CN106461729A - 用于管理多个能量储存组件的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明旨在一种管理意图在放电阶段期间向要被供电的对象(16)提供电能的多个能量储存组件(18A‑18C、20)的方法，所述储存组件被并联地电连接，至少一个DC电流转换器(22、24)被***在能量储存组件与要被供电的对象之间，使得源自于每个储存组件的能量被以独立于源自于其它组件的能量的方式转换，本方法特征在于在放电阶段期间：测量与每个储存组件有关的至少一个参数，基于针对所有组件测量的参数和与要被供电的对象有关的至少一个输出功率，针对所述或每个转换器确定与相应的电幅度有关的至少一个输出的设定点，使得不同的设定点与所述组件中的每个相关联，控制一个或多个转换器，使得施加相应设定点。本发明还旨在一种允许应用根据本发明的方法的***。

Description

用于管理多个能量储存组件的方法和***
技术领域
本发明涉及一种用于借助于多个功率储存组件来对对象供电的***且特别是一种用于用这些储存组件来提供功率的管理方法。
背景技术
功率储存组件是已知的，尤其是电池，其被串联或并联地连接并意图对对象供电，在这些储存组件与要被供电的对象之间放置了一个或多个DC转换器。根据对象的需要，从储存组件向要被供电的对象传输功率，如果需要的话。源自于组件的功率一般地针对所有组件被均匀地转换，组件被控制而均匀地向要被供电的对象提供功率。
此类相对典型的供电***一般地令人满意。然而，在某些情况下，尤其是当使用许多功率储存组件时，例如以便对多个住宅进行供电，很明显***中的每个组件的使用寿命不如单独地使用组件时长。
发明内容
本发明的目的在于改善诸如上文所述的用于提供功率的***的使用寿命。
为此，本发明的目的是一种用于管理意图在放电阶段期间向要被供电的对象提供电功率的多个功率储存组件的方法，该储存组件被并联地电连接，在功率储存组件与要被供电的对象之间***了至少一个DC转换器，使得源自于每个储存组件的功率独立于源自于其它组件的功率而被转换，其中，在放电阶段期间：
-测量相对于每个储存组件的至少一个参数，
-基于针对所有组件测量的参数和要被供电的对象的至少一个输出功率，针对所述或每个转换器确定相对于相应的电幅度的至少一个输出的设定点，使得单独设定点被关联到所述组件中的每个，
-控制一个或多个转换器，使得施加相应的设定点。
这样，给定要被供电的对象的需要，在给定每个储存组件的任何特殊性的情况下修改***的操作。事实上以个性化方式管理被用于对对象供电的每个组件，并且优化了每个组件的使用寿命，也提高了***的使用寿命。
事实上，常见的是两个储存组件不具有与一个操作完全相同的行为。这些微小差异在组件离开组装线时可以在一定数目的操作循环之后增加，引起组件中的一个的退化。此退化可以针对其它组件引起在过驱动中的操作，其可以比在该组件隔离地工作时更快速地退化。本发明纠正了此缺点，尤其是在给定所有组件的参数而不仅仅是与确定被关联到组件的转换器的设定点有关的组件的那些的情况下。
本发明因此提供了一种用于供应功率的***，其使用寿命比在现有技术中获得的更大。其因此也促进了被选定组成***的组件的特性的分散，这些分散不再是问题，即使组件一起工作。
根据本发明的方法可以包括以下列表的一个或多个特性：
-作为提示，转换器的输出的设定点是转换器的电幅度(尤其是电压或电流)的施加值；
-可以将单独的转换器关联到每个储存组件。作为变体，可以将同一转换器关联到多个储存组件。所述转换器包括每个被连接到储存组件的并联的多个电支路和按电支路的电幅度(例如IGBT类型)的调整装置。然而，还显而易见的是如果转换器被电连接到多个储存组件，则这些组件可以全部在同一模式下(充电或放电)或者相互独立地操作。此最后一个实施例允许在没有同样地相当大地增加成本的情况下进行储存组件的良好的单独调整。每个转换器的组件的数目优选地被减少，例如少于五个，然而其允许有更好的***灵活性，例如在转换器故障的情况下；
-输出功率可以是预定或恒定功率(尤其是被认为足以对对象进行供电)或在安装中测量的在每个时刻要被供电的对象所需要的且因此很可能可变的功率；
-基于所述测量参数或其中的至少一个来确定相对于组件的至少一个特性，相对于组件的所述一个或多个特性很可能用于确定被关联到至少一个其它组件的转换器的设定点。所述特性或其中的至少一个是可允许放电强度和/或在组件中储存的功率水平；
