[发明专利]蓄电池控制装置以及用于辅助供电的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及靠蓄电池工作的不间断的供电系统。本发明特别是涉及对在这种系统中使用的蓄电池的充电和放电的最佳控制。

背景技术

在很多电设备中都使用不间断供电(USV)的系统，用于独立于供电网中的干扰而保证电设备的工作。USV用于在正常的供电受到干扰时提供辅助供电。因此下面也把术语“辅助供电”用于USV。

为了进行辅助供电，通常使用蓄电池，这些蓄电池与辅助供电装置连接，并辅助地给与辅助供电装置连接的负载供应电能。蓄电池是一种通常基于电化学系统的电能蓄存器，它包括一个或多个二次电池单元这些二次电池单元可以为了提高总电压而串联连接，或者为了提高容量而并联连接。下面把术语“电池”用于可充电的电池，进而同义地用于蓄电池。

在配电网正常运行期间，辅助供电装置既给所连接的负载提供电能，又给电池提供电能。在供电网中出现干扰时，电池开始朝向负载放电，由此使得其电能供应不会受到干扰。在配电网又回到其正常运行时，电能再次既提供给负载，又提供给电池。

在对可用性期望较高的不间断供电(USV)的设备中，USV的电池是一种在根本上决定着可能的电池工作持续时间即可能的缓冲时间以及设备寿命进而决定着可用性的部件。

因此USV的电池管理意义重大。按照类型经过处理的电池显著地提高了设备的可用性。电池管理的主要部件是充电单元，其能大大地有助于保持电池的品质。

为了能够尽量充分地利用电池的容量，把充电终止电压设定得尽可能高。以此方式把很多能量存储在电池中。另一方面，为了最大程度地延长电池寿命，可用利用一个略小的充电终止电压。但通过这种方式并不能有利于较长寿命地完全地利用电池容量。

精确地规定充电终止电压，也就能确定电池寿命与可能的缓冲时间之间的比例。所需充电终止电压随电池温度而改变。在充电时考虑电池温度的USV保护着电池，且最大程度地延长电池寿命和可能的缓冲时间。

由DE 198 34 740 A1已知一种电池，为了实现较长的寿命和较强的电流输出能力，这种电池具有集成的监视装置，其中使用传感器对电池的各种不同的工作状态进行检测、存储，并与已存储的值相比较，从中得出关于电池的充电状态和通常的技术状态的判断。

就工业用USV而言，含有USV电子件的辅助供电装置通常位于例如安装在安装轨上的壳体中，而电池却可能安装在远处另一位置。由电的辅助供电装置测得的电池电压值由于电池与USV之间的导线上的电压降而不同于实际上的电池电压。由电的辅助供电装置例如借助设置在电子件中的传感器测得的温度有时也不同于实际电池温度。

这种偏差通常不能由电的辅助供电装置纠正，致使电池未被最佳地充电。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种特别是在辅助供电装置与蓄电池相互远离地布置时能改善对在辅助供电中使用的蓄电池的充电和/或放电的控制的途径。

采用一种根据权利要求1的蓄电池控制装置、一种根据权利要求11的用于辅助供电的系统以及一种根据权利要求12的方法，即可实现该目的。有利的实施方式和改进在相应的从属权利要求中给出。

本发明相应地规定一种蓄电池控制装置，其具有用于连接至本地蓄电池的第一电气接头和与该第一电气接头连接的用于连接至远处的(enffernt)辅助供电装置的第二电气接头。该蓄电池控制装置由此优选布置在所连接的蓄电池的附近空间中。蓄电池控制装置有利地被设计成蓄电池的串接设备或者也可以集成在蓄电池壳体中。

蓄电池控制装置具有控制单元，其被设计用于测量与第一电气接头连接的蓄电池的至少一个参数和/或环境参数。为了使得控制单元与远处的辅助供电装置连接，设置有通信接口，其中控制单元被设计用于把所测得的参数值和/或由所测得的参数值计算出的值通过通信接口传递至远处的辅助供电装置。

蓄电池控制装置可以有利地与所连接的蓄电池构成一个共同的结构单元。以此方式有利地提供一种智能的蓄电池单元，其被设计用于与辅助供电装置进行数据通信。

本发明的核心构思在于，提出一种途径，借此针对特别是工业领域中的其中辅助供电装置与蓄电池相互远离地布置的USV，在任何时间获知蓄电池端子上的当前电压以及电池的当前温度，并提供给辅助供电装置，以便通过对这些确切参数的得知来显著地提高蓄电池的可靠性并延长其可用时间。

为此优选设置有至少一个与控制单元连接的测量装置，该测量装置特别是被设计用于测量蓄电池电压、蓄电池电流、蓄电池内电阻，或者用于测量环境参数特别是温度。