專利名稱：電池系統(tǒng)的可變斷開設(shè)備及其可變斷開控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于基于檢測(cè)的危險(xiǎn)外部情況來可變地控制電池系統(tǒng)中的各個(gè)電池單元之間的物理連接的斷開以使得將電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成小容量和低電壓的穩(wěn)定狀態(tài)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)要求2010年9月30日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)KR 10-2010-0095338的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容在此引入以供參考。
建成的電網(wǎng)基于預(yù)期的各電力用戶的用電量來供電。然而，由于隨季節(jié)和時(shí)間而變的不同功耗量以及電力用戶的增加，不易于提供最佳電量。
由此，已經(jīng)引入了智能電網(wǎng)系統(tǒng)或微電網(wǎng)系統(tǒng)，其中，空閑電力被局部?jī)?chǔ)存在現(xiàn)有的電網(wǎng)中并且響應(yīng)額外的電力需求來提供。智能電網(wǎng)系統(tǒng)(或微電網(wǎng)系統(tǒng))是通過將信息通信技術(shù)移植到電力生產(chǎn)、傳輸和消耗過程上來通過電源和消耗間的交互來增強(qiáng)電力使用的效率而開發(fā)的智能的電網(wǎng)系統(tǒng)。
在智能電網(wǎng)或微電網(wǎng)中采用的電力儲(chǔ)存系統(tǒng)中，安裝一個(gè)或多個(gè)大電池系統(tǒng)來控制電力的存儲(chǔ)和供應(yīng)。每一大電池系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)電池單元，電池單元是例如選自:用作電力儲(chǔ)存和供應(yīng)的最小單位的電池胞、作為多個(gè)電池胞的組件的模塊、作為多個(gè)模塊的組件的電池組、作為電池組的組件的系統(tǒng)以及作為多個(gè)系統(tǒng)的組件的設(shè)施。由于這種結(jié)構(gòu)，大電池系統(tǒng)能隨著增加電池單元，諸如電池胞、模塊、電池組和系統(tǒng)間的物理連接，儲(chǔ)存和供應(yīng)大容量和高電壓的電力。
如上所述，通常，通過增加或減少電池單元間的物理連接，控制來自大電池系統(tǒng)的電力的容量和電壓。然而，大電池系統(tǒng)的容量和電壓在增長(zhǎng)以適應(yīng)初始安裝后隨著時(shí)間推移而增加的電力需求。因此，需要大電池系統(tǒng)的高穩(wěn)定性。然而，當(dāng)面臨自然災(zāi)害(例如，地震、水淹和臺(tái)風(fēng))和其他事故(例如火災(zāi)和電短路)時(shí)，大電池系統(tǒng)趨向面臨更大危險(xiǎn)。
例如，在電池系統(tǒng)的一些電池單元中出現(xiàn)的小問題也可能會(huì)影響其他周圍的電池單元，這會(huì)導(dǎo)致大事故，諸如電擊、火災(zāi)和爆炸。
因此，需要一種技術(shù)，能根據(jù)需要單獨(dú)地和局部地控制電池系統(tǒng)中的電池單元間的連接和斷開，以便在高容量和電壓狀態(tài)與低容量和電壓狀態(tài)間切換。
公開內(nèi)容
摶術(shù)問是頁(yè)
設(shè)計(jì)本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，因此，本發(fā)明的目的是提供用于可變地控制電池系統(tǒng)中的各個(gè)電池單元間的物理連接的斷開以將電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成小容量和低電壓狀態(tài)的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一目的是提供由管理員手動(dòng)地或由適合于檢測(cè)危險(xiǎn)外部情況的傳感器自動(dòng)地可變控制互連線路的斷開的設(shè)備和方法。
技術(shù)方案
根據(jù)本公開內(nèi)容的方面，提供一種用于可變地控制電池組件單元之間的物理連接 的斷開的設(shè)備。該設(shè)備包括:設(shè)置到電池組件單元之間的互連線路的開關(guān)，用于電連接或斷 開互連線路；開關(guān)控制模塊，適于把開/關(guān)信號(hào)施加到開關(guān)；和斷開控制模塊，適于基于所 檢測(cè)的危險(xiǎn)等級(jí)來控制開關(guān)控制模塊，以改變待開或合的目標(biāo)開關(guān)的位置和數(shù)目以及斷開 間隔。
電池組件單元可以選自:適于接收和儲(chǔ)存外部電力以及把所儲(chǔ)存的電力供給到外 部的電池胞、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池胞的組件的電池模塊、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池模塊的組件的電池組、 對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池組的組件的電池系統(tǒng)、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池系統(tǒng)的組件的電池設(shè)施以及它們的組合。
