CN110875622A

CN110875622A - 恢复深度放电的电池模块的方法及所属的不间断供电***

Info

Publication number: CN110875622A
Application number: CN201910806450.2A
Authority: CN
Inventors: M.鲍霍弗; D.波蒂施
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2039-08-29
Also published as: EP3618219B1; EP3618219A1; US20200076230A1; CN110875622B; US11063469B2

Abstract

恢复在不间断供电***中深度放电电池模块的方法及不间断供电***。供电***有基础单元和具有至少两个蓄电池单元的电池模块，蓄电池单元有分别所属的内部深度放电监控装置。电池模块经连接线路连接到基础单元上。在网络侧供应之后，确定电池模块的端子电压并与可预给定阈值比较。经等待时间后在低于阈值时，以时间脉冲接通连接线路之一中布置的反极性保护单元。在基础单元和电池模块之间通信中，反极性保护单元持续接通且在电池模块中借助负载网络在每个蓄电池单元上确定电压降并与预给定最小电压比较。如果确定电压降低于预给定最小电压则施加预给定充电电压到电池模块直至超出可预给定持续时间或基础单元中确定的充电电流超出可预给定电流值。

Description

恢复深度放电的电池模块的方法及所属的不间断供电***

技术领域

本发明一般涉及不间断供电***或所谓的不间断电源（Uninterruptable PowerSupply）***或UPS***。特别是，本发明涉及用于恢复（Wiederherstellung）在不间断供电***中的深度放电（tiefentladen）的电池模块的方法以及所属的用于执行根据本发明的方法的不间断供电***。在此，该不间断供电***包括至少一个基础单元（Grundeinheit）以及至少一个电池模块，该电池模块具有至少两个蓄电池单元，其中这些蓄电池单元具有分别所属的内部的深度放电监控装置。所述至少一个电池模块通过连接线路被连接到基础单元上并且可以与该基础单元空间上分离地被安置。

背景技术

在大量电设施中，当今常常安装如下供电装置，这些供电装置由三相的供能网络、尤其是三相电网（Drehstromnetz）来供给并且提供直流输出电压（例如24伏特的直流电压）用于供应电设施。为了确保电设施或相应负载以与供能网络（Energieversorgungsnetz）中的失效和/或干扰无关的方式来运行，通常使用不间断供电***（简称USV）或所谓的不间断电源***或UPS***。不间断供电装置用于，也在正常供能装置的失效或干扰的情况下，提供用于电设施或所连接的负载的替代的（hilfsweise）供能装置。为此，不间断供电***典型地由基础单元和一个或多个电池模块组成，所述一个或多个电池模块通过连接线路与基础单元连接。因为，电池模块提供直流电压，这些连接线路或电池模块的所属的连接端子（Anschlussklemmen）具有极性，也就是说存在正连接线路或正连接端子和负连接线路或负连接端子，其中负连接线路例如能够与基础单元的接地电位连接。

基础单元一方面在输入侧与供电装置连接并且在输出侧与待供应的负载连接。该负载包括至少一个充电单元或充电调节器、控制单元以及切换单元。充电单元或充电调节器被用于例如在电网运行（Netzbetrieb）期间给所述一个或多个所连接的电池模块充电以及用于实施充电过程和必要时的放电过程（例如用于将电池电压适配于例如升压转换器或降压转换器（Hoch-oder Tiefsetzer）的所期望的负载电压水平）。由控制单元基于电流测量值和电压测量值来进行充电单元或充电调节器的和切换单元的操控。借助于切换单元，可以在供能网络的干扰情况下从所谓的电网运行（也即从供能网络来对负载进行供应）切换到所谓的缓冲运行（Pufferbetrieb）。在所谓的缓冲运行中，至少短时间地由至少一个电池模块来提供对所连接的负载的供能。

所述至少一个电池模块为了蓄能而具有至少一个蓄电池单元或所谓的蓄电池包（Akku-Pack）。在电池模块中，常常串联布置至少两个或更多的蓄电池单元或蓄电池包。蓄电池单元或蓄电池包是多个蓄电池单池的经联接的包，这些蓄电池单池通过包套（Umhüllung）或壳体被保持在一起并且被保护免受外部影响。蓄电池单元设置（stellen）典型地基于如下电化学***的用于电能量的可再充电的存储器，通过该电化学***在充电时将电能量转换成化学的（蓄积）能量并且在放电时再次转换回成电能量。蓄电池单池通常根据分别所使用的材料来表示。已知的蓄电池单池类型例如是磷酸铁锂蓄电池（LiFePO₄-Akkumulatoren）、锂离子蓄电池、铅蓄电池等。

