本發(fā)明涉及用于對(duì)至少一個(gè)電氣存儲(chǔ)器單元放電的一種放電系統(tǒng)和一種方法。

背景技術(shù)：

1、在可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的意義下，廢舊的電氣能量存儲(chǔ)器、尤其可充電電池存儲(chǔ)器的回收變得越來越重要。在可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的意義下，電池生產(chǎn)期間產(chǎn)生的廢品也應(yīng)進(jìn)行回收。

2、為了安全地回收能量存儲(chǔ)器，有必要對(duì)有缺陷或使用過的能量存儲(chǔ)器進(jìn)行放電，從而可以安全地執(zhí)行進(jìn)一步的回收步驟。

3、目前，為了放電，多個(gè)存儲(chǔ)器電芯被串聯(lián)連接成集合體。每個(gè)存儲(chǔ)器電芯在此通常具有3v至4v范圍內(nèi)的電芯電壓。然后利用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器在幾百伏下對(duì)集合體放電。

4、存儲(chǔ)器電芯根據(jù)其在放電過程之前的先前使用而具有不同的充電狀態(tài)。因此，在恒定的放電速率下，各個(gè)存儲(chǔ)器電芯在不同的時(shí)間點(diǎn)會(huì)具有足夠低的殘余電壓。一旦存在該足夠低的殘余電壓，該存儲(chǔ)器電芯就應(yīng)從集合體中移除，以避免負(fù)充電，從而也避免安全臨界狀態(tài)、尤其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

5、缺點(diǎn)是，為了確保安全放電，需要快速取出。此外，當(dāng)存儲(chǔ)器電芯從集合體中取出時(shí)，放電過程中斷。因此，剩余集合體的放電顯著地延遲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供用于對(duì)電氣存儲(chǔ)器放電的一種放電系統(tǒng)和一種方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該放電系統(tǒng)和方法實(shí)現(xiàn)更快和更安全的放電。

2、根據(jù)本發(fā)明，該技術(shù)問題通過根據(jù)權(quán)利要求1的放電系統(tǒng)和根據(jù)權(quán)利要求4的用于放電的方法來解決。

3、根據(jù)本發(fā)明的用于蓄電池或超級(jí)電容器的放電系統(tǒng)包括控制設(shè)備。控制設(shè)備包括電流源和計(jì)算單元。放電系統(tǒng)還包括放電單元，該放電單元包括適用于容納和電接觸蓄電池或超級(jí)電容器的至少一個(gè)存儲(chǔ)器容納單元。此外，放電單元包括與存儲(chǔ)器容納單元并聯(lián)布置的二極管，該二極管在存儲(chǔ)器容納單元的規(guī)定的安裝方向上相對(duì)于蓄電池或超級(jí)電容器的存儲(chǔ)器電壓布置在截止方向上。至少兩個(gè)放電單元串聯(lián)地布置。此外，放電系統(tǒng)包括至少一個(gè)傳感器單元，用于確定置入存儲(chǔ)器容納單元中的每個(gè)蓄電池或超級(jí)電容器的電壓?？刂圃O(shè)備與串聯(lián)連接的放電單元串聯(lián)地連接。

4、根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)至少兩個(gè)蓄電池或超級(jí)電容器放電的方法包括多個(gè)步驟。首先，提供根據(jù)本發(fā)明的放電系統(tǒng)。隨后，分別將蓄電池或超級(jí)電容器插入到存儲(chǔ)器容納單元中，其中，為了進(jìn)行放電，通過控制單元、蓄電池或超級(jí)電容器以及存儲(chǔ)器容納單元形成電路。蓄電池或超級(jí)電容器放電，其中，放電電流由控制設(shè)備控制。借助傳感器單元確定各個(gè)蓄電池或超級(jí)電容器的電壓?；诖耍谟?jì)算單元中確定針對(duì)蓄電池或超級(jí)電容器的更換值。一旦更換值呈現(xiàn)為蓄電池或超級(jí)電容器的“移除”值，就從相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器容納單元中移除該蓄電池或超級(jí)電容器，其中，在移除之后，電路通過并聯(lián)布置的二極管保持。