該設(shè)備可以進(jìn)一步包括傳感器模塊，適于實(shí)時(shí)地檢測(cè)當(dāng)前情況，以及將所檢測(cè)的 數(shù)據(jù)傳送到斷開控制模塊。
傳感器模塊可以被放置在電池組件單元的結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或外部或放置在遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu) 的位置，以檢測(cè)包括溫度、濕度、電氣短路、水淹和地震之一的危險(xiǎn)情況，以及將關(guān)于所檢測(cè) 的危險(xiǎn)情況的信息有線或無線地傳送到斷開控制模塊。
斷開控制模塊可以將可變斷開或連接控制信號(hào)輸出到開關(guān)控制模塊，控制信號(hào)包 括關(guān)于待開或合的至少一個(gè)目標(biāo)開關(guān)的標(biāo)識(shí)信息。
優(yōu)選地，斷開等級(jí)越是被確定為危險(xiǎn)情況，斷開控制模塊則縮短電池組件單元的 斷開間隔。
斷開控制模塊接收來自管理員的手動(dòng)命令或來自外部網(wǎng)絡(luò)的命令，以及將對(duì)應(yīng)于 所接收的命令的連接或斷開命令傳送到開關(guān)控制模塊。
斷開控制模塊包括從下述選擇的至少一個(gè)功能:如果斷開控制模塊被連接到與屏 幕輸出裝置和數(shù)據(jù)輸入裝置相連的輸入/輸出接口，則通過輸入/輸出接口從數(shù)據(jù)輸入裝 置接收管理員的手動(dòng)輸入并將對(duì)應(yīng)于管理員的手動(dòng)輸入的連接和斷開命令傳送到開關(guān)控 制模塊的功能；以及以有線或無線方式通過與斷開控制模塊相連的通信裝置從中央控制站 接收連接或斷開命令并將所接收的命令傳送到開關(guān)控制模塊的功能。
優(yōu)選地，斷開控制模塊:如果檢測(cè)到水淹，則發(fā)送斷開電池單元的命令以防止電 擊；如果檢測(cè)到危險(xiǎn)情況但供電沒有問題，則發(fā)送斷開一些并聯(lián)連接的命令以順序地替換 和連接到被斷開的電池組成模塊；如果工人進(jìn)入電池系統(tǒng)去維護(hù)或維修電池組成模塊，則 通過管理員的手動(dòng)輸入發(fā)送斷開互連線路的命令來將電池系統(tǒng)的電壓降低到等于或小于 為了工人的安全的容許電壓等級(jí)；如果從與電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的門相關(guān)聯(lián)的傳感器模塊接收到 門打開的檢測(cè)數(shù)據(jù)，則發(fā)送自動(dòng)地?cái)嚅_互連線路的命令以將電池系統(tǒng)的電壓降低到等于或 小于為了工人的安全的容許電壓等級(jí)；或發(fā)送斷開一些并聯(lián)連接的命令以將斷開的電池單 元用作電池系統(tǒng)中的備用電池。
根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面，提供一種電池組件，包括可變斷開控制設(shè)備和電池 組件單元，其中，設(shè)備可變地控制電池組件單元和電池組件單元的任意組合的斷開。
根據(jù)本公開內(nèi)容的又一方面，提供一種用于通過使用可變斷開控制設(shè)備來可變地 控制電池組件單元間的物理連接的斷開的方法。該方法包括=(Sll)由傳感器模塊檢測(cè)當(dāng) 前情況并將關(guān)于所檢測(cè)的情況的數(shù)據(jù)傳送到斷開控制模塊；(S12)由斷開控制模塊從傳感 器模塊接收關(guān)于當(dāng)前情況的檢測(cè)數(shù)據(jù)，基于所接收的數(shù)據(jù)判斷危險(xiǎn)情況，以及基于所判斷的情況確定斷開等級(jí)；(S13)如果所確定的斷開等級(jí)指示先前連接的開關(guān)控制模塊的斷開，則由斷開控制模塊將斷開命令發(fā)送到開關(guān)控制模塊；(S14)由開關(guān)控制模塊接收斷開命令以及斷開目標(biāo)開關(guān)的物理連接；(S15)在操作(S12)后，如果所確定的斷開等級(jí)指示先前斷開的開關(guān)控制模塊的連接，則由斷開控制模塊將連接命令傳送到開關(guān)控制模塊；以及(S16 )由開關(guān)控制模塊接收連接命令并且連接目標(biāo)開關(guān)的物理連接。
有益.效果
本公開內(nèi)容的設(shè)備在水淹、火災(zāi)等等情況下，檢測(cè)諸如電擊和爆炸的危險(xiǎn)情況，以及可變地控制電池單元間的物理互連線路的斷開和連接，以使大電池系統(tǒng)穩(wěn)定到小容量和低電壓狀態(tài)中。
此外，本公開內(nèi)容的設(shè)備響應(yīng)隨季節(jié)和時(shí)間而變的電力供應(yīng)和需求情況，控制斷開和連接，以實(shí)現(xiàn)可變電力供應(yīng)和需求控制。
此外，本公開內(nèi)容的設(shè)備可變地控制電池系統(tǒng)中的互連線路的斷開和連接以使得工人在小容量和低電壓的安全狀態(tài)下維護(hù)和維修電池系統(tǒng)。


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例并且結(jié)合下述公開內(nèi)容用來提供本發(fā)明的技術(shù)精神的進(jìn)一步理解。然而本發(fā)明不解釋為限制到附圖。其中
