用于控制不间断电源系统的方法以及相关联的电源系统技术方案

本发明专利技术涉及控制不间断电源系统的方法及执行该方法的不间断电源系统。不间断电源系统包括至少一个基本单元以及具有监管单元的至少一个蓄电池模块。在这种情况中基本单元具有至少一个充电单元及用于控制该充电单元的控制单元，并且能够与至少一个蓄电池模块在空间上分开容纳。在充电和/或放电过程期间，通过至少一个蓄电池模块的监管单元以规律间隔确定至少一个蓄电池模块的相应当前充电特定状态并且将其传输至基本单元。在基本单元中，通过控制单元对至少一个蓄电池模块的当前传输的充电特定状态进行评估并且相应地控制基本单元的充电单元。由此，显著减少不间断电源单元的基本单元与至少一个蓄电池模块之间传输的数据量并且增加了传输的安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于控制不间断电源系统的方法以及相关联的电源系统
本专利技术一般地涉及不间断电源系统或者UPS系统。具体地，本专利技术涉及一种用于控制不间断电源系统的方法，并且还涉及一种用于执行本专利技术的方法的相关联的不间断电源系统。在本专利技术中，不间断电源系统包括至少一个基本单元以及具有监管单元的至少一个蓄电池模块。在这种情况中基本单元具有至少一个充电单元以及用于控制该充电单元的控制单元，并且能够与至少一个蓄电池模块在空间上分开容纳。
技术介绍
如今，在许多电气系统中经常安装有从三相能量供应网络（特别是交流网络）馈送并且输送直流输出电压（例如，24伏特直流）以便供应电气系统的电源。为了确保电气系统的运行独立于能量供应网络中的故障和/或中断，通常使用不间断电源（UPS）系统。不间断电源用于在正常能量供应发生故障或者中断的情况下为电气系统提供辅助能量供应。不间断电源系统通常由基本单元和一个或多个蓄电池模块组成，该一个或多个蓄电池模块通常包括用于能量存储的蓄电池。蓄电池是通常基于电化学系统的用于电能的可重复充电的存储装置，通过该电化学系统，电能在充电期间被转换为化学（储存）能量，并且在放电期间被转换回电能。通常根据使用的材料来指定蓄电池类型。已知的蓄电池类型例如是锂离子蓄电池、铅酸蓄电池等。术语“可重复充电电池或者蓄电池”还能够用作还被简称为电池单元的术语“蓄电池”的同义词。蓄电池模块能够进一步包括监管单元，例如，通过公开文献DE19834740A1已知的。该监管单元能够用于监管蓄电池，并且能够确定并且存储蓄电池的操作参数（例如，蓄电池温度、蓄电池电压等）以及特征蓄电池参数（例如，充电结束电压、最大充电电流、充电结束电压的温度依赖性、放电结束电压、蓄电池类型、蓄电池大小等）。一方面在输入侧连接至电源并且在输出侧连接至待供应的负载的不间断电源的基本单元包括至少一个充电单元或者充电调节器以及控制单元。充电单元或者充电调节器用于对一个或多个蓄电池模块进行充电，并且还用于实施充电或者放电过程。控制单元用于控制充电单元或者充电调节器。此外，基本单元具有连接单元，通过该连接单元，在能量供应网络发生故障或者中断的情况下，至少一个蓄电池模块能够连接至负载。在不间断电源系统的工业应用中，基本单元和一个或多个蓄电池模块能够在空间上彼此分开安装。例如，具有充电单元、控制单元和连接单元的基本单元位于例如安装在顶帽式导轨上的开关箱中的壳体中。一个或多个相关联的蓄电池模块（例如，由于较低的温度水平）能够容纳在开关箱的底板上或者另一位置处。在能量供应中没有发生任何故障的情况下，电能通过不间断电源传递至连接的负载以及至少一个相关联的蓄电池模块，即,蓄电池被充电。当在能量供应中发生故障时，不间断电源的至少一个蓄电池模块连接至负载，并且开始将其自身放电到负载以维持电能供应。当能量供应网络再次回到其正常状态时，负载和至少一个蓄电池模块再次被供应电能。即，利用不间断电源，至少一个蓄电池在能量供应网络的正常运行期间被充电并且在发生故障的情况下放电。当对蓄电池进行充电时，能够使用对电流和电压的控制采用不同策略的不同充电方法。在这种情况下，所使用的充电方法对相应蓄电池的性能和寿命具有显著影响。通常，在对如今经常使用的蓄电池（例如，铅酸蓄电池、锂离子蓄电池等）进行充电期间，使用所谓的IU充电方法或者恒流恒压法（CCCV方法），该恒流恒压法（CCCV方法）结合所谓的恒流法和恒压法。在该过程中，在充电过程的第一阶段中，以恒定电流对蓄电池进行充电。在这种情况中，在蓄电池端子处的电压随着充电状态增加而升高。当蓄电池达到充电结束电压时，基本单元进行从电流到电压调节的改变或者切换。在第二充电阶段中，充电以恒定电压继续进行，其中，在蓄电池端子处的电压保持在恒定值。随着蓄电池的充电状态增加，充电电流自动不断下降，直到达到预定的最小值，该预定的最小值能够被包括例如作为由基本单元进行的充电过程结束的标准。然而，在充电过程中，必须考虑到充电结束电压的水平（特别是例如在铅酸蓄电池的情况下）取决于蓄电池的温度。充电结束电压（相应蓄电池的特征值）涉及在充电过程期间作为在蓄电池端子处的端子电压存在的电压。由于充电结束电压的温度依赖性，必须将充电结束电压的值（=CCCV方法中的切换点）调整到蓄电池温度以达到最佳充电状态，并且与此同时不会由于过度充电而对相应蓄电池的寿命产生不利影响。即，较低的蓄电池温度需要较高的充电结束电压，而高的蓄电池温度需要较低的充电电压。类似地，在蓄电池的放电过程中，应该确保避免发生深度放电（即，消耗电力直到蓄电池的容量被几乎完全耗尽）以防止损坏蓄电池。即，基本单元应该在即将达到或者下降到低于所谓的放电结束电压（相应蓄电池的另外的特征值）时结束放电过程。放电结束电压是固定电压，蓄电池可以被放电至该固定电压，并且该固定电压取决于相应的蓄电池类型。容纳有用于充电以及放电过程的开环和闭环控制的控制单元和充电单元的基本单元通常与不间断电源系统的一个或多个蓄电池在空间上分开容纳。为了保证对充电过程期间使用的蓄电池的特有的充电结束电压的温度相关调节，必须在基本单元或者相关联的控制单元与不间断电源系统的至少一个蓄电池模块或者集成在蓄电池模块中的监管单元之间传输对应的数据（例如，蓄电池参数、操作参数的当前值，诸如，温度、电压等）。按照相似的方式，在放电过程期间，同样必须在基本单元或者相关联的控制单元与至少一个蓄电池模块或者相关联的监管单元之间传输对应的数据（例如，操作参数的当前值，诸如，蓄电池电压等）以防止一个或多个蓄电池的深度放电。从公开文献DE102010048188A1中已知一种蓄电池检查设备以及一种用于电气辅助供应的相关联的方法，在该方法中，为了控制充电和/或放电过程，操作参数的当前测量值（特别是蓄电池温度和蓄电池电压）从蓄电池被传输至辅助供应设备。为此，在蓄电池的上游连接蓄电池检查设备，该蓄电池检查设备经由总线将最佳充电或者放电过程所需的参数值（例如，蓄电池温度、蓄电池电压、充电结束电压或者放电结束电压的基值、蓄电池的温度特性等）从蓄电池传递至辅助供应设备。为此，蓄电池检测设备具有微控制器，该微控制器控制对这些参数值的测量、评估和传输。如果多个蓄电池连接至基本单元，则这些蓄电池经由接线盒连接在一起，其中，为了传输相应蓄电池的数据，每个蓄电池分配有其自己的唯一通信地址。在本专利技术中，证明不利的是，在相应蓄电池检查设备与辅助供应设备之间传输相对大量的数据（诸如例如，当前测量值、最佳充电或者放电过程的所需参数等）以用于控制相应充电或者放电过程。然后辅助供应设备必须用相当大的工作量对数据量进行评估（尤其是在使用多个蓄电池时）以用于控制充电或放电过程。除了在通过将蓄电池检查设备连接至辅助供应设备的总线传输数据量期间的错误，结果还能够是在辅助供应设备中对相对大量的数据进行评估期间的错误，以及因此能够是在相应蓄电池的充电和/或放电期间的控制错误。