-优选地，每个组件包括用于测量相对于组件的一个或多个测量参数的测量单元和可选地相对于组件的所述特性或其中的至少一个的确定装置。这些测量参数事实上可以用来管理在功率储存组件内部的其它命令并将其包括在组件中。本实施例因此将功能组合并避免额外成本；
-还控制组件，使得后者的放电强度不超过所确定可允许放电的强度。可以将用于实现这一点的控制装置集成到组件；
-组件中的至少一个(尤其是每个组件)很可能将所述测量参数或其中的至少一个和/或所述确定特性或其中的至少一个发送到处理单元，该处理单元执行被关联到每个组件的转换器的设定点的确定步骤。通过具有相对于组件的所有所需数据，此处理单元可以容易地执行被关联到每个组件的输出设定点的确定步骤；
-根据本发明的方法尤其可以包括以下步骤：
o当被关联到组件(所谓的弱组件)的所述或至少一个确定参数和/或所述或至少一个确定特性的值被包括在预定值的第一范围内时，仅基于相对于组件的一个或多个参数和/或一个或多个特性的值来确定与所述组件相关联的转换器的设定点，
o对于其确定一个或多个参数和/或关联的确定一个或多个特性的值未被包括在第一范围内的组件(所谓的强组件)而言，基于输出功率和针对弱组件确定的一个或多个转换器的设定点来确定与所述组件相关联的一个或多个转换器的设定点；
存储比预期的更少的功率的组件(或弱组件)因此被报告，并且是受益于特定已修改处理的仅有的组件。其可以被请求较少的功率，但是作为回应，向其它组件请求增加的功率。特别地，确定将由组件发送的总功率，从该总功率减去在不使弱组件退化的情况下很可能由弱组件提供的功率。将这样确定的功率除以强组件的数目从而确定每个将提供的功率。然后调整转换器的设定点，使得每个强组件提供相同的功率。这使不同组件的功率水平均衡并更好地管理整个***；
-每个组件优选地只有当特性或参数的值被包括在第一范围内时才将所确定一个或多个参数和/或所确定一个或多个特性的值发送到处理单元。这样，避免了***内的无用通信，并且只有弱组件被报告给处理单元，使得处理单元可以考虑该弱组件。替换地，所有组件例如约每秒发送其参数，尤其是根据由处理单元建立的同步。这样，数据冲突是避免；
-如果可允许放电强度小于阈值，则组件尤其是所谓的“弱的”。可以根据相对于组件的测量参数和/或其它特性(诸如储存在组件中的功率水平)来确定放电强度。
-可以发现的特定情况如下：当组件的存储功率水平小于阈值(例如5％)时，针对此组件确定零允许充电强度，并且然后确定被关联到组件的转换器的同样零设定点，即例如输出的电压设定点被调整为0V，其然后将储存组件从电路的其余部分且尤其是从要被供电的对象断开连接。当在储存组件内报告某些典型警报时也可以确定此类零允许充电强度，例如如果其指示温度小于某个阈值或者相反地大于某个阈值的话，表示储存组件的故障；
-在以下列表中尤其包括一个或多个测量参数(在每个组件内)：
o在组件中循环的强度，和/或
o组件的至少一部分的端子处的电压，和/或
o组件的温度；
-当被关联到组件的所述或至少一个参数和/或所述或至少一个特性的值被包括在第二预定范围内时，确定被关联到组件的转换器的设定点，使得非零功率被发送到组件，转换器是双向的。此参数或此已验证特性可以是除被与第一值范围相比较的之外的，或者可以是相同的，第二值范围然后被包括在第一范围内；
-特别地，当组件的功率水平小于阈值(例如1％)时，控制此组件，使得其在充电模式下操作，并且确定被关联到组件的转换器的设定点，使得非零功率被发送到组件。这避免了组件的总充电。功率被发送到组件，尤其是通过从关联转换器向此组件发送电压设定点而获得，大于对组件进行充电的组件的额定电压。可以从其它储存组件以低强度对此组件充电，然而其它组件保持在放电模式；
-每个功率储存组件尤其是包括至少一个单位电芯、尤其是串联的多个单位电芯的电池模块。每个电芯包括阳极、阴极和电解质，阳极和阴极借助于电解质来交换离子，使得在电芯中发生氧化还原反应。电池模块优选地是锂金属聚合物类型的，具有由聚合物制成的电解质，并且当电池模块静止时是固体的。此配置事实上增加电池模块的安全性及其使用寿命；
-功率储存组件借助于一个或多个转换器被连接到至少一个电源，所述一个或多个转换器是双向的，本方法包括用于控制转换器和组件以便从放电阶段切换至充电阶段的步骤。充电阶段事实上将功率储存在储存组件中且因此是非常重要的；
