СИСТЕМА АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ+ Российский патент 2016 года по МПК H01M2/10 H01M10/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится в целом к способам и системам для аккумулирования и выдачи энергии множеством батарей и более конкретно - к способам и системам для аккумулирования и выдачи энергии в электросеть множеством батарей.

ПРЕДПОСЫЛКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Известны системы батарей, предназначенные для выдачи энергии в электросеть.

[0003] В примерном варианте воплощения настоящего изобретения энергетический модуль включает в себя множество электропроводящих шин, соединенных с выходом энергетического модуля. Множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину. Энергетический модуль также включает в себя множество опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно. Каждая опора включает в себя положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной. Каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения опоры от положительной и отрицательной шин. Энергетический модуль дополнительно включает в себя множество комплектов батарей, опирающихся на каждую опору, причем каждый из множества комплектов батарей имеет множество батарей, соединенных вместе последовательно для обеспечения выходного напряжения комплекта, и по меньшей мере один контактор комплекта, соединенный с каждым комплектом батарей. Каждый контактор комплекта имеет замкнутое положение для соединения относящегося к нему комплекта батарей с положительным и отрицательным контакторами опоры параллельно другим комплектам батарей опоры. Каждый контактор комплекта также имеет разомкнутое положение для отсоединения относящегося к нему комплекта батарей от положительного и отрицательного контакторов опоры независимо от остальных комплектов батарей опоры. Кроме того, энергетический модуль включает в себя контроллер энергетического модуля, выполненный с возможностью избирательного и независимого размыкания и замыкания каждого из положительных контакторов, отрицательных контакторов и контакторов комплектов энергетического модуля для управления совокупностью опор и комплектов батарей, соединенных с выходом энергетического модуля через множество электропроводящих шин.

[0004] В одном проиллюстрированном примере каждая опора включает в себя по меньшей мере три комплекта батарей, соединенных параллельно с положительным и отрицательным контакторами опоры. Каждый комплект батарей включает в себя множество отдельных батарейных модулей, соединенных вместе последовательно, и каждый батарейный модуль имеет контроллер батарейного модуля на связи с контроллером энергетического модуля. В одном проиллюстрированном варианте воплощения каждый комплект батарей имеет напряжение примерно 1200 В, а каждый батарейный модуль имеет напряжение примерно 50 В.

[0005] В проиллюстрированном примере каждая опора включает в себя множество вертикально расположенных или штабелированных батарейных контейнеров. Каждый батарейный контейнер включает в себя множество батарейных модулей, соединенных вместе последовательно, и множество батарейных контейнеров опоры электрически соединены вместе последовательно с образованием каждого комплекта батарей. В проиллюстрированном варианте воплощения максимальное напряжение каждого батарейного контейнера составляет 200 В.

[0006] В другом проиллюстрированном примере каждая опора энергетического модуля также включает в себя высоковольтный контейнер, служащий опорой положительному контактору, отрицательному контактору и контакторам комплектов каждой опоры. Высоковольтный контейнер дополнительно включает в себя отдельный плавкий предохранитель, соединенный с каждым комплектом батарей. Первый вывод каждого контактора комплекта соединен с одним из плавких предохранителей, а второй вывод каждого контактора комплекта соединен с датчиком тока для комплекта батарей. Каждый датчик тока подсоединен параллельно к положительному контактору опоры.

[0007] В еще одном проиллюстрированном примере каждая опора также включает в себя низковольтный контейнер. Низковольтный контейнер служит опорой множеству реле для управления положительным и отрицательным контакторами опоры и контакторами комплектов, находящимися в высоковольтном контейнере.

[0008] В проиллюстрированном варианте воплощения энергетического модуля множество электропроводящих шин, множество опор и контроллер энергетического модуля расположены в едином контейнере. В этом контейнере также расположен распределительный щит постоянного тока. Множество опор соединены параллельно с распределительным щитом постоянного тока положительной, отрицательной и заземляющей шинами.

[0009] В проиллюстрированном примере контроллер энергетического модуля отслеживает множество параметров, связанных с каждым из множества комплектов батарей. Контроллер энергетического модуля избирательно размыкает контактор комплекта у неисправного комплекта батарей, в котором обнаружена неисправность, для отсоединения неисправного комплекта батарей от его опоры без отключения всего энергетического модуля.

[0010] В еще одном проиллюстрированном примере положительная и отрицательная шины соединены через по меньшей мере один плавкий предохранитель с первым выводом первого контактора энергетического модуля. Первый контактор энергетического модуля имеет замкнутое положение и разомкнутое положение соответственно для подсоединения и отсоединения энергетического модуля. Второй вывод первого контактора энергетического модуля соединен через второй плавкий предохранитель с первым выводом управляемого вручную ножевого выключателя. Второй вывод ножевого выключателя соединен с первым выводом второго контактора энергетического модуля, а второй вывод второго контактора обеспечивает выход для энергетического модуля.

[0011] В проиллюстрированном варианте воплощения энергетический модуль включает в себя первый вольтметр, соединенный с первым выводом первого контактора энергетического модуля для получения первого показания напряжения, второй вольтметр, соединенный с первым выводом ножевого выключателя для получения второго показания напряжения, и третий вольтметр, подсоединенный между вторым выводом ножевого выключателя и первым выводом второго контактора энергетического модуля для получения третьего показания напряжения. Панель индикации расположена рядом с предназначенной для доступа дверью контейнера, заключающего в себе энергетический модуль. Панель индикации отображает показания напряжения от первого, второго и третьего вольтметров, так что оператор может просмотреть эти три показания напряжения, отображаемые на панели индикации, перед входом в контейнер.

[0012] В другом проиллюстрированном примере контроллер энергетического модуля включает в себя основной программируемый логический контроллер (ПЛК) и вспомогательный, резервный ПЛК. Как основной, так и резервный ПЛК получают данные от множества опор и множества комплектов батарей. Основной ПЛК выполнен с возможностью нормального управления работой энергетического модуля, а резервный ПЛК выполнен с возможностью управления работой энергетического модуля при отказе основного ПЛК. В примерном варианте воплощения основной и резервный ПЛК оба соединены с агрегатным центральным контроллером (АЦК). АЦК также соединен с удаленным компьютером через сеть связи для обеспечения удаленного доступа к АЦК и основному и резервному ПЛК для по меньшей мере одной из целей диагностики, управления, анализа данных, проверки и технического обслуживания энергетического модуля.

[0013] В дополнительном проиллюстрированном примере контроллер энергетического модуля отслеживает напряжения и температуры множества комплектов батарей в каждой из множества опор. Контроллер энергетического модуля избирательно размыкает и замыкает контакторы комплектов для избирательного исключения определенных комплектов батарей из энергетического модуля исходя из отслеживаемых напряжений и температур. В проиллюстрированном варианте воплощения контроллер определяет, существует ли асимметрия (неуравновешенность) напряжений между множеством комплектов батарей, и избирательно отсоединяет разбалансированные комплекты батарей для минимизации асимметрии напряжений между комплектами батарей энергетического модуля.

[0014] В другом примерном варианте воплощения контроллер энергетического модуля контролирует каждый из комплектов батарей на неисправное состояние. При обнаружении неисправного состояния у некоего конкретного комплекта контроллер: размыкает как положительный, так и отрицательный контакторы той конкретной опоры, в которой расположен комплект батарей с неисправным состоянием, для прерывания протекания тока; размыкает упомянутый по меньшей мере один контактор комплекта у комплекта батарей с неисправным состоянием; и замыкает положительный и отрицательный контакторы опоры у конкретной опоры для повторного подключения опоры к положительной и отрицательной шинам.

[0015] В еще одном примерном варианте воплощения каждая опора энергетического модуля включает в себя по меньшей мере три параллельных комплекта батарей. Комплект батарей иллюстративно отсоединяется от энергетического модуля, когда напряжение конкретного комплекта батарей отличается от напряжений других комплектов батарей более чем на заданную величину. В проиллюстрированном варианте воплощения контроллер энергетического модуля отслеживает напряжения у множества комплектов батарей во множестве опор, рассчитывает медианное напряжение для множества комплектов батарей, сравнивает медианное напряжение комплектов батарей с напряжениями отдельных комплектов батарей, определяет, находится ли напряжение комплекта батарей у конкретного комплекта батарей за пределами заданного допустимого диапазона напряжения от медианного напряжения комплектов батарей, устанавливает связанную с отклонением напряжения комплекта неисправность у конкретного комплекта, который находится вне заданного допустимого диапазона напряжения, и размыкает контактор комплекта у комплекта, имеющего связанную с отклонением напряжения комплекта неисправность.

[0016] В другом проиллюстрированном варианте воплощения контроллер энергетического модуля сравнивает напряжение каждого комплекта батарей с напряжениями других комплектов батарей в той же опоре, определяет, находится ли напряжение комплекта батарей у конкретного комплекта батарей в пределах заданного диапазона напряжений остальных комплектов батарей в той же опоре, и устанавливает связанную с отклонением напряжения комплекта неисправность для конкретного комплекта, если напряжение комплекта батарей у конкретного комплекта батарей не находится в пределах заданного диапазона напряжений остальных комплектов батарей в той же опоре. В одном проиллюстрированном примере каждый комплект батарей имеет напряжение примерно 1200 В, а заданный диапазон отклонений напряжения составляет в пределах 50 В от медианного напряжения комплектов для того, чтобы быть в пределах допустимого диапазона напряжений.

[0017] В другом примерном варианте воплощения настоящего изобретения энергетический модуль включает в себя множество электропроводящих шин, соединенных с выходом энергетического модуля. Множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину. Энергетический модуль также включает в себя множество батарейных опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно. Каждая опора включает в себя множество батарейных модулей, положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной. Каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения множества батарейных модулей опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения множества батарейных модулей опоры от положительной и отрицательной шин. По меньшей мере две из множества батарейных опор дополнительно включают в себя контактор предварительной зарядки и резистор предварительной зарядки, подсоединенные последовательно к выводам отрицательного контактора опоры. Энергетический модуль дополнительно включает в себя контроллер энергетического модуля, выполненный с возможностью избирательного и независимого замыкания и размыкания каждого из положительных контакторов, отрицательных контакторов и контакторов предварительной зарядки. Контроллер энергетического модуля запрограммирован на избирательное размыкание контактора предварительной зарядки одной из упомянутых по меньшей мере двух опор с тем, чтобы через резистор предварительной зарядки протекал ток для осуществления предварительной зарядки множества батарейных модулей выбранной из упомянутых по меньшей мере двух опор при вводе энергетического модуля в эксплуатацию до того, как положительные и отрицательные контакторы остальных опор будут замкнуты для соединения множества батарейных модулей остальных опор с положительной и отрицательной шинами.

[0018] В проиллюстрированном примере множество батарейных опор включает в себя опоры 1, 2, 3 … N, и по меньшей мере опоры 1 и 2 из этого множества опор имеют контактор предварительной зарядки и резистор предварительной зарядки. Контроллер энергетического модуля вначале замыкает положительный контактор и контактор предварительной зарядки опоры 1 и отслеживает напряжение множества батарейных модулей опоры 1 для определения того, было ли множество батарейных модулей опоры 1 успешно предварительно заряжено. Иллюстративно уровень порогового напряжения для успешной предварительной зарядки батарейных модулей опоры 1 составляет примерно 90% от желаемого рабочего напряжения батарейных модулей опоры 1.

[0019] Если в проиллюстрированном примере множество батарейных модулей опоры 1 были успешно предварительно заряжены, контроллер энергетического модуля затем замыкает отрицательный контактор опоры 1, размыкает контактор предварительной зарядки опоры 1 и последовательно замыкает положительный и отрицательный контакторы каждой из опоры 2 - опоры N для систематического ввода энергетического модуля в эксплуатацию. Иллюстративно имеет место заданная задержка по времени между этапами замыкания положительных и отрицательных контакторов каждой из опоры 2 - опоры N.

[0020] Если в другом проиллюстрированном примере множество батарейных модулей опоры 1 не были успешно предварительно заряжены, контроллер размыкает положительный контактор и контактор предварительной зарядки опоры 1, замыкает положительный контактор и контактор предварительной зарядки опоры 2 и отслеживает напряжение множества батарейных модулей опоры 2 для определения того, было ли множество батарейных модулей опоры 2 успешно предварительно заряжено. Если множество батарейных модулей опоры 2 были успешно предварительно заряжены, то контроллер энергетического модуля затем замыкает отрицательный контактор опоры 2, размыкает контактор предварительной зарядки опоры 2, замыкает положительный и отрицательный контакторы опоры 1 и последовательно замыкает положительный и отрицательный контакторы каждой из опоры 3 - опоры N для систематического ввода энергетического модуля в эксплуатацию.

[0021] В дополнительном примерном варианте воплощения настоящего изобретения энергетический модуль включает в себя множество электропроводящих шин, соединенных с выходом энергетического модуля. Множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину. Энергетический модуль также включает в себя множество опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно. Каждая опора включает в себя положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной. Каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения опоры от положительной и отрицательной шин. Энергетический модуль дополнительно включает в себя множество комплектов батарей, опирающихся на каждую опору, причем каждый из множества комплектов батарей имеет множество батарей, соединенных вместе последовательно для обеспечения выходного напряжения комплекта, и по меньшей мере один контактор комплекта, соединенный с каждым комплектом батарей. Каждый контактор комплекта имеет замкнутое положение для соединения относящегося к нему комплекта батарей с положительным и отрицательным контакторами опоры параллельно другим комплектам батарей опоры и разомкнутое положение для отсоединения относящегося к нему комплекта батарей от опоры независимо от остальных комплектов батарей опоры. Кроме того, энергетический модуль включает в себя множество кабелей для электрического соединения множества комплектов батарей с положительным контактором, отрицательным контактором и контакторами комплектов каждой опоры. Множество кабелей, относящихся к каждому комплекту батарей, имеют практически одинаковые суммарные длины для обеспечения в целом одинакового сопротивления кабелей, относящихся к каждому комплекту батарей опоры.

[0022] В еще одном дополнительном примерном варианте воплощения настоящего изобретения энергетический модуль включает в себя множество электропроводящих шин, соединенных с выходом энергетического модуля. Множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину. Энергетический модуль также включает в себя множество опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно, причем каждая опора несет на себе множество комплектов батарей. Каждый из множества комплектов батарей имеет множество батарей, соединенных вместе последовательно для обеспечения выходного напряжения комплекта. Каждая опора также включает в себя положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной. Каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения множества комплектов батарей опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения множества комплектов батарей опоры от положительной и отрицательной шин. Один из положительного и отрицательного контакторов каждой опоры смонтирован в прямом направлении, а другой из положительного и отрицательного контакторов смонтирован в обратном направлении, так что сочетание положительного и отрицательного контакторов прерывает протекание тока в любом направлении, когда положительный и отрицательный контакторы разомкнуты. Энергетический модуль дополнительно включает в себя по меньшей мере один контактор комплекта, соединенный с каждым комплектом батарей. Контактор каждого комплекта имеет замкнутое положение для соединения относящегося к нему комплекта батарей с положительным и отрицательным контакторами опоры параллельно другим комплектам батарей опоры и разомкнутое положение для отсоединения соответствующего комплекта батарей независимо от остальных комплектов батарей опоры. Кроме того, энергетический модуль включает в себя контроллер энергетического модуля, выполненный с возможностью избирательного и независимого размыкания и замыкания каждого из положительных контакторов, отрицательных контакторов и контакторов комплектов энергетического модуля для управления совокупностью опор и комплектов батарей, соединенных с выходом энергетического модуля через множество электропроводящих шин. В проиллюстрированном примере контроллер энергетического модуля воспринимает направление протекания тока и размыкает соответствующий из положительного и отрицательного контакторов первым в зависимости от направления протекания тока.