在不间断供电***的工业应用中，可以将基础单元和至少一个电池模块彼此空间上分离地布置。具有充电单元、控制单元和切换单元的基础单元例如处于壳体中，该壳体例如在开关柜中被装配在支承轨（Hutschiene）上。所述一个或多个所属的电池模块可以例如由于更低的温度水平而被安置在开关柜的底部或其他位置处。

在供能装置中没有干扰的情况下，由不间断供电装置不仅将电能量传递给所连接的负载而且也传递给至少一个所属的电池模块并且因此传递给电池模块的蓄电池单元，也即对电池模块或蓄电池单元充电。在供能装置中出现干扰情况下，不间断供电***的至少一个电池模块与负载连接并且开始朝负载放电，以便维持电供能装置。如果供能网络再次回复到（zurückkehren）其正常状态，则以电能量对该负载以及所述至少一个电池模块再次进行供应。

但是，所述至少一个电池模块在供能装置中的干扰情况下仅能够被使用有限的时间，因为否则可能发生电池模块的至少一个、必要时也可能多个蓄电池单元的所谓的深度放电。但是，对于蓄电池单元的深度放电还存在其他原因，诸如相应蓄电池单元的过度老化、故障和不匹配的充电单元、通过设备进行的被动电流提取（passive Stromentnahme）或者所谓的自放电，其中所述自放电可能例如在较长存放中或在较长运输路线（Transportweg）上发生。该自放电表示自己运行的过程，这些过程可能导致，蓄电池单元也在没有连接的负载的情况下或多或少地快速放电。在此，电池模块的相应充电状态越小，电池的自放电就越关键（kritisch）。在较小充电状态下，例如相对短的存放或运输时间就可能已经导致电池模块的深度放电。

通过深度放电、也即在电流提取直至相应蓄电池单元的电容几乎完全耗尽（Erschöpfung）的情况下，相应蓄电池单元可能以不可逆的方式被损坏或使其使用寿命和存储容量被减少。必要时，再充电是不再可能的。在一些蓄电池类型、诸如在锂离子蓄电池的情况下，可能通过深度放电而发生不稳定状态、强加热和/或在再充电时发生短路。因此，应该在达到或低于所谓的放电终止电压时终止放电过程或者在使用之前鉴于深度放电对蓄电池单元进行检验。放电终止电压是相应的蓄电池单元的预给定的特征值（Kennwert），该特征值取决于相应的蓄电池类型。因此，例如锂离子蓄电池或LiFePO₄蓄电池具有2至2.5V的放电终止电压。

为了防止蓄电池单元的深度放电或其在深度放电状态中的使用，蓄电池单元可以例如具有内部的保护电子装置（Schutzelektronik），其具有所谓的深度放电监控装置。通过这样的深度放电监控装置可以例如在达到或低于预给定的电压值（通常为放电终止电压）的情况下停止放电过程并且必要时限制用于该蓄电池单元的再充电的充电电流。蓄电池单元可以借助深度放电监控装置、例如被切换到保护模式中，在该保护模式中中断放电以及防止借助不受限的充电电流来再充电，或者仅以不危险的方式来以受限的充电电流实现再充电。由文献EP 2 113 982 B1中例如已知一种用于蓄电池单元的内部保护电子装置，尤其是用于锂离子蓄电池单池的蓄电池包的内部保护电子装置，其基于在蓄电池单元的相应蓄电池单池上的电压监控，除了充电监控以外还实现深度放电监控。

在使用在不间断供电装置中的电池模块中的具有内部深度放电监控装置的这样的蓄电池单元的情况下，如果一个或多个蓄电池单元例如由于长的存放、长运输路线或由于在正常放电之后没有及时充电等而已经由相应的内部深度放电监控装置被切换到了保护模式中，则可能例如在由不间断供电装置的充电单元或基础单元来对至少一个电池模块充电或再充电时发生问题。可能例如在电池模块的连接端子上并不测量或者仅测量到非常小的端子电压，根据该端子电压例如不再能够确定出以正确极性来对电池模块的连接或者说由此例如不再能够断开在基础单元中的反极性保护装置。所述至少一个电池模块或所属的蓄电池单元可能由此例如不再能够通过基础单元或借助不间断供电***的充电单元来被充电并引至正常运行中并因此必须被更换，由此产生了附加的耗费和成本。

发明内容

本发明因此基于以下任务：说明一种用于恢复在不间断供电***中的深度放电的电池模块的方法以及所属的供电***，通过这些而能够以简单的和低成本的方式使在不间断供电***中的深度放电的电池模块再次回到（zurückbringen）可充电的状态、尤其是正常运行中。