-当测量到由电源提供的输入功率大于阈值功率(尤其是输出功率)时执行从放电阶段到充电阶段的切换。当电源是不供应DC功率而是(例如针对此情况)取决于天气条件的发电装置时情况尤其如此；
-在充电阶段期间：
o测量由电源提供的功率，并且确定可用功率是否足以以预定充电强度对组件充电，并且
o如果情况如此，确定被关联到每个组件的转换器的设定点，选择成以预定充电强度对每个组件充电，
o如果不是，则确定被关联到每个组件的转换器的设定点，选择成从以相同的功率对每个组件充电，并且基于此设定点来确定组件的至少一个充电幅度，尤其是可允许充电强度；
在此充电阶段中，如先前所解释的，尤其是将转换器的电压设定点调整成大于功率储存组件的电压。在这里，也基于具体地从储存组件接收功率的电气元件来调整转换器的设定点。当足够的功率可用时，可以仅考虑组件的参数以便确定关联设定点。
然而，如果电源并不是足够大功率的，则在低电流下执行每个组件的相等充电而不是仅仅对某些进行充电，这使***均匀化并增加其使用寿命；
-可以将功率储存组件连接到两个单独电源，尤其是经由DC总线，电源中的一个尤其是发电装置，而电源中的另一个是配电网。主电源优选地是发电装置，并且组件(和要被供电的对象)当在放电阶段中由主电源提供的输入功率和由组件提供的功率小于阈值功率(尤其是输出功率)时被连接到另一电源。这优化的设备的使用，因为仍可以至少借助于备用电力网对要被供电的对象进行供电。然而，只有当对于组件和/或要被供电的对象而言实际上必须时才连接此备用电力网络。
本发明的另一目的是一种用于向要被供电的对象提供功率的***，***包括意图在放电阶段向要被供电的对象提供功率的多个功率储存组件，该储存组件被并联地电连接，至少一个DC转换器被***在功率储存组件与要被供电的对象之间，使得源自于每个储存组件的功率被独立于源自于其它组件的功率进行转换，***还包括：
-测量装置，用于测量相对于每个储存组件的至少一个参数，
-确定装置，用于基于由测量装置测量的所有参数和要被供电的对象的输出功率，确定一个或多个转换器的与所述组件的每个相关的相对于电幅度的输出的设定点，
-所述或每个转换器的使得各设定点被施加于转换器的控制装置。
如所指示的，可以与每个功率储存组件串联地放置转换器，或者***在多个储存组件与要被供电的对象之间。无论如何，转换器仍能够针对其被电连接到的每个组件施加不同的设定点。
优选地将测量装置布置在每个组件处，***还包括处理单元，其能够与所有组件通信，并且包括被关联到每个组件的设定点的确定装置。
在这种情况下，处理单元优选地还能够与转换器的控制装置通信。
功率储存组件可以借助于一个或多个转换器连接到至少一个电源，所述一个或多个转换器是双向的。可以借助于一个或多个转换器对功率储存组件进行充电或放电。
可选地，功率储存组件被连接到两个单独电源，电源中的一个尤其是发电装置，而电源中的另一个是配电网。
***当然还可以包括上文相对于本方法定义的一个或多个特性。
附图说明
现在将借助于下文详述的图来描述本发明的非限制性实施例，在所述附图中：
-图1是根据本发明的特定实施例的***的简化电气图，
-图2是根据本发明的特定实施例的用于管理图1的且尤其是储存组件的***的方法的图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施例的***10。
如在图中显而易见的，本***包括两个单独电源，具体地为来自于自然资源的发电装置12(在这里用光伏面板表示)以及配电网14。很明显，发电装置12当然实际上包括(当功率是源自于太阳能时)超过一个面板，该面板能够并联地和/或串联地连接。当然，发电装置可以是任何其它装置，诸如风力涡轮机、船用涡轮机等。配电网还可以被紧急电源替换。
根据本发明的***还包括要被供电的对象16，在这里用住宅来表示，但是其可以是任何电荷，无论其性质和对其进行供电所需的电功率如何。还可以将网络14视为要被供电的对象，但是在这里描述的实施例中情况不是这样。
其还包括功率储存装置，包括在这里全部相同且被并联地布置的多个功率储存组件18A、18B、18C、20。功率储存组件尤其是电池模块，其一般地包括至少一个单位电芯以及优选地串联的多个单位电芯，每个电芯包括阴极、阳极和电解质，使得在每个单位电芯内发生氧化还原反应。电池模块优选地是锂类型且尤其是锂金属聚合物的，电解质在电池模块静止时处于固态形式，这改善了模块的安全性和使用寿命。当然，模块仍然可以是任何其它类型的，例如锂离子。模块还可以并不是完全相同的，并且尤其是不同类型和/或具有不同的储存容量。储存组件的数目和布置不仅限于已经描述的，某些组件例如能够被串联地布置。
