用于对蓄电池进行深度放电的蓄电池深度放电设备的制作方法

摘要: 本发明涉及一种用于对蓄电池进行放电、特别是深度放电的蓄电池深度放电设备,其包括:(a)至少一个蓄电池接口,该蓄电池接口具有用于连接蓄电池的第一第一蓄电池接口极和...
用于对蓄电池进行深度放电的蓄电池深度放电设备的制作方法

本发明涉及一种用于对蓄电池进行放电、特别是深度放电的蓄电池深度放电设备,其包括:(a)至少一个蓄电池接口,该蓄电池接口具有用于连接蓄电池的第一第一蓄电池接口极和第二第一蓄电池接口极,(b)用于负载的负载接口,用于在对蓄电池放电时将电能导出,(c)放电电路,借助该放电电路,蓄电池接口可切换到(i)放电状态,在该放电状态中,连接到蓄电池接口的蓄电池与负载接口连接,以及(ii)等待切换状态,在该等待切换状态中,连接到蓄电池接口的蓄电池不与负载接口连接并且极未被短接。

背景技术:

1、由de102020118418或us2023/0268758a1知道这样一种设备,其被用于在回收前对蓄电池进行放电。

2、ep4333158a1描述了一种用于对各个蓄电池进行放电的方法和设备,其中放电电流例如可以用可调节的电子负载来限制。

3、期望的是这样一种蓄电池深度放电设备,其具有尽可能高的生产率,即每单位时间能够对尽可能多的蓄电池进行放电。然而已经发现,过快地对蓄电池进行放电可能导致蓄电池热失控。在热失控时,蓄电池的一部分被加热得如此强烈,以至于蓄电池的伽伐尼电池单体的隔膜失去其功能,从而相应伽伐尼电池元件的组成部分发生快速反应。由此引起的温度升高导致其他的伽伐尼电池单体被破坏,并伴随进一步的温度升高。因此,热失控是一种不可控的链式反应,其通常导致蓄电池起火。

技术实现思路

1、本发明所基于的任务是减少现有技术中的缺陷,特别是使蓄电池深度放电设备的生产率能够在安全性不受损失的情况下得到改进。

2、本发明通过这种类型的蓄电池深度放电设备来解决该问题,在其中,放电电路被构造成用于在放电切换状态和等待切换状态之间重复地自动切换,使得蓄电池的放电电流可被减小,特别是使得蓄电池的放电电流被持续地减小。

3、本发明有利的是,对连接到负载接口的蓄电池进行放电所用的放电电流可以被受控地减小。当可能担心蓄电池过热时,或者当在对所述至少一个蓄电池放电时释放的电能不能被合理地导出时,这是特别有利的。

4、有利的是,以这种方式,蓄电池通常可以被温和地放电,从而优选地紧接着进行的进一步回收可以更容易和/或更高效和/或更安全地进行。

5、特别有利的是,例如,对第一蓄电池的第一放电电流的减小可以如此进行,使得连接到另一蓄电池接口的另一蓄电池的放电电流独立于于第一放电电流。特别是,蓄电池接口的放电电流仅取决于连接到该蓄电池接口的蓄电池的特性。当——根据一种优选的实施方式——对具有不同荷电状态和/或不同蓄电池电压和/或不同老化状态的多个蓄电池同时进行放电时,该优点特别显著。

6、此外有利的是,利用根据本发明的蓄电池深度放电设备,可以设定三种不同类型的放电,这三种类型也可被称为放电的各个相,即:(i)以在蓄电池接口处于放电切换状态时在相应蓄电池放电时产生的电流进行放电,特别是即以最大可能的电流进行放电,(ii)通过在放电切换状态和等待切换状态之间切换而以减小的电流进行放电,以及(iii)短接。

7、在本说明书的范围内,深度放电应被理解为放电到一种电池单体电压,该电池单体电压至多对应于一种结束电池单体电压,在该结束电池单体电压下,蓄电池由于放电而受到损伤,特别是受到不可逆的损伤。特别是,蓄电池深度放电设备被构造成用于将蓄电池放电到至多为额定电压五分之一、特别是至多为额定电压十分之一的电池单体电压。换句话说,结束电池单体电压优选为至多额定电压的五分之一、特别是至多额定电压的十分之一。例如,蓄电池深度放电设备被构造成用于将所述至少一个蓄电池放电到一种结束蓄电池电压,该结束蓄电池电压至多为1v,特别是至多为0.5v,例如至多为0.2v,特别是至多为0.1v,例如为0v。

8、蓄电池深度放电设备特别应被理解为一种被构造成用于对蓄电池进行深度放电的设备。换句话说,不存在用于防止蓄电池深度放电的设备。

9、在放电切换状态和等待切换状态之间的重复自动切换特别应被理解为:对于一个蓄电池,从放电切换状态切换到等待切换状态并切换返回放电切换状态至少十次,特别是至少一百次。特别是,从放电切换状态到等待切换状态并返回的切换是为了减小放电电流而进行的。