该任务通过具有独立专利权利要求的特征的开头提及的类型的方法以及所属的不间断供电***而得以解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中描述。

根据本发明，该任务的解决方案通过用于恢复在开头提及的类型的不间断供电***中的深度放电的电池模块的方法来进行，其中在网络侧的（netzseitig）装置开始或接通后至少一个电池模块例如在电池模块的正连接端子或正连接线路上的端子电压被确定。这种端子电压被与能够预给定的阈值比较。在能够预给定的等待时间（例如10分钟）经过后并且在低于阈值时，反极性保护单元以能够预给定的非常短的持续时间或能够预给定的时间脉冲（Zeitimpuls）（例如0.5秒）被激活，其中反极性保护单元被布置在基础单元和至少一个电池模块之间的连接线路之一中。如果在基础单元和供电***的至少一个电池模块之间确立（feststellen）通信，则反极性保护单元持续地被接通并且在至少一个电池模块中借助负载网络在至少两个蓄电池单元其中的每个上确定相应的电压降。然后将在相应的蓄电池单元上的相应的电压降与预给定的最小电压比较。在相应的蓄电池单元上所确定的电压降其中至少之一低于预给定的最小电压的情况下，将预给定的充电电压一直施加到所述至少一个电池模块上，直至要么能够预给定的持续时间（例如12小时）被超出要么在基础单元中确定的充电电流超出能够预给定的电流值（例如500mA）。

根据本发明建议的解决方案的主要方面在于，一方面能够确定出，电池模块实际上是故障的还是仅仅一个或多个蓄电池单元例如由于长时间存放、较长的运输路线或在按照运行的使用后没有被及时充电而通过相应的内部的深度放电监控装置已被切换到了保护模式中。在保护模式中，例如通过内部的深度放电监控装置来阻止相应的蓄电池单元的放电并且将充电电流限制为对于相应蓄电池类型无害的（unbedenklich）值。另一方面，可以通过根据本发明的方法来以简单的方式将不间断供电***的如下电池模块再次转变到可充电的状态或正常充电运行中并且再充电，其中在所述电池模块中至少一个蓄电池单元通过相应的、内部的深度放电监控装置而已经激活了保护模式。在正常充电运行中，电池模块例如以预给定的充电电压和预给定的最大充电电流来被充电，其中所述预给定的充电电压和预给定的最大充电电流通过相应的蓄电池类型来限定。该电池模块因此再次能够在不间断供电***中使用并且例如不必被更换。

理想地，为了通过负载网络来确定在相应蓄电池单元上的相应电压降，负载单元按照能够预给定的顺序被接通。在此，例如从第一负载单元出发例如按照能够预给定的顺序而总是将另一负载单元接通。该负载网络为此例如与至少两个蓄电池单元并联地布置，其中这些负载单元例如串联地布置并且分别包括至少一个电阻和与电阻串联地布置的开关元件。

还有利的是，在电池模块的每个充电过程之前，例如在施加网络侧的供能情况下在缓冲运行之后或在连接新的电池模块到不间断供电***的基础单元上之后，借助于负载网络来确定在电池模块的至少两个蓄电池单元上的相应的电压降。以简单的方式可以迅速地确定出：是否至少一个蓄电池单元已经通过内部的深度放电监控装置而已经被切换到了保护模式中。

根据本发明的方法的适宜的扩展方案规定：在能够预给定的持续时间期间或者只要是在基础单元中所确定的充电电流没有超出了能够预给定的电流值，就由至少一个电池模块来显示所谓的深度放电状态。这意味着，因此非常迅速地显而易见：电池模块或不间断供电***处于如下状态，在所述状态中深度放电的电池模块能够被恢复。如果在经过能够预给定的持续时间（例如12个小时）之后，在基础单元中确定的充电电流还没有超出能够预给定的电流值，那么以有利的方式由电池模块显示状态“电池故障”。因此以明确的方式对于用户显而易见的是：电池模块是故障的或者不再能够被引入到正常充电运行中并且必须被更换。有利地，可以通过显示单元（例如借助光学的信号通知装置（Signalisierung）、输出设备的屏幕等）来显示：电池模块的所述至少两个蓄电池单元其中的哪个应被更换。在使用输出设备的屏幕作为显示单元的情况下可以将其例如通过总线***（例如Profinet等）来与不间断供电***连接并且例如在中央控制装置中放置。