圖1和2是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在不同情況下的電池系統(tǒng)中的互連線路的可變斷開的原理圖。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組件單元的原理圖。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)的示例圖。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變斷開控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意框圖。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的斷開控制模塊的操作的圖。
圖7是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器模塊的實(shí)現(xiàn)的原理圖。
圖8是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變斷開控制方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在下文中，將參考附圖，詳細(xì)地描述本公開內(nèi)容的優(yōu)選實(shí)施例。在描述前，應(yīng)理解，在說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)當(dāng)解釋為限定到通用和字典含義，而是為最佳說明，在允許發(fā)明人適當(dāng)定義術(shù)語(yǔ)的原理基礎(chǔ)上，基于對(duì)應(yīng)于本公開內(nèi)容的技術(shù)方面的含義和概念來解釋。
因此，僅為說明目的，提供在此所述的實(shí)施例，并且不限制本公開內(nèi)容的技術(shù)范圍。同樣地，應(yīng)理解到在提交本申請(qǐng)時(shí)，能做出其他等效和改進(jìn)。
〈1.設(shè)備 >
圖1和2說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于在不同情況下的可變地控制電池系統(tǒng)中的互連線路的斷開的設(shè)備的技術(shù)原理。
電池胞101是用于大電池系統(tǒng)中的電力儲(chǔ)存和供應(yīng)的最小單位。可以使電池胞101彼此串聯(lián)或并聯(lián)連接來供給大容量和高電壓電力。
本發(fā)明的可變斷開控制設(shè)備檢測(cè)緊急情況，諸如地震、水淹或火災(zāi)，以及如果所檢測(cè)的情況確定為危險(xiǎn)，則可變地?cái)嚅_大電池系統(tǒng)中的電池胞101間的互連線路，以使得將 電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成小容量和低電壓的狀態(tài)，從而能避免災(zāi)難性事故，諸如電擊和爆炸。此外， 當(dāng)大電池系統(tǒng)需要維護(hù)和維修時(shí)，以及當(dāng)一些電池單元進(jìn)入空閑狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明的可變斷 開控制設(shè)備能根據(jù)需要可變地調(diào)整電池胞101之間的斷開間隔。
首先參考圖1，可變斷開控制設(shè)備斷開各個(gè)電池胞101間的互連線路，以穩(wěn)定電池 系統(tǒng)(“情況A”)，以及斷開電池胞組之間的互連線路，以穩(wěn)定電池系統(tǒng)(“情況B”)，每一電 池單元組由兩個(gè)電池胞101組成。在“情況A”中使電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成更穩(wěn)定的狀態(tài)，因?yàn)椤扒?況A”中的斷開間隔比“情況B”中的斷開間隔更短。
接著參考圖2，與“情況A”和“情況B”中的串聯(lián)互連線路的斷開相反，可變斷開控 制設(shè)備斷開并聯(lián)連接的成組電池胞101間的互連線路，以穩(wěn)定電池系統(tǒng)(“情況C”)。在完 全充電總共8個(gè)電池胞101以及斷開一個(gè)互連線路的“情況C”中，四個(gè)上電池胞101當(dāng)前 處于使用中，而其他四個(gè)下電池胞101保持備用，其在恢復(fù)斷開的互連線路后，也可以用作 新的電力供應(yīng)源。
圖3是分層次地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組件單元100的原理圖。
電池組件單元100被劃分成內(nèi)部構(gòu)成電池單元并且包括作為最小單位的電池胞 101。每一電池胞包括陽(yáng)極、陰極和隔膜，并且是用于電力儲(chǔ)存和供應(yīng)的最小單位胞。互連 并組裝電池胞101以構(gòu)成電池模塊102?；ミB并組裝多個(gè)電池模塊102以構(gòu)成電池組103。 互連并組裝多個(gè)電池組103以構(gòu)成電池系統(tǒng)104。各個(gè)電池組件單元及其任何組合構(gòu)成電 池組件。
電池系統(tǒng)104對(duì)應(yīng)于應(yīng)用了本發(fā)明的大電池系統(tǒng)并且是能被安裝在智能電網(wǎng)(或 微電網(wǎng))區(qū)域中的最小單位。此外，互連多個(gè)電池系統(tǒng)104以構(gòu)成電池設(shè)施105。電池設(shè)施 105是具有最大容量和最高電壓的電源。
