方向放電デバイスがオンに切り換えられる。前記第二制御システムは、第二制御器の動作状態を制御し、かつ初期化の際に、前記第二制御器の主接点は切断され、第二制御器の補助接点がクローズされ、かつ第二制御器の単方向放電デバイスがオンに切り換えられる。負荷の電力供給が、突然の電源オフになるとき、第一制御システムは、中断することなく、第一制御システムの単方向放電デバイスによって自動的に負荷に電力を供給し、ついで、前記第一制御システムは、第一制御器を制御して電源オンにし、前記第一制御器の主接点を制御してノーマルオープン状態からクローズ状態に切り換える。前記アクティブバッテリパックは放電を開始し、かつ負荷に電力バックアップを供給する。前記アクティブバッテリパックの放電処理において、アクティブバッテリパックの電圧は、徐々に正常範囲まで減少する。しかしながら、前記アクティブバッテリパックの放電カットオフ電圧は、前記スタンバイバッテリパックの放電開始電圧よりも大きいので、前記スタンバイバッテリパックは動作しない。前記アクティブバッテリパックの電圧が、前記スタンバイバッテリパックの放電開始電圧まで減少するとき、第二制御システムは、中断することなく、前記第二制御システムの単方向放電デバイスによって自動的に負荷に電力を供給し、前記第一制御器の主接点を切断し、かつ前記第二制御器の主接点をオープンし、スタンバイバッテリパックの無停電電力供給を実現する。

さらに、スタンバイバッテリパックの放電処理の間、前記アクティブバッテリパックと直列に接続された第一単方向放電回路は、アクティブバッテリ電力供給システムに配置されているので、前記第一制御器の主接点は切断され、前記スタンバイバッテリパックは、アクティブバッテリパックを充電しない。

従って、この解決策における電力バックアップの時には、まず、アクティブバッテリパックが電力バックアップを実行し、かつ前記アクティブバッテリパックの放電カットオフ電圧が前記スタンバイバッテリパックの放電開始電圧よりも小さいとき、前記第二制御システムは、スタンバイバッテリパックを制御して放電し、かつアクティブバッテリパックは放電を停止し、バッテリパック間の相互充電をしないで無停電電力供給を実現する。

前述の実施方法の好適な実施方法として、本発明の実施形態において、スタンバイバッテリパックの放電処理の間に、外部電力供給がさらに前記負荷で並列に処理され、かつ前記外部電力供給が、アクティブバッテリパックを充電するために使用される。予め設定した期間の後、前記第二制御システムにおける第二制御器は切断される。つまり、前記第二制御器の主接点が制御されて切断され、かつ、第二制御回路に接続された前記第一制御器の補助接点が制御され、切断状態からクローズ状態に切り換えられる。前記スタンバイバッテリパックは、電力の供給を停止する。連動しているために、前記第二制御器の補助接点は、クローズ状態から切断状態に切り換わり、前記アクティブバッテリパックは電力を供給し、それにより、バックアップ時間を延長する。

前述の実施方法の好適な実施方法として、単方向放電デバイスがSCR又はIGBTであるとき、前記第一制御システムはさらに、アクティブバッテリ電力供給システムにおける前記SCR又は前記IGBTに制御信号を送信してもよく、これにより、前記SCR又は前記IGBTが実施され、同様に、第二制御ループもまた、スタンバイバッテリ電力供給システムにおける前記SCR又は前記IGBTに制御信号を送信してもよく、これにより、SCR又はIGBTは実施される。

さらに、特有の利点を有することから、リチウムイオン電力バッテリは現在、例えばエネルギーストレージ、無停電電力供給、及びD.G.並びにバッテリハイブリッドサイクル使用(battery hybrid cycling application)等のようなシナリオに広く採用されている。ハイパワー使用において、まず、電気化学セルは、バッテリパックを構成するために直列に接続される必要があり、その結果、電力供給電圧を改善し、ついで、前記バッテリパックは、電力供給電流を改善するために並列に接続される。バッテリ管理システム(Battery Management System, BMS)は、直列に接続されたそれぞれのバッテリパックをモニターするとともに管理する。前記リチウムイオンバッテリパック及び前記BMSは、共にリチウムイオン電力モジュールを構成する。

本発明の実施形態において、アクティブバッテリパックにおける各アクティブバッテリは、１つのBMSに接続され、かつ各BMSは、アクティブバッテリに直列に接続されたスイッチの切断又はクローズを制御するように構成される。特に、前記BMSは、例えば単一バッテリパックの電圧、電流、温度のような情報を収集し、前記第一制御システムにその情報を通知する。前記第一制御システムは、受信された情報に基づいて、前記BMSに命令(command)を配信し、その結果、前記BMSによって管理されるアクティブバッテリの切断又はクローズを制御する。