在根据本发明的方法的优选扩展方案中，在基础单元中所确定的充电电流超出能够预给定的电流值时切换到正常充电运行中并且由所述至少一个电池模块显示正常充电运行，也就是说电池模块例如以预给定的充电电压和预给定的最大充电电流来被充电，其中所述预给定的充电电压和预给定的最大充电电流通过相应的蓄电池类型来限定。在从所谓的深度放电状态切换到正常充电运行中之前，可以例如等待确定的持续时间（例如1分钟），以便排除例如可能的干扰或在基础单元中的充电电流的确定中的错误测量。

此外，该任务的解决方案通过用于执行根据本发明的方法的不间断供电***来进行，其中该不间断供电***包括至少一个基础单元和至少一个电池模块，该至少一个电池模块具有至少两个蓄电池单元，所述至少两个蓄电池单元具有分别所属的深度放电监控装置。所述至少一个电池模块通过连接线路、即至少一个正连接线路和负连接线路被连接到基础单元上。

在此，该基础单元还具有反极性保护单元，该反极性保护单元被布置在这些连接线路之一中，并且通过该反极性保护单元应该防止以所述至少一个电池模块的调换（vertauschen）的极性而连接到该基础单元上（也即，正的和负的连接线路或连接端子的调换）。该反极性保护单元有利地被实施为开关单元、尤其是继电器、双极性晶体管或场效应晶体管（例如金属氧化物-半导体场效应晶体管，简称MOS-FET）。如果例如根据所确定的电池模块的端子电压而能够确定出该电池模块以正确的极性来与基础单元连接，则反极性保护单元例如持续地被接通或闭合（geschlossen）。

此外所述至少一个电池模块具有负载网络，用于确定在所述至少两个蓄电池单元其中的每个上的电压降。附加地，针对基础单元和所述至少一个电池模块之间的通信而设置至少一个通信连接，用于交换控制信号。在此，由通信连接来将所述连接线路其中的当中布置有反极性保护单元的连接线路作为信号基础（Signalbasis）或作为用于通信的反馈线路（Rückleitung）来利用。

此外，该不间断供电***的基础单元可以理想地包括：至少一个充电单元，用于实施充电和放电过程；和控制单元，用于操控充电单元和用于评估测量值。该基础单元此外包括切换单元，利用所述切换单元能够在网络供应的供电和由电池模块进行的供电之间切换对负载的供应。在至少一个电池模块中可以此外设置监察单元（Kontrolleinheit），用于与基础单元通信以及用于操控负载网络并且评估借助负载网络所确定的电压降。

此外有利的是，所述至少一个电池模块具有显示单元，通过该显示单元能够显示所述至少一个电池模块的当前状态。借助于显示单元能够以简单和低成本的方式来显示电池模块的当前状态或状况（Status），诸如“电池模块故障”、“电池模块在深度放电状态中”或“电池模块在充电运行中”等。作为显示单元可以例如使用发光二极管，这些发光二极管通过颜色和/或视图信号（Blicksignal）来显示电池模块的相应状态或状况。

附图说明

接下来以示例性的方式根据所附图来阐述本发明。在此，其中：

图1示意性并且示例性地示出根据本发明的不间断供电***；

图2示意性地示出根据本发明的用于恢复在根据本发明的不间断供电***中的深度放电的电池模块的方法的示例性流程；

图3示意性并且示例性地示出具有基础单元和多个并联连接的电池模块的根据本发明的不间断供电***。

具体实施方式

图1以示意性并且示例性的方式示出根据本发明的不间断供电***，通过其而能够在进行供应的电网、尤其是三相电网干扰或失效的情况下来维持负载L（例如电设施）的供应。不间断供电***通过开关电源（Schaltnetzteil）SN来与供应网络连接，其中该供应网络通常是三相电网。由开关电源SN来将多相交流电压（大多为3相交流电压）转换成在开关电源SN的输出端上的直流电压Ue（例如24V）。

不间断供电***具有至少一个基础单元GE以及至少一个电池模块BM。在此该基础单元GE和电池模块BM可以空间上彼此分离地安置。该基础单元GE和电池模块BM通过至少两个连接线路、即正连接线路Lp和负连接线路Ln来连接，其中负连接线路Ln能够与接地电位连接。此外，对于供电装置的工作方式而言重要的是：连接线路Lp、Ln将基础单元GE和电池模块BM以正确的极性连接。也就是说，正连接线路Lp应该将基础单元GE的正连接端子与电池模块BM的正连接端子连接。通过负连接线路Ln应该将基础单元GE的负连接端子与电池模块BM的负连接端子连接，其中该基础单元GE的负连接端子也能够连接到接地电位，其中该电池模块BM的负连接端子同样能够连接到接地电位。