相對(duì)于作為電池組件單元100的電池胞101、電池模塊102、電池組103、電池系統(tǒng) 104和電池設(shè)施105及其組合，本發(fā)明的設(shè)備可變地?cái)嚅_輔助單元，以獲得大電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
為便于說明，圖1、2和6說明作為用于電池?cái)嚅_的單位的電池胞101。然而，應(yīng)理 解到除電池胞101外，對(duì)應(yīng)于電池組件單元100的電池模塊102、電池組103、電池系統(tǒng)104 和電池設(shè)施105可以是用于實(shí)際電池?cái)嚅_的單位。
圖4說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)104。
電池系統(tǒng)104具有在殼體裝置中容納多個(gè)電池單元以及彼此并聯(lián)或串聯(lián)連接的 結(jié)構(gòu)。如該圖所示，電池系統(tǒng)104包括三層電池組103，每一層包括彼此連接的三個(gè)電池模 塊102。僅為示例目的提供該結(jié)構(gòu)，并且電池系統(tǒng)104不限于此。
圖5示意性地說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變斷開控制設(shè)備I的結(jié)構(gòu)。
該設(shè)備I包括多個(gè)開關(guān)11、開關(guān)控制模塊12和斷開控制模塊14。
開關(guān)11被設(shè)置到連接電池組件單元100的互連線路。具體地，開關(guān)11有選擇地 設(shè)置到待可變連接和斷開的互連線路。開關(guān)11可以是公知的用來控制互連線路的電連接 的那些開關(guān)，諸如半導(dǎo)體開關(guān)或機(jī)械繼電器開關(guān)。
可以從由電池胞101、電池模塊102、電池組103、電池系統(tǒng)104和電池設(shè)施105及其組合組成的組選擇電池組件單元100。因此，可以按預(yù)定周期將開關(guān)11布置在電池胞101之間、電池模塊102之間、電池組103之間、電池系統(tǒng)104之間和電池設(shè)施105之間。在此所使用的術(shù)語(yǔ)“周期”是指所設(shè)置的開關(guān)11的位置之間的間隔。例如，如果周期為3，可以每三個(gè)電池組件單元100布置開關(guān)11。依賴于作為穩(wěn)定性和充電容量的因素，可以按需要可變地控制該周期。
開關(guān)控制模塊12從斷開控制模塊14接收開關(guān)11的開/關(guān)操作控制信號(hào)，以及將開/關(guān)信號(hào)施加到開關(guān)11來電斷開或連接設(shè)置開關(guān)11的互連線路?？梢允褂玫湫偷哪M電路，諸如模擬前端電路實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制模塊12，但不限于此。
斷開控制模塊14確定斷開等級(jí)，基于所確定的斷開等級(jí)將斷開命令傳送到開關(guān)控制模塊12，以及根據(jù)情況等級(jí)可變地控制斷開。斷開命令包括識(shí)別關(guān)于待開或合的目標(biāo)開關(guān)11的標(biāo)識(shí)信息，以及與將目標(biāo)開關(guān)11的連接或斷開信號(hào)施加到開關(guān)控制電路12有關(guān)的信息。
優(yōu)選地，可變斷開控制設(shè)備I進(jìn)一步包括由多個(gè)傳感器組成的傳感器模塊13。傳感器模塊13檢測(cè)危險(xiǎn)情況，包括溫度、濕度、電短路、水淹等等，以及將檢測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳送到斷開控制模塊14。另外，可以在電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的門上提供傳感器模塊13以使得將與該門的打開或關(guān)閉狀態(tài)有關(guān)的信息傳送到斷開控制模塊14?？梢蕴峁┒鄠€(gè)傳感器模塊13。在這種情況下，對(duì)傳感器模塊13的數(shù)量和位置無限制。當(dāng)然，可以在電池系統(tǒng)內(nèi)部或在遠(yuǎn)離電池系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)位置提供傳感器模塊13。傳感器模塊13和斷開控制模塊14間的數(shù)據(jù)傳輸可以是通過有線或無線通信。
斷開控制模塊14也可以從管理員接收手動(dòng)輸入來控制開關(guān)11的開或合操作。對(duì)于管理員的手動(dòng)控制，使斷開控制模塊14連接到輸入/輸出I/F 15，該I/F 15連接到屏幕輸出裝置16和數(shù)據(jù)輸入裝置17。管理員可以根據(jù)需要，通過數(shù)據(jù)輸入裝置17 (例如鍵盤)輸入斷開命令，同時(shí)通過屏幕輸出裝置16 (例如監(jiān)視器)，監(jiān)視電池操作信息，諸如傳感器模塊13的傳感器值以及電池操作狀態(tài)。
更優(yōu)選地，斷開控制設(shè)備14通過網(wǎng)絡(luò)從外部終端接收斷開命令，以控制開關(guān)11的開或合操作。對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)控制，斷開控制模塊14連接到有線或無線通信模塊18并且從有線或無線通信模塊18接收斷開命令。