10、关于蓄电池的放电电流被持续地减小这一特征,特别应被理解为:蓄电池的放电电流通过在放电切换状态和等待切换状态之间的自动切换,在至少一秒、特别是至少一分钟上被减小,更确切地说减小至少5%、特别是至少10%、特别是至少15%。

11、关于放电电路被构造成用于以切换频率在放电切换状态和等待切换状态之间自动切换这一特征,特别应被理解为:放电电路可被如此控制,使得能够达到该切换频率。在整个放电过程期间达到或超过该切换频率是可能的,但不是必要的。特别是,如果在根据本发明的方法的范围内,该切换频率在至少1秒、特别是至少10秒、特别是至少1分钟、特别优选至少10分钟上被达到或超过,则是足够的。

12、切换频率应被理解为:由从放电切换状态到等待切换状态或返回的交替次数作为分子、以及发生这些交替所在的时间单位作为分母所得的商。时间单位例如为1秒。这样,每秒从充电状态到等待切换状态的500次交替以及从等待切换状态到放电切换状态的500次交替得出约1khz的切换频率。在此,从放电切换状态到等待切换状态的交替或反过来从等待切换状态到放电切换状态的交替之间的时间相同是可能的,但不是必要的。优选地,切换频率为至少1hz和/或至多1000hz,特别是至多100hz。

13、即使没有蓄电池连接到蓄电池接口上,等待切换状态和短接切换状态也可以被实现。蓄电池接口的切换状态涉及蓄电池接口的状态,而与是否有蓄电池连接到相应的蓄电池接口上无关。在放电切换状态中,所连接的蓄电池输出电能,所述电能通过负载接口被导出。

14、等待切换状态是蓄电池接口的这样一种状态,在该状态中,连接到蓄电池接口的蓄电池既不与负载接口连接,也不具有被短接的极。即使没有蓄电池连接到蓄电池接口上,也可以占据等待切换状态。在等待切换状态中,蓄电池不输出电能。

15、优选地,放电电路针对每个蓄电池接口具有第一切换元件和第二切换元件。第一切换元件优选为第一半导体开关,但这并不是必要的。在下文中谈到第一半导体开关时,始终一并意指一般意义上的切换元件。第二切换元件优选为第二半导体开关,但这并不是必要的。在下文中谈到第二半导体开关时,始终一并意指一般意义上的切换元件。

16、优选地,切换元件被接线成使得:当第二切换元件断开时,相应的蓄电池接口处于等待切换状态。

17、优选地,切换元件被接线成使得:当两个切换元件都闭合时,相应的蓄电池接口处于短接切换状态。

18、优选地,切换元件被接线成使得:当第二切换元件闭合并且第一切换元件断开时,相应的蓄电池接口处于能量取出状态。

19、优选地,对于每个第二切换元件适用:独立于第一切换元件的切换状态,连接到相应蓄电池接口的蓄电池仅当第二切换元件闭合时才可被放电。

20、蓄电池特别应被理解为伽伐尼电池单体或由多个伽伐尼电池单体组成的电池。可能的是,各个伽伐尼电池单体彼此连接成串联电路。替代地或附加地,至少一些伽伐尼电池元件被并联连接。特别是,蓄电池深度放电设备适用于如下蓄电池,在所述蓄电池中串联连接的伽伐尼电池元件的组被并联连接。换句话说,蓄电池可以是(电池)模块或(电池)系统。

21、如果蓄电池深度放电设备具有至少2个、特别是至少3个蓄电池接口,则是有利的。在这种情况下,放电电路被构造成用于将蓄电池接口切换到放电切换状态和等待切换状态。可能的是,蓄电池深度放电设备具有多于两个接口,其中一个或多个蓄电池接口不可切换到放电切换状态和/或等待切换状态。关键的仅仅是:至少一个、特别是至少两个、优选至少三个蓄电池接口如所述那样可切换到放电切换状态和等待切换状态。

22、如果切换频率是50hz或60hz的倍数,则是有利的,但这并不是必要的。

23、优选地,以给定的切换频率进行切换。例如,切换频率为至少1赫兹,特别是至少10赫兹,特别是至少100赫兹,特别是至少1khz,特别是至少10khz,特别优选至少100khz。替代地或附加地,放电电路被构造成用于在放电切换状态和等待切换状态之间自动地连续切换。

24、根据一种优选的实施方式,蓄电池深度放电设备具有用于连接第二蓄电池的第二蓄电池接口和用于连接第三蓄电池的至少一个第三蓄电池接口。优选地,放电电路被构造成使得:对于第二和第三蓄电池接口,特别是对于处于放电切换状态中的每个蓄电池接口,连接到该蓄电池接口的蓄电池与连接到处于放电切换状态中的其他蓄电池接口的蓄电池串联连接。