[0023] В еще одном примерном варианте воплощения настоящего изобретения энергетический модуль включает в себя контейнер, имеющий внутреннюю зону, входную дверь для обеспечения доступа к внутренней зоне контейнера, датчик для обнаружения входа человека во внутреннюю зону контейнера, главный контактор энергетического модуля для обеспечения выхода для энергетического модуля и множество электропроводящих шин, соединенных с главным контактором. Множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину. Энергетический модуль также включает в себя множество батарейных опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно. Каждая опора включает в себя множество батарейных модулей, положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной. Каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения множества батарейных модулей опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения множества батарейных модулей опоры от положительной и отрицательной шин. Энергетический модуль дополнительно включает в себя контроллер энергетического модуля, выполненный с возможностью избирательного и независимого размыкания и замыкания каждого из главного контактора энергетического модуля, положительных контакторов и отрицательных контакторов. Контроллер энергетического модуля соединен с датчиком и запрограммирован на размыкание главного контактора энергетического модуля и положительного и отрицательного контакторов каждой опоры автоматически, когда датчик обнаружит человека, входящего во внутреннюю зону контейнера.

[0024] В одном проиллюстрированном варианте воплощения датчик обнаруживает, открыта или закрыта входная дверь контейнера. Датчик выдает сигнал контроллеру, когда входная дверь открыта, указывая на то, что человек входит во внутреннюю зону контейнера. В другом проиллюстрированном варианте воплощения датчик представляет собой детектор движения, находящийся во внутренней зоне контейнера для обнаружения человека во внутренней зоне контейнера. Датчик движения выдает сигнал контроллеру при обнаружении движения во внутренней зоне контейнера.

[0025] В еще одном проиллюстрированном варианте воплощения каждая опора также включает в себя по меньшей мере один прерыватель цепи для отсоединения множества батарейных модулей, расположенных на опоре. В одном примере каждая из батарейных опор включает в себя множество вертикально расположенных или штабелированных батарейных контейнеров, и упомянутый по меньшей мере один прерыватель цепи имеет первую часть, соединенную с передней частью батарейного контейнера и электрически соединенную с находящимися в контейнере батарейными модулями, и вторую часть, подвижную относительно первой части для прерывания электрического соединения между находящимися в контейнере батарейными модулями. Иллюстративно каждый из множества батарейных контейнеров имеет прерыватель цепи, расположенный на передней части контейнера.

[0026] В другом проиллюстрированном варианте воплощения энергетический модуль дополнительно включает в себя по меньшей мере один выключатель аварийного останова, соединенный с контроллером энергетического модуля. Контроллер энергетического модуля запрограммирован на размыкание главного контактора энергетического модуля и положительного и отрицательного контакторов каждой опоры, когда включен упомянутый по меньшей мере один выключатель аварийного останова. В одном примерном варианте воплощения упомянутый по меньшей мере один выключатель аварийного останова соединен с контроллером энергетического модуля последовательно с датчиком.

[0027] В еще одном примерном варианте воплощения настоящего изобретения энергетическая система выполнена с возможностью оперативного подключения к электросети через распределительное устройство. Энергетическая система включает в себя модуль управления мощностью, включающий в себя по меньшей мере один инвертор для преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока для передачи в электросеть через распределительное устройство и цепь обнаружения короткого замыкания на землю. Энергетическая система также включает в себя множество энергетических модулей, причем каждый энергетический модуль включает в себя контейнер, заключающий в себе множество батарей, шину постоянного тока высокого напряжения, соединенную с множеством батарей, главный контактор, соединенный с шиной постоянного тока высокого напряжения и выполненный с возможностью соединения энергетического модуля с модулем управления мощностью, цепь обнаружения короткого замыкания на землю и контроллер, запрограммированный позволять цепи обнаружения короткого замыкания на землю контролировать шину постоянного тока высокого напряжения на состояние короткого замыкания на землю, когда главный контактор энергетического модуля разомкнут. Контроллер энергетического модуля блокирует цепь обнаружения короткого замыкания на землю энергетического модуля перед замыканием главного контактора энергетического модуля для подключения энергетического модуля к модулю управления мощностью. После замыкания соответствующего главного контактора каждого энергетического модуля обнаружение короткого замыкания на землю для каждого из множества энергетических модулей обеспечивается цепью обнаружения короткого замыкания на землю модуля управления мощностью.

[0028] В одном проиллюстрированном варианте воплощения каждый энергетический модуль включает в себя реле, соединенное с контроллером и цепью обнаружения короткого замыкания на землю. Это реле размыкается и замыкается контроллером энергетического модуля для избирательного блокирования и разблокирования цепи обнаружения короткого замыкания на землю энергетического модуля. В другом проиллюстрированном варианте воплощения каждый контроллер энергетического модуля осуществляет связь с цепью обнаружения короткого замыкания на землю энергетического модуля по линии связи для избирательного разблокирования и блокирования цепи обнаружения короткого замыкания на землю.

[0029] В еще одном примерном варианте воплощения настоящего изобретения предусмотрена система аккумулирования энергии. Система аккумулирования энергии содержит множество контейнеров, каждый из которых включает в себя множество батарей и интерфейс контейнера, включающий в себя по меньшей мере один электрический интерфейсный модуль, соединенный с множеством батарей; и батарейную опору, имеющую проемы для приема множества контейнеров, причем батарейная опора включает в себя множество интерфейсов батарейной опоры, каждый из которых включает в себя по меньшей мере один электрический интерфейсный модуль. Множество контейнеров сопряжены с возможностью перемещения с батарейной опорой. Интерфейс контейнера у каждого контейнера расположен позади передней поверхности соответствующего контейнера.

[0030] В одном проиллюстрированном варианте воплощения первый электрический интерфейсный модуль первого контейнера входит в контактное взаимодействие с первым электрическим интерфейсным модулем батарейной опоры, когда первый контейнер поступательно перемещается относительно батарейной опоры. В одном примере контейнер удерживается на месте относительно батарейной опоры фиксирующим элементом.

[0031] В другом проиллюстрированном варианте воплощения первый контейнер включает в себя охлаждающую плиту, а интерфейс контейнера в первом контейнере включает в себя модуль сопряжения по текучей среде, проточно сообщающийся с каналом текучей среды в охлаждающей плите, и при этом интерфейс батарейной опоры включает в себя модуль сопряжения по текучей среде, который входит в контактное взаимодействие с модулем сопряжения по текучей среде первого контейнера, когда первый контейнер поступательно перемещается относительно батарейной опоры.

[0032] В еще одном проиллюстрированном варианте воплощения каждый из контейнеров представляет собой выдвижной ящик, а батарейная опора представляет собой стеллаж, причем множество выдвижных ящиков выполнены с возможностью поступательного перемещения относительно стеллажа.

[0033] В еще одном проиллюстрированном варианте воплощения множество батарей в каждом контейнере соединены вместе последовательно, и каждый контейнер включает в себя положительный электрический интерфейс, который соединен с соответствующим положительным электрическим интерфейсом батарейной опоры, и отрицательный электрический интерфейс, который соединен с соответствующим отрицательным интерфейсом батарейной опоры. В одном примере батарейная опора подключает батареи в первом наборе контейнеров последовательно и батареи во втором наборе контейнеров последовательно, а первый набор контейнеров и второй набор контейнеров друг к другу параллельно.

[0034] В еще одном примерном варианте воплощения настоящего изобретения предусмотрена система аккумулирования энергии, имеющая выход. Система аккумулирования энергии содержит положительную шину, соединенную с выходом; отрицательную шину, соединенную с выходом; множество батарей, организованных во множество комплектов, причем это множество батарей электрически подключены к положительной шине и отрицательной шине через множество контакторов комплекта; контроллер, выполненный с возможностью избирательного и независимого размыкания и замыкания каждого из контакторов комплекта для управления совокупностью батарей, соединенных с выходом энергетического модуля через положительную шину и отрицательную шину; и множество контейнеров, расположенных в виде вертикального штабеля. Первая группа из множества батарей представляет собой первый комплект и предусмотрена в первой группе из множества контейнеров. Вторая группа из множества батарей представляет собой второй комплект и предусмотрена во второй группе из множества контейнеров. Первая группа батарей электрически соединена последовательно с контактором первого комплекта, а вторая группа батарей электрически соединена последовательно с контактором второго комплекта. Контактор первого комплекта и контактор второго комплекта электрически соединены параллельно.

[0035] В одном проиллюстрированном варианте воплощения множество контейнеров представляют собой выдвижные ящики, которые вставляются в стеллаж.

[0036] В еще одном примерном варианте воплощения настоящего изобретения предусмотрен способ электрического соединения множества батарей с выходом системы аккумулирования энергии. Способ включает этапы обеспечения положительной шины и отрицательной шины, электрических соединенных с выходом системы аккумулирования энергии, и организацию множества батарей во множество комплектов, электрически соединенных с положительной шиной и отрицательной шиной через множество электрически запараллеленных контакторов комплектов. Способ дополнительно включает, для первого комплекта из множества комплектов, размещение первой части множества батарей в первом контейнере; размещение второй части множества батарей во втором контейнере; электрическое соединение первой части множества батарей, второй части множества батарей и контактора первого комплекта вместе последовательно; и размещение первого контейнера и второго контейнера в виде первого вертикального штабеля. Способ дополнительно включает для второго комплекта из множества комплектов размещение третьей части множества батарей в третьем контейнере; размещение четвертой части множества батарей в четвертом контейнере; электрическое соединение третьей части множества батарей, четвертой части множества батарей и контактора второго комплекта вместе последовательно; и размещение третьего контейнера и четвертого контейнера в виде второго вертикального штабеля. Способ дополнительно включает этапы размещения второго вертикального штабеля поверх первого вертикального штабеля; размещения контактора первого комплекта и контактора второго комплекта над первым вертикальным штабелем; и управление первым подключением первого комплекта к положительной и отрицательной шинам с помощью контактора первого комплекта и вторым подключением второго комплекта к положительной и отрицательной шинам с помощью контактора второго комплекта, причем вторым подключением управляют независимо от первого подключения.

[0037] В еще одном дополнительном примерном варианте воплощения настоящего изобретения предусмотрен способ электрического соединения множества батарей с выходом системы аккумулирования энергии. Способ включает этапы обеспечения батарейной опоры, имеющей первый интерфейс батарейной опоры и второй интерфейс батарейной опоры, электрически подключенный к первому интерфейсу батарейной опоры; закрепление первой батареи в первом контейнере, имеющем интерфейс первого контейнера, причем первый контейнер сопряжен с возможностью перемещения с батарейной опорой; закрепление второй батареи во втором контейнере, имеющем интерфейс второго контейнера, причем второй контейнер сопряжен с возможностью перемещения с батарейной опорой; введение интерфейса первого контейнера в контактное взаимодействие с первым интерфейсом батарейной опоры посредством перемещения первого контейнера относительно батарейной опоры; и введение интерфейса второго контейнера в контактное взаимодействие со вторым интерфейсом батарейной опоры посредством перемещения второго контейнера относительно батарейной опоры.

[0038] В еще одном дополнительном примерном варианте воплощения настоящего изобретения предусмотрена система аккумулирования энергии, имеющая выход. Система аккумулирования энергии содержит контейнер, имеющий переднюю сторону и заднюю сторону и расположенную между передней и задней сторонами нижнюю сторону; множество батарей, опирающихся на контейнер и расположенных между передней стороной и задней стороной, причем это множество батарей электрически соединены вместе; и прерыватель цепи, доступный снаружи передней стороны батарейной опоры. Прерыватель цепи имеет замкнутое состояние, в котором опирающаяся на контейнер первая батарея электрически соединена с опирающейся на контейнер второй батареей, и разомкнутое состояние, в котором первая батарея электрически отсоединена от второй батареи.

[0039] В одном проиллюстрированном варианте воплощения множество батарей соединены с выходом системы аккумулирования энергии через интерфейс контейнера, доступный вдоль задней стороны контейнера. В одном примере контейнер представляет собой выдвижной ящик, который сопряжен с возможностью перемещения со стеллажом. Стеллаж включает в себя интерфейс стеллажа, который взаимодействует с интерфейсом контейнера.

[0040] В другом проиллюстрированном варианте воплощения прерыватель цепи имеет первую часть, присоединенную к передней стороне контейнера, и вторую часть, причем, когда вторая часть находится в первом положении относительно первой части, множество выводов второй части находятся в контакте с множеством выводов первой части для соединения первой батареи и второй батареи последовательно, а когда вторая часть находится во втором положении относительно первой части, множество выводов второй части разнесены со множеством выводов первой части для разъединения первой батареи и второй батареи.

[0041] В еще одном проиллюстрированном варианте воплощения прерыватель цепи обеспечивает визуальную индикацию того, соединены ли последовательно первая батарея и вторая батарея.

[0042] В еще одном проиллюстрированном варианте воплощения контейнер обеспечивает визуальную индикацию того, соединены ли последовательно первая батарея и вторая батарея.

[0043] В дополнительном примерном варианте воплощения настоящего изобретения предусмотрена система аккумулирования энергии. Система аккумулирования энергии содержит первый контейнер, имеющий первую сторону и вторую сторону и расположенную между первой и второй сторонами нижнюю сторону; первое множество батарей, опирающихся на первый контейнер и расположенных между первой стороной и второй стороной, причем первое множество батарей электрически подключены друг к другу; второй контейнер, расположенный в виде вертикального штабеля с первым контейнером; второе множество батарей, опирающихся на второй контейнер и электрически подключенных друг к другу и электрически соединенных с первым множеством батарей; и прерыватель цепи, доступный снаружи первой стороны первого контейнера. Прерыватель цепи имеет замкнутое состояние, в котором первая батарея из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей электрически соединена со вторым множеством опирающихся на второй контейнер батарей, и разомкнутое состояние, в котором первая батарея из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей электрически отсоединена от второго множества опирающихся на второй контейнер батарей.

[0044] В одном проиллюстрированном варианте воплощения первый контейнер представляет собой первый выдвижной ящик, который сопряжен с возможностью перемещения со стеллажом, а второй контейнер представляет собой второй выдвижной ящик, который сопряжен с возможностью перемещения со стеллажом. В одном примере первый контейнер включает в себя первый электрический интерфейс вдоль задней стороны первого контейнера, второй контейнер включает в себя второй электрический интерфейс вдоль задней стороны второго контейнера, стеллаж включает в себя интерфейс стеллажа, который входит в контактное взаимодействие с первым электрическим интерфейсом первого контейнера и вторым электрическим интерфейсом второго контейнера, причем вторая сторона первого контейнера соответствует задней стороне первого контейнера. В его разновидности первая сторона первого контейнера противоположна второй стороне первого контейнера.

[0045] В другом проиллюстрированном варианте воплощения в замкнутом состоянии прерывателя цепи первая батарея из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей электрически соединена со второй батареей из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей, а в разомкнутом состоянии прерывателя цепи первая батарея из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей электрически отсоединена от второй батареи из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей. В одном примере первая батарея из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей электрически соединена со второй батареей из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей последовательно, когда прерыватель цепи находится в замкнутом состоянии.

[0046] В дополнительном примерном варианте воплощения настоящего изобретения предусмотрена система аккумулирования энергии. Система аккумулирования энергии содержит множество контейнеров, включающих в себя первый контейнер энергетического модуля, включающий в себя первое множество батарей, электрически соединенных вместе, второй контейнер энергетического модуля, включающий в себя второе множество батарей, электрически соединенных вместе, и контейнер управления мощностью, включающий в себя по меньшей мере один инвертор; первый набор силовых линий, электрически соединяющих первое множество батарей первого контейнера энергетического модуля с упомянутым по меньшей мере одним инвертором контейнера управления мощностью, причем первый набор силовых линий переносит энергию постоянного тока между первым контейнером энергетического модуля и контейнером управления мощностью; и второй набор силовых линий, электрически соединяющих второе множество батарей второго контейнера энергетического модуля с упомянутым по меньшей мере одним инвертором контейнера управления мощностью, причем второй набор силовых линий переносит энергию постоянного тока между вторым контейнером энергетического модуля и контейнером управления мощностью, при этом первый набор силовых линий и второй набор силовых линий имеют в целом одинаковое сопротивление.

[0047] В одном проиллюстрированном варианте воплощения первый контейнер энергетического модуля разнесен со вторым контейнером энергетического модуля и контейнером силового модуля.

[0048] В другом проиллюстрированном варианте воплощения первый контейнер энергетического модуля опирается на верхнюю сторону одного из второго контейнера энергетического модуля и контейнера силового модуля.

[0049] В еще одном проиллюстрированном варианте воплощения каждый из первого контейнера энергетического модуля, второго контейнера энергетического модуля и контейнера силового модуля представляет собой транспортировочный контейнер.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0050] Вышеупомянутые и другие признаки и преимущества данного изобретения и способ достижения их станут более очевидными и само изобретение станет более понятным при обращении к нижеследующему описанию вариантов воплощения изобретения, рассматриваемому совместно с сопровождающими чертежами, на которых:

[0051] Фиг. 1 иллюстрирует примерную конфигурацию системы.