5、根據(jù)本發(fā)明的放電系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)在放電過程開始時(shí)具有不均勻充電狀態(tài)的多個(gè)蓄電池或超級(jí)電容器的放電。有利地，這些蓄電池或超級(jí)電容器同時(shí)放電，其中，在放電過程期間可以更換放電系統(tǒng)中的單個(gè)蓄電池或超級(jí)電容器。因此，有利地避免了放電系統(tǒng)的死區(qū)時(shí)間，該死區(qū)時(shí)間在不使用二極管的情況下是必要的。換句話說，可以在工業(yè)規(guī)模上同時(shí)對(duì)多個(gè)蓄電池和/或超級(jí)電容器放電，從而為下游處理做準(zhǔn)備。

6、蓄電池被理解為可充電的電氣存儲(chǔ)器單元。一種替換的名稱是可充電的電池存儲(chǔ)器。

7、換句話說，控制設(shè)備被理解為可控制的電源件。換句話說，計(jì)算單元是決定需要多少功率的控制器。

8、合適的是，二極管能夠在導(dǎo)通方向上連續(xù)地承載整個(gè)序列的電流。截止電壓應(yīng)合適地至少對(duì)應(yīng)于蓄電池或超級(jí)電容器的電壓。

9、通過二極管的漏電流是可能的，但該漏電流不會(huì)對(duì)放電系統(tǒng)和放電過程產(chǎn)生干擾性影響。

10、在本發(fā)明的一種有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展方案中，存儲(chǔ)器容納單元具有用于機(jī)械固定和電連接蓄電池或超級(jí)電容器的夾緊接頭、接片或螺紋接頭。這有利地實(shí)現(xiàn)蓄電池或超級(jí)電容器與存儲(chǔ)器容納單元牢固地連接，其中，確保蓄電池或超級(jí)電容器的安全放電。

11、在本發(fā)明的另一種有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展方案中，傳感器單元集成到控制設(shè)備或放電單元中。以這種方式有利地簡化了放電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

12、在本發(fā)明的另一種有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展方案中，將單個(gè)存儲(chǔ)器電芯或至少兩個(gè)存儲(chǔ)器電芯的并聯(lián)集合體用作蓄電池。換句話說，有利地可以在放電系統(tǒng)中對(duì)不同的蓄電池放電。尤其可以為回收過程準(zhǔn)備使用過的蓄電池，或者可以對(duì)電池生產(chǎn)中的廢品放電，以便再次使用該廢品。

13、在本發(fā)明的另一種有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展方案中，控制設(shè)備以至少10a的電流和/或至少100w的功率運(yùn)行。有利地，可以使用在300v至800v范圍內(nèi)工作的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)轉(zhuǎn)換器。然后，尤其可以同時(shí)對(duì)串聯(lián)的100至200個(gè)存儲(chǔ)器電芯放電。

14、在本發(fā)明的另一種有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展方案中，更換值分別呈現(xiàn)為蓄電池或超級(jí)電容器的“放電”值或“移除”值。換句話說，有兩個(gè)更換值，一個(gè)更換值代表放電，一個(gè)更換值代表移除。這兩個(gè)更換值不是由計(jì)算單元按字面地輸出，而是也可以由計(jì)算單元借助二進(jìn)制系統(tǒng)的數(shù)值或通過其他文字或字符來確定和輸出。因此，借助更換值，用戶可以有利地更換蓄電池或超級(jí)電容器，或者干預(yù)自動(dòng)化系統(tǒng)，以便更換蓄電池或超級(jí)電容器。電壓的評(píng)估有利地借助預(yù)給定的極限值在計(jì)算單元中進(jìn)行。