25、然而应当指出,蓄电池不必须是蓄电池放电设备的组成部分。换句话说,借助蓄电池深度放电设备,优选地可以同时放电至少3个蓄电池。这些蓄电池的电压相加,因为它们被接入串联电路中。如果第二蓄电池接口的放电电流可独立于第一蓄电池接口地被减小,则是有利的。以这种方式,可以针对所连接的蓄电池单独地减小并且因此特别是优化放电电流。如果第三蓄电池接口的放电电流可独立于第一蓄电池接口和第二蓄电池接口地被减小,则是有利的。

26、此外可能的是,放电电路被构造成用于使第二或第三蓄电池接口或——如果存在的话——另外的蓄电池接口在放电切换状态和等待切换状态之间自动地重复切换,使得连接在相应蓄电池接口上的蓄电池的放电电流可被减小。其余处于放电状态的蓄电池接口被自动接入串联电路中。

27、优选地,蓄电池接口的数量为至少10个,特别是至少20个。

28、根据一种实施方式,放电电路被构造成用于使第二蓄电池接口和/或第三蓄电池接口在放电切换状态和等待切换状态之间自动地重复切换,使得第二蓄电池的放电电流可独立于第一蓄电池的放电电流地被减小。特别是,放电电路被构造成用于独立于多个其他、特别是所有其他蓄电池接口的放电电流,减小多个蓄电池接口、特别是所有蓄电池接口的放电电流。这具有如下优点:可以用分别最适合于多个蓄电池的放电电流对它们进行放电。这又使蓄电池深度放电设备的生产率最大化,并使放电时蓄电池发生事故的风险最小化。

29、特别是可能的是,使第二蓄电池接口从放电切换状态切换到等待切换状态并切换返回所用的第二切换频率不同于使第一蓄电池接口从放电切换状态切换到等待切换状态并切换返回所用的第一切换频率。

30、根据一种实施方式,在两个蓄电池接口于放电切换状态和等待切换状态之间自动重复切换时的切换过程彼此独立。换句话说,一个蓄电池接口从放电切换状态到等待切换状态的切换或相反的切换不取决于另一蓄电池接口是否被切换。

31、特别是,蓄电池深度放电设备被构造成使得:当蓄电池的电能通过逆变器或直流-直流电压变换器被导出时,连接在不同蓄电池接口上的蓄电池可用不同的、特别是可设定的和/或被限制到目标放电电流的放电电流被放电。这在低于放电结束电压时也特别适用。

32、优选地,放电电路被构造成用于自动地连续获取至少一个蓄电池接口的蓄电池接口电压。优选地,放电电路被构造成用于:当蓄电池接口电压低于第一给定电压、特别是连接到蓄电池接口的蓄电池的放电结束电压时,通过在放电切换状态和等待切换状态之间的重复切换,自动地将放电电流减小到目标放电电流。

33、蓄电池热失控、即其中存储的电能不可控地释放的可能性在低于放电结束电压时显著升高。因此,有利的是减小放电电流以降低该风险。

34、在高于放电结束电压时,热失控的可能性几乎不取决于蓄电池电压。因此这一点并非必要并且根据一种优选的实施方式规定:在高于放电结束电压时,放电电流不通过在放电切换状态和等待切换状态之间的重复切换被限制到目标放电电流——特别是不被限制到小于在没有限制时会流过的放电电流的0.7倍的目标放电电流。

35、可以在低于第一给定电压、特别是放电结束电压时借助欧姆电阻进行放电。然而已经发现,有利的是:在低于给定电压且高于最小电压时,使用连接到负载接口的逆变器或直流-直流电压变换器进行放电。这使得蓄电池中存储的更多电能可利用,并且还降低了设备开销,因为欧姆电阻以及必要时用于导出所产生的热量的装置是非必要的。目标放电电流应被理解为一种在放电时通过足够频繁且足够长时间地切换到等待切换状态而不会被超过的电流。但是,实际放电电流可能小于目标放电电流。

36、根据一种实施方式,在蓄电池放电设备中、例如在处理器中存储有目标放电电流函数,该目标放电电流函数将两个或更多个蓄电池电压u12.i或电池单体电压分别分配一个目标放电电流。由此实现:放电电流始终如此之小,使得蓄电池热失控的风险足够小,并且仍然能够以最大放电速度进行放电。相应的目标放电电流是在放电电路通过在放电切换状态和等待切换状态之间的切换来限制放电电流之前蓄电池所能输出的放电电流的上限。更小的放电电流始终是可能的。

37、优选地,该目标放电电流函数包含用于高于放电结束电压的蓄电池电压的至少一个目标放电电流。目标放电电流函数优选地是用于至多为放电结束电压的蓄电池电压的至少一个(优选2个、3个或更多个)目标放电电流。目标放电电流函数例如可以通过数学公式给出。替代地,目标放电电流函数可以通过将蓄电池电压与相应的目标放电电流关联来存储。