圖6說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的斷開控制模塊14的操作。
依賴于諸如設(shè)備I的操作策略、內(nèi)部/外部危險(xiǎn)度和系統(tǒng)維護(hù)和維修的事件的出現(xiàn)，斷開控制模塊14控制互連線路的斷開和連接。
優(yōu)選地，斷開控制模塊14基于由傳感器模塊13檢測(cè)的事件的出現(xiàn)，確定斷開等級(jí)，以及將斷開或連接命令發(fā)送到開關(guān)控制模塊12。
此外，斷開控制模塊14可以從管理員接收手動(dòng)輸入，以及將對(duì)應(yīng)于手動(dòng)輸入的連接或斷開命令發(fā)送到開關(guān)控制模塊12 (本地命令)?；蛘撸瑪嚅_控制模塊14可以通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)，從遠(yuǎn)程中央控制站接收連接和斷開命令，以及將該命令傳送到開關(guān)控制模塊12 (遠(yuǎn)程命令)。作為參考，有線或無線網(wǎng)絡(luò)包括能使用各種協(xié)議的數(shù)據(jù)通信的所有類型的通信網(wǎng)絡(luò)，例如移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、諸如互聯(lián)網(wǎng)的有線/無線公共網(wǎng)絡(luò)，以及專用網(wǎng)絡(luò)。
斷開命令包括關(guān)于待基于斷開等級(jí)閉合的目標(biāo)開關(guān)11的標(biāo)識(shí)信息。當(dāng)確定該情況更危險(xiǎn)時(shí)，電池組件單元100的斷開間隔更加被縮短。如圖1所述，在“情況A”中，電池系統(tǒng)處于較小容量和較低電壓的更穩(wěn)定狀態(tài)中，因?yàn)椤扒闆rA”中的斷開間隔比“情況B”中的斷開間隔較短。
除此之外，根據(jù)下述各種情況，斷開控制模塊14可以發(fā)送不同的斷開命令。在檢 測(cè)到水淹的情況下，為防止電擊，將斷開命令發(fā)送到作為最小單元的電池胞101。在檢測(cè) 到危險(xiǎn)情況但持續(xù)使用電池沒有問題的情況下，發(fā)送斷開命令以斷開一些并聯(lián)連接，以使 得僅使用其他連接的電池單元，以及順序地用斷開的電池替代以連接和恢復(fù)這些斷開。也 可以發(fā)送斷開一些并聯(lián)連接的斷開命令來將斷開的電池用作電池系統(tǒng)中的備用電池(見圖2)。此外，在工人進(jìn)入電池系統(tǒng)來維護(hù)或維修電池組件單元100的情況下，可以發(fā)送斷開命 令來將電池系統(tǒng)的電壓降低到保證工人的安全所需的電平(例如30伏或更小)，或當(dāng)從與電 池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的門相關(guān)聯(lián)的傳感器模塊接收到門打開的檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，可以發(fā)送斷開命令來將 電池系統(tǒng)的電壓自動(dòng)地轉(zhuǎn)換成等于或小于容許安全電平的電平。
圖7是說明根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的傳感器模塊13的實(shí)現(xiàn)的原理圖。
參考該圖，可以在電池組件110中直接提供傳感器模塊13。電池組件110是包括 受本發(fā)明的設(shè)備控制的電池系統(tǒng)的概念。電池組件110可以進(jìn)一步延伸到包括放置多個(gè)電 池組件單元100的結(jié)構(gòu)的概念。
可以提供多個(gè)傳感器模塊13。在這種情況下，傳感器模塊13可以放置在適用于檢 測(cè)危險(xiǎn)情況的任何位置中。例如，傳感器模塊13可以位于該結(jié)構(gòu)的內(nèi)或外表面上和該結(jié)構(gòu) 的門處以及電池中。傳感器模塊13檢測(cè)危險(xiǎn)情況，諸如溫度、濕度、電短路、水淹和地震并 將所檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳送到斷開控制模塊14。此外，可以將用于打開/關(guān)閉檢測(cè)的門傳感器設(shè) 置到工人進(jìn)出的門。如果門打開，在從門傳感器接收告知打開狀態(tài)的數(shù)據(jù)后，斷開控制模塊 14可以執(zhí)行斷開操作來將電池系統(tǒng)的電壓降低到穩(wěn)定電平(例如30伏或更小)。
電池組件110包括作為多個(gè)電池系統(tǒng)的組件的電池設(shè)施。在使電池系統(tǒng)免受外部 環(huán)境影響的空間中構(gòu)建電池設(shè)施。優(yōu)選地，電池組件110進(jìn)一步裝備有用于將電池設(shè)施的 溫度和濕度維持在適當(dāng)水平的空調(diào)、滅火器等等。此外，優(yōu)選地為電池設(shè)施配備用于執(zhí)行構(gòu) 成電池設(shè)施的各個(gè)電池系統(tǒng)的充/放電控制操作、屏幕監(jiān)視、各種保護(hù)操作、與外部進(jìn)行通 信和各種斷開操作的斷開控制模塊14。
在下述方法部分，將詳細(xì)地描述構(gòu)成大電池系統(tǒng)中的用于可變斷開控制的設(shè)備的 各個(gè)元件的功能和操作。
<2.方法〉