为了防止极性的调换，在基础单元GE中设置反极性保护单元P。该反极性保护单元P被布置在所述至少两个连接线路Lp、Ln之一中，例如就如在图1中所示地被布置在负连接线路Ln中或者说基础单元GE的负连接端子处。反极性保护单元P可以被构型为开关元件（例如继电器、晶体管、MOS-FET等）。

基础单元GE此外包括至少一个控制单元SE和充电单元LE。控制单元SE可以例如被实施为微控制器并且用于操控充电单元LE以及用于评估测量值（例如电压值和/或电流值）。通过充电单元LE来调节所述至少一个电池模块BM的充电和/或放电过程，也即，该充电单元LE确保，充电电流I_LS和/或充电电压U_LS或放电电流和/或放电电压保持在预给定的界限之内。用于电流和电压的界限、诸如充电电流（例如最大/最小充电电流）的大小、容许的放电终止电压等可以例如在供电***的起动（hochlaufen）的时间点由至少一个电池模块BM传输给基础单元GE或者例如在安装时或投入运行时由运行者来固定地设置。

此外，基础单元GE具有切换单元UM。通过该切换单元UM，在供应网络的干扰或失效情况下切换到由所述至少一个电池模块BM以直流电压对负载L进行供应。

所述至少一个电池模块BM具有至少两个蓄电池单元或蓄电池包A1，…,A4，它们串联地布置。每个蓄电池包A1，…,A4具有自己的、内部的深度放电监控装置，通过该深度放电监控装置在低于至少一个电压阈值（例如相应的放电终止电压）的情况下能够将相应的蓄电池包A1，…,A4切换到至少一个保护模式中。在保护模式中，例如停止蓄电池包A1，…,A4的放电并且通过内部深度放电监控装置来将充电电流限制在相对小的电流值（例如150mA）。在电池模块BM中可以例如串联布置三个或如在图1中示出地布置四个蓄电池单元A1，…,A4。作为蓄电池单元A1，…,A4可以例如使用锂离子蓄电池包或磷酸铁锂蓄电池包。

此外，所述至少一个电池模块BM包括负载网络BL，其例如与蓄电池单元A1，…,A4并联地布置。该负载网络BL例如由串联布置的负载单元组成，这些负载单元能够按照限定的顺序来接通。相应的负载单元包括例如至少一个电阻和与其串联布置的开关元件，通过该开关元件能够将相应的负载单元或所述至少一个电阻接通或断开。

此外，所述至少一个电池模块BM具有监察单元KE，该控制单元例如能够被实施为微控制器。该监察单元KE被设立用于，操控负载网络BL并且对借助于负载网络BL确定的在相应蓄电池单元A1，…,A4上的电压降进行评估。此外，可以在监察单元KE中存放针对于蓄电池单元A1，…,A4或针对于电池模块B的参数，诸如充电终止电压、最大充电电流、放电终止电压、蓄电池类型、蓄电池大小（Akkumulatorgröße）等。监察单元KE也被设立用于与不间断供电装置的基础单元GE或与基础单元GE的控制单元SE的通信，并且可以例如在供电***的起动时将蓄电池单元A1，…,A4或电池模块BM的参数、诸如充电终止电压、最大充电电流、放电终止电压、蓄电池类型、蓄电池大小等传输给基础单元GE 的控制单元SE。对此可以设置通信连接COM，通过该通信连接，基础单元GE或所属的控制单元SE和至少一个电池模块BM或所属的监察单元KE可以交换参数数据和/或控制信号。由通信连接COM可以将连接线路Lp、Ln其中的当中布置有反极性保护单元P的连接线路作为信号基础或作为用于数据和/或信号交换的反馈线路来利用，也即由通信连接COM例如就如在图1所示的那样使用当中布置有反极性保护单元P的负连接线路Ln作为信号基础。此外，（在图1中为了简化起见未示出）可以针对电池模块BM的监察单元KE设置用于辅助电源（Hilfsversorgung）的线路（例如13V）。

电池模块BM可以此外具有显示单元，通过该显示单元可以显示所述至少一个电池模块BM的当前状态，诸如充电运行、“电池故障”等。作为显示单元可以例如使用发光二极管，通过该发光二极管借助颜色和/或视图信号来显示电池模块的状态。