38、放电电路被构造成用于自动执行具有以下步骤的方法:(a)获取等待切换状态时间份额,(b)切换到等待切换状态,(c)在等待切换状态间隔时间上保持在等待切换状态中,(d)从等待切换状态切换出来,以及(e)在放电切换状态间隔时间上保持在等待切换状态之外,其中(f)等待切换状态间隔时间和放电切换状态间隔时间被选择为使得:在给定平均时间上取平均地,由各等待切换状态间隔时间作为分子并且平均时间作为分母所得的商对应于等待切换状态时间份额。等待切换状态时间份额也可以被称为目标等待切换状态时间份额。

39、获取等待切换状态时间份额也可以是对(目标)放电电流和/或(目标)等待切换状态时间份额的获取。

40、获取等待切换状态时间份额特别应被理解为:相应的数值或该数值的编码由计算单元读出或接收,或者由输入装置读出。输入装置是一种操作员可以向其中输入数值的设备。

41、例如,当可能担心较小的等待切换状态时间份额(以及因此较大的放电电流)会导致相应蓄电池过度升温时,操作员可以借助输入装置提高等待切换状态时间份额(并且因此降低放电电流)。此外,操作员可以根据蓄电池的接触情况改变等待切换状态时间份额。如果例如蓄电池的接口仅能借助接线夹连接,则放电电流不应变得过大。相反,如果蓄电池可以通过大面积被接触,则可以将放电电流选得较大,并且因此将等待切换状态时间份额选得较小。

42、优选地,针对每个蓄电池接口单独获取等待切换状态时间份额。由此可以为每个单独的蓄电池单独规定以何种速度对其放电。等待切换状态时间份额介于0(以最大放电速度放电)和1(完全不放电)之间。

43、优选地,放电电路被构造成用于自动执行具有以下步骤的方法:(a)获取连接到蓄电池接口的蓄电池的电池状态参数,以及(b)用与电池状态参数有关的等待切换状态份额进行放电。

44、电池状态参数是描述电池老化到什么程度或电池处于何种状态的参数。可能的是,电池状态参数通过输入装置被获取。替代地或附加地,可能的是,电池状态参数由放电电路测量。

45、电池状态参数例如是蓄电池的内阻、阻抗或电导、蓄电池相对于其额定容量的容量、充放电循环的次数、蓄电池的使用年限和/或在蓄电池寿命期间充入和放出的总电能。

46、根据一种优选的实施方式,放电电路被构造成用于测量电池状态参数,特别是内阻、阻抗或电导。特别是,放电电路被构造成用于以至少两个、特别是多个测试频率施加电压,并根据测试频率获取蓄电池的阻抗。优选地,放电电路被构造成用于由如此测得的阻抗计算电池状态参数。为此,放电电路优选地具有数字存储器,其中存储有电池状态参数对不同测试频率下的阻抗的依赖关系。

47、根据一种实施方式,蓄电池深度放电设备具有用于测量连接到蓄电池接口的蓄电池的蓄电池温度的至少一个温度测量器。可能的是,温度测量器同时测量一个、两个、三个或更多个蓄电池的温度。

48、优选地,放电电路被构造成用于自动执行具有以下步骤的方法:(a)获取连接到蓄电池接口的至少一个蓄电池的蓄电池温度,以及(b)用与蓄电池温度有关的等待切换状态时间份额进行放电。例如,当蓄电池温度超过给定温度阈值时,提高等待切换状态时间份额。如上所述,蓄电池的热失控是放电时的一种风险。蓄电池的温度越高,热失控的风险就越高。通过监控所述至少一个蓄电池的温度并根据其温度调整等待切换状态时间份额,热失控的风险被最小化和/或放电速度被优化。

49、例如,温度测量器是热电元件。可能的是,温度测量器固定在用于将蓄电池相对于蓄电池深度放电设备固定的夹紧装置上。

50、根据一种实施方式,温度测量器是热像仪,该热像仪也可被称为ir相机,并且被定位为使得连接到相应蓄电池接口的至少一个、特别是至少两个、特别优选至少三个蓄电池位于热像仪的视场中。热像仪具有能够空间分辨地测量的优点。因此,当空间上较大的蓄电池的伽伐尼电池元件变得过热时,可以借助热像仪获取该情况,而间隔布置的温度传感器则不会或直到很晚才会获取该升温。

51、替代地或附加地,温度测量器具有至少一个接触式温度测量器,用于与连接到蓄电池接口的至少一个蓄电池热接触。这种接触式温度测量器例如可以是热电元件。

52、优选地,放电电路被构造成用于自动减小蓄电池的放电电流,该蓄电池连接到蓄电池接口,并且温度测量器针对该蓄电池获取到高于报警温度和/或高于报警温度变化速度的蓄电池温度。特别是,放电电流被减小到零。

53、换句话说,放电电路针对每个蓄电池接口从温度测量器获取连接到相应蓄电池接口的蓄电池的蓄电池温度,并将其与给定的报警温度进行比较。替代地或附加地,由两个或更多个温度测量值计算温度变化速度。