優(yōu)選地使用上述可變斷開控制設(shè)備來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)中的用 于可變斷開控制的方法。
圖8是說明可變斷開控制方法的流程圖。
在電池系統(tǒng)中，控制和監(jiān)視各個(gè)電池組件單元100的電力儲(chǔ)存和供應(yīng)?？梢杂晒?理員的手動(dòng)輸入和通過有線/無線網(wǎng)絡(luò)從中央控制站傳送的命令以及通過自動(dòng)操作策略， 執(zhí)行控制和監(jiān)視操作。已經(jīng)參考圖3和4給出了電池組件單元100的說明。
在電池系統(tǒng)的電力供應(yīng)和需求操作的過程中，根據(jù)本發(fā)明的可變斷開控制設(shè)備的 傳感器模塊13將包括溫度、濕度、電短路、水淹和地震、門的開/關(guān)狀態(tài)的一個(gè)的有關(guān)危險(xiǎn) 情況的檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到斷開控制模塊14 (Sll)0傳感器模塊13由位于不同位置的多個(gè)傳 感器組成，以及通過有線/無線通信，將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到斷開控制模塊14。
斷開控制模塊14實(shí)時(shí)地或每隔預(yù)定時(shí)段，從傳感器模塊13接收檢測(cè)數(shù)據(jù)，基于所接收的數(shù)據(jù)，判斷危險(xiǎn)情況，以及基于判斷情況，確定斷開等級(jí)(S12)。斷開等級(jí)是確定斷開和連接命令的信息，包括有關(guān)將哪些開關(guān)11控制為目標(biāo)、是否斷開或連接、斷開間隔等等的信息。當(dāng)情況確定為危險(xiǎn)時(shí)，通過開關(guān)11，作為最小單位的電池胞單元101的斷開控制發(fā)生，以及縮短電池胞單元101的斷開間隔。
如果斷開等級(jí)對(duì)應(yīng)于斷開命令，則斷開控制模塊14將斷開命令傳送到開關(guān)控制模塊12并且開關(guān)控制模塊12從斷開控制模塊14接收斷開命令(S13)。然后，開關(guān)控制模塊12將斷開信號(hào)(開關(guān)斷開)施加到目標(biāo)開關(guān)11，并且目標(biāo)開關(guān)11斷開相應(yīng)的互連線路(S14)。
如果斷開等級(jí)對(duì)應(yīng)于連接命令，則斷開控制模塊14將連接命令傳送到開關(guān)控制模塊12，并且開關(guān)控制模塊12從斷開控制模塊14接收連接命令(S15)。然后，開關(guān)控制模塊12將連接信號(hào)(開關(guān)接通)施加到目標(biāo)開關(guān)11，并且開關(guān)11使相應(yīng)的互連線路彼此連接(Sie)0連接后，電池系統(tǒng)返回到斷開前的原來狀態(tài)。
斷開命令和連接命令能被傳送到圖3中所示的電池組件單元100的每一電池單元。例如，當(dāng)將命令發(fā)送到電池胞單元101而不是發(fā)送到電池系統(tǒng)單元104時(shí),能更精確地控制電力的容量和電壓。此外，當(dāng)斷開間隔變得更短時(shí)，能獲得小容量和低電壓?jiǎn)卧母€(wěn)定狀態(tài)。
同時(shí)，根據(jù)與傳感器模塊13檢測(cè)的關(guān)于外部情況的數(shù)據(jù)的斷開等級(jí)，能自動(dòng)地控制斷開控制模塊14，以及在從管理員接收手動(dòng)輸入后，斷開控制模塊14能控制開關(guān)控制模塊12的斷開和連接。此外，開關(guān)控制模塊14在通過網(wǎng)絡(luò)從中央控制站接收命令后，能控制斷開或連接。
盡管在此參考上述實(shí)施例和附圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的大電池系統(tǒng)中的用于可變斷開控制的設(shè)備和方法，但不限于這些實(shí)施例和附圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到在本發(fā)明的技術(shù)精神和權(quán)利要求及其等價(jià)的范圍內(nèi)，能做出各種改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于可變控制電池組件單元之間物理連接的斷開的設(shè)備，所述設(shè)備包括:設(shè)置到電池組件單元之間的互連線路的開關(guān)，用于電連接或斷開所述互連線路；開關(guān)控制模塊，適于把開/關(guān)信號(hào)施加到所述開關(guān)；以及斷開控制模塊，適于基于所檢測(cè)的危險(xiǎn)等級(jí)來控制所述開關(guān)控制模塊，以改變待開或合的目標(biāo)開關(guān)的位置和數(shù)目以及斷開間隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述電池組件單元選自下述:適于接收和儲(chǔ)存外部電力以及把所儲(chǔ)存的電力供給到外部的電池胞、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池胞的組件的電池模塊、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池模塊的組件的電池組、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池組的組件的電池系統(tǒng)、