本発明の実施形態において、アクティブバッテリパックにおける複数のアクティブバッテリの特性は、同一であってもよく、又は異なってもよい。もし、アクティブバッテリパックにおける複数のアクティブバッテリの特性が異なる場合、アクティブバッテリに接続された複数のBMSによって主制御ループに通知された情報は、同一の時点で異なり、かつ、前記主制御ループは、複数のBMSによって通知された情報に基づいて、順次一期間において命令を配信してもよく、これにより、前記アクティブバッテリに接続されたスイッチは、一つずつクローズされる。もし、アクティブバッテリパックにおける複数のアクティブバッテリの特性が同一である場合、アクティブバッテリに接続された複数のBMSによって前記主制御ループに通知された情報は、同一の時点において同一であり、かつ、前記主制御ループは、複数のBMSによって通知された情報に基づいて、同一時点において複数のBMSに命令を配信してもよく、それにより、前記アクティブバッテリに接続されたスイッチは、同一時点においてクローズされる。

本発明の実施形態において提供された無停電電力供給システムに基づいて、アクティブバッテリ電力供給システムにおける第一制御システムと、スタンバイバッテリ電力供給システムにおける第二制御システムは、連動制御構造として設定され、それによって、アクティブバッテリ電力供給システムが動作するとき、スタンバイバッテリ電力供給システムは動作せず、かつ、スタンバイバッテリ電力供給システムが動作するとき、アクティブバッテリ電力供給システムは充電されない。相互充電及び放電の現象は、前記アクティブバッテリパック及び前記スタンバイバッテリパックの間で発生せず、複数のバッテリパックが並列で使用されるときのインターパック交差流の問題が回避される。

〔実施形態３〕
図９を参照すると、本発明の実施形態は、無停電電力供給方法をさらに提供し、前記方法は、以下のステップを含む。

Step 301: アクティブバッテリ電力供給システムは、負荷に電力を供給し、かつ動作させないようにスタンバイバッテリ電力供給システムをトリガする。前記アクティブバッテリ電力供給システムは、アクティブバッテリパックと、前記アクティブバッテリパックに接続された第一制御システムとを備える。また、前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、スタンバイバッテリパックと、前記スタンバイバッテリパックに接続された第二制御システムと、前記第二制御システムに並列に接続された第二単方向放電回路とを備える。

Step 302: 前記アクティブバッテリパックの放電カットオフ電圧が、前記スタンバイバッテリパックの放電開始電圧よりも小さいとき、前記スタンバイバッテリパックは、負荷に電力を供給し、かつ電力供給を停止するために前記アクティブバッテリ電力供給システムをトリガする。

前記スタンバイバッテリパックによって、負荷に電力を供給するとともに、電力供給を停止するために前記アクティブバッテリパックをトリガするステップは、特に、以下のステップを含む。

前記スタンバイバッテリ電力供給システムにおける前記スタンバイバッテリパックによって、前記第二単方向放電回路を用いて、前記負荷に電力を供給するとともに、前記アクティブバッテリ電力供給システムにおける前記第一制御システムに命令を送信するステップであって、その結果、前記第一制御システムにおける制御器は、切断され、電力供給を停止するために前記アクティブバッテリパックをトリガする。

電力供給を停止するために前記アクティブバッテリパックをトリガするステップの後に、さらに以下のステップを含む。
前記スタンバイバッテリ電力供給システムにおける前記第二制御システムによって、前記第二制御システムにおける制御器をクローズするために制御するステップであって、その結果、前記スタンバイバッテリ電力供給システムにおける前記スタンバイバッテリパックは、前記負荷に直接電力を供給することができる。

本発明の実施形態において提供された方法に基づいて、前記アクティブバッテリ電力供給システムにおける第一制御システムと、前記スタンバイバッテリ電力供給システムにおける第二制御システムは、連動制御構造として設定され、それゆえに、前記アクティブバッテリ電力供給システムが動作するとき、前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、動作せず、かつ前記スタンバイバッテリ電力供給システムが動作するとき、前記アクティブバッテリ電力供給システムは充電されない。相互充電及び放電の現象は、アクティブバッテリパックと、スタンバイバッテリパックとの間で発生せず、複数のバッテリパックが並列で使用されるときのインターパック交差流の問題が回避される。

この実施形態において提供される方法は、特に装置の実施形態と同一の考えに基づいてもよく、かつ、その特定の実施プロセスに対しては、装置の実施形態を参照されたく、ここに再度説明しない。

当業者は、全て又は一部の実施形態のステップが、ハードウェアまたは関連ハードウェアに指示するプログラムにより実現され得ることを理解することができる。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されてもよい。記憶媒体は、読み出し専用メモリ、磁気ディスク、又は光学ディスクを含んでもよい。

前述の説明は、本発明の単なる例示的な実施形態であるが、本発明を限定することを意図するものではない。本発明の思想及び原理から逸脱することなく修正、均等置換、及び改良は、本発明の保護範囲内に入るものとする。

１０１負荷
１０２アクティブバッテリ電力供給システム
１０３スタンバイバッテリ電力供給システム
２０１負荷
２０２アクティブバッテリ電力供給システム
２０３スタンバイバッテリ電力供給システム
２０２１アクティブバッテリパック
２０２２第一制御システム
２０２３第一単方向放電回路
２０３１スタンバイバッテリパック
２０３２第二制御システム
２０３３第二単方向放電回路