54、如果超过报警温度和/或报警温度变化速度,则热失控的危险如此之大,以至于通过以下方式减小蓄电池的放电:通过在放电切换状态和等待切换状态之间的重复切换来减小放电电流,特别是通过将蓄电池接口切换到等待切换状态来中断放电。然后,连接到蓄电池接口的蓄电池不再输出电能。

55、优选地,每个蓄电池接口分配有电压测量器。以这种方式,可以随时测量所连接的蓄电池的放电状态。

56、优选地,放电电路被构造成使得每个蓄电池接口可切换到短接切换状态,在该短接切换状态中两个极被短接。当蓄电池电压足够小时,蓄电池中剩余的能量含量如此之小,以至于取走剩余电能经济上不再有意义。为了完全放电蓄电池,特别是为了保护操作人员,有利的是将蓄电池的极短接。这特别应被理解为:蓄电池的极之间的连接欧姆电阻小于5欧姆、特别是小于1欧姆。在短接状态中,虽然有电流流过,但几乎没有电功率,因为蓄电池电压小。

57、优选地,放电电路被构造成用于自动执行具有以下步骤的方法:(i)对于连接有蓄电池的每个蓄电池接口,获取蓄电池电压,以及(ii)当蓄电池电压或蓄电池的伽伐尼电池单体的电池单体电压不超过给定最小电压时,将蓄电池接口切换到短接切换状态。以这种方式,蓄电池被快速完全放电。优选地,放电电路被构造成使得:当蓄电池电压高于最小电压时,蓄电池接口不被切换到短接切换状态。

58、电池单体电压被计算为:由蓄电池电压作为分子以及蓄电池的串联连接的伽伐尼电池单体的数量作为分母所得的商。串联连接的伽伐尼电池单体的数量例如由输入装置读出。输入装置被构造成用于获取操作员的输入,该操作员可以为每个蓄电池接口输入串联连接的伽伐尼电池单体的数量。该数量是连接到蓄电池接口的蓄电池的串联连接的伽伐尼电池单体的数量。电压测量器是蓄电池深度放电设备的组成部分。

59、优选地,最小电压被选择为使得短接切换状态中的短接电流对应于紧接在切换到短接状态之前由连接到蓄电池接口的蓄电池输出的放电电流。关于短接电流对应于放电电流这一特征,特别应被理解为:两个电流可以相同,但例如倍数为2、优选倍数为1.5的偏差是可能的。

60、优选地,蓄电池深度放电设备具有被构造成用于针对每个蓄电池接口测量电流的电流测量器。可能的是,蓄电池深度放电设备针对每个蓄电池接口具有一个电流测量器。但也可能的是,至少一个电流测量器被接线成用于测量两个或更多个蓄电池接口处的电流。

61、优选地,最小电压——当其涉及电池单体电压时——小于放电结束电压,特别是如此之小,使得在达到最小电压时蓄电池受到不可逆的损伤。放电到小于放电结束电压的蓄电池电压是深度放电。

62、放电结束电压是低于该电压时额定容量为0%的电压。放电结束电压由制造商给定,并且对于每个蓄电池是已知的。优选地,最小电压——当其涉及电池单体电压时——至多为2.5v、特别是至多为1.5v、特别是至多为1v、特别是至多为0.5v、特别是至多为0.2v、例如至多为0.1v、特别是至多为-0.1v。释放短接电流优选小于120a、特别是小于70a和/或大于1a、特别是大于5a。

63、根据一种实施方式,放电电路被构造成用于:当至少一个蓄电池接口处于短接切换状态和/或短接电流至多对应于给定的释放短接电流时,自动输出释放消息,特别是借助状态显示器输出。当蓄电池已被充分程度地放电时,可以将其与蓄电池深度放电设备解除接触并移除,从而可以将新的待放电蓄电池连接到相应的蓄电池接口。为了引发这些后果,释放消息是有利的。释放消息可以是一种人可感知的、特别是听觉的、视觉的或其他方式的、例如触觉的通知,并对相应蓄电池可以从其蓄电池接口被移除这一事实进行编码。但释放消息也可以——特别是仅——是机器可读的,并且例如可以是有线的或无线的、电的或光的信号。

64、优选地,仅当相应蓄电池的温度低于给定释放温度时才发出释放消息。

65、优选地,放电电路具有处理器,该处理器优选地可以具有数字存储器。

66、根据一种实施方式,放电电路被构造成用于自动执行具有以下步骤的方法:(i)获取是否在蓄电池接口上连接有蓄电池,以及(ii)如果否,则抑制将蓄电池接口切换到放电切换状态,或者将蓄电池接口切换到等待切换状态。如果是,则不抑制对将蓄电池接口切换到放电切换状态的抑制。换句话说,放电电路、特别是处理器,例如通过获取插头是否插入蓄电池接口中,或者通过测量蓄电池接口的接口极之间的电阻,来获取是否连接有蓄电池。如果不是这种情况,则即使当连接有蓄电池时该蓄电池接口会被切换到放电切换状态,该蓄电池接口也不会被切换到放电切换状态。以这种方式,蓄电池可以无危险地被连接到蓄电池接口。