***还包括DC转换器22和24，与存储组件串联布置。更特别地，转换器22被***一方面的储存组件18A-18C与另一方面的电源12、14和要被供电的对象16之间。转换器24被***一方面的储存组件20与另一方面的电源12、14和要被供电的对象16之间。到达每个储存组件处(从电源)的充电电流和从其获得的放电电流(对对象16充电)因此必须经由转换器而通过。该转换器是任何已知类型的，并且优选地由斩波器组成。
如在图1中显而易见的，转换器22、24不是相同类型的。转换器24意图与单个功率储存组件20串联地布置，而转换器22意图布置在三个储存组件18A-18C的上游并意图管理该三个储存组件。为此，其包括并联的三个电支路，每个包括用于调整此电支路所特定的电幅度的调整装置，例如类型IGBT晶体管26A-26C的可控开关。这样，每个储存组件可以被单独地管理，即使在三个储存组件的上游放置单个转换器。
转换器22、24充当电压发生器，其施加可控的预定电压并且可以在每个储存组件的上游分离。所述预定电压是转换器的电压设定点。显而易见的是转换器也可以是电流发生器，并且可以控制并施加电流设定点。在所述实施例中，基于施加于每个转换器或转换器的每个支路的电压设定点，可以对电池进行充电或放电。尤其是当转换器具有高于储存组件的电压的被关联到储存组件的电压设定点时完成充电，并且当转换器具有不像储存组件的电压设定点那样高的被关联到储存组件的电压设定点时完成放电。
转换器不限于已经描述的。事实上可以将其放置在任何数目的储存组件的上游。单个转换器可以例如管理所有储存组件的电压设定点。储存组件可以以极端相反的方式使用单独的转换器，如组件20所示。第一选项允许节省成本，但并不是非常吸引人的，因为必须共同地管理被关联到同一转换器的组件的充电和放电阶段。很好的折中是将每个转换器连接到三个组件。很明显，这个选项并不是唯一有效的，并且许多配置可以产生功能***并满足上述目标。
如先前所指示的，由组件18A-18C；20和转换器22-24组成的组被电连接到电源12、14两者以及要被供电的对象16。所有这些电气元件被经由DC总线29连接在一起，其最佳地且灵活地管理源自于多个电源的电功率，尤其是通过允许某些储存组件被充电，同时其它的被放电。
DC总线29更特别地被连接到太阳能面板12以及要被供电的对象16也被连接到的配电网14两者。还显而易见的是提供了互连装置28以将DC总线29连接到网络14和/或要被供电的对象16以及将要被供电的对象16连接到网络14。
***一方面的电源12和DC总线29与另一方面的网络14、对象16和DC总线29之间的，***还包括转换器(分别地30和32)，其用于修改由能够对储存组件18A-18C；20进行充电的将进行供电的电源12、14中的每一个提供的电功率。显而易见的是功率储存组件储存DC功率。
位于光伏面板12下游的转换器30尤其是包括DC转换器的充电器，面板也产生DC功率。充电器尤其是MPPT类型的(最大功率点跟踪)，其中，转换器基于在其施加电压设定点时由面板产生的功率来修改此设定点，这些面板是非线性发电机，其不会基于其产生电功率时的电压而产生相同的功率。转换器当然适应于电源，在产生AC电流的风力涡轮机下游的转换器例如将是AC/DC转换器或整流器。
位于网络14下游且要被供电的对象也被连接到的转换器32是双边AC/DC转换器，将产生的AC功率变换成DC功率且反之亦然，网络分配AC电流，并且要被供电的对象也使用此形式的电流。显而易见的是网络和关联转换器是备用发电装置，其理论上在***的正常操作期间将不是必须使用的，并且存在于***中仅仅是为了消除此***的某些元件的故障。因此可以在电支路不包括网络14的情况下设计根据本发明的***。作为变体，要被供电的对象也可以是一般配电网，其在相对于网络中需要的功率而言存在剩余电功率时对储存组件进行供电，当在网络中的别处产生的功率不充分时，功率被返回到网络。