图2示意性地示出根据本发明的用于恢复在根据本发明的不间断供电***中的深度放电的电池模块BM的方法的示例性流程。在开始阶段100，例如在将新的电池模块BM连接到基础单元上之后，在较长的缓冲运行之后、在供电装置的关断时间之后等将网络侧的供应Ue接通。在开始网络侧的供应Ue之后，例如在正连接线路Lp或在电池模块BM的正连接端子上确定所述至少一个电池模块BM的端子电压U_k。

在针对端子电压U_k的比较阶段101中，端子电压U_k被与能够预给定的阈值相比较。如果所确定的端子电压U_k超过能够预给定的阈值，则可以例如过渡到正常充电运行102中或者执行通信阶段105，在该通信阶段中反极性保护单元P持续地被接通并且在基础单元GE或所属的控制控制单元SE和所述至少一个电池模块BM或所属的监察单元KE之间的通信通过通信连接COM来构建。

如果所确定的端子电压U_k低于能够预给定的阈值，则在经过能够预给定的等待时间（例如10分钟）之后在检验阶段103中将反极性保护单元P短时间地（kurzfristig）接通或者以能够预给定的时间脉冲（例如0.5秒）接通，其中该反极性保护单元在用于所述至少一个电池模块BM的基础单元GE的连接端子之一处或在连接线路Lp、Ln之一中（例如在负连接端子处或在负连接线路Ln中）布置。在通信检验阶段104中检验：是否在反极性保护单元P的短时间的激活期间在基础单元GE或所属的控制单元SE和所述至少一个电池模块BM或所属的监察单元KE之间的通信通过通信连接COM而发生。

如果没有通过通信连接COM来由基础单元GE从所述至少一个电池模块接收到信号，那么必要时在检验连接线路Lp、Ln之后或者在检验是否电池模块BM以正确的极性连接到基础单元GE上之后，再次运行（durchlaufen）检验阶段103和通信检验阶段104。

如果在基础单元GE处表现出（melden sich bei）所述至少一个电池模块BM或所属的监察单元KE，这因此是如下标志：所述至少一个电池模块BM正确地连接到基础单元GE上，也即并不以反极性的方式连接到基础单元GE上。因此，根据本发明的方法以该通信阶段105来继续进行。

在通信阶段105中，反极性保护单元P持续地被接通并且在基础单元GE和所述至少一个电池模块BM之间的通信通过该通信连接COM来构建。在此，由电池模块BM或由所属的监察单元KE来将蓄电池单元A1，…,A4的或电池模块BM的参数、诸如蓄电池类型、蓄电池大小、充电终止电压、最大充电电流、放电终止电压等传输给基础单元GE的控制单元SE。此外，在通信阶段105中，由基础单元GE的控制单元SE来开动（anstoßen）电池模块BM的监察单元KE以借助于负载网络BL来执行蓄电池单元A1，…,A4的检验。蓄电池单元的A1，…，A4的检验可以例如在电池模块BM的每个充电过程之前被运行。

在此，在蓄电池检验阶段106中借助负载网络来在蓄电池单元A1，…，A4其中的每个上确定相应的电压降。针对相应的蓄电池单元A1，…，A4所确定的电压降然后在监察单元KE中被评估并且在此被与预给定的最小电压（例如针对相应蓄电池单元的蓄电池类型的放电终止电压）比较。

为了能够针对串联布置的蓄电池单元A1，…，A4其中的每个来确定所属的电压降，负载网络与蓄电池单元A1，…，A4并联地布置并且由串联布置的负载单元组成，这些负载单元以串联的方式包括至少一个电阻和开关元件。通过在负载单元中的相应的开关元件，这些负载单元可以以能够预给定的顺序通过由监察单元KE进行的操控而接通，以用于相应的电压降的确定。在此，例如为了确定在第一蓄电池单元A1上的第一电压降，接通与第一蓄电池单元A1并联布置的第一负载单元。针对第一蓄电池单元A1所确定的第一电压降然后被与预给定的最小电压比较。为了确定在第二蓄电池单元A2上的第二电压降，例如将第二负载元件接通至第一负载元件，其中该第二负载元件与第二蓄电池单元A2并联地布置。针对第二蓄电池单元A2所确定的第二电压降然后同样地被与预给定的最小电压比较。针对其他蓄电池单元A3、A4，按照相同的方式而进行，直至针对所有在电池模块BM中使用的蓄电池单元A1，…，A4已确定了所属的电压降并且例如通过该监察单元KE已经与预给定的最小电压比较。