67、优选地,蓄电池深度放电设备具有至少一个、特别是针对每个蓄电池接口一个的反极性保护电路,借助该反极性保护电路,极性错误地连接到相应蓄电池接口的蓄电池的蓄电池电压被——特别是自动地——极性换向。蓄电池在其以与正确极性相反的极性连接时是极性错误地连接的。代替“极性错误”,也可以说“反极性”。

68、优选地,蓄电池深度放电设备包括至少一个标识电压源,其中标识电压源与第一蓄电池接口连接,用于在第一第一蓄电池接口极和第二第一蓄电池接口极之间施加标识电压。标识电压源优选地被构造成使得:当在第一蓄电池接口上没有连接蓄电池时,标识电压施加在第一蓄电池接口极之间。优选地,标识电压源被构造成使得:当在第一蓄电池接口上连接有蓄电池时,不同于标识电压的电压施加在第一蓄电池接口极之间。标识电压特别在以下情况下不同于蓄电池电压:没有蓄电池连接到第一蓄电池接口极。根据一种实施方式,放电电路被构造成用于自动执行具有以下步骤的方法:(i)获取第一蓄电池接口极之间的电压,以及(ii)当该电压对应于标识电压时,将第一蓄电池接口切换到等待切换状态,或者抑制将第一蓄电池接口从等待切换状态切换出来。

69、根据本发明,此外还提供一种用于对蓄电池进行深度放电的蓄电池深度放电设备,包括:(a)第一蓄电池接口,该第一蓄电池接口具有用于连接蓄电池的第一第一蓄电池接口极和第二第一蓄电池接口极,(b)用于连接第二蓄电池的第二蓄电池接口,以及(c)用于连接第三蓄电池的至少一个第三蓄电池接口,(d)用于负载的负载接口,用于在对蓄电池放电时将电能导出,以及(e)放电电路,借助该放电电路,第一蓄电池接口可切换到(i)放电切换状态,在该放电切换状态中,连接到第一蓄电池接口的蓄电池与负载接口连接,以及(ii)等待切换状态,在该等待切换状态中,连接到蓄电池接口的蓄电池不与负载接口连接并且极未被短接,以及(f)至少一个标识电压源,该标识电压源与第一蓄电池接口连接,用于在第一第一蓄电池接口极和第二第一蓄电池接口极之间施加标识电压。

70、标识电压源优选地被构造成使得:当在第一蓄电池接口上没有连接蓄电池时,标识电压施加在第一蓄电池接口极之间。标识电压源优选地被构造成使得:当在第一蓄电池接口上连接有蓄电池时,不同于标识电压的电压施加在第一蓄电池接口极之间。标识电压特别在以下情况下不同于蓄电池电压:没有蓄电池连接到第一蓄电池接口极。根据一种实施方式,放电电路被构造成用于自动执行具有以下步骤的方法:(i)获取第一蓄电池接口极之间的电压,以及(ii)当该电压对应于标识电压时,将第一蓄电池接口切换到等待切换状态,或者抑制将第一蓄电池接口从等待切换状态切换出来。

71、优选地,电压测量器被布置用于测量第一蓄电池接口极之间的电压。

72、其优点在于,可以容易地识别是否在第一蓄电池接口上连接有蓄电池。如果获取到没有连接蓄电池,则将第一蓄电池接口切换到等待切换状态或保持在等待切换状态中。在等待切换状态中,第一蓄电池接口极不与负载接口连接并且不被短接。如果现在将蓄电池连接到第一蓄电池接口,则可以不发生蓄电池的短路,而如果蓄电池接口处于短接切换状态则发生蓄电池的短路。此外,蓄电池接口上可能施加有电压,而如果蓄电池接口处于放电切换状态则会如此。

73、关于标识电压施加在第一蓄电池接口极之间这一特征,特别应被理解为:标识电压被如此施加,使得其借助优选存在的电压测量器被测量。如果蓄电池深度放电设备具有反极性保护电路,则标识电压源优选地被布置成使得:当蓄电池电压借助反极性保护电路被极性换向时,标识电压不被极性换向。

74、关于当在第一蓄电池接口上连接有蓄电池时在第一蓄电池接口极之间施加不同于标识电压的电压这一特征,特别应被理解为:标识电压和蓄电池电压具有可检测地不同的幅值和/或可检测地不同的频率和/或可检测地不同的极性。由于蓄电池电压始终是直流电压,因此为交流电压的每个标识电压不同于蓄电池电压。

75、抑制将第一蓄电池接口从等待切换状态切换出来应被理解为:即使根据另一规则要求将第一蓄电池接口从等待切换状态切换出来,也不将第一蓄电池接口从等待切换状态切换出来。当所测量的电压不再对应于标识电压时,不再抑制将第一蓄电池接口从等待状态切换出来。