***还包括相对于每个储存组件18A、18B、18C、20的测量装置38A、38B、38C、40，该测量装置意图测量相对于每个储存组件的至少一个参数。这些参数特别地是储存组件的温度、在组件的至少一部分中循环的电流和/或组件的至少一部分的端子处的电压。这些装置包括已知的自组式传感器，并且一般地被集成到功率储存组件中。然后可以由尤其是包括根据测量参数来确定至少一个特性(诸如电池的充电水平或电流放电设定点)的确定装置的分析装置(分别地42A、42B、42C、44)来分析由测量装置测量的参数。
这些分析装置优选地也被集成到功率储存组件中，并且使得能够实现储存组件的适当管理。其形成称为BMS(电池管理***)的集成元件的一部分并意图管理其与之相关联的储存组件。此类设备尤其对测量参数和/或根据测量参数确定的特性执行测试，并且当这些测试返回异常结果时，其执行动作以限制故障的后果。例如，当储存组件的温度不在预定范围内时，分析装置可以控制互连装置，诸如用于将储存组件从电路的其余部分断开连接的熔丝。因此显而易见的是可以将控制装置集成到分析装置中。
作为变体，测量和/或分析装置可以在储存组件外部，即使其包括诸如BMS之类的元件，这就成本而言仍然是不那么有利的。分析装置是可选的，或者可以被集成到***的其它组件中，尤其是下文描述的处理单元54。
***还包括位于电源12的电支路中并测量所述电源12能够提供的输入功率的测量装置46。这些测量装置46尤其可以包括此电支路中(尤其是MPPT充电器30的输出端处)的电压和强度的测量装置。
其还可以包括位于要被供电的对象16的电支路中并测量要被供电的对象所需的输出功率的测量装置48。这些测量装置48可以尤其包括其电支路中的电压和强度的测量装置。作为变体，***不能包括这些测量装置，但是可以作为要被供电的对象的已知需要来预先确定输出功率。
***还包括转换器的控制装置50A、50B、50C、52，这些控制装置与每个组件相关联地控制预定电压设定点的施加。装置50A、50B、50C特别地控制每个位于转换器22的电支路上的调整装置26A、26B、26C。本***还包括互连装置28的控制装置53。
本***还包括与上文所述的所有测量和分析装置通信的处理单元54。此处理单元54尤其包括用于存储其从***的不同元件接收到的参数和/或特性的数据存储装置和执行装置，诸如处理器，该执行装置让其根据由功率储存组件发送的测量参数和/或确定特性来确定被关联到每个组件的电压设定点。
现在将描述根据本发明的实施例的用于管理功率储存组件的***且尤其是方法200的操作。
首先在步骤202期间借助于各装置46、48来测量***的各输入和输出功率。然后尤其是在步骤204期间借助于处理单元54来比较这两个功率。如果在输入端Pe处提供的功率小于输出功率Ps，则这意味着由电源12提供的功率不足以对要被供电的对象进行供电。必须借助于功率储存组件来获得额外功率，并且因此进行选择以使功率储存组件向要被供电的对象放电。处理单元54因此向功率储存组件发送用于设定放电模式(放电阶段205A)的设定点。然而，如果输入功率Pe大于输出功率Ps，则这意味着光伏面板供应来自电源的足够功率以对对象16进行供电，并且可用功率保持在***中。因此目的是储存此功率，并且进行选择以对功率储存组件充电。处理单元54因此需要向功率储存组件发送用于设定充电模式(充电阶段205B)的设定点。
放电阶段：
在其中放电阶段开启的情况下，每个储存组件18A-18C、20的各测量装置38A-38C、40在步骤206期间测量相对于储存组件的参数，即尤其是组件的端子处的温度和电压。各分析装置42A-42C、44然后在步骤208期间确定储存组件的某些特性，诸如每个储存组件的电荷水平和可允许放电强度(也称为限流设定点)。分析装置42A-42C、44尤其是控制储存组件，使得放电强度不超过设定点的值。在步骤210期间将不同的参数和特性发送到处理单元54。
处理单元54因此能够借助于每个储存组件18A-18C、20的限流电压和设定点来计算每个组件的端子处的可用功率和可以由组件提供的最大功率Pmax(每个组件的功率的和)，并且在步骤212期间可以将此功率Pmax与对对象16进行供电所需要的功率相比较或者(Ps-Pe)。
如果功率Pmax不大于(Ps-Pe)，则在步骤214期间将Pmax与另一低阈值功率所谓的临界Pc相比较。如果功率Pmax小于临界功率Pc，则这意味着***将不足以对对象16进行供电，并且借助于处理单元54和控制装置53来控制互连装置28和储存组件，使得***被连接到备用网络14。特别地，控制互连装置28，使得源自于网络的电流可以对储存组件和要被供电的对象两者进行供电。还可以由太阳能面板对储存组件进行供电。还可以由各分析装置42A-42C、44来控制储存组件以便切换到充电模式。