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池系統(tǒng)的組件的電池設(shè)施以及它們的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的設(shè)備，進(jìn)一步包括傳感器模塊，適于實(shí)時(shí)地檢測(cè)當(dāng)前情況，以及把所檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳送到所述斷開控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其中，所述傳感器模塊放置在所述電池組件單元的結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或外部或放置在遠(yuǎn)離所述結(jié)構(gòu)的位置，以檢測(cè)包括溫度、濕度、電短路、水淹和地震之一的危險(xiǎn)情況，以及把關(guān)于所檢測(cè)的危險(xiǎn)情況的信息有線或無線地傳送到所述斷開控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求 4的設(shè)備，其中，所述斷開控制模塊把可變斷開或連接控制信號(hào)輸出到所述開關(guān)控制模塊，并且所述控制信號(hào)包括關(guān)于待開或合的至少一個(gè)目標(biāo)開關(guān)的標(biāo)識(shí)信
6.根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中，斷開等級(jí)被確定為更加危險(xiǎn)情況，則所述斷開控制模塊縮短所述電池組件單元的斷開間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其中，斷開控制模塊接收來自管理員的手動(dòng)命令或來自外部網(wǎng)絡(luò)的命令，以及把對(duì)應(yīng)于所接收的命令的連接或斷開命令傳送到所述開關(guān)控制模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其中，所述斷開控制模塊包括從下述選擇的至少一個(gè)功能: 如果所述斷開控制模塊連接到與屏幕輸出裝置和數(shù)據(jù)輸入裝置相連的輸入/輸出接口，則通過所述輸入/輸出接口從所述數(shù)據(jù)輸入裝置接收管理員的手動(dòng)輸入并把對(duì)應(yīng)于管理員的手動(dòng)輸入的連接和斷開命令傳送到所述開關(guān)控制模塊的功能；以及以有線或無線方式通過與所述斷開控制模塊相連的通信裝置從中央控制站接收連接或斷開命令并把所接收的命令傳送到所述開關(guān)控制模塊的功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中，所述斷開控制模塊:如果檢測(cè)到水淹，則發(fā)送斷開電池胞的命令以防止電擊；如果檢測(cè)到危險(xiǎn)情況但供電沒有問題，則發(fā)送斷開一些并聯(lián)連接的命令以順序地替換和連接到被斷開的電池組成模塊；如果工人進(jìn)入電池系統(tǒng)去維護(hù)或維修所述電池組成模塊，則通過管理員的手動(dòng)輸入發(fā)送斷開互連線路的命令來把電池系統(tǒng)的電壓降低到等于或小于為了工人的安全的容許電壓等級(jí)；如果從與電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的門相關(guān)聯(lián)的傳感器模塊接收到門打開的檢測(cè)數(shù)據(jù)，則發(fā)送自動(dòng)地?cái)嚅_互連線路的命令以把電池系統(tǒng)的電壓降低到等于或小于為了工人的安全的容許電壓等級(jí)；或發(fā)送斷開一些并聯(lián)連接的命令以把斷開的電池單元用作電池系統(tǒng)中的備用電池。
10.一種電池組件，包括可變斷開控制設(shè)備和電池組件單元，其中，所述設(shè)備可變地控制所述電池組件單元和所述電池組件單元的任意組合的斷開。
11.一種用于通過使用可變斷開控制設(shè)備可變地控制電池組件單元之間物理連接的斷開的方法，所述方法包括: (511)由所述設(shè)備的傳感器模塊檢測(cè)當(dāng)前情況，并且把關(guān)于所檢測(cè)的情況的數(shù)據(jù)傳送到斷開控制模塊； (512)由所述設(shè)備的斷開控制模塊，從所述傳感器模塊接收關(guān)于當(dāng)前情況的檢測(cè)數(shù)據(jù)，基于所接收的數(shù)據(jù)判斷危險(xiǎn)情況，并且基于所判斷的情況確定斷開等級(jí)； (513)如果所確定的斷開等級(jí)指示先前連接的開關(guān)控制模塊的斷開，則由所述斷開控制模塊把斷開命令發(fā)送到開關(guān)控制模塊； (514)由所述開關(guān)控制模塊接收所述斷開命令并且斷開目標(biāo)開關(guān)的物理連接； (515)在操作(S12)后，如果所確定的斷開等級(jí)指示先前斷開的開關(guān)控制模塊的連接，則由所述斷開控制模塊把連接命令傳送到所述開關(guān)控制模塊； (516)由所述開關(guān)控制模塊接收所述連接命令并且連接所述目標(biāo)開關(guān)的物理連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述電池組件單元選自下述:適于接收和儲(chǔ)存外部電力以及把所儲(chǔ)存的