如果在蓄电池检验阶段106中确定出：所述至少一个电池模块BM的蓄电池单元A1，…，A4其中没有任何蓄电池单元低于预给定的最小电压，也即例如所述蓄电池单元A1，…，A4其中没有任何蓄电池单元由分别所属的内部深度放电监控装置已被切换到了保护模式中或者是故障的，则可以执行电池模块的正常充电运行102、也即以最大可能的充电电流I_LS对电池模块BM的充电。

但是如果在蓄电池检验阶段106中确定出：至少一个蓄电池单元A1，…，A4具有低于预给定的最小电压的电压降，则在恢复阶段107中针对所述至少一个电池模块BM开始。也就是说，在基础单元中的充电单元LE在此例如被置于电池恢复模式中，其中针对充电参数的阈值（例如最大容许的充电电压、最大可能的充电电流等）被转换（umsetzen）。在此，预给定的充电电压U_LS被施加到至少一个电池模块BM。此外，可以借助电池模块BM的显示单元例如通过红色发光二极管缓慢闪烁来显示深度放电状态或电池恢复模式。

预给定的充电电压在此一直被施加到所述至少一个电池模块上并且检验，何等（welch）充电电流I_LS由所述至少一个电池模块BM来接收，直至要么时间检验108得出超过能够预给定的持续时间、诸如12小时，要么充电电流检验109得出在基础单元GE中当前确定的充电电流I_LS超出能够预给定的电流值。这意味着：如果在时间检验108中确定出：能够预给定的持续时间已经被达到或者超出，而当前在基础单元GE中所确定的充电电流ILS并没有已经达到或超出了能够预给定的电流值（例如500mA），则该方法因此以显示阶段110被终止。在显示阶段110中，例如通过电池模块BM的显示单元（例如红色发光二级管的快速闪烁）来显示：电池模块是故障的并且例如必须被更换。可替代地或附加地，也可以显示：电池模块的蓄电池单元A1，…,A4其中的哪些应更换。

如果在电流检验109中、在能够预给定的持续时间经过之前确定出，当前在基础单元GE中所确定的充电电流I_LS已经超出了能够预给定的电流值（例如500mA），则可以例如在能够预给定的时间（例如1分钟）之后由充电单元LE脱离电池恢复模式，并且过渡到以最大可能的或最大容许的充电电流进行的正常充电运行102。在此，可以通过电池模块BM的显示单元、例如借助绿色发光二极管的闪烁或发光来显示正常充电运行。

图3示例性地并且示意性地示出具有基础单元GE的根据本发明的不间断充电***，其中通过正和负的连接线Lp、Ln来将多个（例如直至五个）电池模块BM1,…,BMn并联地连接到基础单元GE上。该基础单元GE又具有充电单元LE、切换单元UM以及控制单元SE。在基础单元GE的负连接线路LN中，又设置反极性保护单元P，该反极性保护单元能够被布置在连接线路Lp、Ln之一中，例如所述负连接线路Ln中。此外，可以由基础单元GE或所属控制单元SE来通过通信连接COM与连接的电池模块BM1，…，BMn或相应的监察单元KE1，…,KEn交换参数数据和/或信号数据。

连接的电池模块BM1，…，BMn又分别具有至少两个串联布置的蓄电池单元AP1,…, APn，其具有分别所属的内部的深度放电监控装置。为了简化起见，各个电池模块BM1，…，BMn的蓄电池单元作为总单元AP1, …, APn被示出。此外，每个电池模块BM1，…，BMn包括至少一个监察单元KE1, …, KEn以及与蓄电池单元AP1, …, APn并联布置的负载网络BL1, …, BLn.。

在多个电池模块BM1，…，BMn并联接通情况下，只有在所有电池模块BM1，…，BMn都具有至少一个已经通过相应的深度放电监控装置切换到了保护模式中的蓄电池包AP1,…, APn的情况下，那么才运行根据本发明的方法。在具有正常工作方式、也即不具有保护模式中的蓄电池包的至少一个电池模块BM1，…，BMn的情况下，由基础单元GE来执行正常充电运行102。只有在至少一个没有在保护模式中的蓄电池包AP1, …, APn的电池模块BM1，…，BMn已达到了预给定的充电终止电压的情况下（也即所述至少一个电池模块BM1，…，BMn的正常充电过程102结束），其中有至少一个蓄电池包AP1, …, APn在保护模式中的所述至少一个电池模块才借助于根据本发明的方法被充电或者由此被识别为故障的。

如果在并联连接多个电池模块BM1，…，BMn到基础单元GE的情况下，所述电池模块BM1，…，BMn其中至少之一具有在保护模式中的至少一个蓄电池包AP1, …, APn，并且因此不可用，则例如将能量储备的显示相应地适配。