在相反情况下，控制互连装置28，使得要被供电的对象被连接到DC总线29和可选地网络14，但是DC总线29未被连接到网络14。
如果功率Pmax大于Pc，则认为***可以对要被供电的对象进行供电，但是必须使用每个组件的最大功率，并且在步骤218期间，处理单元54仅基于组件的特性来确定被关联到每个组件的电压设定点，尤其是使得相应组件以可允许放电强度向要被供电的对象16放电。然后在步骤220期间控制转换器22、24以便借助于装置50A-50C、52来施加确定设定点。当然，电压设定点将小于储存组件的测量的各电压，假定这些组件处于放电模式。
如果相反地功率Pmax大于(Ps–Pe)，则处理单元54针对组件18A-18C、20中的每一个在步骤222期间验证限流设定点ID18A、ID18B、ID18C、ID20是否大于阈值值Is。如果情况如此，则认为每个储存组件在正常地运行。目标是施加所有组件的均匀放电。处理单元54计算要施加于转换器22、24以实现此结果的被关联到每个组件的电压设定点。被关联到组件18A–18C、20中的每一个的设定点尤其是相同的。在步骤226期间，控制装置50A–50C、52向转换器施加这些设定点。
然而如果被关联到一个或多个储存组件的限流设定点小于阈值电流Is，则这些组件是所谓的“弱的”，则将这些组件备用以避免劣化。特定情况是当组件的分析装置确定限流设定点是0A时，尤其是因为组件的电荷水平小于5％。在步骤227期间，处理单元测试被关联到给定组件的限流设定点是否是零。
如果情况不是这样，则处理单元54在步骤228期间针对这些“弱”组件中的每一个计算被关联到后者的电压设定点，其仅仅是组件的特性的函数，使得所述组件在对应于其可允许放电电流的电流下放电。在步骤230期间，其然后计算要分配的功率(由每个弱组件提供的Ps–Pe–功率)，并且计算与未被识别为“弱”的组件相关联的电压设定点，使得非“弱”组件中的每一个供应相同功率。非“弱”组件的设定点因此是相等的，并且指出弱组件的故障。在步骤232期间，控制装置50A-50C、52将这些确定设定点施加于转换器。
如果然而“弱”组件中的一个已在步骤234期间向单元发送零限流设定点，则处理单元54验证相关“弱”组件中的储存功率Ei是否小于阈值功率Es，例如1％的功率。如果情况不是这样，则施加步骤228至232，由于其可允许放电强度的值而具有零限流设定点的组件被从要被供电的对象断开连接。还与相关组件相关联地向转换器施加零电压设定点。很明显，一旦已向转换器施加电压设定点，则向组件施加电流设定点。
然而，如果储存组件的功率Ei小于阈值功率Es，则优选的是以非常弱的电流对其进行充电以避免其完全放电。在步骤236期间，该单元借助于组件的分析装置来控制相应储存组件到充电阶段的切换，同时其它组件保持在放电阶段。其还确定被关联到此组件的电压设定点以便获得其在所需电流下的充电，并且在步骤238期间计算由充电产生的功率。然后通过计算仍要分配的功率被增加用来保持组件被充电的功率而执行步骤228至232。
纵贯整个放电阶段实时地应用这种方法：很可能在放电期间修改源自于组件的限流设定点，并且还因此而修改发送到转换器的设定点。
充电阶段：
如果在初始测试步骤204期间确定组件18A-18C、20必须处于充电模式，则执行在放电阶段中已指示的测量、确定和传输步骤206至210。
在步骤240期间，根据在步骤202、206和208期间获得的数据来测试专用于对组件充电的功率(Ps-Pe)是否大于对应于标称强度下的所有组件的充电的充电功率Pch。还借助于相对于每个组件的电压的信息来确定功率Pch。
如果此功率不大于充电功率，则确定在转换器处被关联到每个组件的设定点，使得均匀地实现组件的充电，并且在步骤242期间使功率均匀地分布于不同的组件。在步骤244期间控制所述控制装置50A-50C、52，使得其施加所述设定点。在步骤246期间还向每个组件发送被发送到转换器的设定点，并且每个组件在步骤248期间借助于其分析装置42A-42C、44来修改施加于组件的电流充电限制设定点。