[0052] Фиг. 2 иллюстрирует вид в перспективе примерной установки на площадке системы по фиг. 1.

[0053] Фиг. 3 иллюстрирует другой вид в перспективе примерной установки на площадке по фиг. 2.

[0054] Фиг. 4, 4А и 4В иллюстрируют вид сверху примерной установки на площадке по фиг. 2.

[0055] Фиг. 5 иллюстрирует вид в перспективе другой примерной установки на площадке системы по фиг. 1.

[0056] Фиг. 6 иллюстрирует другой вид в перспективе примерной установки на площадке по фиг. 5.

[0057] Фиг. 7 иллюстрирует примерную установку на площадке по фиг. 6 с удаленными контейнерами энергетических модулей промежуточного и верхнего уровней.

[0058] Фиг. 8 иллюстрирует вид с торца примерной установки на площадке по фиг. 5.

[0059] Фиг. 9 иллюстрирует примерную внутреннюю компоновку контейнера энергетического модуля.

[0060] Фиг. 10 иллюстрирует примерную систему охлаждения батарей энергетического модуля по фиг. 9.

[0061] Фиг. 11 иллюстрирует примерную систему охлаждения энергетического модуля по фиг. 9.

[0062] Фиг. 12 иллюстрирует вид слева примерного контейнера энергетического модуля по фиг. 9.

[0063] Фиг. 13А и 13В иллюстрируют левую сторону контейнера по фиг. 12.

[0064] Фиг. 14А и 14В иллюстрируют правую сторону контейнера по фиг. 12.

[0065] Фиг. 15 иллюстрирует заднюю сторону контейнера по фиг. 12.

[0066] Фиг. 16 иллюстрирует репрезентативный вид сверху внутренней компоновки контейнера по фиг. 12 вдоль линий 16-16 на фиг. 12.

[0067] Фиг. 17 иллюстрирует вид в разрезе внутренней компоновки контейнера по фиг. 12 вдоль линий 17-17 на фиг. 12.

[0068] Фиг. 18 иллюстрирует вид в разрезе внутренней компоновки контейнера по фиг. 12 вдоль линий 18-18 на фиг. 12.

[0069] Фиг. 19 иллюстрирует вид в разрезе внутренней компоновки контейнера по фиг. 12 вдоль линий 19-19 на фиг. 12.

[0070] Фиг. 20 иллюстрирует вид в перспективе спереди примерного выдвижного ящика энергетического модуля по фиг. 9, включающего в себя множество батарейных модулей.

[0071] Фиг. 20А иллюстрирует репрезентативный вид примерного батарейного элемента в батарейном модуле по фиг. 20.

[0072] Фиг. 20В иллюстрирует репрезентативный вид батарейного модуля по фиг. 20.

[0073] Фиг. 20С иллюстрирует репрезентативный вид интерфейса выдвижного ящика и соответствующего интерфейса стеллажа энергетического модуля по фиг. 9, причем интерфейс выдвижного ящика выведен из контактного взаимодействия с интерфейсом стеллажа.

[0074] Фиг. 20D иллюстрирует интерфейс выдвижного ящика и интерфейс стеллажа по фиг. 20, введенные в контактное взаимодействие.

[0075] Фиг. 21 иллюстрирует вид в перспективе сзади примерного выдвижного ящика энергетического модуля по фиг. 20.

[0076] Фиг. 21А иллюстрирует примерный натяжной элемент примерного выдвижного ящика энергетического модуля по фиг. 20.

[0077] Фиг. 22 иллюстрирует вид в перспективе с пространственным разделением деталей части примерного выдвижного ящика энергетического модуля по фиг. 20.

[0078] Фиг. 23 иллюстрирует детали по фиг. 22 без их пространственного разделения.

[0079] Фиг. 24 иллюстрирует вид в разрезе узла по фиг. 23 вдоль линий 24-24 на фиг. 23.

[0080] Фиг. 25 иллюстрирует вид сверху примерного выдвижного ящика энергетического модуля по фиг. 20.

[0081] Фиг. 25А иллюстрирует вид снизу примерного выдвижного ящика энергетического модуля по фиг. 20.

[0082] Фиг. 26 иллюстрирует примерную последовательную электрическую силовую цепь выдвижного ящика энергетического модуля по фиг. 20, включающую в себя прерыватель цепи, доступный снаружи выдвижного ящика.

[0083] Фиг. 27 иллюстрирует примерную последовательную электрическую силовую цепь по фиг. 26 с прерывателем цепи в разомкнутом положении.

[0084] Фиг. 28 иллюстрирует вид сбоку примерного выдвижного ящика энергетического модуля по фиг. 20.

[0085] Фиг. 29 иллюстрирует вид в перспективе спереди примерного каркаса стеллажа энергетического модуля по фиг. 9.

[0086] Фиг. 30 иллюстрирует примерную направляющую выдвижного ящика, собранную в каркасе стеллажа по фиг. 29, и примерную раму для системы охлаждения батарей.

[0087] Фиг. 31 иллюстрирует примерный узел по фиг. 23, совмещенный с проемом в примерном каркасе стеллажа по фиг. 29.

[0088] Фиг. 32 иллюстрирует примерный вид спереди стеллажа с выдвижными ящиками энергетического модуля, собранными в множество подгрупп.

[0089] Фиг. 32А иллюстрирует вид спереди каркаса стеллажа по фиг. 29, включающего в себя множество собранных в нем выдвижных ящиков энергетического модуля по фиг. 20.

[0090] Фиг. 33 иллюстрирует примерную установку выдвижного ящика энергетического модуля в конструкции стеллажа.

[0091] Фиг. 34 иллюстрирует примерный, обеспечивающий электрическое соединение интерфейсный модуль интерфейса выдвижного ящика, выведенный из контактного взаимодействия с примерным, обеспечивающим электрическое соединение интерфейсным модулем интерфейса стеллажа.

[0092] Фиг. 35 иллюстрирует примерный, обеспечивающий электрическое соединение интерфейсный модуль интерфейса выдвижного ящика, введенный в контактное взаимодействие с примерным, обеспечивающим электрическое соединение интерфейсным модулем интерфейса стеллажа.

[0093] Фиг. 36 иллюстрирует примерный, обеспечивающий соединение по текучей среде интерфейсный модуль интерфейса выдвижного ящика, выведенный из контактного взаимодействия с примерным, обеспечивающим соединение по текучей среде интерфейсным модулем интерфейса стеллажа.

[0094] Фиг. 37 иллюстрирует примерный, обеспечивающий соединение по текучей среде интерфейсный модуль интерфейса выдвижного ящика, введенный в контактное взаимодействие с примерным, обеспечивающим соединение по текучей среде интерфейсным модулем интерфейса стеллажа.

[0095] Фиг. 38 иллюстрирует части примерной системы охлаждения батарей.

[0096] Фиг. 39 иллюстрирует примерный узел насосов текучей среды системы охлаждения батарей по фиг. 38.

[0097] Фиг. 40 иллюстрирует другой примерный, обеспечивающий электрическое соединение интерфейсный модуль интерфейса стеллажа, включающий в себя интерфейс связи.

[0098] Фиг. 41 иллюстрирует другой примерный, обеспечивающий электрическое соединение интерфейсный модуль интерфейса выдвижного ящика, включающий в себя интерфейс связи.

[0099] Фиг. 42 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую электрические подключения между множеством стеллажей, содержащих множество подгрупп или комплектов батарей, к положительной, отрицательной и заземляющей шинам, соединенным с распределительным щитом постоянного тока в контейнере энергетического модуля.

[00100] Фиг. 43 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее множество выдвижных ящиков, содержащих множество батарейных модулей, соединенных вместе последовательно с образованием подгруппы или комплекта батарей одного из стеллажей.

[00101] Фиг. 44 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий множество электрических кабелей и контактных шин, предназначенных для соединения выдвижных ящиков каждого стеллажа друг с другом и с положительной, отрицательной и заземляющей шинами.

[00102] Фиг. 45 представляет собой увеличенный вид части фиг. 44, показывающий дополнительные подробности электрических кабелей, контактных шин и положительной, отрицательной и заземляющей шин.

[00103] Фиг. 46 представляет собой вид сзади одного из стеллажей, показывающий электрические соединения между соседними выдвижными ящиками батарейных модулей и с высоковольтным выдвижным ящиком стеллажа.

[00104] Фиг. 47 представляет собой схематический чертеж электрических цепей в распределительном щите постоянного тока и внешнем разъединительном блоке, расположенном рядом с одним из контейнеров, заключающем в себе энергетический модуль.

[00105] Фиг. 48 представляет собой схематическое изображение панели индикации, расположенной рядом с проемом для доступа в контейнер, причем панель индикации показывает показания от трех вольтметров, подключенных к цепям распределительного щита постоянного тока и внешнего разъединительного блока.

[00106] Фиг. 49 представляет собой схематическое изображение компонентов в высоковольтном выдвижном ящике одного из стеллажей.

[00107] Фиг. 50 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую этапы, выполняемые системой управления по настоящему изобретению для избирательного отсоединения комплекта батарей от стеллажа, например, когда имеет место неисправное состояние конкретного комплекта.

[00108] Фиг. 51 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую контроллер, предназначенный для избирательного размыкания и замыкания контакторов каждого из множества стеллажей для соединения стеллажей с положительной и отрицательной шинами и отсоединения стеллажей от положительной и отрицательной шин в контейнере.

[00109] Фиг. 52 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую этапы, выполняемые системой управления для управления контакторами в множестве стеллажей энергетического модуля в контейнере, когда энергетический модуль вводится в эксплуатацию, включая резервную предварительную зарядку, выполняемую либо стеллажом один, либо стеллажом два.

[00110] Фиг. 53 представляет собой блок-схему этапов, выполняемых системой управления для предварительной зарядки либо стеллажа один, либо стеллажа два энергетического модуля.

[00111] Фиг. 54 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую основной и вспомогательный (резервный) программируемые логические контроллеры (ПЛК), предназначенные для контроля и управления работой компонентов системы, и иллюстрирующую связь между контроллерами батарейных модулей, агрегатным центральным контроллером, удаленным компьютером и ПЛК.

[00112] Фиг. 55 представляет собой схематическое изображение низковольтного выдвижного ящика.

[00113] Фиг. 56 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую этапы, выполняемые центральной системой для контроля напряжения комплекта для обнаружения неисправных состояний, связанных с отклонениями напряжений комплектов.

[00114] Фиг. 57 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую компоненты для управления функцией аварийного останова, когда человек входит во внутреннюю зону контейнера энергетического модуля; и

[00115] фиг. 58 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую цепь обнаружения короткого замыкания на землю в каждом из множества энергетических модулей и в модуле управления мощностью, соединенном с множеством энергетических модулей.

[00116] Соответствующие ссылочные позиции обозначают соответствующие детали везде на нескольких видах. Приведенные здесь иллюстративные примеры иллюстрируют примерные варианты воплощения изобретения, и такие иллюстративные примеры не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения каким-либо образом.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[00117] Раскрытые здесь варианты воплощения не предназначены для того, чтобы быть исчерпывающими или ограничивать изобретение именно формами, раскрытыми в нижеприведенном подробном описании. Напротив, варианты воплощения выбраны и описаны так, чтобы другие специалисты в данной области техники могли использовать их идеи. Несмотря на то, что настоящее изобретение главным образом охватывает аккумулирование энергии и выдачу энергии в электросеть, следует понимать, что изобретение может найти применение в других устройствах, которые получают питание от батарей. В одном варианте воплощения раскрытые здесь системы и способы могут быть реализованы с обеспечением бесперебойной подачи питания вычислительным устройствам и другому оборудованию в центрах хранения и обработки данных. Контроллер центра хранения и обработки данных может осуществлять переключение с основного источника питания на систему аккумулирования энергии по настоящему изобретению в зависимости от одной или более характеристик питания, получаемого от основного источника питания, или при отсутствии достаточного питания от основного источника питания.

[00118] Обращаясь к фиг. 1, там показана примерная энергетическая система 100. Энергетическая система 100 оперативно подключается к электросети 102 через распределительное устройство 104. Распределительное устройство 104 подключает и отключает энергетическую систему 100 к/от электросети 102. Энергетическая система 100 включает в себя один или более энергетических модулей 110, каждый из которых включает в себя множество батарей 112. Батареи 112 аккумулируют энергию. Энергетическая система 100 дополнительно включает в себя модуль 120 управления мощностью. Модуль 120 управления мощностью включает в себя один или более инверторов 122, которые преобразуют выдаваемую батареями 112 энергию постоянного тока в энергию переменного тока для передачи в электросеть 102 через распределительное устройство 104. Модуль 120 управления мощностью дополнительно включает в себя систему 124 зарядки, которая получает электроэнергию от электросети 102 и использует данную энергию для зарядки батарей 112.

[00119] Энергетическая система 100 может выдавать энергию в электросеть 102 для запитывания одной или более нагрузок 106. Кроме того, энергетическая система 100 может получать питание из электросети 102 для зарядки батарей 112 энергетических модулей 110. Электросеть 102 может получать электроэнергию от одной или более систем 108 генерирования электроэнергии. К примерным системам 108 генерирования электроэнергии относятся гидроэлектростанции, угольные электростанции, атомные электростанции, ветровые электростанции, солнечные электростанции и другие системы, пригодные для генерирования электрической энергии. В одном варианте воплощения, когда в электросети 102 имеется избыток мощности, энергия подается в энергетическую систему 100 для зарядки батарей 112 и, тем самым, аккумулирования энергии для будущего использования. Аккумулированная энергия может быть использована для подачи питания во время пиков, обусловленных энергопотреблением нагрузок 106, или во время перебоев в подаче энергии от других системы 108 генерирования электроэнергии.

[00120] Обращаясь к фиг. 2-4В, там показана примерная установка 150 на площадке одного варианта воплощения энергетической системы 100. В проиллюстрированном варианте воплощения каждый энергетический модуль 110 заключен в контейнере 152, а модуль 120 управления мощностью заключен в контейнере 154. В одном варианте воплощения контейнеры 152 и 154 опираются на прицепы 156, которые служат опорой контейнерам 152 и 154 над грунтом 160 посредством колес 158 или других пригодных контактирующих с грунтом устройств. К месту расположения площадки прицепы 156 могут быть отбуксированы полутягачом (не показан). В одном варианте воплощения предусмотрена бетонная подушка или подушка другого типа в месте расположения площадки для поддержки на ней прицепов 156. В одном варианте воплощения контейнеры 152 и 154 представляют собой транспортировочные контейнеры, которые могут быть вертикально сняты с прицепов 156 посредством крана.

[00121] Как описано здесь, в каждом из контейнеров 152 предусмотрены множество батарейных модулей 300. Электроэнергия от активных батарейных модулей 300 подается на заключенные в контейнере 154 инверторы 122 по соответствующим силовым линиям 166. В проиллюстрированном варианте воплощения силовые линии 166 соединены с внешним разъединительным блоком 168, который соединен с распределительным щитом 170 постоянного тока (см. фиг. 10), расположенным в контейнере 152. Распределительный щит 170 постоянного тока получает электроэнергию от активных батарейных модулей 300 или подает электроэнергию к активным батарейным модулям. Внешний разъединительный блок 168 включает в себя выключатели, которые подключают или отключают распределительный щит 170 постоянного тока к модулю 120 управления мощностью или от него. Таким образом, оператор посредством размыкания выключателей внешнего разъединительного блока 168 может отсоединить контейнер 152 от контейнера 154. В проиллюстрированном варианте воплощения внешний разъединительный блок 168 расположен вне контейнера 152. В одном варианте воплощения внешний разъединительный блок 168 доступен снаружи контейнера 152 и расположен на периферии контейнера 152. В одном варианте воплощения внешний разъединительный блок расположен во внутреннем пространстве контейнера 152.

[00122] Как описано здесь, контейнер 152 и контейнер 154 включают в себя компоненты, использующие для работы электрическую энергию переменного тока. К примерным компонентам относятся компоненты отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) и другие подходящие устройства. В проиллюстрированном варианте воплощения электрическая энергия переменного тока подается от распределительного устройства 104 в каждый из контейнера 152 и контейнера 154 по силовым линиям 172, которые соединяются с внешним разъединительным блоком 168 у контейнера 152 (см. фиг. 4А и 4В). Кроме того, в одном варианте воплощения распределительное устройство 104, энергетические модули 110 и модуль 112 управления мощностью связываются по волоконно-оптическим кабелям. Волоконно-оптические кабели обеспечивают электрическую изоляцию между различными модулями. Таким образом, если один из модулей окажется под более высоким потенциалом, чем один из остальных модулей, с которыми он соединен, волоконная оптика не будет служить путем проводимости тока. В одном примере модуль может находиться под более высоким потенциалом вследствие разряда молнии.

[00123] Как показано на фиг. 4А и 4В, контейнеры 152А-С расположены так, что длина соответствующих силовых линий 166 в целом примерно одинакова. Это обеспечивает поддержание в целом одинакового сопротивления, относящегося к каждому из энергетических модулей 110 (вследствие силовых линий 166). Поскольку энергетические модули 110 соединены с модулем 120 управления мощностью параллельно, это поддерживает энергетическую систему 100 в целом сбалансированной. Хотя проиллюстрированы три энергетических модуля 110, может быть включено больше или меньше энергетических модулей 110. Кроме того, хотя каждый энергетический модуль 110 показан расположенным в одном контейнере 152, один или более энергетических модулей 110 могут простираться по множественным контейнерам 152. В альтернативном варианте в одном контейнере 152 может быть расположено более одного энергетического модуля. Контейнер 152 может иметь любую форму или размер. В одном варианте воплощения контейнер 152 выполнен с размерами, обеспечивающими возможность его транспортировки посредством полутягача и прицепа. Контейнер 152 может представлять собой капитальное сооружение или передвижную конструкцию.

[00124] Обращаясь к фиг. 5-8, там показана примерная установка 180 на площадке одного варианта воплощения энергетической системы 100. Установка 180 на площадке, подобно установке 150 на площадке, включает в себя три энергетических модуля 110, каждый из которых заключен в соответствующем контейнере 152, и модуль 120 управления мощностью, заключенный в контейнере 154. В отличие от установки 150 на площадке, контейнеры 152 и контейнер 154 не опираются на прицепы 156. Вместо этого контейнер 152А опирается на верх контейнера 154, а контейнер 152В опирается на верх контейнера 152С. В одном варианте воплощения контейнер 152А и контейнер 152В соединены с соответствующими контейнером 154 и контейнером 152С посредством двухконусных соединителей (сцепок), поставляемых компанией Tandemloc Inc., находящейся по адресу: 824 Highway 101, г. Хавлок, Северная Каролина, США. Аналогичные соединители могут быть закреплены в бетонной подушке 188 для соединения контейнера 154 и контейнера 152С с бетонной подушкой 188.

[00125] Прилегающей к контейнерам предусмотрена платформа 190. Платформа 190 включает в себя проход 192, по которому могут ходить операторы. Платформа 190 также служит опорой внешним разъединительным блокам 168 для контейнера 152А и контейнера 152В. Платформа 190 опирается на бетонную подушку 188. В одном варианте воплощения платформа 190 соединена с одним или более из контейнеров 152 и контейнера 154. Платформа 190 может быть соединена с одним или более из контейнеров 152 и контейнера 154 посредством крепежных деталей, сварки и других подходящих соединителей. Платформа 190 способствует сохранению положения контейнера 152А и контейнера 152В. Как показано на фиг. 7, силовые линии 166 подвешены к платформе 190 и подняты над бетонной подушкой 188.

[00126] Обращаясь к фиг. 9, там показано схематическое представление внутренней компоновки контейнера 152. Контейнер 152 разделен на два отсека, которые находятся в проточном сообщении друг с другом. В первом отсеке 200 заключены батареи 112. Первый отсек 200 изолирован. Во втором отсеке 202 заключена по меньшей мере часть системы 204 регулирования температуры батарей и системы 206 регулирования температуры батарейного отсека. Часть системы 204 регулирования температуры батарей, размещенная во втором отсеке 202, находится в проточном сообщении с окружающим контейнер 152 воздухом для изменения температуры теплопередающей текучей среды, которая циркулирует к теплопередающим элементам 210 в первом отсеке 200. В одном варианте воплощения теплопередающая текучая среда получает тепло от батарей 112 для охлаждения батарей 112.

[00127] Обращаясь к фиг. 10, там показана примерная система 204 регулирования температуры батарей с расположенными в первом отсеке 200 теплопередающими элементами 210 (охлаждающими плитами 228). Во втором отсеке 202 предусмотрен конденсаторный блок 220. Конденсаторный блок 220 охлаждает теплопередающую текучую среду системы 204 регулирования температуры батарей. Охлажденная теплопередающая текучая среда хранится в накопителе 222, расположенном в первом отсеке 200. Теплопередающая текучая среда поступает в множество коллекторов 224. Каждый коллектор имеет соответствующий насос 226, который нагнетает теплопередающую текучую среду к одной или более охлаждающим плитам 228. Охлаждающие плиты получают тепло от батарейных модулей 300, связанных с соответствующими охлаждающими плитами. Нагретая теплопередающая текучая среда выходит из охлаждающих плит 228 и возвращается в конденсаторный блок 220. Как разъяснено здесь, батарейные модули 300 расположены в выдвижных ящиках 310 (см. фиг. 20), которые собраны с каркасами 290 стеллажей (см. фиг. 32). В одном варианте воплощения насос 226 нагнетает текучую среду во все охлаждающие плиты 228, предусмотренные в соответствующем стеллаже. Теплопередающая текучая среда проходит от насоса вдоль задней части каркаса 290 стеллажа в соответствующие выдвижные ящики 310, получает тепло от батарейных модулей 300, находящихся внутри соответствующих выдвижных ящиков 310, и проходит обратно из соответствующих выдвижных ящиков 310 вдоль задней части каркаса стеллажа и обратно в конденсаторный блок 220.

[00128] В одном варианте воплощения теплопередающая текучая среда системы 204 регулирования температуры батарей представляет собой испаряемый текучий диэлектрик (VDF - vaporizable dielectric fluid). Теплопередающая текучая среда поступает в охлаждающие плиты 228 в виде жидкости и, как правило, выходит из охлаждающих плит 228 в виде смеси жидкость/пар. Эта парожидкостная смесь возвращается снова в жидкое состояние вследствие охлаждения, осуществляемого конденсаторным блоком 220.

[00129] Возвращаясь к фиг. 9, часть системы 206 регулирования температуры батарейного отсека, заключенная во втором отсеке 202, находится в проточном сообщении с окружающим контейнер 152 воздухом для изменения температуры теплопередающей текучей среды, которая циркулирует через систему 212 обработки воздуха в первый отсек 200. Воздух, возвращающийся во второй отсек 202, получил тепло от батарей 112 и других компонентов в первом отсеке 200. В одном варианте воплощения нагретый воздух возвращается во второй отсек по каналу возврата воздуха в перегородке 203 контейнера 152. В одном варианте воплощения система 206 регулирования температуры батарейного отсека поддерживает первый отсек 200 при положительном давлении, поддерживает температуру первого отсека 200 в пределах заданного интервала температур и поддерживает влажность первого отсека 200. В одном примере система 206 регулирования температуры батарейного отсека поддерживает положительное давление, составляющее по меньшей мере примерно 5 Па, поддерживая влажность до примерно 50%. Когда первый отсек 200 требует охлаждения, система 206 регулирования температуры батарейного отсека поддерживает температуру системы 206 регулирования температуры батарейного отсека в пределах интервала от примерно 15°С до примерно 30°С и, как правило, примерно 20°С. Когда первый отсек 200 требует нагрева, система 206 регулирования температуры батарейного отсека поддерживает температуру системы 206 регулирования температуры батарейного отсека на уровне по меньшей мере 12°С.

[00130] Обращаясь к фиг. 11, в одном варианте воплощения система 206 регулирования температуры батарейного отсека включает в себя блок 230 ОВКВ, который охлаждает поступающий из 200 воздух и возвращает охлажденный воздух в первый отсек 202 по каналу 232 подачи воздуха для охлаждения первого отсека 200. Система 206 регулирования температуры батарейного отсека дополнительно включает в себя экономайзер 234, который принимает воздух из наружного по отношению к контейнеру 152 пространства и обеспечивает циркуляцию этого воздуха через первый отсек 200 для охлаждения первого отсека 200. В зависимости от температуры первого отсека 200 и условий в окружающем контейнер 152 воздухе, таких как температура и влажность, экономайзер 234 может обеспечить все охлаждение системы 206 регулирования температуры батарейного отсека, часть охлаждения системы 206 регулирования температуры батарейного отсека или не обеспечивать никакого охлаждения системы 206 регулирования температуры батарейного отсека. В одном варианте воплощения экономайзер 234 обеспечивает охлаждение первого отсека 200, когда температура окружающего контейнер 152 воздуха составляет менее примерно 0°С. При холодных условиях второй отсек 202 может включать в себя обогреватель помещения для нагрева компонентов во втором отсеке 202.

[00131] Обращаясь к фиг. 12-19, там проиллюстрирован примерный контейнер 152. Обращаясь к фиг. 12, там показана первая сторона 240. Первая боковая стенка 240 ограничена передней стороной 242, задней стороной 244, верхней стороной 248 и нижней стороной 250. Также имеется вторая сторона 246 (см. фиг. 14А). В одном варианте воплощения контейнер 152 представляет собой параллелепипед. Контейнер 152 может иметь любые форму или размер. В одном варианте воплощения контейнер 152 выполнен с размерами, обеспечивающими возможность его транспортирования посредством полутягача и прицепа. Контейнер 152 может представлять собой капитальное сооружение или передвижную конструкцию.

[00132] Обращаясь к фиг. 13В, первая боковая стенка 240 включает в себя всасывающий колпак 254 для конденсаторного блока 220 системы 204 регулирования температуры батарей и вытяжной колпак для конденсаторного блока 220 системы 204 регулирования температуры батарей. Первая боковая стенка 240 также включает в себя всасывающий колпак 258 для экономайзера 234 системы 206 регулирования температуры батарейного отсека. В первой боковой стенке 240 также предусмотрена съемная панель 260 для обеспечения доступа к баллонам 262 сжатого газа. В одном варианте воплощения баллоны 262 сжатого газа содержат смесь аргона и газообразного азота. В одном варианте воплощения баллоны 262 сжатого газа содержат газообразный диоксид углерода. В одном варианте воплощения баллоны 262 сжатого газа содержат FM-200 (хладон 227еа) или другие подходящие для пожаротушения газы. Баллоны 262 сжатого газа представляют собой часть системы пожаротушения, которая осуществляет мониторинг первого отсека 200 для выявления признаков потенциального пожара. В одном варианте воплощения система пожаротушения осуществляет мониторинг первого отсека 200 на дым, тепло, температуру и/или другие характеристики, которые могут указывать на пожар или потенциальный пожар. В случае обнаружения пожара или потенциального пожара газ, хранящийся в баллонах 262 сжатого газа, выпускается для того, чтобы способствовать подавлению любого пожара.

[00133] Обращаясь к фиг. 14В, вторая боковая стенка 246 включает в себя всасывающий колпак 264 для блока 230 ОВКВ системы 206 регулирования температуры батарейного отсека и вытяжной колпак для блока 230 ОВКВ системы 206 регулирования температуры батарейного отсека. Также предусмотрен впуск 268 воздуха для вспомогательного конденсационного змеевика системы 204 регулирования температуры батарей. Также предусмотрена дверь 270. Дверь 270 для доступа обеспечивает доступ во внутреннее пространство первого отсека 200 контейнера 152. Обращаясь к фиг. 15, предусмотрена вторая дверь 272 для доступа на задней стороне контейнера 152. Вторая дверь 272 для доступа также обеспечивает доступ во внутреннее пространство первого отсека 200 контейнера 152. В одном варианте воплощения внутреннее пространство первого отсека 200 имеет изоляционный материал, размещенный на всех сторонах контейнера 152, и деревянную панель или другую стеновую конструкцию, размещенную поверх изоляционного материала и прикрепленную к сторонам контейнера 152. В одном варианте воплощения передняя стенка 242 шарнирно прикреплена к одной из первой боковой стенки 240 и второй боковой стенки 246 и может быть повернута для обеспечения доступа к внутреннему пространству второго отсека 202.

[00134] Обращаясь к фиг. 16, там показан вид сверху в разрезе контейнера 152. Как показано на фиг. 16, множество групп 280 батарей предусмотрены в первом отсеке 200. Каждая группа 280 батарей соединена параллельно с распределительным щитом 170 постоянного тока. В одном варианте воплощения каждая группа 280 батарей выдает примерно 1200 вольт и примерно 1 Мегаватт мощности. В одном варианте воплощения каждая группа 280 батарей выдает по меньшей мере примерно 720 вольт. В одном варианте воплощения каждая группа 280 батарей выдает вплоть до примерно 1180 вольт. В одном варианте воплощения каждая группа 280 батарей выдает между примерно 720 вольтами и 1180 вольтами.

[00135] Как разъясняется здесь более подробно, каждая из групп 280 батарей включает в себя множество подгрупп или комплектов батарей. В одном варианте воплощения каждая группа 280 батарей включает в себя три комплекта батарей, которые соединены параллельно. Каждый комплект включает в себя множество батарей 112, соединенных вместе последовательно.

[00136] Как показано на фиг. 16, в проиллюстрированном варианте воплощения контейнер 152 включает в себя десять групп 280 батарей, по пять с каждой стороны прохода 282. Оператор может ходить взад и вперед по проходу 282 по верхней поверхности 286 (см. фиг. 17) прохода 282 между группами 280 батарей. Обращаясь к фиг. 17, внутреннее пространство 284 прохода 282 образует короб канала 232 подачи воздуха. Воздух нагнетается через внутреннее пространство 284 прохода 282 и выходит через отверстия на сторонах прохода 282 и в верхней части прохода 282. Воздух возвращается во второй отсек 202 по каналу 288 возврата воздуха (см. фиг. 18).

[00137] Возвращаясь к фиг. 17, там показана пара каркасов 290 стеллажей. Как разъяснено здесь, стеллажи 290 удерживают батареи, которые образуют различные группы 280 батарей. Стеллажи 290 соединены соответственно с нижней стенкой 250 и с одной из первой боковой стенки 240 и второй боковой стенки 246.

[00138] Обращаясь к фиг. 29, там показан примерный стеллаж 290. Стеллаж 290 включает в себя три вертикальные опоры 291, 293 и 294, которые соединены вместе в их верхней и нижней частях. Каждая из вертикальных опор 291, 293 и 294 служит опорой направляющим 292 выдвижных ящиков. Как разъясняется здесь, батареи 112 удерживаются в выдвижных ящиках 310 энергетического модуля, которые могут быть вставлены в стеллаж 290. Батареи могут быть организованы в батарейные модули 300. Проиллюстрированный стеллаж 290 включает в себя первый вертикальный ряд 296 для приема девяти выдвижных ящиков 310 энергетического модуля и низковольтного выдвижного ящика 314 и второй вертикальный ряд для приема девяти выдвижных ящиков 310 энергетического модуля и высоковольтного выдвижного ящика 312.

[00139] Обращаясь к фиг. 32, там показано изображение групп 280 батарей, предусмотренных в стеллаже 290. Группа 280 батарей включает в себя три комплекта или подгруппы 320 батарей: подгруппу 320А, включающую в себя батареи, закрепленные в выдвижных ящиках А1-А6, подгруппу 320В, включающую в себя батареи, закрепленные в выдвижных ящиках В1-В6, и подгруппу 320С, включающую в себя батареи, закрепленные в выдвижных ящиках С1-С6. Хотя у группы 280 батарей проиллюстрированы три комплекта, может быть включено большее или меньшее число комплектов.

[00140] Как разъясняется здесь более подробно, комплекты 320А-С батарей подключены параллельно к контакторам, предусмотренным в высоковольтном выдвижном ящике 312, также опирающемся на стеллаж 290. Высоковольтный выдвижной ящик 312, как обсуждается здесь более подробно, принимает электрическую энергию от батарей 112 из подгрупп 320 батарей и подает эту электрическую энергию на распределительный щит 170 постоянного тока. Низковольтный выдвижной ящик 314 также опирается на стеллаж 290. Здесь рассматривается работа компонентов в низковольтном выдвижном ящике 314 и высоковольтном выдвижном ящике 312. Как разъясняется здесь, контроллер энергетической системы 100 осуществляет связь с контроллерами 350, связанными с батарейными модулями 300 в выдвижных ящиках 310 энергетического модуля, по проводной сети. Примерная сеть представляет собой сеть CAN (локальную сеть интеллектных контроллеров). В одном варианте воплощения контроллеры осуществляют связь по беспроводной сети.

[00141] Как упомянуто здесь, батареи 112 из групп 280 батарей закреплены внутри выдвижных ящиков 310, которые вставлены в стеллаж 290. Обращаясь к фиг. 20, там показан примерный выдвижной ящик 310. В проиллюстрированном варианте воплощения батареи 112 предусмотрены в четырех батарейных модулях 300. В одном варианте воплощения большее или меньшее число батарейных модулей 300 может быть предусмотрено в выдвижном ящике 310.

[00142] Обращаясь к фиг. 20В, там показан примерный батарейный модуль 300. Батарейный модуль 300 включает в себя множество батарейных элементов 322. Каждый батарейный элемент 322 включает в себя теплоотводящий элемент 323 и множество аккумуляторов 324 батареи (см. фиг. 20А). Каждый аккумулятор батареи включает в себя одну или более пар катода и анода. В одном варианте воплощения каждый аккумулятор батареи включает в себя множество пар катода и анода, расположенных в герметизированном пакете с предусмотренным в нем раствором электролита. Выводы у каждого аккумулятора 324 батареи доступны снаружи герметизированного пакета.

[00143] Множество батарейных элементов 322 расположены между парой торцевых крышек 325. Множество стяжных стержней 326 простираются от первой из торцевых крышек 325 через корпуса батарейных элементов 322 до другой торцевой крышки 325. Стяжные стержни 326 могут быть затянуты для увеличения сжимающей силы, действующей на аккумуляторы 324 батареи. Хотя раскрыты стяжные стержни 326, для удерживания батарейных элементов 322 вместе могут быть использованы и другие подходящие соединители.

[00144] Аккумуляторы 324 батареи в батарейном модуле 300 электрически соединены вместе последовательно. Батарейный модуль 300 имеет отрицательный вывод 327 и положительный вывод 328, посредством которых внешние компоненты могут быть электрически соединены с аккумуляторами 324 батареи в батарейном модуле 300. Примерные батареи и батарейные сборки представлены в опубликованной заявке на патент США № 20080193830А1, поданной 16 апреля 2008 г., озаглавленной «BATTERY ASSEMBLY WITH TEMPERATURE CONTROL DEVICE»; опубликованной заявке на патент США № 20080226969А1, поданной 13 марта 2008 г., озаглавленной «BATTERY PACK ASSEMBLY WITH INTEGRATED HEATER»; опубликованной заявке на патент США № 20080299448А1, поданной 2 ноября 2007 г., озаглавленной «BATTERY UNIT WITH TEMPERATURE CONTROL DEVICE»; и опубликованной заявке на патент США № 20100273042А1, поданной 13 марта 2008 г., озаглавленной «BATTERY ASSEMBLY WITH TEMPERATURE CONTROL DEVICE», раскрытия которых в явном виде включены сюда по ссылке во всей их полноте.

[00145] Обращаясь к фиг. 22, выдвижной ящик 310 включает в себя основание 330 выдвижного ящика, имеющее переднюю стенку 332, заднюю стенку 334, первую боковую стенку 336, вторую боковую стенку 338 и нижнюю стенку 340. Основание 330 выдвижного ящика покрыто изоляционным материалом. В одном варианте воплощения изоляционный материал представляет собой материал марки PLASCOT, поставляемый компанией Blinex Filter Coat PVT LTD, находящейся в г. Мумбаи, Индия. Могут быть использованы другие подходящие изоляционные материалы. Кроме того, поверх нижней стенки 340 расположен изолирующий лист 342. Изолирующий лист 342 образует второй слой изоляции между батарейными модулями 300 и нижней стенкой 340 основания 330 выдвижного ящика. В одном варианте воплощения изолирующий лист 342 выполнен из изоляционного материала, отличающегося от изоляционного материала, используемого для покрытия основания 330 выдвижного ящика. В одном примере изолирующий лист 342 выполнен из полипропиленового листа, такого как материал марки FORMEX, поставляемый компанией ITW Formex, находящейся по адресу: 1701 W. Armitage Court, Addison, IL 60101.

[00146] Изолирующий лист 342 имеет множество вырезов и углублений, в которых размещаются крепежные детали для прохода через изолирующий лист 342 и соединения батарейных модулей 300 или охлаждающей плиты 354 с нижней стенкой 340 основания 330 выдвижного ящика. Охлаждающая плита 354 соответствует охлаждающей плите 228 системы 204 регулирования температуры батарей.

[00147] Каждая из первой боковой стенки 336 и второй боковой стенки 338 имеет отверстия для монтажа к ним соответствующей направляющей 356 выдвижного ящика крепежными деталями 358, как проиллюстрировано на фиг. 23 и 25. Направляющие 356 выдвижного ящика взаимодействуют с соответствующими направляющими 292 (см. фиг. 29 и 30) на стеллаже 290 для присоединения выдвижного ящика 310 относительно стеллажа 290. Как проиллюстрировано на фиг. 31, направляющая 356 выдвижного ящика 310 и предназначенные для выдвижных ящиков направляющие 292 стеллажа 290 взаимодействуют для соединения выдвижного ящика 310 со стеллажом 290 с возможностью скольжения. Выдвижной ящик 310 может перемещаться в направлении 360 и направлении 362 относительно стеллажа 290. Направляющие 356 выдвижного ящика и предназначенные для выдвижного ящика направляющие 292 выбраны так, чтобы нести вес выдвижного ящика 310. В одном варианте воплощения выдвижной ящик 310 с находящимися в нем батарейными модулями 300 весит примерно 170 фунтов. В одном варианте воплощения направляющая 356 выдвижного ящика и предназначенные для выдвижного ящика направляющие 292 представляют собой стальные направляющие, поставляемые компанией General Devices, находящейся по адресу: 1410 S. Post Rd., Индианаполис, IN 46239. Другие пригодные соединители могут быть использованы для соединения выдвижного ящика 310 со стеллажом 290 с возможностью скольжения.

[00148] Возвращаясь к фиг. 22, задняя стенка 334 имеет множество отверстий 370. Каждое отверстие 370 расположено так, чтобы вмещать интерфейсный модуль 372 интерфейса 374 выдвижного ящика 310 (см. фиг. 20С). Интерфейсные модули 372 взаимодействуют с интерфейсными модулями 376 интерфейса 378 стеллажа 290 для соединения одного или более компонентов выдвижного ящика 310 с одним или более компонентами стеллажа 290 или другими компонентами энергетической системы 100 (см. фиг. 20D). При задвигании выдвижного ящика 310 в направлении 360 интерфейсные модули 372 интерфейса 374 выдвижного ящика сопрягаются с соответствующими интерфейсными модулями 376 интерфейса 378 стеллажа для обеспечения функционального соединения выдвижного ящика 310 с одним или более компонентами стеллажа 290 или другими компонентами энергетической системы 100. Примерные интерфейсные модули 372 и интерфейсные модули 376 включают в себя электрические разъемы, гидроразъемы, разъемы связи и другие подходящие типы разъемов. При выдвигании выдвижного ящика 310 в направлении 362 интерфейсные модули 372 интерфейса 374 выдвижного ящика отсоединяются от соответствующих интерфейсных модулей 376 интерфейса 378 стеллажа для функционального отсоединения выдвижного ящика 310 от одного или более компонентов стеллажа 290 или других компонентов энергетической системы 100.

[00149] Интерфейс 374 выдвижного ящика и интерфейс 378 стеллажа представлены в общем виде на фиг. 20С и 20D. На фиг. 22 и 23 показан примерный интерфейс 380 выдвижного ящика, предназначенный для выдвижного ящика 310. Примерный интерфейс выдвижного ящика, предназначенный для выдвижного ящика 312, показан на фиг. 49. Основание 330 выдвижного ящика используется в качестве основания у каждого из выдвижного ящика 310, высоковольтного выдвижного ящика 312 и низковольтного выдвижного ящика 314. По сути, в основании 330 выдвижного ящика могут быть выполнены дополнительные отверстия 370, которые не используются в каждом из выдвижного ящика 310, высоковольтного выдвижного ящика 312 и низковольтного выдвижного ящика 314. Обращаясь к фиг. 23, у выдвижного ящика 310 остаются не используемыми семь отверстий 370.

[00150] Обращаясь к фиг. 22 и 23, интерфейс 380 выдвижного ящика 310 включает в себя четыре интерфейсных модуля, а именно интерфейсный модуль 382 соединения по текучей среде и множество интерфейсных модулей 384 электрического соединения. В одном варианте воплощения в состав также входит интерфейсный модуль связи.

[00151] При размещении интерфейсных модулей интерфейса 380 выдвижного ящика позади передней стенки 332 выдвижного ящика 310 оператор не будет контактировать с интерфейсными модулями интерфейса 380 выдвижного ящика при вводе интерфейса 380 выдвижного ящика в контактное взаимодействие с интерфейсом 400 стеллажа. Оператор будет захватывать ручки 572 для перемещения выдвижного ящика 310 в направлении 360. Аналогичным образом оператор не будет контактировать с интерфейсными модулями интерфейса 380 выдвижного ящика при выводе интерфейса 380 выдвижного ящика из контактного взаимодействия с интерфейсом 400 стеллажа. Оператор будет захватывать ручки 572 для перемещения выдвижного ящика 310 в направлении 362.

[00152] Интерфейсный модуль 382 соединения по текучей среде включает в себя первый патрубок 386 и второй патрубок 388, которые находятся в проточном сообщении с противоположными концами канала 390, который проходит через охлаждающую плиту 354. Относительное положение первого патрубка 386 и второго патрубка 388 сохраняется посредством базовой детали 392. Базовая деталь 392 вставлена в держатель 394, который позиционирует первый патрубок 386 и второй патрубок 388 относительно задней стенки 334 выдвижного ящика 310. Базовая деталь 392 вставлена в углубление держателя 394. Базовая деталь 392 и держатель 394 имеют взаимодействующие элементы для ограничения перемещения базовой детали 392 относительно держателя 394 в направлении 360 и направлении 362. Держатель 394 присоединен к задней стенке 334 множеством крепежных деталей. В одном варианте воплощения держатель 394 выполнен из изоляционного материала для разделения базовой детали 392 и основания 330 выдвижного ящика.

[00153] Обращаясь к фиг. 36, стеллаж 290 включает в себя интерфейс 400 стеллажа, который также включает в себя четыре интерфейсных модуля, а именно интерфейсный модуль 402 соединения по текучей среде и три интерфейсных модуля 404 электрического соединения (показан один). В одном варианте воплощения интерфейс 400 стеллажа включает в себя интерфейс связи для взаимодействия с интерфейсом связи, предусмотренным в качестве части интерфейса 380 выдвижного ящика. Интерфейсный модуль 402 соединения по текучей среде и интерфейсные модули 404 электрического соединения закреплены на кронштейне 406, который простирается между соседними вертикальной опорой 291 и вертикальной опорой 293 или вертикальной опорой 293 и вертикальной опорой 294. Кронштейн 406, подобно задней стенке 334 основания 330 выдвижного ящика, имеет множество отверстий, в которых интерфейсный модуль 402 соединения по текучей среде и интерфейсные модули 404 электрического соединения могут быть позиционированы относительно него. Что касается интерфейсного модуля 402 соединения по текучей среде, то предусмотрены первый патрубок 410 и второй патрубок 412. Патрубки 410 и 412 размещены в заданном положении посредством держателя 414 для совмещения соответственно с первым патрубком 386 и вторым патрубком 388 при перемещении выдвижного ящика 310 в направлении 360 относительно стеллажа 290. Каждый из первого патрубка 386, второго патрубка 388, первого патрубка 410 и второго патрубка 412 имеет клапанное устройство, которое находится в закрытой конфигурации, когда интерфейс 380 выдвижного ящика разнесен с интерфейсом 400 стеллажа, и в открытой конфигурации, когда выдвижной ящик 310 был перемещен в направлении 360 для ввода интерфейса 380 выдвижного ящика в контактное взаимодействие с интерфейсом 400 стеллажа. Когда клапаны находятся в открытой конфигурации, текучая среда может проходить между магистралями 416 и 418 текучей среды, подсоединенными соответственно к первому патрубку 410 и второму патрубку 412, по каналу 390 текучей среды, подсоединенному к первому патрубку 386 и второму патрубку 388.

[00154] В одном варианте воплощения интерфейсный модуль 402 соединения по текучей среде и интерфейсный модуль 382 соединения по текучей среде смещены ближе к одной стороне соответствующего интерфейса 400 стеллажа и интерфейса 380 выдвижного ящика. Магистрали текучей среды проходят от этого смещенного от центра местоположения интерфейсного модуля 382 соединения по текучей среде к охлаждающей плите 354.

[00155] Обращаясь к фиг. 38, отмечены магистраль 416 текучей среды и магистраль 418 текучей среды для данного местоположения выдвижного ящика. Магистраль 416 текучей среды и магистраль 418 текучей среды находятся в проточном сообщении соответственно с конденсаторным блоком 220 и накопителем 222. Как показано на фиг. 38, накопитель 222 находится в проточном сообщении с подающей магистралью 420, которая охватывает множественные стеллажи 290. В одном варианте воплощения накопитель 222 соединен с подающими магистралями 420, предусмотренными с обеих сторон прохода 282, и подает охлаждающую текучую среду ко всем десяти стеллажам 290, предусмотренным в энергетическом модуле 110. Каждый стеллаж 290 включает в себя насос 226, который получает охлаждающую текучую среду через коллектор 224, который находится в проточном сообщении с подающей магистралью 420. Насос 226 нагнетает охлаждающую текучую среду по подающей магистрали 422 в магистраль 418. Охлаждающая текучая среда проходит через держатель 414 и поступает в канал 390 текучей среды охлаждающей плиты 354. Текучая среда, находящаяся в охлаждающей плите 354, отбирает тепло у батарейных модулей 300 и выходит из стеллажа 290 и проходит по первому патрубку 410 и магистрали 416 текучей среды. Нагретая текучая среда возвращается в конденсаторный блок 220 по обратным трубопроводам 424 и 426. Обращаясь к фиг. 39, управление работой насоса 226 осуществляется контроллером 431 насоса. В одном варианте воплощения насос 226 приводится в действие в зависимости от измеренной температуры, относящейся к одному или более из батарейных модулей 300 и внутреннего пространства контейнера 200.

[00156] Насос 226 установлен на салазках 431. Салазки 431 присоединены к опоре 433, которая удерживает салазки 431, но позволяет салазкам 431 скользить относительно опоры 433 в направлении 437 и направлении 438. Каждый насос 226 обеспечивает подачу охлаждающей текучей среды в один стеллаж 290 с батарейными модулями 300.

[00157] Возвращаясь к фиг. 22 и 23, интерфейсные модули 384 электрического соединения присоединены к задней стенке 334 посредством крепежных деталей. Каждый из интерфейсных модулей 384 электрического соединения включает в себя множество контактов 430, которые электрически соединены с одним или более компонентами выдвижного ящика 310. Кроме того, каждый из интерфейсных модулей электрического соединения отделен от задней стенки 334 изоляционным материалом для обеспечения электрической изоляции модулей 384 от задней стенки 334. В одном варианте воплощения предусмотрен один контакт 430 для электрических интерфейсных модулей. В одном варианте воплощения предусмотрены множественные контакты 430 для электрических интерфейсных модулей.

[00158] Первый интерфейсный модуль 432 электрического соединения соединяется с сопрягающимся интерфейсным модулем интерфейса 378 стеллажа, который, в свою очередь, соединен с заземляющей шиной. Заземляющая шина заземлена. Первый интерфейсный модуль 432 электрического соединения соединен с металлическим основанием 330 выдвижного ящика внутри выдвижного ящика 310 посредством провода, соединенного с винтом, который ввинчен в основание 330 выдвижного ящика, в результате чего выдвижной ящик 310 заземлен. Кроме того, второй заземляющий провод проходит от первого интерфейсного модуля 432 электрического соединения к прерывателю 450 цепи, соединенному с передней стороной 332 выдвижного ящика 310, для заземления прерывателя 450 цепи. Это обеспечивает заземленную переднюю поверхность выдвижных ящиков 310.

[00159] Второй интерфейсный модуль 434 электрического соединения соединяется с сопрягающимся интерфейсным модулем интерфейса 378 стеллажа, который, в свою очередь, соединен с остальными компонентами интерфейса стеллажа у соответствующего комплекта для соединения выдвижных ящиков комплекта вместе. В одном варианте воплощения выдвижные ящики комплекта соединены вместе последовательно. Комплект соединен с высоковольтным выдвижным ящиком, который соединен с отрицательной токопроводящей шиной стеллажа 290. Как разъяснено здесь, отрицательная токопроводящая шина соединена с распределительным щитом 170 постоянного тока. Второй интерфейсный модуль 432 электрического соединения соединен с отрицательным выводом множества батарейных модулей 300 внутри выдвижного ящика 310.

[00160] Третий интерфейсный модуль 436 электрического соединения соединяется с сопрягающимся интерфейсным модулем интерфейса 378 стеллажа, который, в свою очередь, соединен с остальными компонентами интерфейса стеллажа у соответствующего комплекта для соединения выдвижных ящиков комплекта вместе. В одном варианте воплощения выдвижные ящики комплекта соединены вместе последовательно. Комплект соединен с высоковольтным выдвижным ящиком, который соединен с положительной токопроводящей шиной стеллажа 290. Как разъяснено здесь, положительная токопроводящая шина соединена с распределительным щитом 170 постоянного тока. Третий интерфейсный модуль 432 электрического соединения соединен с положительным выводом множества батарейных модулей 300 внутри выдвижного ящика 310.

[00161] Обращаясь к фиг. 26 и 27, множество батарейных модулей 300 соединены со вторым интерфейсным модулем 432 электрического соединения и третьим интерфейсным модулем 432 электрического соединения последовательно. Второй интерфейсный модуль 432 электрического соединения соединен с отрицательным выводом 327 батарейного модуля 300А. Положительный вывод 328 батарейного модуля 300А соединен с отрицательным выводом 327 батарейного модуля 300В. Положительный вывод 328 батарейного модуля 300В соединен с выводом 448 прерывателя 450 цепи. Аналогичным образом третий интерфейсный модуль 432 электрического соединения соединен с положительным выводом 328 батарейного модуля 300D. Отрицательный вывод 327 батарейного модуля 300D соединен с положительным выводом 328 батарейного модуля 300С. Отрицательный вывод 327 батарейного модуля 300С соединен с выводом 460 прерывателя 450 цепи.

[00162] Прерыватель 450 цепи имеет первую часть 452, которая соединена с передней стенкой 332 выдвижного ящика 310, и вторую часть 454. Вторая часть 454 выполнена с возможностью перемещения относительно первой части 452. Когда вторая часть 454 соединена с первой частью 452, выводы 456 и 458 второй части 454 находятся в контакте соответственно с выводами 448 и 460 первой части 452 (см. фиг. 26), и батарейные модули 300А-D соединены вместе последовательно. Когда вторая часть 454 отсоединена от первой части 452, выводы 456 и 458 второй части 454 соответственно отстоят от выводов 448 и 460 первой части 452 (см. фиг. 27), и батарейные модули 300А-D больше не соединены последовательно. Это обеспечивает оператору визуальную индикацию того, соединены ли батарейные модули 300А-D последовательно или нет. Могут быть предусмотрены другие примерные визуальные индикаторы.

[00163] Обращаясь к фиг. 25, проиллюстрирован примерный прерыватель 450 цепи. Первая часть 452 и вторая часть 454 удерживаются соединенными вместе посредством пары поворотных рычагов 462, которые соединены с возможностью поворота с первой частью 452. Штифты 464 в верхней и нижней частях второй части 454 вставляются в углубления 466 поворотных рычагов 462 для соединения второй части 454 с первой частью 452. Для отсоединения второй части 454 от первой части 452 поворотные рычаги 462 поворачиваются наружу, так что вторая часть 454 может быть смещена в направлении 362. Примерный прерыватель 450 цепи может быть собран из компонентов, изготавливаемых компанией Harting Inc of North America, находящейся по адресу: 1370 Bowes Road, Elgin, IL 60123. Примерная первая часть 452 может включать в себя охватывающий модуль HAN 200A (#09 14 001 2763) и охватываемый модуль HAN 200A (#09 14 001 2663), которые соединяются с батарейными модулями 300В и 300С посредством кабелей. Охватываемый и охватывающий модули могут удерживаться в каркасном элементе (#09 14 016 0303), который, в свою очередь, удерживается в перегородке (#09 14 016 0801), которая включает в себя рычаги 462. Примерная вторая часть 454 может включать в себя охватывающий модуль HAN 200A (#09 14 001 2763) и охватываемый модуль HAN 200A (#09 14 001 2663), которые будут сопрягаться с модулями первой части 452. Данные модули могут удерживаться в кожухе (#09 30 016 0801), который включает в себя штифты 464. К другим примерным прерывателям 450 цепи относятся приводимые в действие вручную выключатели, выключатели с электроприводом и другие подходящие устройства.

[00164] Когда вторая часть 454 соединена с первой частью 452 и выдвижной ящик 310 вдвинут в стеллаж 290 так, что интерфейс 374 выдвижного ящика сопрягается с интерфейсом 378 стеллажа 290, батарейные модули 300А-D будут соединены с остальными выдвижными ящиками 310 в соответствующем комплекте 320 и, тем самым, с высоковольтным выдвижным ящиком 312. Обращаясь к фиг. 34 и 35, второй интерфейсный модуль 434 электрического соединения включает в себя кожух 470, в котором предусмотрены разъемы 430. Разъемы 430 соединены с батарейным модулем 300А посредством прикрепления соединительной пластины 471 батарейного кабеля к первой концевой части 474 разъемов 430. Первая концевая часть выполнена с резьбой и включает в себя гайки 474 для удерживания батарейного кабеля относительно разъемов 430.

[00165] Интерфейс 400 стеллажа включает в себя интерфейсные модули 404 электрического соединения, имеющие разъемы 475 с углублениями 476, которые принимают и контактируют с разъемами 430 второго интерфейсного модуля 434 электрического соединения. Соединительная пластина батарейного кабеля (непоказанная) присоединена ко второй концевой части 478 разъемов 475. Вторая концевая часть 478 выполнена с резьбой и включает в себя гайки 474 для удерживания соединительной пластины батарейного кабеля относительно разъемов 475. Обращаясь к фиг. 34, разъемы 430 показаны удаленными от разъемов 475. Обращаясь к фиг. 35, разъемы 430 показаны введенными в контактное взаимодействие с разъемами 475, что обусловлено перемещением выдвижного ящика 310 в направлении 360.

[00166] В одном варианте воплощения выдвижной ящик 310 собирают следующим образом. Изолирующий лист 342 размещают в пустом основании 330 выдвижного ящика. Охлаждающую плиту 354 соединяют с нижней стенкой 340 основания 330 выдвижного ящика. Обращаясь к фиг. 24, соединяют пару Г-образных кронштейнов 500 с охлаждающей плитой 354 и нижней стенкой 340. В одном варианте воплощения Г-образные кронштейны 500 выполнены из изоляционного материала. Крепежные детали 502 обеспечивают присоединение кронштейнов 500 к нижней стенке 340. Крепежная деталь 504 обеспечивает присоединение охлаждающей плиты 354 к Г-образным кронштейнам 500. В проиллюстрированном варианте воплощения крепежная деталь 504 проходит через отверстие в охлаждающей плите 354. В одном варианте воплощения охлаждающая плита 354 не присоединена жестко к основанию 330 выдвижного ящика. Вместо этого охлаждающая плита 354 удерживается за счет сжатия между батарейными модулями 300. Если они еще не присоединены к основанию 330 выдвижного ящика, то интерфейсный модуль 382 соединения по текучей среде, первый интерфейсный модуль 432 электрического соединения, второй интерфейсный модуль 434 электрического соединения и третий интерфейсный модуль 436 электрического соединения присоединяют к основанию 330 выдвижного ящика. Далее прерыватель 450 цепи присоединяют к основанию 330 выдвижного ящика и присоединяют направляющие 356 выдвижного ящика к основанию 330 выдвижного ящика. Провод соединяет прерыватель 450 цепи и первый интерфейсный модуль 432 электрического соединения для обеспечения заземления прерывателя 450 цепи и обеспечения заземленной передней поверхности выдвижных ящиков 310. Второй провод соединяет металлическую часть основания 330 выдвижного ящика и первый интерфейсный модуль 432 электрического соединения для обеспечения заземления основания 330 выдвижного ящика.

[00167] Батарейные модули 300 прикрепляют к нижней стенке 340 основания 330 выдвижного ящика посредством множества кронштейнов 510 и соответствующих крепежных деталей 512. Крепежные детали 512 обеспечивают присоединение батарейных модулей 300 к основанию 330 выдвижного ящика. В одном варианте воплощения кронштейны 510 выполнены из изоляционного материала. Кронштейны 510 имеют удлиненные отверстия, так что батарейные модули 300 могут быть присоединены к основанию 330 выдвижного ящика, прижаты к охлаждающей плите 354 для увеличения поверхности контакта между теплоотводящими элементами 323 батарейных модулей 300 и охлаждающей плитой 354 и затем затянуты на месте. В одном варианте воплощения теплопроводящий гибкий элемент (непоказанный) размещен между теплоотводящими элементами 323 батарейных модулей 300 и охлаждающей плитой 354 для того, чтобы способствовать улучшению теплопередачи от теплоотводящего элемента 323 к текучей среде, протекающей через охлаждающую плиту 354 в стеллаже 290. В одном варианте воплощения теплопроводящий гибкий элемент представляет собой электрический изолятор для предотвращения проводимости электрической энергии от теплоотводящих элементов 323 к охлаждающей плите 354. Примерный теплопроводящий гибкий элемент представляет собой теплопроводящий акриловый материал (5589Н), поставляемый компанией 3М, расположенной по адресу: 3М Center, St.Paul, MN. В одном варианте воплощения в батарейных модулях используют наружный зажим для удерживания их прижатыми к охлаждающей плите 354. Зажим может быть удален, когда крепежные детали 512 будут затянуты.

[00168] Обращаясь к фиг. 21, натяжной элемент 530 размещен поверх охлаждающей плиты 354 и присоединен к батарейному модулю 300А и батарейному модулю 300D. Натяжной элемент 530 способствует удерживанию верхней части теплоотводящих элементов 323 батарейного модуля 300А и батарейного модуля 300D в контакте с охлаждающей плитой 354 для улучшения охлаждения батарейного модуля 300А и батарейного модуля 300D.

[00169] Обращаясь к фиг. 21А, натяжной элемент 530 имеет первую выступающую часть 532, имеющую углубление 534 для приема стяжных стержней 326 батарейного модуля 300А. Кроме того, натяжной элемент 530 имеет вторую выступающую часть 536, имеющую углубление 538 для приема стяжных стержней 326 батарейного модуля 300D. Когда натяжной элемент 530 будет собран со стяжными стержнями 326 батарейного модуля 300А и стяжными стержнями 326 батарейного модуля 300D, он удерживает теплоотводящие элементы 323 соответствующих батарейного модуля 300А и батарейного модуля 300D в тепловом контакте с охлаждающей плитой 354. Натяжной элемент 530 имеет первую выступающую часть 532 и вторую выступающую часть 536 на обоих концах натяжного элемента 530.

[00170] Возвращаясь к фиг. 21А, натяжной элемент 530 дополнительно имеет углубление 570, в которое вставляется охлаждающая плита 354, относящаяся к батарейному модулю 300А и батарейному модулю 300D. Углубление 570 позволяет использовать более высокую охлаждающую плиту 354. Кроме того, в одном варианте воплощения углубление 570 обеспечивает установку охлаждающей плиты 570 в заданном положении относительно батарейного модуля 300А и батарейного модуля 300D. Другой натяжной элемент 530 обеспечивает соединение вместе батарейного модуля 300В и батарейного модуля 300С. Натяжной элемент 530 обеспечивает дополнительное увеличение жесткости конструкции выдвижного ящика 310. В одном варианте воплощения усиливающая пластина 540 присоединена к нижней стенке 340 основания 330 выдвижного ящика для увеличения жесткости конструкции выдвижного ящика 310. В одном варианте воплощения усиливающая пластина 540 присоединена к нижней стенке 340 посредством крепежных деталей, используемых для присоединения или охлаждающей плиты 354, или батарейных модулей 300, или как охлаждающей плиты 354, так и батарейных модулей 300, к основанию 330 выдвижного ящика.

[00171] В одном варианте воплощения предусмотрено более одной охлаждающей плиты для отвода тепла от батарейных модулей 300 в выдвижном ящике 310. В одном примере охлаждающая плита 354 расположена, как проиллюстрировано на фиг. 21, между батарейными модулями 300, и по меньшей мере одна дополнительная охлаждающая плита расположена рядом с выводами 327 и 328 одного или более батарейных модулей 300. В одном примере охлаждающая плита 354 расположена, как проиллюстрировано на фиг. 21, между батарейными модулями 300, и первая дополнительная охлаждающая плита расположена рядом с выводами 327 и 328 батарейных модулей 300А и 300В, а вторая дополнительная охлаждающая плита расположена рядом с выводами 327 и 328 батарейных модулей 300С и 300D. В других примерах охлаждающая плита может быть расположена между батарейными модулями 300 и передней стенкой выдвижного ящика 310 или над одним или более из батарейных модулей. В одном варианте воплощения множественные охлаждающие плиты находятся в проточном сообщении в пределах границ выдвижного ящика 310. В одном варианте воплощения множественные охлаждающие плиты соединяются независимо со стеллажом и не находятся в проточном сообщении в пределах границ выдвижного ящика 310.

[00172] Батарейные кабели присоединены с образованием последовательной цепи, показанной на фиг. 27, имеющей прерыватель 450 цепи в разомкнутой конфигурации. Первый кабель соединяет второй интерфейсный модуль 434 электрического соединения с отрицательным выводом 327 батарейного модуля 300А. Второй кабель соединяет положительный вывод 328 батарейного модуля 300А с отрицательным выводом 327 батарейного модуля 300В. Третий кабель соединяет положительный вывод 328 батарейного модуля 300В с выводом 448 прерывателя 450 цепи. Четвертый кабель соединяет вывод 460 прерывателя 450 цепи с отрицательным выводом 327 батарейного модуля 300С. Пятый кабель соединяет положительный вывод 328 батарейного модуля 300С с отрицательным выводом батарейного модуля 300D. Шестой кабель соединяет положительный вывод батарейного модуля 300D с третьим интерфейсным модулем 436 электрического соединения. В одном варианте воплощения кабели посажены с натягом на полюсные штыри соответствующих выводов 327 и 328. В одном варианте воплощения кабели прикреплены к полюсным штырям соответствующих выводов 327 и 328. В одном примере кабели имеют зажимы, которые обеспечивают крепление кабеля к соответствующему выводу.

[00173] Обращаясь к фиг. 23 и 28, боковые стенки 336 и 338 и задняя стенка 334 короче передней стенки 332 основания 330 выдвижного ящика. Уменьшенная высота обеспечивает дополнительный зазор для присоединения батарейных кабелей к соответствующим батарейным модулям 300. Кроме того, уменьшенная высота обеспечивает дополнительный зазор между выводами батарей в батарейных модулях 300 и основанием 330 выдвижного ящика.

[00174] Как только батарейные кабели присоединены, к корпусу каждого из батарейных модулей 300 присоединяют фиксатор 520 (см. фиг. 28), который в целом закрывает выводы 327 и 328 соответствующих батарейных модулей 300. Фиксатор 520 способствует удерживанию соответствующего батарейного кабеля от отсоединения от соответствующего вывода батарейного модуля.

[00175] В одном варианте воплощения батарейные модули 300 выдвижного ящика 310 и другие потенциально электропроводящие компоненты имеют между собой воздушный зазор, составляющий по меньшей мере примерно 8 мм, и смещение, составляющее по меньшей мере примерно 16 мм, вдоль поверхностей между ними.

[00176] Обращаясь к фиг. 33, там показан примерный процесс установки выдвижного ящика 310 в стеллаж 290 при сборке энергетических модулей 110. Выдвижной ящик 310 свешивается с верхней балки 558 в энергетических модулях 110 с помощью подъемника 560 выдвижных ящиков. В одном варианте воплощения подъемник 560 выдвижных ящиков подвижно присоединен к верхней балке 558, так что выдвижной ящик 310 может быть легко перемещен по проходу 282 к надлежащему стеллажу 290. Подъемник 560 выдвижных ящиков также может обладать способностью подъема и опускания выдвижного ящика 310 на надлежащую высоту. В нижней стенке 340 основания 330 выдвижного ящика выполнены отверстия 566, в которые могут быть вставлены крюки, связанные с подъемником 560 выдвижных ящиков, для присоединения выдвижных ящиков 310 к подъемнику 560 выдвижных ящиков.

[00177] В одном варианте воплощения предусмотрен стол 562 для выдвижных ящиков, предназначенный для обеспечения конечного выставления выдвижного ящика 310 относительно отверстия 564 в стеллаже 290. В одном варианте воплощения стол 562 для выдвижных ящиков включает в себя пневматическую или гидравлическую систему, которая позволяет поднимать или опускать выдвижной ящик 310. Как только выдвижной ящик 310 окажется на надлежащей высоте, направляющие 356 выдвижного ящика 310 выставляют относительно предназначенных для выдвижного ящика направляющих 292 стеллажа 290 и вводят в контактное взаимодействие с ними. Выдвижной ящик 310 вдвигают в стеллаж 290 до тех пор, пока интерфейс 380 выдвижного ящика не войдет в контактное взаимодействие с интерфейсом 400 стеллажа. В этот момент выдвижной ящик 310 будет, как правило, соединен со стеллажом 290 и остальной частью энергетических модулей 110.

[00178] Выдвижной ящик 310 имеет ручки 572 (см. фиг. 20), чтобы содействовать перемещению выдвижного ящика 310 в одном из направления 360 и направления 362. Когда выдвижные ящики 310 будут вдвинуты в стеллаж 290 так, что интерфейс 380 выдвижного ящика войдет в контактное взаимодействие с интерфейсом 400 стеллажа, выдвижной ящик 310 фиксируют на стеллаже 290. В одном варианте воплощения выдвижной ящик 310 закрепляют крепежными деталями 574, которые прижимают переднюю стенку 332 выдвижных ящиков 310 к каркасу 290 стеллажа.

[00179] В одном варианте воплощения вторая часть 454 прерывателя 450 цепи отсоединена, пока выдвижной ящик 310 соединяют со стеллажом 290 при сборке. После сборки вторая часть 454 может быть присоединена к первой части 452, в результате чего завершается последовательная цепь батарейных модулей 300 выдвижного ящика 310. В одном варианте воплощения кабель сети CAN соединяют с контроллерами 350 батарейных модулей 300 до того, как выдвижной ящик 310 будет полностью вдвинут в стеллаж 290. Кабель сети CAN соединяет контроллеры 350 батарейных модулей 300 с другими контроллерами энергетической системы 100. В одном варианте воплощения подключение к сети CAN осуществляется посредством интерфейсного модуля интерфейса 380 выдвижного ящика и интерфейсного модуля интерфейса 400 стеллажа.

[00180] Обращаясь к фиг. 40, там показан примерный интерфейсный модуль 580. Интерфейсный модуль 580 включает в себя первый электрический разъем 582 и второй электрический разъем 584. Интерфейсный модуль 580 может быть частью интерфейса 400 стеллажа. Первый электрический разъем 582 и второй электрический разъем 584 могут обеспечивать соединения с остальными элементами комплекта, частью которого является присоединенный выдвижной ящик 310. Интерфейсный модуль 580 дополнительно включает в себя разъем 586 интерфейса связи, который обеспечивает соединение с сопрягающимся интерфейсом связи на выдвижных ящиках 310. Разъем 586 интерфейса связи соединяет контроллеры 350 батарейных модулей 300 с другими контроллерами энергетической системы 100. Обращаясь к фиг. 41, там показан примерный интерфейсный модуль 590, который предназначен для использования вместе с интерфейсным модулем 580. Интерфейсный модуль 590 включает в себя первый электрический разъем 592 и второй электрический разъем 594, которые включают в себя штыри для вставки в соответствующие углубления первого электрического разъема 582 и второго электрического разъема 584 интерфейсного модуля 580. Первый электрический разъем 592 и второй электрический разъем 594 электрически соединены с батарейными модулями 300 в выдвижном ящике 310. Интерфейсный модуль 590 дополнительно включает в себя разъем 596 интерфейса связи, который подсоединяется к разъему 586 связи интерфейсного модуля 580.

[00181] В одном варианте воплощения четыре батарейных модуля 300 в выдвижных ящиках 310, будучи соединенными последовательно, обеспечивают суммарное выходное напряжение, составляющее до примерно 200 вольт. В одном примере каждый батарейный модуль 300 выдает до примерно 50 вольт.

[00182] Фиг. 42 иллюстрирует дополнительные подробности энергетического модуля 110, заключенного в одном из контейнеров 152. В проиллюстрированном варианте воплощения внутри контейнера 152 предусмотрены десять стеллажей 290 для удерживания батарей 112, которые образуют группы 280 батарей. В качестве иллюстрации стеллажи 1-5 простираются вдоль первой стороны контейнера 152, в то время как стеллажи 6-10 простираются вдоль противоположной стороны контейнера 152. Каждый стеллаж 290 включает в себя положительный (+) контактор 630 и отрицательный (-) контактор 626. Как рассмотрено выше, три отдельных комплекта 320А, 320В и 320С в качестве иллюстрации соединены параллельно с положительным и отрицательным контакторами 630, 626 рядов, как схематически показано на фиг. 42.

[00183] В иллюстративном примере контейнер 152 включает в себя две положительные (+) шины 604 и две отрицательные (-) шины 606. Контейнер также включает в себя заземляющую шину 608. Положительные шины 604, отрицательные шины 606 и заземляющая шина 608 соединены с распределительным щитом 170 постоянного тока внутри контейнера 152. Положительный контактор 630 каждого стеллажа 290 соединен с одной из положительных шин 604, а отрицательный контактор 626 каждого стеллажа 290 соединен с одной из отрицательных шин 606. Поэтому множество стеллажей 290 соединены параллельно с распределительным щитом постоянного тока через соответственно положительную и отрицательную шины 604 и 606. Как подробно рассмотрено ниже, каждый из комплектов 320А, 320В и 320С каждого стеллажа 390 включает в себя соответственно контактор 652, 656, 660 комплекта для избирательного отсоединения или исключения одного из комплектов 320 от/из энергетического модуля 110. Это называется выведением одного из комплектов 320 из эксплуатации.

[00184] Схематическое изображение одной из подгрупп или комплекта 320 батарей проиллюстрировано на фиг. 43. Как рассмотрено выше со ссылкой на фиг. 27, каждый выдвижной ящик 310 с батареями каждого стеллажа 290 иллюстративно включает в себя четыре отдельных батарейных модуля 300, соединенных последовательно внутри выдвижного ящика 310. Каждый из выдвижных ящиков 310 также соединен последовательно с пятью другими выдвижными ящиками 310, содержащими батарейные модули 300, с образованием одной из подгрупп или одного из комплектов 320 батарей. Следует понимать, что в других вариантах воплощения может быть соединено вместе большее или меньшее число батарейных модулей 300 или выдвижных ящиков 310, в зависимости от конкретных напряжений каждого батарейного модуля 300 и заданного, минимально допустимого напряжения энергетического модуля 110.

[00185] В проиллюстрированном варианте воплощения каждый из батарейных модулей 300 имеет напряжение в 50 вольт или немного меньше, так что напряжение каждого комплекта 320 составляет примерно 1200 вольт. Предпочтительно модули имеют напряжение 45-50 В. Следовательно, максимальное напряжение каждого выдвижного ящика 310 с батареями составляет 200 В. Поскольку комплекты 320А, 320В и 320С соединены параллельно, напряжение каждого стеллажа 290 также составляет примерно 1200 вольт. Как рассмотрено ниже, система управления энергетическим модулем 110 избирательно исключает дефектные комплекты 320 из энергетического модуля 110 на основе непрерывного мониторинга условий эксплуатации и параметров комплектов 320 и/или батарейных модулей 300. Благодаря параллельной и модульной конфигурации множества комплектов 320 и множества стеллажей 290 выбранные комплекты 320 могут быть выведены из эксплуатации без отключения всего энергетического модуля 110. В надлежащий момент времени неисправные батарейные модули 300 комплектов 320 заменяют во время обслуживания энергетического модуля 110.

[00186] Дополнительные подробности электрических соединений между множеством выдвижных ящиков 310 в стеллажах 290 и распределительным щитом 170 постоянного тока проиллюстрированы на фиг. 44-46. Фиг. 44 иллюстрирует множество электрических кабелей 620, которые соединяют вместе множество выдвижных ящиков 310, 312 и 314 в каждом стеллаже 290. Заземляющая контактная шина 622 соединяет заземляющие шины 697 и 698 каждого стеллажа 290 с заземляющей шиной 608. Отрицательная контактная шина 624 каждого стеллажа 290 соединяет отрицательный контактор 626 стеллажа (см. фиг. 49) с отрицательной шиной 606. Положительная контактная шина 628 соединяет положительный контактор 630 стеллажа (см. фиг. 49) с положительной шиной 604.

[00187] Фиг. 45 и 46 иллюстрируют дополнительные подробности электрических кабелей 620, предназначенных для соединения множества выдвижных ящиков 310 вместе последовательно с образованием комплектов 320А, 320В и 320С. Кабели 620 также соединяют комплекты 320А, 320В и 320С с высоковольтным выдвижным ящиком 312. Множество более коротких кабелей 686 показаны на фиг. 45 и 46. Фиг. 45 представляет собой вид сзади электрических кабелей 620 без показанных стеллажей, в то время как фиг. 46 представляет собой вид сзади одного из стеллажей с также показанными кабелями.

[00188] Дополнительные компоненты высоковольтного выдвижного ящика 312 схематически показаны на фиг. 49. Разъем положительного вывода от комплекта 1, который иллюстративно представляет собой комплект 320А на фиг. 32 и 46, соединен с плавким предохранителем 650 и контактором 652 комплекта 1. Положительный выход от комплекта 2, который иллюстративно представляет собой комплект 320В на фиг. 32 и 46, соединен с плавким предохранителем 654 и контактором 656 комплекта 2. Положительный выход от комплекта 3, который представляет собой комплект 320С, соединен с плавким предохранителем 658 и контактором 660 комплекта 3. Выходы контакторов 652, 656 и 660 комплектов соединены с датчиками 662, 664 и 666 тока соответственно первого, второго и третьего комплектов 320А, 320В и 320С. Датчики 662, 664 и 666 тока соединены параллельно с положительным контактором 630 стеллажа. Выход от положительного контактора 630 соединен с положительной шиной 604 через контактную шину 628.

[00189] Отрицательные выходы от первого, второго и третьего комплектов, иллюстративно - комплектов 320А, 320В и 320С, соответственно соединены параллельно с входом отрицательного контактора 626 стеллажа, расположенным в высоковольтном выдвижном ящике 312. Выход от отрицательного контактора 626 стеллажа соединен с отрицательной шиной 606 через контактную шину 624.

[00190] Положительный и отрицательный контакторы 630 и 626 стеллажа соответственно иллюстративно представляют собой нормально разомкнутые, высоковольтные магнитные контакторы, поставляемые, например, компанией Schaltbau GmbH. Также могут быть использованы другие подходящие контакторы. Иллюстративно один из контакторов 630, 626 смонтирован в прямом направлении, а другой контактор 626, 630 смонтирован в обратном направлении. Поэтому сочетание двух контакторов 630, 626 обеспечивает возможность прерывания протекания тока в любом направлении и гашения или тушения дуги магнитного контактора. Система управления энергетическим модулем 110 (такая как рассмотренный ниже ПЛК 750, 752) воспринимает направление протекания тока и размыкает нужный контактор 630 или 626 первым в зависимости от направления протекания тока для гашения дуги и прерывания протекания тока через стеллаж 290.

[00191] Высоковольтные выдвижные ящики 312 у стеллажей 1 и 2 дополнительно включают в себя контактор 668 предварительной зарядки и резистор 670 предварительной зарядки, подсоединенные последовательно к выводам отрицательного контактора 626 стеллажа. Контактор 668 предварительной зарядки избирательно размыкает и замыкает цепь предварительной зарядки в стеллажах 1 и 2, как рассмотрено ниже. В проиллюстрированном варианте воплощения высоковольтные выдвижные ящики стеллажей 3-10 не включают в себя контактор 668 предварительной зарядки и резистор 670 предварительной зарядки. Тем не менее, более чем два стеллажа могут включать в себя контактор 668 предварительной зарядки и резистор 670 предварительной зарядки, если это желательно.

[00192] Высоковольтный выдвижной ящик 312 дополнительно включает в себя печатную плату 672 понижения высокого напряжения, которая выдает выходное напряжение 0-10 В на контроллеры системы. Выход от печатной платы 672 понижения высокого напряжения соединен с низковольтным выдвижным ящиком подходящим соединительным кабелем 674. Кабель 674 проходит через всю переднюю сторону стеллажа 290 для соединения с низковольтным выдвижным ящиком 312, как лучше всего показано на фиг. 32А и 55.

[00193] Высоковольтный выдвижной ящик 312 дополнительно включает в себя формирователи 676 сигналов. Формирователи 676 сигналов обеспечивают электрическую изоляцию и преобразование сигналов. Формирователи 676 сигналов обеспечивают надлежащие соотношения входного напряжения к выходному напряжению.

[00194] Снова обращаясь к фиг. 46, положительный выход от первого комплекта 320А в месте 678 соединен с плавким предохранителем 650 высоковольтного выдвижного ящика кабелем 680. Отрицательный выход первого комплекта 320А в месте 682 соединен с отрицательным контактором 626 стеллажа в высоковольтном выдвижном ящике 312 кабелем 684. Положительные и отрицательные контакторы других выдвижных ящиков 310 в комплекте 320А соединены кабелями 686, имеющими один и тот же размер. Отрицательный выход от нижнего выдвижного ящика 310 первого комплекта 320А соединен с положительным выходом верхнего выдвижного ящика 310 комплекта 320А более длинным кабелем 688.

[00195] Положительный выход от второго комплекта 320В в месте 689 соединен с плавким предохранителем 654 высоковольтного выдвижного ящика кабелем 690. Отрицательный выход второго комплекта 320В в месте 691 соединен с отрицательным контактором 626 стеллажа в высоковольтном выдвижном ящике 312 кабелем 692. Положительные и отрицательные контакторы других выдвижных ящиков 310 в комплекте 320В соединены кабелями 686, имеющими один и тот же размер. Отрицательный выход от нижнего выдвижного ящика 310 комплекта 320В соединен с положительным выходом верхнего выдвижного ящика 310 комплекта 320В более длинным кабелем 688.

[00196] Положительный выход третьего комплекта 320С в месте 693 соединен с плавким предохранителем 658 высоковольтного выдвижного ящика 312 кабелем 694. Отрицательный выход третьего комплекта 320С в месте 695 соединен с отрицательным контактором 626 стеллажа в высоковольтном выдвижном ящике 312 кабелем 696. Положительные и отрицательные контакторы других выдвижных ящиков 310 в комплекте 320С соединены кабелями 686, имеющими один и тот же размер. Отрицательный выход от нижнего выдвижного ящика 310 комплекта 320С соединен с положительным выходом верхнего выдвижного ящика 310 комплекта 320С более длинным кабелем 688.

[00197] Длины всех более коротких соединительных кабелей 686, соединяющих соседние выдвижные ящики 310 во всем стеллаже 290, являются одинаковыми. Длины всех более длинных соединительных кабелей 688, соединяющих выдвижные ящики 310 во всем стеллаже 290, также являются практически одинаковыми. Поэтому суммарные длины кабелей 686, 688, относящихся к комплектам 320А, 320В и 320С, практически одинаковы, обеспечивая практически одинаковые сопротивление или импеданс, относящиеся к каждому комплекту 320А, 320В и 320С. Такие практически одинаковые сопротивление или импеданс обеспечивают сбалансированную систему.

[00198] Каждый стеллаж 290 иллюстративно включает в себя первый и второй ряды 296 и 298 выдвижных ящиков. Каждый ряд 296, 298 включает в себя проводящую заземляющую полосу 697 и 698 соответственно. Заземляющая полоса 697 соединена с заземляющей шиной 608 посредством контактной шины 622. Заземляющая полоса 697 соединена с заземляющей полосой 698.