電力供給到外部的電池胞、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池胞的組件的電池模塊、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池模塊的組件的電池組、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池組的組件的電池系統(tǒng)、對(duì)應(yīng)于多個(gè)電池系統(tǒng)的組件的電池設(shè)施以及它們的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述傳感器模塊放置在所述電池組件單元的結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或外部或放置在遠(yuǎn)離所述結(jié)構(gòu)的位置，以檢測(cè)包括溫度、濕度、電短路、水淹和地震之一的危險(xiǎn)情況，并且把關(guān)于所檢測(cè)的危險(xiǎn)情況的信息有線或無線地傳送到所述斷開控制模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述斷開控制模塊把可變斷開或連接控制信號(hào)輸出到所述開關(guān)控制模塊，所述控制信號(hào)包括關(guān)于待開或合的至少一個(gè)目標(biāo)開關(guān)的標(biāo)識(shí)信肩、O
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，當(dāng)斷開等級(jí)被確定為危險(xiǎn)情況時(shí)，所述斷開控制模塊縮短所述電池組件單元的斷開間隔。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，所述斷開控制模塊接收來自管理員的手動(dòng)命令或來自外部網(wǎng)絡(luò)的命令，并且把對(duì)應(yīng)于所接收命令的連接或斷開命令傳送到所述開關(guān)控制模塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，所述斷開控制模塊包括從下述選擇的至少一個(gè)功能:如果斷開控制模塊 被連接到與屏幕輸出裝置和數(shù)據(jù)輸入裝置相連的輸入/輸出接口，則通過所述輸入/輸出接口從所述數(shù)據(jù)輸入裝置接收管理員的手動(dòng)輸入并把對(duì)應(yīng)于管理員的手動(dòng)輸入的連接和斷開命令傳送到所述開關(guān)控制模塊的功能；以及以有線或無線方式通過與所述斷開控制模塊相連的通信裝置從中央控制站接收連接或斷開命令并把所接收的命令傳送到所述開關(guān)控制模塊的功能。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，所述斷開控制模塊:如果檢測(cè)到水淹，則發(fā)送斷開電池胞的命令以防止電擊；如果檢測(cè)到危險(xiǎn)情況但供電沒有問題，則發(fā)送斷開一些并聯(lián)連接的命令以順序地替換和連接到被斷開的電池組成模塊；如果工人進(jìn)入電池系統(tǒng)去維護(hù)或維修所述電池組成模塊，則通過管理員的手動(dòng)輸入發(fā)送斷開互連線路的命令來將電池系統(tǒng)的電壓降低到等于或小于為了工人的安全的容許電壓等級(jí)；如果從與電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的門相關(guān)聯(lián)的傳感器模塊接收到門打開的檢測(cè)數(shù)據(jù)，則發(fā)送自動(dòng)地?cái)嚅_互連線路的命令以把電池系統(tǒng)的電壓降低到等于或小于為了工人的安全的容許電壓等級(jí)；或發(fā)送斷開一些并聯(lián)連接的命令以把斷開的電池單元用作電池系統(tǒng)中的備用電池。
19.根據(jù)權(quán) 利要求11或12所述的方法，其中，所述設(shè)備可變地控制所述電池組件單元及所述電池組件單元的任意組合的斷開。
全文摘要
公開了一種設(shè)備和方法，用于基于所檢測(cè)的危險(xiǎn)外部情況的等級(jí)可變地控制大電池系統(tǒng)中的電池單元間的開關(guān)連接的斷開或連接，以使電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成小容量和低電壓狀態(tài)。該設(shè)備包括設(shè)置到電池組件單元之間的互連線路的開關(guān)，以電連接或斷開互連線路；開關(guān)控制模塊，適用于把開/關(guān)信號(hào)施加到開關(guān)；以及斷開控制模塊，適用于基于所檢測(cè)的危險(xiǎn)等級(jí)來控制開關(guān)控制模塊，以改變待開或合的目標(biāo)開關(guān)的位置和數(shù)目以及斷開間隔。根據(jù)該設(shè)備和方法，能檢測(cè)大電池系統(tǒng)的危險(xiǎn)外部情況以及能可變地控制電池單元之間的物理連接的斷開。因此，能使電池系統(tǒng)穩(wěn)定到小容量和低電壓狀態(tài)中。
文檔編號(hào)H01M10/42GK103140981SQ201180047802
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者康楨洙, 曹永寶 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg 化學(xué)