Claims

1.一种用于恢复在不间断供电***中的深度放电的电池模块（BM）的方法，所述不间断供电***具有至少一个基础单元（GE）和至少一个电池模块（BM）,所述电池模块具有至少两个蓄电池单元（A1，…,A4）,所述蓄电池单元具有分别所属的内部的深度放电监控装置，其中所述至少一个电池模块（BM）通过连接线路（Lp，Ln）被连接到所述基础单元（GE）上，其特征在于，

在网络侧的供应（Ue）之后，所述至少一个电池模块（BM）的端子电压（Uk）被确定（100）并且与能够预给定的阈值比较（101）；

在低于所述阈值的情况下，在经过能够预给定的等待时间之后在所述连接线路（Lp，Ln）之一中所布置的反极性保护单元（P）以能够预给定的时间脉冲被接通（103）；

在所述时间脉冲期间，在确立在所述基础单元（GE）和所述至少一个电池模块（BM）之间的通信的情况下，所述反极性保护单元（P）持续地被接通并且在至少一个电池模块（BM）中借助负载网络（BL）在所述至少两个蓄电池单元（A1，…,A4）其中的每个上确定（104,105）相应的电压降，并且将所述相应的电压降与预给定的最小电压比较（106）；并且

在所述相应的蓄电池单元（A1，…,A4）上所确定的电压降其中至少之一低于预给定的最小电压情况下将预给定的充电电压（U_LS）一直施加到所述至少一个电池模块（BM）上（107），直至要么能够预给定的持续时间被超出（108）要么在所述基础单元（GE）中所确定的充电电流（I_LS）超出能够预给定的电流值（109）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了通过所述负载网络（BL）来确定在所述相应的蓄电池单元（A1，…,A4）上的相应的电压降，负载单元按照能够预给定的顺序被接通（105）。

3.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，在所述电池模块（BM）的每次充电过程之前，借助所述负载网络来确定在所述电池模块的所述相应的蓄电池单元（A1，…,A4）上的相应的电压降（105）。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述能够预给定的持续时间期间由所述至少一个电池模块（BM）来显示所谓的深度放电状态（107，108）。

5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在经过所述能够预给定的持续时间之后由所述至少一个电池模块（BM）显示状态“电池模块故障”（110）。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述基础单元（GE）中所确定的充电电流（I_LS）超出所述能够预给定的电流值的情况下切换到正常充电运行中并且由所述至少一个电池模块（BM）来显示所述正常充电运行（109，102）。

7.用于执行根据权利要求1至6中之一所述的方法的不间断供电***，其中所述不间断供电***具有至少一个基础单元（GE）和至少一个电池模块（BM），所述电池模块具有至少两个蓄电池单元（A1，…,A4）,所述蓄电池单元具有分别所属的深度放电监控装置，其中所述至少一个电池模块（BM）通过连接线路（Lp，Ln）被连接到所述基础单元（GE）上，其特征在于，所述基础单元（GE）包括反极性保护单元（P），所述反极性保护单元被布置在所述连接线路（Lp，Ln）之一中，使得此外所述至少一个电池模块（BM）具有负载网络（BL），用于确定在所述至少两个蓄电池单元（A1，…,A4）其中的每个上的电压降，并且针对所述基础单元（GE）和所述至少一个电池模块（BM）之间的通信而设置至少一个通信连接（COM），用于交换控制信号，其中所述通信连接（COM）将当中布置有所述反极性保护单元（P）的那个连接线路（Ln）作为信号基础来利用。

8.根据权利要求7所述的不间断供电***，其特征在于，所述基础单元（GM）包括：至少一个充电单元（LE），用于实施充电和放电过程；和控制单元（SE），用于操控所述充电单元（LE）和评估测量值，并且所述至少一个电池模块（BM）具有监察单元（KE），用于与所述基础单元（GE）通信以及用于操控所述负载网络（BL）和评估借助所述负载网络（BL）所确定的电压降。

9.根据权利要求7至8之一所述的不间断供电***，其特征在于，所述至少一个电池模块（BM）具有显示单元，通过所述显示单元能够显示所述至少一个电池模块（BM）的当前状态。

10.根据权利要求7至9之一所述的不间断供电***，其特征在于，所述至少一个电池模块（BM）的所述负载网络（BL）由串联布置的负载单元组成，所述负载单元分别包括至少一个与开关元件串联布置的电阻并且能够以能够预给定的顺序来接通。

11.根据权利要求7至10之一所述的不间断供电***，其特征在于，所述反极性保护单元（P）被构型为开关单元。