Claims

無停電電力供給システムであって、前記システムは、負荷と、アクティブバッテリ電力供給システムと、スタンバイバッテリ電力供給システムとを備え、
前記アクティブバッテリ電力供給システムは、アクティブバッテリパックと、第一制御システムとを備え、前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、スタンバイバッテリパックと、第二制御システムとを備え、前記第一制御システムは、前記負荷に電力を供給するために前記アクティブバッテリパックを制御し、かつ前記第二制御システムは、前記負荷に電力を供給するために前記スタンバイバッテリパックを制御し、かつ、
前記第一制御システム及び前記第二制御システムは、連動制御を構成し、それにより、前記アクティブバッテリパックのみ、又は前記スタンバイバッテリパックのみが特定の時点で前記負荷に電力を供給するように制御する、無停電電力供給システム。
前記アクティブバッテリ電力供給システムは、第一単方向放電回路をさらに備え、かつ前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、第二単方向放電回路をさらに備え、かつ前記アクティブバッテリパックの放電カットオフ電圧は、前記スタンバイバッテリパックの放電開始電圧よりも大きく、
前記アクティブバッテリパックの出力端は、前記第一単方向放電回路の入力端に接続され、前記第一単方向放電回路の出力端は、前記負荷の一端と、前記第二単方向放電回路の出力端とに接続され、前記第二単方向放電回路の入力端は、前記スタンバイバッテリパックの出力端に接続され、かつ前記アクティブバッテリパックのもう一つの出力端は、前記負荷のもう一つの端と、前記スタンバイバッテリパックのもう一つの出力端とに接続され、かつ
前記第一制御システム及び前記第一単方向放電回路は、並列に接続され、かつ前記第二制御システム及び前記第二単方向放電回路は、並列に接続される請求項１に記載のシステム。
前記アクティブバッテリパックは、直列に接続されたN個の電気化学セルによって構成され、前記スタンバイバッテリパックは、直列に接続されたM個の電気化学セルによって構成され、N及びMは自然数であり、かつ、NはMよりも大きい、請求項２に記載のシステム。
前記アクティブバッテリパック及び前記スタンバイバッテリパックの両方は、直列に接続されたN個の電気化学セルによって構成され、前記第一単方向放電回路に配置された単方向放電コンポーネントの数は、前記第二単方向放電回路に配置される単方向放電コンポーネントの数よりも大きく、Nは自然数である、請求項２に記載のシステム。
前記単方向放電コンポーネントは、特に、ダイオード、シリコン制御整流器、又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタである、請求項４に記載のシステム。
前記第一制御システムは、少なくとも第一制御器を備え、かつ前記第一制御器の主接点及び前記第一制御器のコイルは、対応する方式で配置され、かつ、
前記第二制御システムは、少なくとも第二制御器を備え、前記第二制御器の主接点及び前記第二制御器のコイルは、対応する方式で配置され、前記第一制御器の補助接点は、前記第二制御器の前記コイルに接続され、かつ前記第二制御器の補助接点は、前記第一制御器の前記コイルに接続される、請求項１に記載のシステム。
無停電電力供給方法であって、前記方法は、
アクティブバッテリ電力供給システムによって、負荷に電力を供給するとともに、動作しないためにスタンバイバッテリ電力供給システムをトリガするステップであって、前記アクティブバッテリ電力供給システムは、アクティブバッテリパックと、前記アクティブバッテリパックに接続された第一制御システムとを備え、かつ前記スタンバイバッテリ電力供給システムは、スタンバイバッテリパックと、前記スタンバイバッテリパックに接続された第二制御システムと、前記第二制御システムに並列に接続された第二単方向放電回路とを備え、かつ、
前記アクティブバッテリパックの放電カットオフ電圧が、前記スタンバイバッテリパックの放電開始電圧よりも小さいとき、前記スタンバイバッテリパックによって、前記負荷に電力を供給するとともに、電力供給を停止するために前記アクティブバッテリパックをトリガするステップを含む、方法。
前記スタンバイバッテリパックによって前記負荷に電力を供給するとともに、電力供給を停止するために前記アクティブバッテリパックをトリガする前記ステップは、特に、
前記スタンバイバッテリパックによって、前記第二単方向放電回路を介して、前記負荷に電力を供給するステップと、前記第一制御システムに命令を送信するステップとを含み、それにより、前記第一制御システムにおける制御器は切断され、電力供給を停止するために前記アクティブバッテリパックをトリガする、請求項７に記載の方法。
電力供給を停止するために前記アクティブバッテリパックをトリガする前記ステップの後に、前記方法は、
前記第二制御システムによって、前記第二制御システムにおける制御器をクローズするために制御するステップであって、それにより、前記第二制御システムに接続された前記スタンバイバッテリパックは、直接前記負荷に電力を供給する、ステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。