技术实现思路
因此，本专利技术的基本目标是详述一种用于控制不间断电源系统的方法以及一种相关联的不间断电源系统，通过该相关联的不间断电源系统，能够以简单的方式来改进对不间断电源系统中使用的蓄电池的充电和/或放电过程的控制（特别是在这些蓄电池与基本单元在空间上分开时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制不间断电源系统的方法，所述不间断电源系统具有至少一个基本单元（GE）和至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3），所述至少一个基本单元（GE）包括至少一个充电单元（LE）和用于控制所述充电单元的控制单元（SE）；所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）具有监管单元（UE1、UE2、UE3），其中，所述基本单元（GE）能够与所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）在空间上分开设置，其特征在于，通过所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的所述监管单元（UE1、UE2、UE3）以规律的间隔确定所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的相应当前充电特定状态，所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的所述相应当前充电特定状态被传输至所述基本单元（GE），以及通过所述基本单元（GE）的所述控制单元（SE）来对相应当前传输的充电特定状态进行评估，并且相应地控制所述基本单元（GE）的所述充电单元（LE）。

【技术特征摘要】
2017.06.26 EP 17177934.11.一种用于控制不间断电源系统的方法，所述不间断电源系统具有至少一个基本单元（GE）和至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3），所述至少一个基本单元（GE）包括至少一个充电单元（LE）和用于控制所述充电单元的控制单元（SE）；所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）具有监管单元（UE1、UE2、UE3），其中，所述基本单元（GE）能够与所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）在空间上分开设置，其特征在于，通过所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的所述监管单元（UE1、UE2、UE3）以规律的间隔确定所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的相应当前充电特定状态，所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的所述相应当前充电特定状态被传输至所述基本单元（GE），以及通过所述基本单元（GE）的所述控制单元（SE）来对相应当前传输的充电特定状态进行评估，并且相应地控制所述基本单元（GE）的所述充电单元（LE）。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述监管单元（UE1、UE2、UE3）参照操作参数的当前测量值、特别是所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的温度和/或电压，并且参照所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的预定蓄电池参数来确定所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的所述相应当前充电特定状态。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的充电特定状态被限定为根据所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的充电过程和/或放电过程的至少一个预定的蓄电池参数而变化。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，进一步为所述基本单元（GE）限定功能状态，所述功能状态被传输至所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）以用于开始和/或结束所述充电过程和/或放电过程。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述操作参数的当前测量值、特别是所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）的温度和/或电压的当前测量值被传输至所述基本单元（GE）和/或等级更高的检查单元以用于进一步评估和/或光学显示。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，经由所述基本单元（GE）与所述至少一个蓄电池模块（A1、A2、A3）之间的数字接口（DS）来传输所述至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：W保罗，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE