DE102014108601A1 - Method for connecting a plurality of battery units to a two-pole input of a bidirectional battery converter and bidirectional battery converter and photovoltaic inverter - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Zum parallelen oder seriellen Anschließen mehrerer Batterieeinheiten (11 bis 13) an einen zweipoligen Eingang (8) eines Messeinrichtungen aufweisenden bidirektionalen Batteriewandlers (9) werden die Batterieeinheiten zunächst einzeln an den Eingang angeschlossen. Ein relevanter variabler Parameter der einzeln angeschlossenen Batterieeinheiten wird mit den Messeinrichtungen erfasst, und der relevante Parameter der einzeln angeschlossenen Batterieeinheiten (11 bis 13) wird mit dem Batteriewandler (9) angeglichen. Erst die Batterieeinheiten (11 bis 13), deren relevanter Parameter angeglichen wurde, werden dann gemeinsam an den Eingang (8) angeschlossen, um sie mit dem Batteriewandler (9) als eine geschlossene Batteriebank zu betreiben.To connect several battery units (11 to 13) in parallel or in series to a two-pole input (8) of a bidirectional battery converter (9) having measuring devices, the battery units are first connected individually to the input. A relevant variable parameter of the individually connected battery units is recorded with the measuring devices, and the relevant parameter of the individually connected battery units (11 to 13) is adjusted with the battery converter (9). Only the battery units (11 to 13), the relevant parameters of which have been adjusted, are then connected together to the input (8) in order to operate them with the battery converter (9) as a closed battery bank.

Description

Translated fromGerman

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum parallelen oder seriellen Anschließen mehrerer Batterieeinheiten an einen zweipoligen Eingang eines Messeinrichtungen aufweisenden bidirektionalen Batteriewandlers, das die Schritte des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen bidirektionalen Batteriewandler zum parallelen oder seriellen Anschließen mehrerer Batterieeinheiten mit einem zweipoligen Eingang, mit Messeinrichtungen für mindestens einen relevanten Parameter der an den Eingang angeschlossenen Batterieeinheiten und mit einer Steuerung, die einen Betriebsmodus zur Durchführung des Verfahrens aufweist. Außerdem bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren noch auf einen Photovoltaikwechselrichter mit einem solchen Batteriewandler.The present invention relates to a method for parallel or serial connection of multiple battery units to a two-pole input of a measuring devices having bidirectional battery converter comprising the steps of the preamble ofindependent claim 1. Furthermore, the present invention relates to a bidirectional battery converter for parallel or serial connection of multiple battery units with a two-pole input, with measuring means for at least one relevant parameter of the battery units connected to the input and with a controller having an operating mode for performing the method. In addition, the inventive method still refers to a photovoltaic inverter with such a battery converter.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus derWO 02/39563 A1 sind eine Batterieladevorrichtung sowie Verfahren zum Laden von Batterien mittels eines Stromversorgungsmoduls bekannt. Dabei umfasst eine Batterie mehrere in Serie geschaltete Batterieblöcke. Die einzelnen Batterieblöcke der Batterie werden einmal pro Ladezyklus nacheinander für eine bestimmte Zeitdauer geladen, und der Ladezyklus wird so viele Male wiederholt, bis die einzelnen Batterieblöcke einen definierten Ladezustand erreicht haben oder die Stromversorgung unterbrochen wird. Die bekannte Batterieladevorrichtung ist insbesondere zum Laden von Batterien für Elektromobile vorgesehen. In einer Ausführungsvariante des bekannten Verfahrens erfolgt das Umschalten von einem Batterieblock auf den nächsten während eines Ladezyklus automatisch mittels eines Umschalters. Das Umschalten kann dabei elektronisch und/oder elektronisch gesteuert erfolgen. In einer weiteren Ausführungsvariante erfolgt das Laden eines einzelnen Batterieblocks pro Ladezyklus während einer Zeitdauer von 30 bis 300 Sekunden. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass bei einem vorzeitigen Abbruch des Ladens die Batterieblöcke keine zu großen Ladungsunterschiede aufweisen.From the WO 02/39563 A1 For example, a battery charging device and methods for charging batteries by means of a power supply module are known. In this case, a battery comprises a plurality of series-connected battery blocks. The individual battery blocks of the battery are charged once per charge cycle in succession for a certain period of time, and the charging cycle is repeated until the individual battery blocks have reached a defined state of charge or the power supply is interrupted. The known battery charging device is provided in particular for charging batteries for electric vehicles. In one embodiment variant of the known method, switching over from one battery block to the next during a charging cycle takes place automatically by means of a changeover switch. The switching can be done electronically and / or electronically controlled. In a further embodiment, the charging of a single battery block per charging cycle takes place during a period of 30 to 300 seconds. This has the advantage, inter alia, that in the event of premature termination of the charging, the battery blocks do not have too large charge differences.

Aus derDE 10 2005 045 107 A1 sind ein Ladeverfahren zur Verlängerung der Lebensdauer von Batterien und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben bekannt. Bei dem Ladeverfahren wird neben einem Hauptladevorgang einer Batterie mit mindestens zwei in Serie geschalteten Batteriezellen ein Hilfsladevorgang durchgeführt. Dieser weist die Schritte selektives Laden zumindest einer ausgewählten Batteriezelle über den normalen Ladezustand der Batterie hinaus und Ausgleichen des Ladezustands der ausgewählten Batterie auf den normalen Ladezustand der Batterie auf. Es ist also zur Verlängerung der Lebensdauer von Batterien vorgesehen, eine Batteriezelle innerhalb einer Serienschaltung von Batteriezellen auszuwählen und danach voll zu laden und dann nach dem Vollladen den Ladezustand dieser ausgewählten Batteriezellen wieder den Ladezuständen der anderen Batteriezellen anzugleichen. Das selektive Laden erfolgt unter Verwendung eines Hilfsladereglers. Das Ausgleichen des Ladezustands erfolgt dissipativ. Um jederzeit einen Überblick über die Zustände der Batteriezellen und der Gesamtbatterie zu erhalten, wird zumindest ein Batterieparameter ständig überwacht.From the DE 10 2005 045 107 A1 For example, a charging method for extending the life of batteries and an apparatus for carrying it out are known. In the charging method, in addition to a main charging of a battery having at least two battery cells connected in series, an auxiliary charging operation is performed. This includes the steps of selectively charging at least one selected battery cell beyond the normal state of charge of the battery and balancing the state of charge of the selected battery to the normal state of charge of the battery. It is therefore provided to extend the life of batteries to select a battery cell within a series connection of battery cells and then fully charged and then adjust the state of charge of these selected battery cells again after charging the charge states of the other battery cells. Selective charging is done using an auxiliary load controller. The compensation of the state of charge is dissipative. In order to obtain an overview of the states of the battery cells and the total battery at all times, at least one battery parameter is constantly monitored.

Aus derDE 20 2006 003 587 U1 ist eine Batterieladeausgleichsschaltung mit einer elektrischen Ladequelle bekannt. Wenigstens zwei Batterien sind in einer Parallelschaltung mit der elektrischen Ladequelle verbunden. Ein Kaltleiter ist als definierter Strombegrenzer vorgesehen, über den die Verbindung zweier Pluspole aufeinanderfolgender Batterien hergestellt ist. Mittels des Kaltleiters wird auf einfache Weise ein automatischer Batterieladeausgleich mit sich selbst anpassender Strombegrenzung erreicht. Zugleich wird eine Überlastung der elektrischen Ladequelle verhindert.From the DE 20 2006 003 587 U1 a battery charging compensation circuit with an electrical charging source is known. At least two batteries are connected in parallel with the electrical charging source. A PTC thermistor is provided as a defined current limiter, over which the connection of two positive poles of successive batteries is made. By means of the PTC thermistor an automatic battery charging with self-adjusting current limit is achieved in a simple manner. At the same time an overload of the electrical charging source is prevented.

Aus derDE 10 2010 011 279 A1 sind ein Verfahren zum Ladungsausgleich in einem Batteriesystem und ein Batteriesystem mit einer Ladungsausgleichsschaltung bekannt. Der Ladungsausgleich erfolgt zwischen zwei Zellen eines Zellverbunds des Batteriesystems, die eine Ruhespannung haben. Die Ladungsausgleichsschaltung lädt in einem ersten Zustand einen Energiezwischenspeicher auf. In einem zweiten Zustand der Ladungsausgleichsschaltung lädt der Energiezwischenspeicher eine der beiden Zellen mit einer Aufladespannung auf. Diese Aufladespannung ist höher als jede der beiden Ruhespannungen der Zellen. Insbesondere kann der Ladungsausgleich zwischen zwei Zellen eines Zellverbundes durchgeführt werden. Das heißt eine erste Zelle liefert die Energie, welche auf die zweite Zelle übertragen wird. Insbesondere kann der Ladungsausgleich im Zusammenhang mit einem Spannungsausgleich auftreten.From the DE 10 2010 011 279 A1 For example, a method for charge balance in a battery system and a battery system with a charge balance circuit are known. The charge equalization takes place between two cells of a cell network of the battery system, which have a rest voltage. The charge balancing circuit charges a power latch in a first state. In a second state of the charge balancing circuit, the energy buffer loads one of the two cells with a charging voltage. This charging voltage is higher than either of the two resting voltages of the cells. In particular, the charge balance between two cells of a cell network can be performed. That is, a first cell provides the energy that is transferred to the second cell. In particular, the charge balance can occur in connection with a voltage compensation.

Aus derDE 10 2009 027 685 A1 ist eine solargestützte Batterieladevorrichtung, insbesondere für ein Hybrid- und/oder Elektrofahrzeug, bekannt. Die Batterieladevorrichtung weist eine Ansteuervorrichtung mit einer Anschlusseinrichtung zur Aufnahme einer von einem Solarmodul gelieferten Ladespannung auf. Die Ansteuerungseinrichtung schaltet die von dem Solarmodul gelieferte Ladespannung selektiv an einen oder mehrere der Zellenblöcke eines Hochvoltspeichers durch, der in mehrere Zellenblöcke aufgeteilt ist, die über eine geringere Nennspannung als der gesamte Hochvoltspeicher verfügen. Eine Messeinrichtung misst einen oder mehrere Parameter der mehreren Zellenblöcke des Hochvoltspeichers. Eine Steuereinrichtung schaltet basierend auf dem einen oder mehreren gemessenen Parameter(n) entsprechend einer durch die Steuereinrichtung implementierte Steuerungslogik die vom Solarmodul gelieferte Ladespannung selektiv an den einen oder die mehreren der Zellenblöcke durch, um dadurch den einen oder die mehreren Zellenblöcke, an die die Ladespannung durchgeschaltet wird, selektiv aufzuladen. So wird die Spannung des Solarmoduls zumindest größenordnungsmäßig an die Ladespannung des zu ladenden Hochvoltspeichers angepasst.From the DE 10 2009 027 685 A1 is a solar-based battery charging device, in particular for a hybrid and / or electric vehicle known. The battery charging device has a drive device with a connection device for receiving a charging voltage supplied by a solar module. The driver selectively switches the charging voltage provided by the solar module to one or more of a high-voltage memory cell blocks divided into a plurality of cell blocks having a lower rated voltage than the entire high-voltage storage. A Measuring device measures one or more parameters of the plurality of high-voltage memory cell blocks. A controller selectively switches the charging voltage supplied by the solar module to the one or more of the cell blocks based on the one or more measured parameters in accordance with control logic implemented by the controller, thereby supplying the one or more cell blocks to which the charging voltage is switched on to charge selectively. Thus, the voltage of the solar module is at least the order of magnitude adapted to the charging voltage of the high-voltage storage to be charged.

Aus derDE 197 36 414 A1 ist ein Elektromotorfahrzeug bekannt, bei dem ein bidirektionaler Aufwärtssteller Teil einer Batterieschaltung ist. Ein Haupt-Schaltschütz wird zum Trennen eines Batterieblocks von einem anderen ausgeschaltet, wobei Schaltschütze zur Verbindung eines ersten Batterieblocks mit einem Anschlusspaar des bidirektionalen Aufwärtsstellers und zur Verbindung eines zweiten Batterieblocks mit einem anderen Anschlusspaar des bidirektionalen Aufwärtsstellers eingeschaltet werden. Eine Wederauffrischungsentladung des ersten Batterieblocks oder eine Angleichsaufladung des zweiten Batterieblocks wird durch Anhebung der Ausgangsleistung des ersten Batterieblocks und Verwendung dieser Ausgangsleistung zur Aufladung des zweiten Batterieblocks ausgeführt. Die Anhebungsrichtung des bidirektionalen Aufwärtsstellers wird zur Ausführung einer Angleichsaufladung des ersten Batterieblocks oder einer Wiederauffrischungsentladung des zweiten Batterieblocks verändert. Die Anhebungsrichtung wird erneut zum Ausgleich der Batterieblockladezustände verändert. Dadurch wird der Bedarf einer Aufladeeinrichtung zur Angleichsaufladung oder einer Entladeeinrichtung zur Wederauffrischungsentladung beseitigt.From the DE 197 36 414 A1 For example, an electric motor vehicle is known in which a bidirectional step-up converter is part of a battery circuit. One main contactor is turned off to disconnect one battery pack from another, switching contactors for connecting a first battery pack to a pair of ports of the bi-directional up-converter and for connecting a second battery pack to another pair of ports of the bi-directional up-converter. A zero recharge discharge of the first battery pack or an equal charge of the second battery pack is performed by raising the output of the first battery pack and using this power to charge the second battery pack. The boost direction of the bidirectional step-up converter is changed to perform equalization charging of the first battery pack or refreshing discharge of the second battery pack. The lift direction is changed again to equalize the battery block charge states. This eliminates the need for a charge charging charger or a discharge refreshing discharge charger.

Aus derDE 10 2011 089 312 A1 sind ein System und ein Verfahren zum Laden der Energiespeicherzellen einer Energiespeichereinrichtung bekannt. Die Energiespeichereinrichtung umfasst mehrere parallel geschaltete Energieversorgungszweige, die jeweils eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Energiespeichermodulen aufweisen. Neben mindestens einer Energiespeicherzelle umfasst jedes Energiespeichermodul eine Koppeleinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, die Energiespeicherzelle selektiv in den jeweiligen Energieversorgungszweig zu schalten oder zu überbrücken. Eine Steuereinrichtung, steuert die Koppeleinrichtung so an, dass zum Laden der Energiespeicherzellen immer nur so viele Energiespeichermodule in dem jeweiligen Energieversorgungszweig gekoppelt sind, dass eine maximal mögliche Ladespannung für die Energiespeichereinrichtung nicht überschritten wird. Dabei können unterschiedliche Ladezustände von Energiespeicherzellen, welche beispielsweise betriebsbedingt oder alterungsbedingt auftreten können, bereits während des Ladevorgangs ausgeglichen werden, ohne dass dafür ein Cell-Balancing-Verfahren notwendig ist.From the DE 10 2011 089 312 A1 For example, a system and a method for charging the energy storage cells of an energy storage device are known. The energy storage device comprises a plurality of parallel-connected power supply branches, each having a plurality of series-connected energy storage modules. In addition to at least one energy storage cell, each energy storage module comprises a coupling device which is designed to selectively switch or bypass the energy storage cell in the respective energy supply branch. A control device controls the coupling device in such a way that only so many energy storage modules in the respective energy supply branch are coupled to charge the energy storage cells that a maximum possible charging voltage for the energy storage device is not exceeded. In this case, different states of charge of energy storage cells, which can occur, for example, due to operational reasons or aging, can already be compensated during the charging process, without the need for a cell-balancing process.

DieUS 2011/0140649 A1 offenbart ein Energiespeichersystem zum Laden und Entladen mehrerer Batterieeinheiten. Die Batterieeinheiten sind über eine gleich große Zahl bidirektionaler Batteriewandler an einen Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen, an den auch eine Energiequelle variabler Leistung, wie beispielsweise ein Photovoltaikgenerator, über einen DC/DC-Wandler angeschlossen ist. Aus dem Gleichspannungszwischenkreis speist sich ein Wechselrichter, der an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. Die Batterieeinheiten sind über eine Schalteinrichtung mit den bidirektionalen Batteriewandlern verbunden. Die Schalteinrichtung erlaubt es, die Batterieeinheiten insgesamt oder teilweise parallel zu schalten und diese Parallelschaltung mit allen oder nur mit einem Teil der Batterieinverter zu verbinden. Ebenso kann eine Batterieeinheit, beispielsweise im Falle eines Defekts, abgeschaltet und ausgetauscht werden, ohne die Funktion des Systems unter Verwendung der anderen Batterieeinheiten zu beeinträchtigten.The US 2011/0140649 A1 discloses an energy storage system for charging and discharging multiple battery units. The battery units are connected via an equal number of bidirectional battery converters to a DC link, to which a variable power source, such as a photovoltaic generator, is connected via a DC / DC converter. The DC link feeds an inverter connected to an AC grid. The battery units are connected via a switching device with the bidirectional battery converters. The switching device makes it possible to switch the battery units in whole or in part in parallel and to connect this parallel circuit with all or only part of the battery inverter. Likewise, a battery unit, for example in the event of a defect, can be switched off and replaced without affecting the function of the system using the other battery units.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum parallelen oder seriellen Anschließen mehrerer Batterieeinheiten an einen zweipoligen Eingang eines Messeinrichtungen aufweisenden bidirektionalen Batteriewandlers aufzuzeigen, mit dem Batterieeinheiten, die zunächst unbekannte Zustände aufweisen, ohne großen apparativen Aufwand parallel oder seriell gemeinsam an den Eingang des Batteriewandlers angeschlossen werden können, um sie in sinnvoller Weise als geschlossene Batteriebank zu betreiben. Darüber hinaus sollen ein entsprechender Batteriewandler und ein damit ausgestatteter Photovoltaikwechselrichter aufgezeigt werden.The invention has for its object to provide a method for parallel or serial connection of multiple battery units to a two-pole input of a measuring devices having bidirectional battery converter, with the battery units that have initially unknown states, without great equipment expense in parallel or serially together to the input of the battery converter can be connected to operate them in a meaningful way as a closed battery bank. In addition, a corresponding battery converter and a photovoltaic inverter equipped with it are to be shown.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch einen Batteriewandler mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 13 gelöst. Der weitere nebengeordnete Patentanspruch 15 ist auf einen Photovoltaikwechselrichter mit einem solchen Batteriewandler gerichtet. Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.The object of the invention is achieved by the method having the features of theindependent patent claim 1 and by a battery converter with the features of theindependent claim 13. The furtherindependent claim 15 is directed to a photovoltaic inverter with such a battery converter. The dependent claims relate to preferred embodiments of the present invention.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum parallelen oder seriellen Anschließen mehrerer Batterieeinheiten an einen zweipoligen Anschluss eines Messeinrichtungen aufweisenden bidirektionalen Batteriewandlers werden die Batterieeinheiten zunächst einzeln an den Eingang des Batteriewandlers angeschlossen. Dies dient dazu, mindestens einen relevanten variablen Parameter jeder einzelnen Batterieeinheit mit den Messeinrichtungen des Batteriewandlers zu erfassen und diesen relevanten Parameter der einzelnen Batterieeinheiten mit dem Batteriewandler anzugleichen. Erst nachdem auf diese Weise der relevante Parameter der einzelnen Batterieeinheiten mit dem Batteriewandler angeglichen wurde, werden die Batterieeinheiten gemeinsam an den Eingang angeschlossen, um sie mit dem Batteriewandler als eine geschlossene Batteriebank zu betreiben.In a method according to the invention for parallel or serial connection of several battery units to a two-pole connection a measuring devices having bidirectional battery converter, the battery units are first connected individually to the input of the battery converter. This serves to detect at least one relevant variable parameter of each individual battery unit with the measuring devices of the battery converter and to match this relevant parameter of the individual battery units with the battery converter. Only after the relevant parameter of the individual battery units has been aligned with the battery converter in this way, the battery units are connected in common to the input to operate with the battery converter as a closed battery bank.

Zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt der Batteriewandler keine getrennten Eingänge für die einzelnen Batterieeinheiten, sondern er kommt mit einem zweipoligen Eingang aus. Entsprechend müssen auch nur an diesem einen zweipoligen Eingang Messeinrichtungen zum Erfassen des relevanten Parameters der Batterieeinheiten vorgesehen sein. Solange bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Batterieeinheiten einzeln an den zweipoligen Eingang des Batteriewandlers angeschlossen werden, messen die Messeinrichtungen jeweils den relevanten Parameter der gerade an dem Eingang angeschlossenen Batterieeinheit. Aus diesen Messungen wird darauf geschlossen, inwieweit eine Veränderung des relevanten Parameters erforderlich ist, um ihn bei allen Batterieeinheiten anzugleichen. Auch dieses Angleichen erfolgt, während jeweils nur eine Batterieeinheit an dem zweipoligen Eingang des Batteriewandlers angeschlossen ist. Erst dann, wenn das Angleichen abgeschlossen ist, werden die Batterieeinheiten parallel oder seriell zusammengeschaltet, um sie gemeinsam mit dem zweipoligen Eingang des Batteriewandlers zu verbinden. Anschließend werden sie über den Batteriewandler als eine einzige geschlossene Batteriebank betrieben.In order to implement the method according to the invention, the battery converter does not need separate inputs for the individual battery units, but instead manages with a two-pole input. Accordingly, measuring devices for detecting the relevant parameter of the battery units must also be provided only at this two-pole input. As long as the battery units are individually connected to the two-pole input of the battery converter in the inventive method, the measuring devices each measure the relevant parameters of the battery unit currently connected to the input. These measurements are used to determine the extent to which a change in the relevant parameter is required to match it to all battery units. This matching is done while only one battery unit is connected to the two-pole input of the battery converter. Only when the adjustment is completed, the battery units are connected in parallel or in series to connect them together with the two-pole input of the battery converter. Subsequently, they are operated via the battery converter as a single closed battery bank.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, Unterschiede bei dem relevanten Parameter der einzelnen Batterieeinheiten mit geringem apparativem Aufwand zu beseitigen, bevor die Batterieeinheiten zusammengeschaltet und zum Betrieb als geschlossene Batteriebank mit dem Batteriewandler verbunden werden. Wenn die Batterieeinheiten parallel zusammengeschaltet werden sollen, ist es zur Vermeidung von Ausgleichströmen zwischen den Batterien erforderlich, ihre Ausgangsspannungen vor dem Zusammenschalten aneinander anzugleichen. Wenn die Batterieeinheiten hingegen seriell verschaltet werden sollen, um eine Batteriebank auszubilden, ist es wichtig, auf gleiche Ladezustände zu achten, damit die insgesamt in der Batteriebank gespeicherte Energie auch tatsächlich verfügbar ist. Das erfindungsgemäße Angleichen der Werte des relevanten Parameters bei den einzelnen Batterieeinheiten erfordert nicht, dass diese Werte nach dem Angleichen exakt identisch sind. Vielmehr reicht es aus, wenn sie mit einer vordefinierten Toleranz von beispielsweise wenigen Prozent übereinstimmen.The method according to the invention is suitable for eliminating differences in the relevant parameters of the individual battery units with little expenditure on equipment, before the battery units are interconnected and connected to the battery converter for operation as a closed battery bank. When the battery units are to be connected in parallel, to avoid equalizing currents between the batteries, it is necessary to equalize their output voltages before interconnecting. On the other hand, if the battery units are to be serially connected to form a battery bank, it is important to keep equal charge levels so that the total energy stored in the battery bank is actually available. The matching of the values of the relevant parameter with the individual battery units according to the invention does not require that these values be exactly identical after matching. Rather, it is sufficient if they match a predefined tolerance of, for example, a few percent.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, anhand des erfassten relevanten Parameters der einzelnen Batterieeinheiten festzustellen, ob diese überhaupt zum parallelen oder seriellen Zusammenschalten zu einer geschlossenen Batteriebank geeignet, d. h. kompatibel sind. Wenn dies nicht der Fall ist, ist ein entsprechendes Signal auszugeben, um das Zusammenschalten der Batterien zu verhindern. Weiterhin ist es möglich, dass der Batteriewandler den Betrieb der dennoch zusammengeschlossenen Batterieeinheiten als geschlossene Batteriebank verweigert, bis Batterieeinheiten, die zueinander passen, zunächst einzeln an seinen Eingang angeschlossen und erfolgreich auf Kompatibilität geprüft wurden.In the context of the method according to the invention, it is also possible to determine on the basis of the detected relevant parameter of the individual battery units whether they are at all suitable for parallel or serial connection to a closed battery bank, ie. H. are compatible. If this is not the case, a corresponding signal must be output to prevent the batteries from being connected together. Furthermore, it is possible for the battery converter to refuse to operate the battery units, which are nevertheless connected together, as a closed battery bank until battery units which match one another are first connected individually to their input and successfully tested for compatibility.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Parameter der einzelnen Batterieeinheiten mittels Leistungszufuhr oder -abfuhr aus einem bzw. in ein Wechselstromnetz angeglichen werden, das ausgangsseitig direkt oder auch nur indirekt an den Batteriewandler angeschlossen ist. Zumindest wird es dabei so sein, dass bei mindestens einer der Batterieeinheiten, deren mindestens ein relevanter Parameter verändert wird, elektrische Leistung über den Batteriewandler aus dem Wechselstromnetz zugeführt und/oder in das Wechselstromnetz abgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine Leistungszufuhr aus einem bzw. in einen Photovoltaikgenerator erfolgen, mit dem gemeinsam der Batteriewandler an einen DC/AC-Wandler angeschlossen ist, welcher dann ausgangsseitig an das Wechselstromnetz angeschlossen sein kann. Das erfindungsgemäße Verfahren macht aber insbesondere von dem Wechselstromnetz als kombinierte Leistungsquelle und -senke quasi unendlicher Kapazität Gebrauch. Eines lokalen Energiespeichers – neben der aktuell an den Batteriewandler angeschlossenen Batterieeinheit – bedarf das erfindungsgemäße Verfahren nicht. Dies schließt aber z. B. nicht aus, dass der Batteriewandler als DC/DC-Wandler ausgebildet ist, der ausgangsseitig direkt an einen eingangsseitigen Gleichspannungszwischenkreis eines DC/AC-Wandlers angeschlossen ist, welcher dann erst ausgangsseitig an das Wechselstromnetz angeschlossen ist. Auch in diesem Fall ist das Angleichen der relevanten Parameter der Batterieeinheiten nicht durch die Speicherkapazität des Gleichspannungszwischenkreises eingeschränkt.In the method according to the invention, the parameters of the individual battery units can be adjusted by means of power supply or removal from or into an AC network, which is connected directly or indirectly to the battery converter on the output side. At least it will be the case that in at least one of the battery units, whose at least one relevant parameter is changed, electrical power is supplied via the battery converter from the AC mains and / or dissipated into the AC mains. Alternatively or additionally, a power supply from or into a photovoltaic generator, with which the battery converter is connected in common to a DC / AC converter, which can then be connected to the output side of the AC mains. However, the method according to the invention makes use in particular of the alternating current network as a combined power source and sink of virtually infinite capacity. A local energy storage - in addition to the battery unit currently connected to the battery unit - does not require the inventive method. But this includes z. B. not that the battery converter is designed as a DC / DC converter, the output side is connected directly to an input side DC voltage intermediate circuit of a DC / AC converter, which is then connected only on the output side to the AC power. Also in this case, the matching of the relevant parameters of the battery units is not limited by the storage capacity of the DC intermediate circuit.

In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Batterieeinheiten jeweils nur einmal einzeln an den Batteriewandler angeschlossen, um dabei sowohl ihren relevanten Parameter zu erfassen als auch den erfassten relevanten Parameter so anzugleichen, dass bereits anschließend der relevante Parameter aller Batterieeinheiten für das nachfolgende Zusammenschließen der Batterieeinheiten zu der Batteriebank geeignet ist. Dies setzt jedoch voraus, dass der Wert, auf den der relevante Parameter bei allen Batterieeinheiten angeglichen wird, von vornherein feststeht. Häufig erweist es sich jedoch als vorteilhaft, den Wert, an den der relevante Parameter aller Batterieeinheiten angeglichen wird, erst festzulegen, nachdem dieser Parameter bei allen Batterieeinheiten erfasst wurde. Insbesondere kann das anschließende Angleichen des relevanten Parameters an den vorgegebenen Wert sehr viel schneller erfolgen, wenn dieser vorgegebenen Wert bei zumindest den meisten Batterieeinheiten bereits nahe dem erfassten Wert des Parameters liegt. Dies wird erreicht, indem zunächst alle Batterieeinheiten einmal einzeln an den zweipoligen Eingang des Batteriewandlers angeschlossen werden, um ihren relevanten Parameter zu erfassen. Dann wird unter Berücksichtigung der erfassten Werte des relevanten Parameters der Batterieeinheiten ein Wert vorgegeben, an den der relevante Parameter aller Batterieeinheiten anzugleichen ist.In some embodiments of the method according to the invention, the battery units are each connected only once to the battery converter, in order to both their to match relevant parameters as well as the detected relevant parameters to be adjusted so that already afterwards the relevant parameters of all battery units is suitable for the subsequent merging of the battery units to the battery bank. However, this assumes that the value to which the relevant parameter is adjusted for all battery units is fixed from the outset. However, it often turns out to be advantageous to set the value to which the relevant parameter of all battery units is adjusted only after this parameter has been recorded for all battery units. In particular, the subsequent matching of the relevant parameter to the predetermined value can take place much more quickly if this predetermined value is already close to the detected value of the parameter in at least most battery units. This is achieved by first connecting all battery units once to the two-pole input of the battery converter to detect their relevant parameters. Then, taking into account the detected values of the relevant parameter of the battery units, a value is set to which the relevant parameter of all battery units is to be adjusted.

Anschließend werden zumindest alle Batterieeinheiten, deren relevanter Parameter wegen noch vorhandener Differenzen tatsächlich verändert werden muss, noch ein weiteres Mal an den zweipoligen Eingang des Wechselrichters angeschlossen. Es versteht sich, dass bei dieser Vorgehensweise die jeweils für das Erfassen des relevanten Parameters zuletzt an den Eingang angeschlossene Batterieeinheit nicht zwischenzeitlich abgehängt werden muss, bevor ihr relevanter Parameter gegebenenfalls angepasst wird.Subsequently, at least all the battery units whose relevant parameters must actually be changed due to differences still present, are connected once more to the two-pole input of the inverter. It is self-evident that in this procedure the battery unit last connected to the input for the acquisition of the relevant parameter does not have to be temporarily suspended before its relevant parameter is adjusted if necessary.

Beim Festlegen des Werts des relevanten Parameters, an den der relevante Parameter aller Batterieeinheiten angeglichen wird, können verschiedene Kriterien Berücksichtigung finden. Eines dieser Kriterien ist die Minimierung der Dauer des Verfahrens. Das heißt, der Wert des relevanten Parameters wird so festgelegt, dass das Angleichen des Parameters der einzelnen Batterieeinheiten an diesen Wert insgesamt möglichst schnell vonstatten geht. Dieses Kriterium ist jedoch nicht unbedingt das einzig relevante. Daneben oder stattdessen kann eine Minimierung der einzelnen Anschlussvorgänge an dem Eingang des Batteriewandlers während des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben werden. Wenn beispielsweise zwei oder mehr Batterieeinheiten nahe beieinander liegende oder innerhalb einer einzuhaltenden Toleranz bereits übereinstimmende Werte des relevanten Parameters aufweisen, kann es sinnvoll sein, alle anderen Batterieeinheiten mit ihrem relevanten Parameter an diese Werte anzupassen, um die Anzahl der Anschlussvorgänge an dem zweipoligen Eingang des Batteriewandlers zu minimieren.When setting the value of the relevant parameter to which the relevant parameter of all battery units is adjusted, various criteria can be taken into account. One of these criteria is to minimize the duration of the procedure. That is, the value of the relevant parameter is set so that adjusting the parameter of the individual battery units to this value as a whole is as fast as possible. However, this criterion is not necessarily the only one relevant. In addition or instead, it is possible to operate a minimization of the individual connection processes at the input of the battery converter during the method according to the invention. If, for example, two or more battery units have values of the relevant parameter that are close to each other or within a tolerance to be complied with, it may be useful to adapt all other battery units with their relevant parameter to these values by the number of connection processes at the two-pole input of the battery converter to minimize.

Ein weiteres Kriterium, das bei der Festlegung der Werte für den relevanten Parameter berücksichtigt werden kann, ist die Minimierung von Energieverlusten durch das Verfahren. Dabei kann es zum einen um absolute Energieverluste gehen, die sich durch Verlustleistungen beschreiben lassen. Zum anderen kann es auch darum gehen, das Anfallen von Energiemengen zu vermeiden, die in ein ausgangsseitig an den Batteriewandler angeschlossenes Wechselstromnetz eingespeist werden und die nicht oder nur schlecht vergütet werden und insoweit einen Verlust darstellen.Another criterion that can be taken into account when determining the values for the relevant parameter is minimizing energy losses through the process. On the one hand, this can be about absolute energy losses, which can be described by power losses. On the other hand, it may also be a question of avoiding the accumulation of amounts of energy which are fed into an AC network connected on the output side to the battery converter and which are not or only badly tempered and in so far represent a loss.

Noch ein Kriterium kann eine Minimierung des Bezugs von Energie aus dem Wechselstromnetz, an das der Batteriewandler ausgangsseitig angeschlossen ist, und/oder von elektrischer Energie sein, die von einem Generator bereitgestellt wird, welcher zusammen mit dem Batteriewandler an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. Dann werden die Werte de relevanten Parameters zumindest im Wesentlichen durch Entladung einzelner Batterieeinheiten aneinander angepasst. Noch ein weiteres Kriterium kann eine Maximierung eines Eigenverbrauchs von elektrischer Energie sein, die von einem Generator, wie beispielsweise einem Photovoltaikgenerator, bereitgestellt wird, welcher zusammen mit dem Batteriewandler an ein Wechselstromnetz angeschlossen sein kann. Dabei ist unter dem Eigenverbrauch solcher dezentral erzeugter elektrischer Energie zu verstehen, dass sie lokal am Ort ihrer Erzeugung und damit insbesondere ohne Belastung eines übergeordneten Wechselstromnetzes verbraucht wird. Dies geschieht durch lokale, vor einem Netzanschlusspunkt an den Generator und den Batteriewandler angeschlossene Verbraucher.Yet another criterion may be to minimize the sourcing of energy from the AC grid to which the battery converter is connected on the output side, and / or of electrical energy provided by a generator connected to an AC grid together with the battery converter. Then, the values of the relevant parameter are at least substantially matched by discharging individual battery units together. Yet another criterion may be to maximize self-consumption of electrical energy provided by a generator, such as a photovoltaic generator, which may be connected to an AC grid together with the battery converter. In this case, the self-consumption of such decentrally generated electrical energy is to be understood as meaning that it is consumed locally at the place of its generation and thus, in particular, without loading of a superordinate alternating current network. This is done by local consumers connected to the generator and the battery converter before a grid connection point.

Es können auch mehrere der voranstehend genannten Kriterien mit gleicher oder unterschiedlicher Wichtung berücksichtigt werden, wenn die Werte des relevanten Parameters festgelegt werden, an die die relevanten Parameter aller Batterieeinheiten angeglichen werden.It is also possible to take into account several of the above-mentioned criteria with the same or different weighting if the values of the relevant parameter to which the relevant parameters of all battery units are adjusted are determined.

Wie bereits angedeutet wurde, können zum parallelen Zusammenschließen der Batterieeinheiten zu einer Batteriebank die Ausgangsspannungen als relevanter Parameter erfasst werden. Optional kann zusätzlich der Alterungszustand der Batterieeinheiten erfasst werden. Anschließend ist dann die Ausgangsspannung aneinander anzugleichen. Bei einigen Batterietypen, wie bspw. bestimmten Bleiakkumulatoren, kann auch der Alterungszustand der einzelnen Batterieeinheiten durch an sich bekannte spezielle Auflade- und/oder Entladevorgänge verändert und damit aneinander angeglichen werden.As already indicated, the output voltages can be detected as a relevant parameter for parallel connection of the battery units to a battery bank. Optionally, the aging state of the Battery units are detected. Then the output voltage has to be adjusted to each other. In some types of batteries, such as certain lead-acid batteries, the aging state of the individual battery units by known per se known charging and / or discharging operations can be changed and thus aligned with each other.

Zum seriellen Zusammenschließen der Batterieeinheiten zu einer Batteriebank kann der Ladezustand und zusätzlich der Alterungszustand der Batterieeinheiten erfasst werden. Anschließend ist dann zumindest der Ladezustand und evtl. auch der Alterungszustand der einzelnen Batterieeinheiten aneinander anzugleichen.For serial connection of the battery units to a battery bank, the state of charge and additionally the aging state of the battery units can be detected. Then then at least the state of charge and possibly also the aging state of the individual battery units to be matched to each other.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das einzeln Anschließen der Batterieeinheiten an den zweipoligen Eingang des Batteriewandlers manuell erfolgen. Dabei kann dieses einzeln Anschließen durch eine Steuerung des Batteriewandlers z. B. über ein Display angeleitet werden.In the method according to the invention, the individual connection of the battery units to the two-pole input of the battery converter can be carried out manually. This can be connected individually by a control of the battery converter z. B. be instructed via a display.

Grundsätzlich kann das einzeln Anschließen der Batterieeinheiten an den Eingang auch über eine separate Multiplexereinrichtung erfolgen, d. h. über eine Multiplexereinrichtung, die speziell für das Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist, aber kein Teil des Batteriewandlers ist, das noch vorhanden ist, wenn die Batterieeinheiten als Batteriebank zusammengeschlossen und an den Eingang des Wechselrichters angeschlossen sind.In principle, the individual connection of the battery units to the input can also take place via a separate multiplexer device, i. H. via a multiplexer device, which is specially provided for carrying out the method according to the invention, but is not part of the battery converter that is still present when the battery units are connected together as a battery bank and connected to the input of the inverter.

Wenn von den Batterieeinheiten, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren an den Batteriewandler angeschlossen wurden, eine ausfällt und durch eine neue Batterieeinheit ersetzt werden muss, kann es ausreichend sein, die neue Batterieeinheit einzeln an den Eingang des Batteriewandlers anzuschließen, den mindestens einen relevanten Parameter der neuen Batterieeinheit zu erfassen und an den Wert des mindestens einen relevanten Parameters der anderen alten Batterieeinheiten anzupassen. Danach kann dann unmittelbar die neue Batterieeinheit zusammen mit den alten Batterieeinheiten an den Eingang angeschlossen werden, um sie mit dem Batteriewandler als geschlossene Batteriebank zu betreiben. Dieses Vorgehen setzt voraus, dass der Wert des mindestens einen relevanten Parameters der anderen alten Batterieeinheiten aus deren bisherigem Betrieb bekannt ist. Sonst muss er zumindest anhand einer der anderen alten Batterieeinheiten erfasst werden.If one of the battery units which have been connected to the battery converter according to the method according to the invention fails and has to be replaced by a new battery unit, it may be sufficient to connect the new battery unit individually to the input of the battery converter, the at least one relevant parameter of the new one To detect battery unit and adapt to the value of at least one relevant parameter of the other old battery units. Thereafter, then immediately the new battery unit can be connected together with the old battery units to the input to operate with the battery converter as a closed battery bank. This procedure assumes that the value of the at least one relevant parameter of the other old battery units is known from their previous operation. Otherwise it must at least be detected using one of the other old battery units.

Ein erfindungsgemäßer bidirektionaler Batteriewandler, an den eingangsseitig mehrere Batterieeinheiten parallel oder seriell anschließbar sind, umfasst einen zweipoligen Eingang, Messeinrichtungen für mindestens einen relevanten Parameter der an den Eingang angeschlossenen Batterieeinheiten und eine Steuerung, die einen anwählbaren Betriebsmodus zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist. Von einem bekannten bidirektionalen Batteriewandler unterscheidet sich der erfindungsgemäße Batteriewandler damit im Wesentlichen durch den anwählbaren Betriebsmodus seiner Steuerung.A bidirectional battery converter according to the invention, to which a plurality of battery units can be connected in parallel or serially, comprises a two-pole input, measuring devices for at least one relevant parameter of the battery units connected to the input and a controller having a selectable operating mode for carrying out the method according to the invention. From a known bidirectional battery converter, the battery converter according to the invention thus differs essentially by the selectable operating mode of its control.

Der Batteriewandler kann ein DC/DC-Wandler sein, der zusammen mit einem Photovoltaikgenerator an einen DC/AC-Wandler angeschlossen ist, wobei der DC/AC-Wandler ausgangsseitig an ein Wechselstromnetz anschließbar sein kann. Der Photovoltaikgenerator kann dabei direkt oder bspw. über einen weiteren DC/DC-Wandler zusammen mit dem Batteriewandler an einen Gleichspannungszwischenkreis des DC/AC-Wandlers angeschlossen sein.The battery converter may be a DC / DC converter, which is connected together with a photovoltaic generator to a DC / AC converter, wherein the DC / AC converter can be connected on the output side to an AC network. The photovoltaic generator can be connected directly or, for example, via a further DC / DC converter together with the battery converter to a DC voltage intermediate circuit of the DC / AC converter.

Grundsätzlich kann der Batteriewandler aber auch selbst ein DC/AC-Wandler sein, der ausgangsseitig direkt an ein Wechselstromnetz anschließbar ist.In principle, however, the battery converter can itself also be a DC / AC converter, which can be connected directly to an AC network on the output side.

Ein erfindungsgemäßer Photovoltaikwechselrichter weist neben einem erfindungsgemäßen Batteriewandler, der als DC/DC-Wandler ausgebildet ist, einen weiteren Eingang zum Anschließen eines Photovoltaikgenerators und einen DC/AC-Wandler auf, wobei der Batteriewandler zusammen mit dem weiteren Eingang an einen Gleichspannungszwischenkreis des DC/AC-Wandlers angeschlossen ist. Bei einem solchen Photovoltaikwechselrichter dient die aus den Batterieeinheiten, die an den Batteriewandler eingangsseitig anschließbar sind, gebildete Batteriebank als Pufferspeicher für elektrische Energie, die mit dem Photovoltaikgenerator nur tagsüber und auch dann nicht immer genau dann erzeugt wird, wenn sie vor Ort benötigt wird. Der Batteriewandler und die Batteriebank können so insbesondere zum Maximieren des Eigenverbrauchs der mit dem Photovoltaikgenerator dezentral erzeugten Energie genutzt werden.A photovoltaic inverter according to the invention has, in addition to a battery converter according to the invention, which is designed as a DC / DC converter, a further input for connecting a photovoltaic generator and a DC / AC converter, wherein the battery converter together with the further input to a DC voltage intermediate circuit of the DC / AC Converter is connected. In such a photovoltaic inverter, the battery bank formed from the battery units, which are connected to the battery converter on the input side serves as a buffer for electrical energy that is generated with the photovoltaic generator only during the day and then not always exactly when needed on site. The battery converter and the battery bank can thus be used, in particular, to maximize the self-consumption of the energy generated decentrally with the photovoltaic generator.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, the following applies: Further features can be found in the drawings. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs ”mindestens” bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht. The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, when talking about an element, it should be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert und beschrieben.In the following the invention will be further explained and described by means of embodiments with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt einen Photovoltaikwechselrichter, der eingangsseitig zum einen an einen Photovoltaikgenerator und zum anderen an eine Batteriebank aus drei in Reihe geschalteten Batterieeinheiten und ausgangsseitig an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. 1 shows a photovoltaic inverter, the input side to a photovoltaic generator and the other to a battery bank of three series-connected battery units and the output side is connected to an AC power.

2 zeigt einen Photovoltaikgenerator, der1 entspricht, außer dass die Batteriebank aus drei parallel geschalteten Batterieeinheiten zusammengesetzt ist. 2 shows a photovoltaic generator, the 1 corresponds, except that the battery bank is composed of three parallel battery units.

3 illustriert, wie bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Batterieeinheiten der Batteriebank zunächst einzeln an einen zweipoligen Eingang des Photovoltaikwechselrichters gemäß1 oder2 angeschlossen werden. 3 illustrates, as in a method according to the invention, the battery units of the battery bank first individually to a two-pole input of the photovoltaic inverter according to 1 or 2 be connected.

4 ist ein Flussdiagramm zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 4 is a flowchart for an embodiment of the method according to the invention; and

5 illustriert eine Routine, die in zwei Schritten des Verfahrens gemäß4 ablaufen kann. 5 illustrates a routine that is performed in two steps of the method according to 4 can expire.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Der in1 dargestellte Photovoltaikwechselrichter1 weist einen DC/AC-Wandler2 auf, der ausgangsseitig an ein Wechselstromnetz3 angeschlossen ist. Der DC/AC-Wandler2 speist elektrische Energie in das Wechselstromnetz3 ein. Diese elektrischen Energie kann von einem Photovoltaikgenerator4 kommen, der an einen Eingang19 angeschlossen ist. Ersatzweise kommt sie von einer Batteriebank5, wobei diese beiden Energiequellen sowohl einzeln als auch gemeinsam aktiv sein können. Der Photovoltaikgenerator4 ist über den Eingang19 an einen DC/DC-Wandler6, beispielsweise einen Hochsetzsteller, angeschlossen, der die elektrische Energie des Photovoltaikgenerators4 in einen Gleichspannungszwischenkreis7 einspeist und dazu eine Ausgangsspannung U_PV des Photovoltaikgenerators4 auf eine Zwischenkreisspannung U_ZWK des Gleichspannungszwischenkreises7 hochsetzt. Der DC/DC-Wandler ist grundsätzlich optional und kann entfallen, wenn der Photovoltaikgenerator direkt eine als Zwischenkreisspannung U_ZWK geeignete Ausgangsspannung U_PV bereitstellt. Der Gleichspannungszwischenkreis7 ist der Eingangszwischenkreis des DC/AC-Wandlers2; und die Zwischenkreisspannung U_ZWK ist auf eine Netzspannung U_Netz des Wechselstromnetz3 abgestimmt. Die Batteriebank5 ist an einen zweipoligen Eingang8 eines Batteriewandlers9 angeschlossen. Der Batteriewandler9 ist ein bidirektionaler DC/DC-Wandler, der ausgangsseitig ebenfalls an den Gleichspannungszwischenkreis7 angeschlossen ist und diesen aus der Batteriebank5 speist oder diesem elektrische Energie entnimmt, um sie in der Batteriebank5 zu speichern.The in 1 illustratedphotovoltaic inverter 1 has a DC /AC converter 2 on, the output side to anAC network 3 connected. The DC /AC converter 2 feeds electrical energy into theAC grid 3 one. This electrical energy can be from aphotovoltaic generator 4 come to anentrance 19 connected. Alternatively, it comes from abattery bank 5 These two energy sources can be active both individually and jointly. Thephotovoltaic generator 4 is over theentrance 19 to a DC /DC converter 6 , For example, a boost converter, connected to the electrical energy of thephotovoltaic generator 4 in a DC voltage intermediate circuit 7 feeds and to an output voltage U_{PV of} thephotovoltaic generator 4 to an intermediate_circuit voltage U_{ZWK of} the DC intermediate_circuit 7 high sets. The DC / DC converter is basically optional and can be omitted if the photovoltaic_generator directly provides a suitable as intermediate_circuit voltage U_ZWK output voltage U_PV . The DC voltage intermediate circuit 7 is the input DC link of the DC /AC converter 2 ; and the intermediate_circuit voltage U_ZWK is to a mains voltage U_{network of} theAC mains 3 Voted. Thebattery bank 5 is at a two-pole entrance 8th abattery converter 9 connected. Thebattery converter 9 is a bidirectional DC / DC converter, the output side also to the DC link 7 is connected and this from thebattery bank 5 feeds or draws this electrical energy to them in thebattery bank 5 save.

Der Batteriewandler9 und die angeschlossene Batteriebank5 werden dazu eingesetzt, Schwankungen bei der elektrischen Leistung des Photovoltaikgenerators4 und im Verbrauchsprofil lokal angeschlossener Verbraucher auszugleichen. Das heißt, die Batteriebank5 wird mit dem Batteriewandler9 als Pufferspeicher für elektrische Energie von dem Photovoltaikgenerator4 verwendet, um beispielsweise einen Eigenverbrauch dieser Energie nahe dem Ort ihrer Erzeugung zu maximieren. Damit ist es z. B. auch in Zeiten ohne ausreichende Sonneneinstrahlung und somit ohne ausreichende Leistung des Photovoltaikgenerators4 möglich, über den DC/AC-Wandler2 elektrische Energie in das Wechselstromnetz3 zu liefern. Umgekehrt ist bei einem Überangebot an elektrischer Leistung des Photovoltaikgenerators4, die den aktuellen Verbrauch des Haushalts übersteigt, eine Zwischenspeicherung in der Batteriebank5 möglich. Die so gespeicherte elektrische Energie steht dann für einen späteren Zeitpunkt zur Verfügung, in dem die Leistung des Photovoltaikgenerators4 nicht mehr ausreicht. Die Batteriebank5 kann auch elektrische Energie aus dem Wechselstromnetz3 zwischenspeichern, wenn der DC/AC-Wandler2, was bevorzugt ist, ein bidirektionaler Wandler ist.Thebattery converter 9 and the connectedbattery bank 5 are used for variations in the electrical power of thephotovoltaic generator 4 and in the consumption profile of locally connected consumers. That is, thebattery bank 5 is with thebattery converter 9 as a buffer for electrical energy from thephotovoltaic generator 4 used, for example, to maximize self-consumption of this energy near the place of its generation. This is z. B. even in times without sufficient sunlight and thus without sufficient power of thephotovoltaic generator 4 possible, via the DC /AC converter 2 electrical energy in theAC network 3 to deliver. Conversely, with an oversupply of electrical power of thephotovoltaic generator 4 that exceeds the current consumption of the household, a caching in thebattery bank 5 possible. The stored electrical energy is then available for a later time, in which the power of thephotovoltaic generator 4 no longer sufficient. Thebattery bank 5 can also use electrical energy from theAC network 3 cache when the DC /AC converter 2 which is preferred is a bidirectional transducer.

Die Batteriebank5 umfasst mehrere Batterieeinheiten11 bis13, die bei der Ausführungsform gemäß1 in Reihe geschaltet sind, so dass die an dem Eingang8 anliegende Spannung die Summe der Ausgangsspannungen U_Batt der einzelnen Batterieeinheiten11 bis13 ist.Thebattery bank 5 includesseveral battery units 11 to 13 , which in the embodiment according to 1 are connected in series, so that at the entrance 8th applied voltage is the sum of the output voltages U_{Batt of} theindividual battery units 11 to 13 is.

Bis auf die Zusammenschaltung der Batterieeinheiten11 bis13 zu der Batteriebank5 entspricht der Photovoltaikwechselrichter1 gemäß2 demjenigen gemäß1. Gemäß2 sind die Batterieeinheiten11 bis13 parallel geschaltet, so dass die Spannung an dem zweipoligen Eingang8 gleich der Ausgangsspannung U_Batt jeder einzelnen Batterieeinheit ist. Damit es innerhalb der Parallelschaltung der Batterieeinheiten11 bis13 zu keinen Ausgleichsströmen zwischen den Batterien kommt, die ungedämpft wären, müssen die Ausgangsspannungen U_Batt der einzelnen Batterieeinheiten11 bis13 bei ihrem Zusammenschließen möglichst gleich sein. Bei der Batteriebank5 gemäß1 ist es hingegen unbedingt sinnvoll, dass die Ladezustände, insbesondere in Form des sogenannten State of Charge (SOC), möglichst gleich sind, um die in der Batteriebank5 gespeicherte elektrische Energie bzw. deren Speicherkapazität möglichst vollständig nutzen zu können. Für den SOC ist die Batteriespannung U_Batt zwar ein Indiz, aber vielfach kein ausreichendes. Sowohl bei der Reihenschaltung der Batterieeinheiten11 bis13 gemäß1 als auch bei der Parallelschaltung der Batterieeinheiten11 bis13 gemäß2 ist ein gleicher Alterungszustand, vielfach als State of Health (SOH) bezeichnet, aller Batterieeinheiten11 bis13 ebenfalls sinnvoll, um alle Batterieeinheiten11 bis13 gleichmäßig und vollständig nutzen zu können. Except for the interconnection of thebattery units 11 to 13 to thebattery bank 5 corresponds to thephotovoltaic inverter 1 according to 2 according to that 1 , According to 2 are thebattery units 11 to 13 connected in parallel, so that the voltage at the two-pole input 8th equal to the output voltage U_{Batt of} each individual battery unit. So that it is within the parallel connection of thebattery units 11 to 13 If there are no equalization currents between the batteries that would be undamped, the output voltages U_{Batt of} theindividual battery units 11 to 13 be as alike as possible when joining together. At thebattery bank 5 according to 1 on the other hand, it makes absolutely sense that the charge states, in particular in the form of the so-called state of charge (SOC), are as equal as possible to those in thebattery bank 5 stored electrical energy or their storage capacity to use as fully as possible. For the SOC, the battery voltage U_Batt is an indication, but in many cases not sufficient. Both with the series connection of thebattery units 11 to 13 according to 1 as well as in the parallel connection of thebattery units 11 to 13 according to 2 is an equal state of aging, often referred to as State of Health (SOH), of allbattery units 11 to 13 also useful to allbattery units 11 to 13 to be able to use evenly and completely.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren werden alle relevanten Parameter jeder einzelnen Batterieeinheit zunächst erfasst, indem jede Batterieeinheit einzelnen an den zweipoligen Eingang8 des Batteriewandlers9 angeschlossen wird. Für die Batterieeinheit13 ist dies in3 angedeutet. Entsprechend sind die Batterieeinheiten11 bis13 hier noch nicht zu einer Batteriebank zusammengeschaltet. Direkt dann, wenn die Batterieeinheiten11 bis13 erstmalig oder in einer anderen Ausführungsform des Verfahrens zum zweiten Mal einzeln an den Eingang8 angeschlossen werden, werden die relevanten Parameter der Batterieeinheiten11 bis13 aneinander angepasst. Dazu kann elektrische Energie mit dem Batteriewandler9 aus den Batterieeinheiten11 bis13 entnommen oder den Batterieeinheiten11 bis13 zugeführt werden. Dabei ist keinerlei Beschränkung durch die Kapazität des Gleichspannungszwischenkreis7 gegeben, wenn der DC/AC-Wandler2 die Zwischenkreisspannung U_ZWK konstant hält und dazu nötigenfalls auch elektrische Energie aus dem Wechselstromnetz3 entnimmt. Beim Angleichen der relevanten Parameter der Batterieeinheiten11 bis13 kann der jeweiligen Batterieeinheit11,12 oder13 auch elektrische Energie aus dem Photovoltaikgenerator4 zugeführt oder aus der jeweiligen Batterieeinheit11,12 oder13 in das Wechselstromnetz3 abgeführt werden. Wenn ein Angleichen der relevanten Parameter nicht möglich ist, kann ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden.In a method according to the invention, all relevant parameters of each individual battery unit are first detected by each battery unit individually to the two-pole input 8th of thebattery converter 9 is connected. For thebattery unit 13 is this in 3 indicated. Accordingly, thebattery units 11 to 13 not yet connected to a battery bank. Right when the battery packs 11 to 13 for the first time or in another embodiment of the method for the second time individually to the entrance 8th be connected, the relevant parameters of thebattery units 11 to 13 adapted to each other. This can be done with thebattery converter 9 from thebattery units 11 to 13 removed or thebattery units 11 to 13 be supplied. There is no restriction by the capacity of the DC intermediate circuit 7 given when the DC /AC converter 2 the_{DC link voltage} U_{ZWK keeps} constant and, if necessary, also electrical energy from theAC network 3 extracts. When matching the relevant parameters of thebattery units 11 to 13 can therespective battery unit 11 . 12 or 13 also electrical energy from thephotovoltaic generator 4 supplied or from therespective battery unit 11 . 12 or 13 into theAC mains 3 be dissipated. If it is not possible to match the relevant parameters, a corresponding warning signal can be output.

4 illustriert den gesamten Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt14 werden die Batterieeinheiten11 bis13 einzeln an den Batteriewandler9 angeschlossen, und dabei werden ihre relevanten Parameter gemessen. Das einzelne Anschließen der Batterieeinheiten11 bis13 erfolgt typischerweise durch den Servicetechniker, der letztlich auch die Batterieeinheiten11 bis13 zu der Batteriebank5 zusammenschließt und als solche an den Photovoltaikwechselrichter1 anschließt. Das Messen der relevanten Parameter erfolgt mit Messeinrichtungen, die der Batteriewandler9 sowieso zur Überwachung der an seinen Eingang8 normalerweise angeschlossenen Batteriebank5 aufweist. 4 illustrates the entire course of the method according to the invention. In afirst step 14 become thebattery units 11 to 13 individually to thebattery converter 9 connected and their relevant parameters are measured. The single connection of thebattery units 11 to 13 is typically done by the service technician who ultimately also thebattery units 11 to 13 to thebattery bank 5 merges and as such to thephotovoltaic inverter 1 followed. The measurement of the relevant parameters is done with measuring equipment, thebattery converter 9 anyway to monitor the at his entrance 8th normally connectedbattery bank 5 having.

Im nächsten Schritt15 werden geeignete Werte für die relevanten Parameter aller Batterieeinheiten11 bis13 auf Basis der für die relevanten Parameter zuvor erfassten Werte vorgegeben. Dies kann insbesondere durch eine Steuerung, d. h. einen Mikroprozessor, geschehen, der dem Batteriewandler9 zugeordnet ist. Dabei kann die Steuerung bestimmte vorgegebene Kriterien, wie beispielsweise einen besonders schnellen Verfahrensablauf oder eine Minimierung von elektrischer Energie, die dem Wechselstromnetz3 entnommen werden muss, berücksichtigen.In thenext step 15 become suitable values for the relevant parameters of allbattery units 11 to 13 based on the previously recorded values for the relevant parameters. This can be done in particular by a controller, ie a microprocessor, which is thebattery converter 9 assigned. In this case, the controller certain predetermined criteria, such as a particularly fast process flow or minimization of electrical energy, theAC grid 3 must be taken into account.

Im folgenden Schritt16 werden die Batterieeinheiten11 bis13 erneut einzeln an den Eingang8 angeschlossen, diesmal um ihre relativen Parameter an die im Schritt15 vorgegebenen Werte anzugleichen. Erst danach werden alle Batterieeinheiten11 bis13 in dem nachfolgenden Schritt17 an dem Eingang8 zusammengeschlossen und dann mit dem Batteriewandler9 als geschlossene Batteriebank5 betrieben.In the followingstep 16 become thebattery units 11 to 13 again individually to the entrance 8th connected, this time to their relative parameters to those in thestep 15 adjusted values. Only then are all thebattery units 11 to 13 in thesubsequent step 17 at the entrance 8th together and then with thebattery converter 9 as aclosed battery bank 5 operated.

Das Flussdiagramm gemäß5 illustriert eine Routine, mit der einer der Schritte14 und16 gemäß4 ausgeführt werden kann. Nach dem Start wird eine Laufvariable i zunächst auf 0 gesetzt und dann zu Beginn einer Schleife18 um 1 erhöht. Anschließend erfolgt die Anzeige, dass die dem Stand der Laufvariable i entsprechende Batterieeinheit einzeln (an den Eingang8) anzuschließen und dies (dann) zu bestätigen ist. Sobald die Bestätigung vorliegt, werden im Schritt14 die relevanten Parameter der jeweiligen Batterieeinheit erfasst bzw. im Schritt15 die relevanten Parameter der jeweiligen Batterieeinheit an die vorgegebenen Werte angepasst. Anschließend wird überprüft, ob die Laufvariable i bereits die Gesamtzahl n der Batterieeinheiten erreicht hat; wenn ja, endet die Routine, wenn nein, wird die Schleife18 erneut begonnen. Es versteht sich, dass die Steuerung, die die Routine gemäß5 umsetzt, auch ergänzende Kontrollunterroutinen ausführen kann, wie beispielsweise eine Überprüfung, ob die jeweils richtige Batterieeinheit angeschlossen wurde. Dies ist zumindest im Rahmen des Schrittes16 möglich, nachdem zunächst im Schritt14 die relevanten Parameter der einzelnen Batterieeinheiten erfasst wurden. Aber auch im Schritt14 kann überprüft werden, dass nicht beispielsweise versehentlich mehrfach die gleiche Batterieeinheit anstelle aller verschiedener Batterieeinheiten einzeln an den Eingang8 des Batteriewandlers9 angeschlossen wird.The flowchart according to 5 illustrates a routine with which one of thesteps 14 and 16 according to 4 can be executed. After the start, a run variable i is first set to 0 and then at the beginning of aloop 18 increased by 1. Subsequently, the display is made that the battery unit corresponding to the state of the running variable i individually (to the input 8th ) and this is (then) to confirm. Once the confirmation is received, instep 14 the relevant parameters of the respective battery unit detected or instep 15 the relevant parameters of the respective battery unit are adapted to the specified values. Subsequently, it is checked whether the running variable i has already reached the total number n of the battery units; if so, the routine ends; if not, the loop ends 18 started again. It is understood that the controller, which complies with the routine 5 can also perform supplementary control subroutines, such as checking whether the correct battery unit has been connected. This is at least part of thestep 16 possible after first instep 14 the relevant parameters of the individual battery units were recorded. But also in thestep 14 can be checked that not accidentally, for example, several times the same battery unit instead of all the different battery units individually to the input 8th of thebattery converter 9 is connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

PhotovoltaikwechselrichterPhotovoltaic Inverter

22

DC/AC-WandlerDC / AC converter

33

WechselstromnetzAC power

44

Photovoltaikgeneratorphotovoltaic generator

55

Batteriebankbattery bank

66

DC/DC-WandlerDC / DC converter

77

GleichspannungszwischenkreisDc link

88th

Eingangentrance

99

Batteriewandlerbattery converter

1111

Batterieeinheitbattery unit

1212

Batterieeinheitbattery unit

1313

Batterieeinheitbattery unit

1414

Schrittstep

1515

Schrittstep

1616

Schrittstep

1717

Schrittstep

1818

Schleifeloop

1919

Eingangentrance

U_PVU_PV

Ausgangsspannung des Photovoltaikgenerators4Output voltage of thephotovoltaic generator 4

U_ZWKU_ZWK

Zwischenkreisspannung des Gleichspannungszwischenkreises7DC link voltage of the DC intermediate circuit 7

U_NetzU_network

Netzspannung des Wechselstromnetzes3Mains voltage of theAC mains 3

U_BattU_Batt

Ausgangsspannung einer Batterieeinheit11,12 oder13Output voltage of abattery unit 11 . 12 or 13

ii

Laufvariablecontrol variable

nn

Gesamtzahl der BatterieeinheitenTotal number of battery units

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• WO 02/39563 A1[0002]WO 02/39563 A1[0002]
• DE 102005045107 A1[0003]DE 102005045107 A1[0003]
• DE 202006003587 U1[0004]DE 202006003587 U1[0004]
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• DE 102011089312 A1[0008]DE 102011089312 A1[0008]
• US 2011/0140649 A1[0009]US 2011/0140649 A1[0009]

Claims (15)