15、在本發(fā)明的另一種有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展方案中，在借助傳感器單元測量的電壓在0v以上至0.3v的范圍內(nèi)的情況下，更換值呈現(xiàn)為“移除”值。在該范圍內(nèi)，蓄電池或超級(jí)電容器放電到足以被回收。然而，蓄電池或超級(jí)電容器也不會(huì)放電為出現(xiàn)負(fù)電壓，該負(fù)電壓可能導(dǎo)致放電系統(tǒng)的危險(xiǎn)火災(zāi)。

16、在本發(fā)明的另一種有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展方案中，在借助傳感器單元測量的電壓在1.9v至2.1v的范圍內(nèi)、特別優(yōu)選為2v的情況下，更換值呈現(xiàn)為“移除”值。令人驚訝的是，1.9v至2.1v范圍內(nèi)、特別優(yōu)選為2v的電壓對(duì)于原料提取特別有利。

17、在本發(fā)明的另一種有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展方案中，當(dāng)借助傳感器單元確定的蓄電池或超級(jí)電容器的電壓小于0v時(shí)，控制設(shè)備中斷電流流動(dòng)。因此有利地避免了在放電系統(tǒng)中發(fā)生危及安全的過程、尤其火災(zāi)。因此，有利地顯著提高了放電系統(tǒng)的安全性。

18、在本發(fā)明的另一種有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展方案中，蓄電池或超級(jí)電容器的置入和移除自動(dòng)地尤其借助機(jī)器人進(jìn)行。因此，有利的是，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)蓄電池或超級(jí)電容器放電，而不需要專業(yè)人員的干預(yù)。

技術(shù)特征：

1.一種用于蓄電池(10)或超級(jí)電容器的放電系統(tǒng)(1)，所述放電系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電系統(tǒng)(1)，其中，所述存儲(chǔ)器容納單元(2)具有用于機(jī)械固定和電連接所述蓄電池(10)或超級(jí)電容器的夾緊接頭、接片或螺紋接頭。

3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的放電系統(tǒng)(1)，其中，所述傳感器單元(4)集成到所述控制設(shè)備(3)或所述放電單元(7)中。

4.一種用于對(duì)至少兩個(gè)蓄電池(10)或超級(jí)電容器放電的方法，所述方法包括多個(gè)步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，將單個(gè)存儲(chǔ)器電芯或至少兩個(gè)存儲(chǔ)器電芯的并聯(lián)集合體用作蓄電池(10)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述控制設(shè)備(3)以至少10a的電流和/或至少100w的功率運(yùn)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述更換值呈現(xiàn)為用于蓄電池(10)或超級(jí)電容器的“放電”值或“移除”值。

8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)借助所述傳感器單元(4)確定的電壓小于0v時(shí)，所述控制設(shè)備(3)中斷電流流動(dòng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述蓄電池(10)或超級(jí)電容器的置入和移除自動(dòng)地尤其借助機(jī)器人進(jìn)行。

10.根據(jù)權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，同時(shí)對(duì)至少一個(gè)超級(jí)電容器和蓄電池放電。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于蓄電池或超級(jí)電容器的放電系統(tǒng)，該放電系統(tǒng)包括：控制設(shè)備，該控制設(shè)備包括電流源和計(jì)算單元；放電單元，該放電單元包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器容納單元和與存儲(chǔ)器容納單元并聯(lián)地布置的二極管，該至少一個(gè)存儲(chǔ)器容納單元適用于容納和電接觸蓄電池或超級(jí)電容器，該二極管在存儲(chǔ)器容納單元的規(guī)定的安裝方向上相對(duì)于蓄電池或超級(jí)電容器的存儲(chǔ)器電壓布置在截止方向上，其中，至少兩個(gè)放電單元串聯(lián)地布置；至少一個(gè)傳感器單元，該至少一個(gè)傳感器單元用于確定置入到存儲(chǔ)器容納單元中的每個(gè)單個(gè)蓄電池或超級(jí)電容器的電壓，其中，控制設(shè)備與串聯(lián)連接的放電單元串聯(lián)地連接。

技術(shù)研發(fā)人員：S·舒爾特,S·陶本斯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西門子股份公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/31