76、优选地,定期地获取第一蓄电池接口极之间的电压。这特别应被理解为:电压被如此频繁地测量,使得在两次测量之间经过的时间如此之少,以至于不会发生将已放电的蓄电池从第一蓄电池接口移除并将已充电的蓄电池连接到第一蓄电池接口。优选地,电压被至少每分钟一次、至少每10秒一次、至少每3秒一次、优选至少每秒一次地获取。

77、根据一种实施方式,放电电路被构造成用于自动执行具有以下步骤的方法:当第一蓄电池接口处于短接切换状态时,定期地短暂地将蓄电池接口从短接切换状态切换出来,特别是切换到等待切换状态。

78、短暂的切换例如被理解为在至多5秒、特别是至多1秒上的切换。切换时间越短,通常越有利。例如,5毫秒的切换时间可以是有利的。优选地,短暂的切换。

79、定期切换特别应被理解为:至少每分钟一次、至少每10秒一次、特别是至少每3秒一次地进行切换。优选地,以与获取第一蓄电池接口极之间的电压时的频率相对应的频率进行定期切换,因为当蓄电池接口不处于短接状态时可以获取/检查标识电压。

80、如果蓄电池接口处于短接切换状态,则适用以下情况:如果没有连接蓄电池,则在短暂切换到等待切换状态时测量标识电压,并抑制将蓄电池接口从等待状态切换出来,即蓄电池接口被保持在等待切换状态。如果连接有蓄电池,则——例如由于标识电压源的高内阻——测量到不同于标识电压的电压,并切换回短接切换状态。由此可以识别已放电且因此被短接的蓄电池是否已从蓄电池接口被移除。

81、如果蓄电池接口处于能量取出切换状态,则始终有蓄电池连接到蓄电池接口。测量到不等于标识电压的蓄电池电压。

82、如果蓄电池接口处于等待切换状态,则适用以下情况:如果没有连接蓄电池,则测量标识电压,并保持等待切换状态。如果连接有蓄电池,则——例如由于标识电压源足够高的内阻——所测量的电压不是标识电压。不保持等待切换状态,并且例如可以将蓄电池接口置于能量取出切换状态。

83、优选地,标识电压源是交流电压源。蓄电池始终输出直流电压,因此交流电压可以作为标识电压特别容易识别。

84、根据一种实施方式,标识电压源输出一种标识电压,该标识电压具有与蓄电池或反极性保护电路的反极性保护电路接口所具有的极性不同的极性。替代地或附加地,标识电压大于蓄电池电压。

85、有利的是,标识电压源具有被选择为如此之大的内阻,使得当蓄电池连接到第一蓄电池接口极时,第一蓄电池接口极之间的电压在数值上变小。例如,内阻为至少100千欧,特别是至少1兆欧。

86、但是,如果内阻小于100千欧,也是可能的。那么也可以识别切换状态。但是,标识电压源随后会输出大电流,这会降低蓄电池深度放电设备的效率。

87、根据一种实施方式,蓄电池深度放电设备包括蓄电池操纵装置,该蓄电池操纵装置被构造成用于自动地将蓄电池与其所连接的蓄电池接口分离,特别是当对于该蓄电池或该蓄电池接口存在释放消息时。蓄电池操纵装置例如是机器人。

88、优选地,蓄电池操纵装置被构造成用于将蓄电池从其先前所连接的蓄电池接口处移开。例如,蓄电池被运输到仓库或回收装置。

89、优选地,蓄电池操纵装置被构造成用于将待放电的蓄电池自动移动到未被占用的蓄电池接口。蓄电池有时具有相当大的重量,因此如果蓄电池的运输自动进行则是有利的。

90、优选地,蓄电池操纵装置被构造成用于将蓄电池连接到蓄电池接口,或者替代地用于输出连接请求消息,该连接请求消息编码了该蓄电池必须被——特别是由操作员——连接到蓄电池接口。

91、根据一种实施方式,蓄电池深度放电设备包括用于获取流过串联电路的电流的电流测量器。该电流测量器替代于或附加于用于测量流过至少一个蓄电池接口的电流的至少一个电流测量器而存在。

92、优选地,放电电路被构造成用于针对至少一个蓄电池接口、特别是针对多个蓄电池接口、特别是针对所有蓄电池接口,自动获取相应蓄电池接口的目标放电电流。这例如通过确定电池状态参数、特别是蓄电池温度,并通过读取数据库来进行,在该数据库中,电池状态参数分别被分配有目标放电电流。替代地,目标放电电流的获取通过输入装置进行,用户将相应的目标放电电流和/或电池状态参数输入到该输入装置中。

93、有利的是,放电电路被构造成用于以切换频率在放电切换状态和等待切换状态之间切换,该切换频率被选择为使得时间平均的实际放电电流对应于目标放电电流。平均的实际放电电流在给定平均时间上取平均。该平均时间原则上可自由选择,但优选为至少1秒和/或至多10分钟。以这种方式,用对于蓄电池来说优化的放电电流对蓄电池进行放电。