如果然而用于对组件18A-18C、20充电的可用功率大于充电功率，则在步骤250期间，按照惯例完成充电，即由处理单元54仅基于组件的特性来确定电压设定点，尤其是使得组件被以额定电流充电。然后在步骤252期间，借助于控制装置50A-50C、52来控制转换器22、24以施加由处理单元计算的设定点。
如上文所指示的，在此充电阶段中，与储存组件相关联地施加的电压设定点必须高于组件的电压。
如果电功率来自网络14，则可认为可用功率必须大于充电功率，并且进行从步骤216直接地到步骤250的切换。
这样，诸如上述的方法适应于功率储存组件的分散，从而延长储存组件的寿命，即使当其与其它组件一起工作时。
然而本方法不限于已描述的。许多步骤是可选的，诸如储存组件的充电水平的验证步骤。针对阈值选择的功率也可以与已指示的不同。某些步骤还可以基于***的配置而改变，例如如果确定装置被集成到处理单元而不是储存组件中。组件还可以只有当限流设定点小于某个极限时才向处理单元发送该限流设定点。
在本申请中未描述的许多其它修改也可以形成本发明的一部分，因为这些修改进入权利要求的范围。

Claims (22)

1.一种用于管理意图在放电阶段(205A)期间向要被供电的对象(16)提供电功率的多个功率储存组件(18A-18C、20)的方法(200)，所述储存组件被并联地电连接，至少一个DC转换器(22、24)被***在功率储存组件与要被供电的对象之间，使得源自于每个储存组件的功率被独立于源自于其它组件的功率进行转换，所述方法的特征在于在放电阶段期间：
-测量相对于每个储存组件的至少一个参数(206)，
-基于针对所有组件测量的参数和要被供电的对象的至少一个输出功率，针对所述或每个转换器确定(218、224、228、230)相对于相应的电幅度的至少一个输出的设定点，使得单独设定点被关联到所述组件的每个，
-控制(220、226、232)一个或者多个转换器，使得施加相应的设定点。
2.根据前述权利要求所述的方法(200)，其中，至少一个转换器(22)包括并联的多个电支路，每个被连接到功率储存组件(18A-18C)，每个电支路包括特定于所述支路的电幅度的调整装置(26A-26C)。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(200)，其中，基于测量参数或其中的至少一个来确定(208)相对于组件的至少一个特性，相对于组件的所述一个或多个特性很可能用于确定与至少一个其它组件相关的输出的设定点。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(200)，其中，所述特性或其中的至少一个是可允许放电强度和/或在组件中储存的功率水平。
5.根据前述权利要求所述的方法(200)，其中，还控制(208)所述储存组件，使得其强度不超过可允许放电强度。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(200)，其中，每个组件(18A-18C、20)包括测量单元(38A-38C、40)，其用于测量相对于组件的一个或者多个参数和可选地相对于可允许功率的所述特性或其中的至少一个的确定装置(42A-42C、44)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(200)，其中，组件(18A-18C、20)中的至少一个、尤其是每个组件很可能向处理单元(54)发送(210)所述测量参数或其中的至少一个和/或所述确定特性或其中的至少一个，所述处理单元(54)执行被关联到每个组件的转换器(22、24)的设定点的确定步骤(216、224、228、230)。
8.根据前述权利要求所述的方法，其中：
-当被关联到组件、所谓的弱组件的所述或至少一个确定参数和/或所述或至少一个确定特性(ID18A、ID18B、ID18C、ID20)的值被包括在预定值的第一范围内时，仅基于被关联到组件的参数和/或特性的值来确定(228)与所述组件相关联的转换器的设定点，
-对于其一个或者多个测量参数和/或关联的一个或者多个确定特性的值未被包括在第一范围内的组件，所谓的强组件，而言，基于输出功率和针对弱组件确定的一个或者多个转换器的设定点来确定(230)与所述组件相关联的一个或者多个转换器的设定点。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，如果可允许放电强度(ID18A、ID18B、ID18C、ID20)小于阈值值(Is)，则所述组件是所谓的弱的。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，一个或者多个测量参数被包括在以下列表中：