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Verfahren zum parallelen oder seriellen Anschließen mehrerer Batterieeinheiten (11 bis13) an einen zweipoligen Eingang (8) eines Messeinrichtungen aufweisenden bidirektionalen Batteriewandlers (9), mit: – Erfassen eines relevanten variablen Parameters der einzelnen Batterieeinheiten (11 bis13) mit den Messeinrichtungen; und – Angleichen des relevanten Parameters der einzelnen Batterieeinheiten (11 bis13) mit dem Batteriewandler (9);dadurch gekennzeichnet, – dass die Batterieeinheiten (11 bis13) zum Erfassen und Angleichen einzeln an den Eingang (8) angeschlossen werden; und – dass die Batterieeinheiten (11 bis13), erst nachdem deren relevanter Parameter angeglichen wurde, gemeinsam an den Eingang (8) angeschlossen werden, um sie mit dem Batteriewandler (9) als eine geschlossene Batteriebank (5) zu betreiben.Method for parallel or serial connection of several battery units ( 11 to 13 ) to a two-pole input ( 8th ) of a measuring device having bidirectional battery converter ( 9 ), with: - detecting a relevant variable parameter of the individual battery units ( 11 to 13 ) with the measuring equipment; and - matching the relevant parameter of the individual battery units ( 11 to 13 ) with the battery converter ( 9 );characterized in that - the battery units ( 11 to 13 ) for detecting and matching individually to the input ( 8th ) are connected; and that the battery units ( 11 to 13 ), only after their relevant parameter has been aligned, to the input ( 8th ) are connected to the battery converter ( 9 ) as a closed battery bank ( 5 ) to operate.Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einer der Batterieeinheiten (11 bis13), deren relevanter Parameter verändert wird, elektrische Leistung über den Batteriewandler (9) aus einem Wechselstromnetz (3), an das der Batteriewandler (9) ausgangsseitig angeschlossen ist, oder aus einem Photovoltaikgenerator (4), mit dem gemeinsam der Batteriewandler (9) an einen DC/AC-Wandler (2) angeschlossen ist, zugeführt und/oder elektrische Leistung über den Batteriewandler (9) in das Wechselstromnetz (3) abgeführt wird.Method according to claim 1,characterized in that at least one of the battery units ( 11 to 13 ) whose relevant parameter is changed, electrical power via the battery converter ( 9 ) from an AC network ( 3 ) to which the battery converter ( 9 ) is connected on the output side, or from a photovoltaic generator ( 4 ), with which the battery converter ( 9 ) to a DC / AC converter ( 2 ) is connected, supplied and / or electrical power via the battery converter ( 9 ) into the AC grid ( 3 ) is discharged.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinheiten (11 bis13) ein erstes Mal einzeln an den Eingang (8) angeschlossen werden, um ihren relevanten Parameter zu erfassen, und dass dann zumindest die Batterieeinheiten (11 bis13) ein zweites Mal einzeln an den Eingang (8) angeschlossen werden, deren relevanter Parameter zum Angleichen mit dem Batteriewandler (9) verändert wird.Method according to claim 1 or 2,characterized in that the battery units ( 11 to 13 ) a first time to the entrance ( 8th ) to capture their relevant parameters, and then at least the battery units ( 11 to 13 ) a second time to the entrance ( 8th ) whose relevant parameter for adjustment with the battery converter ( 9 ) is changed.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine relevante Parameter der Batterieeinheiten (11 bis13) an einen Wert angeglichen wird, der in Abhängigkeit von den zuvor erfassten Werten des mindestens einen relevanten Parameters vorgegeben wird.Method according to one of claims 1 to 3,characterized in that the at least one relevant parameter of the battery units ( 11 to 13 ) is adjusted to a value which is predetermined as a function of the previously acquired values of the at least one relevant parameter.Verfahren nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, dass der Wert unter Berücksichtigung mindestens eines vorgegebenen Kriteriums in Abhängigkeit von den zuvor erfassten Werten des mindestens einen relevanten Parameters vorgegeben wird.A method according to claim 4,characterized in that the value is given taking into account at least one predetermined criterion in dependence on the previously detected values of the at least one relevant parameter.Verfahren nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kriterium ausgewählt ist aus: – einer Minimierung der Dauer des Verfahrens; – einer Minimierung der einzelnen Anschlussvorgänge an den Eingang (8) während des Verfahrens; – einer Minimierung von Energieverlusten durch das Verfahren; – einer Minimierung des Bezugs von Energie aus einem Wechselstromnetz (3), an das der Batteriewandler (9) ausgangsseitig angeschlossen ist, und/oder von elektrischer Energie, die von einem Generator bereitgestellt wird, welcher zusammen mit dem Batteriewandler (9) an ein Wechselstromnetz (3) angeschlossen ist; und – einer Maximierung des Eigenverbrauchs von elektrischer Energie, die von einem Generator bereitgestellt wird, welcher zusammen mit dem Batteriewandler (9) an ein Wechselstromnetz (3) angeschlossen ist.A method according to claim 5,characterized in that the at least one criterion is selected from: - a minimization of the duration of the method; - a minimization of the individual connection processes to the entrance ( 8th during the procedure; - minimizing energy losses through the process; - minimizing the supply of energy from an AC grid ( 3 ) to which the battery converter ( 9 ) is connected on the output side, and / or of electrical energy which is provided by a generator, which together with the battery converter ( 9 ) to an AC mains ( 3 ) connected; and - maximizing the self-consumption of electrical energy provided by a generator which together with the battery converter ( 9 ) to an AC mains ( 3 ) connected.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn mindestens ein erfasster Parameter mindestens einer Batterieeinheit (11 bis13) mit mindestens einem erfassten Parameter mindestens einer anderen Batterieeinheit (11 bis13) inkompatibel ist.Method according to one of the preceding claims,characterized in that an error message is output if at least one detected parameter of at least one battery unit ( 11 to 13 ) with at least one detected parameter of at least one other battery unit ( 11 to 13 ) is incompatible.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet, dass zum parallelen Anschließen der Batterieeinheiten (11 bis13) die Ausgangsspannung (U_Batt) und optional der Ladezustand und/oder der Alterungszustand der Batterieeinheiten (11 bis13) erfasst werden und zumindest die Ausgangsspannung (U_Batt) angeglichen wird.Method according to one of claims 1 to 7,characterized in that for parallel connection of the battery units ( 11 to 13 ) the output voltage (U_Batt ) and optionally the state of charge and / or the aging state of the battery units ( 11 to 13 ) are detected and at least the output voltage (U_Batt ) is adjusted.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet, dass zum seriellen Anschließen der Batterieeinheiten (11 bis13) der Ladezustand und optional die Ausgangsspannung (U_Batt) und/oder der Alterungszustand der Batterieeinheiten (11 bis13) erfasst werden und zumindest der Ladezustand angeglichen wird.Method according to one of claims 1 to 7,characterized in that for the serial connection of the battery units ( 11 to 13 ) the state of charge and optionally the output voltage (U_Batt ) and / or the aging state of the battery units ( 11 to 13 ) are detected and at least the state of charge is adjusted.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, dass das einzeln Anschließen der Batterieeinheiten (11 bis13) an den Eingang (8) manuell unter Anleitung durch eine Steuerung des Batteriewandlers (9) erfolgt.Method according to one of claims 1 to 9,characterized in that the individual connection of the battery units ( 11 to 13 ) to the entrance ( 8th ) manually under the guidance of a controller of the battery converter ( 9 ) he follows.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, dass das einzeln Anschließen der Batterieeinheiten (11 bis13) an den Eingang (8) über eine separate Multiplexereinrichtung erfolgt, die von einer Steuerung des Batteriewandlers (9) gesteuert wird.Method according to one of claims 1 to 9,characterized in that the individual connection of the battery units ( 11 to 13 ) to the entrance ( 8th ) is carried out via a separate multiplexer device, which is controlled by a controller of the battery converter ( 9 ) is controlled.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,dadurch gekennzeichnet, dass beim Austauschen einer alten Batterieeinheit (11 bis13) durch eine neue Batterieeinheit (11 bis13) die neue Batterieeinheit (11 bis13) einzeln an den Eingang (8) angeschlossen wird, dass der mindestens eine relevante Parameter der neueren Batterieeinheit (11 bis13) erfasst und an den Wert des mindestens einen relevanten Parameters der anderen alten Batterieeinheiten (11 bis13) angepasst wird, und dass dann die neue Batterieeinheit (11 bis13) zusammen mit den anderen alten Batterieeinheiten (11 bis13) an den Eingang (8) angeschlossen wird.Method according to one of claims 1 to 11,characterized in that during replacement an old battery unit ( 11 to 13 ) by a new battery unit ( 11 to 13 ) the new battery unit ( 11 to 13 ) individually to the entrance ( 8th ), that the at least one relevant parameter of the newer battery unit ( 11 to 13 ) and to the value of the at least one relevant parameter of the other old battery units ( 11 to 13 ) and that then the new battery unit ( 11 to 13 ) together with the other old battery units ( 11 to 13 ) to the entrance ( 8th ) is connected.Bidirektionaler Batteriewandler (9), an den eingangsseitig mehrere Batterieeinheiten (11 bis13) parallel oder seriell anschließbar sind, mit – einem zweipoligen Eingang (8); – Messeinrichtungen für mindestens einen relevanten Parameter der an den Eingang (8) angeschlossenen Batterieeinheiten (11 bis13); und – einer Steuerung, die einen anwählbaren Betriebsmodus zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.Bidirectional battery converter ( 9 ), to the input side several battery units ( 11 to 13 ) can be connected in parallel or serially, with - a bipolar input ( 8th ); - measuring equipment for at least one relevant parameter to the input ( 8th ) connected battery units ( 11 to 13 ); and a controller having a selectable mode of operation for performing the method of any one of the preceding claims.Batteriewandler (9) nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet, dass der Batteriewandler (9) ein DC/DC-Wandler ist, der zusammen mit einem Photovoltaikgenerator (4) an einen Gleichspannungszwischenkreis eines DC/AC-Wandlers (2) angeschlossen ist, der an ein Wechselstromnetz (3) anschließbar ist.Battery converter ( 9 ) according to claim 13,characterized in that the battery converter ( 9 ) is a DC / DC converter, which together with a photovoltaic generator ( 4 ) to a DC intermediate circuit of a DC / AC converter ( 2 ) connected to an AC mains ( 3 ) is connectable.Photovoltaikwechselrichter (1) mit einem Batteriewandler (9) nach Anspruch 14, mit einem weiteren zweipoligen Eingang (19) für einen Photovoltaikgenerator (4) und mit einem DC/AC-Wandler (2) zum ausgangsseitigen Anschließen an ein Wechselstromnetz (3), wobei der Batteriewandler (9) ein DC/DC-Wandler ist, der zusammen mit dem Photovoltaikgenerator (4) an einen Gleichspannungszwischenkreis (7) des DC/AC-Wandlers (2) angeschlossen ist.Photovoltaic inverter ( 1 ) with a battery converter ( 9 ) according to claim 14, with another bipolar input ( 19 ) for a photovoltaic generator ( 4 ) and with a DC / AC converter ( 2 ) for output connection to an AC network ( 3 ), wherein the battery converter ( 9 ) is a DC / DC converter, which together with the photovoltaic generator ( 4 ) to a DC voltage intermediate circuit ( 7 ) of the DC / AC converter ( 2 ) connected.

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