94、优选地,蓄电池深度放电设备具有上文提到的输入装置,用于为至少一个蓄电池接口、特别是为至少一组蓄电池接口输入目标放电电流和/或电池状态参数。

95、为了快速切换,放电电路优选地具有用于切换到放电切换状态或等待切换状态的半导体开关,特别是具有绝缘栅电极的双极晶体管和/或mosfet。

96、优选地,放电电路被构造成用于自动执行具有以下步骤的方法:(a)获取蓄电池深度放电设备的目标功率输出,以及(b)当实际功率输出大于目标功率输出时,提高针对至少一个蓄电池接口的等待切换状态时间份额。蓄电池深度放电设备的一个优点是,其使待放电蓄电池中存储的电能被合理地利用。当存储的能量不能得到可利用的使用时,可以通过提高至少一个蓄电池接口的等待切换状态时间份额来限制蓄电池放电设备的功率输出。

97、优选地,蓄电池深度放电设备具有用于输出给定频率和电压的交流电压的逆变器和/或用于输出给定电压的直流电压的直流-直流电压变换器。逆变器或直流-直流电压变换器连接到负载接口。以这种方式,来自蓄电池的电能可以被合理地利用。

98、根据一种优选的实施方式,逆变器具有斩波频率,利用该斩波频率由来自蓄电池的直流电产生交流电。有利的是,在放电切换状态和等待切换状态之间切换的切换频率大于斩波频率,优选至少以倍数2大于斩波频率。由此,减小放电电流不影响逆变器。

99、根据本发明,此外还提供一种用于对蓄电池进行放电、特别是深度放电的方法,具有以下步骤:(i)将蓄电池连接到根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池放电设备的蓄电池接口,以及(ii)对蓄电池进行放电并中断蓄电池的放电,其中在放电和不放电之间至少临时地以至少1千赫的切换频率交替。

100、优选地,放电电路由此可以将蓄电池接口切换到放电切换状态或等待切换状态。在等待切换状态中,所连接的蓄电池不输出电能。在放电切换状态中,所连接的蓄电池输出电能。

101、放电切换状态要么是短接切换状态,在该短接切换状态中蓄电池的极被短接,要么是能量取出状态,在该能量取出状态中蓄电池向负载接口输出电能。放电电路优选地可以将蓄电池接口切换到全部三种切换状态(短接切换状态、能量取出状态、等待切换状态)。

102、该方法优选地是用于蓄电池的回收方法的一部分。该方法的目标特别是至少在很大程度上最小化蓄电池的能量含量。由此,后续的回收步骤被简化。

103、优选地,该方法包括以下步骤:至少对于蓄电池放电设备的蓄电池接口中的多个蓄电池接口,连续地获取落在相应蓄电池接口上的蓄电池接口电压。

104、当蓄电池接口电压低于第一给定电压、特别是在相应蓄电池接口上的蓄电池的放电结束电压时,优选地将放电电流减小到目标放电电流。由此,降低了发生蓄电池热自损坏的可能性。此外,即使在低于第一给定电压时,蓄电池中所包含的能量也优选地借助逆变器和/或直流-直流电压变换器被利用。

105、在蓄电池接口电压u14.j低于给定的最小电压umin,12.j(其小于放电结束电压(ues))时,短接相应的蓄电池接口。换句话说,有利的是,仅在蓄电池的几乎所有电能都已被取出和/或剩余能量如此之少、以至于剩余能量的突然释放不再带来危险(例如燃烧、熔化电缆或形成电弧的危险)时,才短接蓄电池。

106、优选地,该方法包括以下步骤:将施加在蓄电池放电设备的负载接口上的接口电压逆变为具有给定频率和电压的交流电压,和/或将接口电压电压变换为直流电压。

107、本发明此外还通过一种用于对蓄电池进行深度放电的方法来解决该问题,特别是结合回收方法,该方法具有以下步骤:(a)将至少一个蓄电池连接到蓄电池深度放电设备的第一蓄电池接口的第一第一蓄电池接口极和第二第一蓄电池接口极,(b)借助标识电压源在第一第一蓄电池接口极和第二第一蓄电池接口极之间施加标识电压,该标识电压源被构造成使得:(i)当在第一蓄电池接口上没有连接蓄电池时,标识电压施加在第一蓄电池接口极之间,并且(ii)当在第一蓄电池接口上连接有蓄电池时,不同于标识电压的电压施加在第一蓄电池接口极之间,其中标识电压不同于蓄电池电压,(c)获取第一蓄电池接口极之间的电压,以及(d)当该电压对应于标识电压时,将第一蓄电池接口切换到等待切换状态,或者抑制将第一蓄电池接口从等待切换状态切换出来。

108、该方法的优选实施方式包含上文作为放电电路可以执行的步骤所描述的步骤。