-在组件中循环的强度，和/或
-组件的至少一部分的端子处的电压，和/或
-组件的温度。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，当被关联到组件的所述或至少一个参数和/或所述或至少一个特性的值被包括在第二预定范围内时，确定(238)被关联到组件的转换器的设定点，使得非零功率被发送到组件，所述或每个转换器是双向的。
12.根据前述权利要求所述的方法，其中，当组件的功率水平小于阈值、例如1％时，控制此组件，使得其在充电模式(236)下操作，并且确定(238)被关联到组件的转换器的输出设定点，使得非零功率被发送到组件。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(200)，其中，所述功率储存组件(18A-18C、20)借助于一个或者多个转换器(22、24)被连接到至少一个电源(12、14)，所述一个或者多个转换器是双向的，所述方法还包括用于控制转换器和组件以便从放电阶段(205A)切换至充电阶段(205B)的步骤。
14.根据前述权利要求所述的方法，其中，当测量到由电源提供的输入功率(Pe)大于阈值功率、尤其是输出功率(Ps)时执行从放电阶段到充电阶段的切换。
15.根据权利要求13或14中的任一项所述的方法，其中，在充电阶段(205B)期间：
-测量(202)由电源提供的功率，并确定(240)可用功率是否足以以预定充电强度对组件(18A-18C、20)充电，并且
-如果情况如此，则确定(250)被关联到每个组件的一个或多个转换器的设定点，选择成以预定充电强度对每个组件充电，
-如果不是，则确定(242)被关联到每个组件的一个或多个转换器的设定点，选择成从以相同的功率对每个组件充电，并且基于此设定点来确定(248)组件的至少一个充电幅度，尤其是可允许充电强度。
16.根据权利要求14和15中的任一项所述的方法，其中，所述功率储存组件(18A-18C、20)被连接到两个单独电源(12、14)，电源中的一个尤其是发电装置(12)，而电源中的另一个是配电网(14)。
17.根据前述权利要求所述的方法，其中，主电源是发电装置(12)，该组件当在放电阶段中由主电源提供的输入功率(Pe)和由组件提供的功率(Pmax)小于阈值功率(Pc)、尤其是输出功率时被连接到另一电源(14)。
18.一种用于向要被供电的对象提供功率的***(10)，所述***包括意图在放电阶段中向要被供电的对象(16)提供功率的多个功率储存组件(18A-18C、20)，所述储存组件被并联地电连接，至少一个DC转换器(22、24)被***在功率储存组件与要被供电的对象之间，使得源自于每个储存组件的功率被独立于源自于其它组件的功率进行转换，所述***还包括：
-测量装置(38A-38C、40)，用于测量相对于每个储存组件的至少一个参数，
-确定装置(54)，用于基于由测量装置测量的所有参数和要被供电的对象的输出功率(Ps)，确定一个或多个转换器的与所述组件的每个相关的相对于电幅度的输出的设定点，
-所述或每个转换器(22、24)的使得向转换器施加各设定点的控制装置(50A-50C、52)。
19.根据前述权利要求所述的***，其中，所述测量装置(38A-38C、40)被布置在每个组件(18A-18C、20)处，***还包括处理单元(54)，其能够与所有组件通信，并且包括被关联到每个组件的设定点的确定装置。
20.根据前述权利要求所述的***，其中，所述处理单元(54)能够与转换器(22、24)的控制装置(50A-50C、52)通信。
21.根据前述权利要求所述的***，其中，所述功率储存组件(18A-18C、20)借助于一个或多个转换器(22、24)被连接到至少一个电源(12、14)，所述一个或多个转换器是双向的。
22.根据前述权利要求所述的***，其中，所述功率储存组件(18A-18C、20)被连接到两个单独电源(12、14)，电源中的一个尤其是发电装置(12)，而电源中的另一个是配电网(14)。
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