[00199] Положительная и отрицательная шины 604 и 606 от стеллажей 1-5 и положительная и отрицательная шины 604 и 606 от стеллажей 6-10 входят в распределительный щит, как схематически проиллюстрировано на фиг. 42, а также показано на фиг. 44. Как проиллюстрировано на фиг. 47, стеллажи 1-5, показанные в месте 700, соединены с плавким предохранителем 702 на 800 Ампер в распределительном щите 170 постоянного тока. Стеллажи 6-10, показанные схематически в месте 704, соединены с другим плавким предохранителем 706 на 800 Ампер в распределительном щите 170 постоянного тока. Плавкие предохранители 702 и 706 соединены параллельно с первым выводом 708 контактора 710. Контактор 710 иллюстративно представляет собой контактор большой мощности, поставляемый компанией Hubbel Industrial Controls, Inc., находящейся по адресу: Archdale, Северная Каролина, хотя может быть использован любой подходящий контактор.

[00200] Второй вывод 712 контактора 710 присоединен к плавкому предохранителю 714 на 1600 Ампер для обеспечения выхода из распределительного щита 170 постоянного тока. Выход из распределительного щита 170 постоянного тока соединен с внешним разъединительным блоком 168 посредством кабеля 716. Кабель 716 соединен с первым выводом приводимого в действие вручную ножевого выключателя (рубильника) 718 для того, чтобы позволить оператору отключать питание к контейнеру 152 снаружи контейнера 152. Противоположный вывод ножевого выключателя 718 соединен с первым выводом контактора 720. Контактор 720 иллюстративно представляет собой другой контактор большой мощности, поставляемый компанией Hubbel Industrial Controls, Inc. Противоположный вывод контактора 720 соединен с контейнером 154 PCS посредством силовых линий 172, как рассмотрено выше. Внешний разъединительный блок 168 дополнительно включает в себя вольтметры 722 и 724. Вольтметр 722 соединен с линией питания блока 230 ОВКВ, размещенного в контейнере 152. Вольтметр 724 соединен с источником 726 питания на 24 В постоянного тока, размещенным в контейнере 152. Вольтметры 722 и 724 также могут быть расположены внутри контейнера 152 энергетического модуля 110.

[00201] Каждый контейнер 152 для удерживания энергетического модуля 110 снабжен обеспечивающим доступ проемом или дверью 270 для доступа, как правило, на одном конце контейнера 152 рядом с распределительным щитом 170 постоянного тока. Панель 730 индикации видна или внутри контейнера 152, или снаружи контейнера 152 рядом с дверью 270 для доступа. Примерная панель 730 индикации показана на фиг. 48. Ссылочные позиции с фиг. 47 показывают компоненты электрического соединения в распределительном щите 170 постоянного тока и внешнем разъединительном блоке 168, рассмотренных выше. Как показано на фиг. 48, первый вольтметр 732 соединен с первым выводом контактора 710 для обеспечения индикации напряжения на общем выводе 708 между контактором 710 и плавкими предохранителями 702 и 706. Оператор может считывать отображаемые выходные данные с вольтметра 732 перед входом в контейнер 152 для выполнения технического обслуживания, текущего ремонта или по любой другой причине.

[00202] Второй вольтметр 734 соединен с общим выводом 716 плавкого предохранителя 714 и ножевого выключателя 718. Вольтметр 734 обеспечивает индикацию второго напряжения, измеряемого в данном месте цепи. Выходное напряжение от вольтметра 734 также отображается на панели 730 индикации, чтобы оператор мог увидеть его перед входом в контейнер 152.

[00203] Третий вольтметр 736 соединен с общим выводом ножевого выключателя 718 и контактора 720. Выходное напряжение от вольтметра 736 также видно оператору на панели 730 индикации. Поэтому оператор может проанализировать три снятые вольтметрами 732, 734 и 736 уровня напряжения, которые отображаются на панели 730 индикации, перед входом в контейнер 152. Предпочтительно все напряжения должны составлять ноль вольт перед тем, как оператор войдет в контейнер 152.

[00204] Система управления энергетическими модулями 110 проиллюстрирована на фиг. 54. Каждый батарейный модуль 300 содержит множество батарей 112 и имеет свой собственный контроллер 350 батарейного модуля. Каждый контроллер 350 отслеживает температуру и напряжение относящегося к нему батарейного модуля 300. Все контроллеры 350 батарейных модулей во всем множестве выдвижных ящиков 310 соединены с сетью 761 связи посредством подходящих кабелей. Сеть 761 связи иллюстративно представляет собой сеть CAN. В проиллюстрированном варианте воплощения десять стеллажей 290 включают в себя 72 контроллера 350 батарейных модулей, каждый из которых осуществляет связь по сети CAN 761.

[00205] Система управления включает в себя систему управления с резервированием на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК), включающую в себя основной ПЛК 750 и вспомогательный или резервный ПЛК 752, расположенные в контейнере 152. Как основной, так и резервный ПЛК 750 и 752 соответственно получают все данные от стеллажей 290 и контроллеров 350 батарейных модулей. Основной ПЛК 750 управляет энергетическим модулем 110 до тех пор, пока не возникнет какая-то проблема, при этом в данный момент резервный ПЛК 752 принимает на себя управление системой. Основной и резервный ПЛК 750 и 752 иллюстративно связываются с компонентами стеллажа по управляющей сети (Control Net) 758 или другой пригодной системе связи. Управляющая сеть представляет собой систему последовательной передачи данных, предназначенную для осуществления связи между устройствами, выполняющими зависящие от времени/чувствительные ко времени прикладные задачи, управляемыми прогнозируемым образом. Данные и сигналы управления от компонентов стеллажей 290, а также от входа/выхода общего хранилища 756 для контейнера 152 передаются в основной и резервный ПЛК 750 и 752 по управляющей сети 758. Другие подходящие протоколы также могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением.

[00206] Контроллеры 350 батарейных модулей соединены с межсетевым шлюзом 760 между сетью Ethernet и сетью CAN. В проиллюстрированном варианте воплощения каждый межсетевой шлюз 760 соединен соответственно с управляемым коммутатором 764 или 766 сети Ethernet. В проиллюстрированном варианте воплощения каждый из управляемых коммутаторов 764, 766 соединен с 360 контроллерами 350 батарейных модулей посредством межсетевых шлюзов 760. Тем не менее, как рассмотрено здесь, понятно, что может быть предусмотрено большее или меньшее число батарейных модулей 300 в зависимости от конкретных применений энергетического модуля 110. Управляемые коммутаторы 764 сети Ethernet соединены как с основным ПЛК 750, так и с резервным ПЛК 752 соответственно соединителями 768 и 769. Управляемые коммутаторы 766 соединены как с основным ПЛК 750, так и с резервным ПЛК 752 соответственно соединителями 770 и 771.

[00207] Основной и резервный ПЛК 750 и 752 соединены с дополнительными управляемыми коммутаторами 772 сети Ethernet для осуществления связи с агрегатным центральным контроллером (АЦК) 753, расположенным вне контейнера 152. АЦК 753 осуществляет связь с отдельными ПЛК 750, 752, расположенными во всех контейнерах 152 энергетических модулей. АЦК 753 также осуществляет связь с контроллерами, расположенными к контейнере 154 PCS. Предпочтительно АЦК 753 соединен с ПЛК-контроллерами контейнеров 152 и 154 волоконно-оптическим кабелем.

[00208] АЦК 753 также соединен с удаленным компьютером 754 посредством другой сети связи, такой как спутниковая сеть, Интернет или другая глобальная сеть, для обеспечения удаленного доступа к АЦК 753 и ПЛК-контроллерам 750, 752 в целях диагностики, управления, анализа данных и проверки или технического обслуживания всех компонентов энергетического модуля 110.

[00209] Система управления по настоящему изобретению представляет собой модульную систему, которая позволяет соединять вместе любое число контроллеров 350 батарейных модулей в любое число комплектов 320. В энергетическом модуле 110 также может быть использовано любое число стеллажей 290. За счет изменения переменных в ПЛК-контроллерах 750 и 752 один из ПЛК-контроллеров 750 или 752 способен управлять любым числом стеллажей 290, комплектов 320 или батарейных модулей 300. ПЛК-контроллеры 750 и 752 также контролируют (отслеживают) напряжения, температуры или другие параметры батарейных модулей 300, комплектов 320, выдвижных ящиков 310 или стеллажей 290 для управления работой системы, как рассмотрено здесь. Рассматриваемое здесь программное обеспечение системы управления позволяет ПЛК-контроллерам 750 и 752 отслеживать большой объем данных, относящихся к напряжению и температуре каждого батарейного модуля 300. Благодаря призматической конструкции и выравниванию аккумуляторов и блоков батарей в батарейных модулях 300 при желании можно контролировать каждый аккумулятор батареи в батарейном модуле 300. Сеть 758 поддерживает передачу больших объемов данных и применение в реальном времени или выполнение срочных заданий, таких как размыкание и замыкание различных контакторов в энергетическом модуле 110.

[00210] Подробности компонентов в низковольтном выдвижном ящике 314 каждого стеллажа 290 показаны на фиг. 55. Каждый низковольтный выдвижной ящик 314 включает в себя два из межсетевых шлюзовых модулей 760, соединенных с контроллерами 350 батарей. Кроме того, низковольтный выдвижной ящик 314 включает в себя множество реле 780 для управления множеством контакторов в высоковольтном выдвижном ящике 312. В проиллюстрированном варианте воплощения реле 780 предусмотрено для каждого из трех контакторов 652, 656 и 660 комплектов в высоковольтном выдвижном ящике 312. Кроме того, реле 780 предусмотрены для положительного контактора 630 стеллажа, отрицательного контактора 626 стеллажа и контактора 668 предварительной зарядки. Основной ПЛК 750 или вспомогательный ПЛК 752 выдает управляющие сигналы реле 780, тем самым размыкая и замыкая контакторы 652, 656, 660 комплектов, положительный и отрицательный контакторы 630 и 626 стеллажа и контактор 668 предварительной зарядки на основе управляющих сигналов, получаемых от ПЛК 750, 752.

[00211] Низковольтный выдвижной ящик 314 дополнительно включает в себя источник 782 питания 24 В для снабжения питанием сети 761 связи и межсетевого шлюзового модуля 760. Низковольтный выдвижной ящик 714 дополнительно включает в себя первый набор аналоговых блоков ввода/вывода 784 Flex I/O и набор цифровых блоков ввода/вывода 786 Flex I/O. Блоки 784 и 786 соединены с ПЛК-контроллерами 750 и 752 по сети 758. Блоки 784 ввода/вывода позволяют ПЛК-контроллерам 750, 752 принимать и контролировать токи и напряжения от множества батарейных модулей 300, которые образуют комплекты 320А, 320В и 320С каждого стеллажа 290. Блоки 786 ввода/вывода позволяют ПЛК-контроллерам 750, 752 принимать сигналы по контролю контакторов, реле, выключателей, плавких предохранителей или других компонентов в стеллаже 290. Низковольтный выдвижной ящик 314 включает в себя дополнительные разъемы 788 и 789. Разъем 788 принимает подводимое питание. Разъем 789 обеспечивает контроль органов управления насосами системы охлаждения и принимает сигналы блока управления функцией аварийного останова. Предусмотрен испытательный контактор 790 для проверки работы низковольтного выдвижного ящика 314 перед установкой выдвижного ящика 314 в стеллаж 290.

[00212] ПЛК 750, 752 контролируют напряжения и температуры батарейных модулей 300 и комплектов 320 в каждом из множества рядов 290. За счет избирательного использования реле 780 в низковольтном выдвижном ящике 314 ПЛК-контроллеры 750, 752 могут избирательно размыкать или замыкать контакторы 652, 656 и 660 комплектов, тем самым исключая конкретный комплект 320А, 320В или 320С из энергетического модуля 110. Другими словами, если контакторы 652, 656 или 660 комплектов размыкаются, конкретный комплект 620А, 620В или 620С соответственно выводится из эксплуатации. ПЛК 750 и 752 контролируют множество разных диагностических состояний или параметров комплектов 320 для принятия решения о том, выводить ли комплект 320 из эксплуатации или нет. В проиллюстрированных вариантах воплощения ПЛК 750, 752 отслеживают неисправные состояния и выводят конкретный комплект 320 из эксплуатации, если возникает неисправность. Примерные неисправные состояния, которые контролируются, включают:

1. Неисправность, связанную с размыканием/замыканием контактора комплекта;

2. Неисправность, связанную со сгоревшим плавким предохранителем;

3. Неисправность, связанную с чрезмерным током в комплекте;

4. Неисправность, связанную с отклонением напряжения в комплекте, определенным с использованием алгоритма контроля напряжения комплекта, рассматриваемого ниже со ссылкой на фиг. 56;

5. Неисправность, связанную с выходом температуры аккумулятора за допустимые пределы;

6. Неисправность, связанную с отклонением напряжения аккумулятора при контроле конкретных батарейных модулей 300 или аккумуляторов батарей в батарейных модулях;

7. Неисправность, связанную с чрезмерным напряжением на аккумуляторе;

8. Неисправность, связанную с недостаточным напряжением на аккумуляторе;

9. Неисправность, связанную с чрезмерной температурой аккумулятора;

10. Неисправность, связанную с недостаточной температурой аккумулятора;

11. Код нарушения функционирования удаленного энергетического контроллера литиевых элементов (RLEC - remote lithium energy controller); и

12. Неисправность, связанная со связью RLEC, которая возникает, когда контроллер 350 батарей перестает осуществлять связь.

[00213] Фиг. 50 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую этапы, выполняемые ПЛК 750, 752, когда определено, что некий конкретный комплект 320 должен быть исключен или выведен из эксплуатации. Процесс начинается в блоке 792. ПЛК 750 или 752 непрерывно отслеживает рассмотренные выше диагностируемые состояния для определения того, возникла ли диагностируемая неисправность, требующая выведения одного из комплектов 320А, 320В или 320С у конкретного стеллажа 290 из эксплуатации, как проиллюстрировано в блоке 794. Если ни одного такого запроса на выведение комплекта из эксплуатации не возникло в блоке 794, то ПЛК 750, 752 ожидает подобного запроса. Если в блоке 794 возник запрос на выведение комплекта из эксплуатации, то ПЛК 750, 752 посылает команды на размыкание как положительного, так и отрицательного контакторов 630 и 626 у конкретного стеллажа 290, как проиллюстрировано в блоке 796. Эти команды принимаются в низковольтном выдвижном ящике 314 у стеллажа 290, и осуществляется управление конкретным реле 780 для размыкания положительного и отрицательного контакторов 630, 626 стеллажа. Контакторы 630, 626 стеллажа размыкаются первыми для прерывания протекания тока. Затем ПЛК 750, 752 посылает управляющий сигнал на размыкание контакторов 652, 656 или 660 комплекта у неисправного комплекта, как проиллюстрировано в блоке 798. Другими словами, если первый комплект 328А имеет неисправность, то ПЛК 750 посылает сигнал на управление реле 780 и размыкание контактора 652 комплекта 1 в высоковольтном выдвижном ящике 312.

[00214] После того как контактор 652, 656 или 660 комплекта разомкнут в блоке 798, ПЛК 750, 752 посылает управляющий сигнал на замыкание положительного и отрицательного контакторов 630 и 626 стеллажа, как проиллюстрировано в блоке 800. Снова этот управляющий сигнал от ПЛК 750, 752 принимается низковольтным выдвижным ящиком 314, и осуществляется управление конкретным реле 780 для замыкания положительного и отрицательного контакторов 630 и 626 стеллажа 290. Затем процесс заканчивается в блоке 802.

[00215] Как только контакторы 630, 626 стеллажа замкнуты в блоке 800, стеллаж 290 снова введен в эксплуатацию в энергетическом модуле 110 при выведенном из эксплуатации конкретном комплекте 320. Если, например, из эксплуатации был выведен комплект 320А, то комплекты 320В и 320С останутся соединенными параллельно с положительным и отрицательным контакторами 630 и 626 стеллажа, как рассмотрено выше.

[00216] Фиг. 51 иллюстрирует множество стеллажей 290 энергетического модуля 110 и положительные и отрицательные контакторы 630 и 626 стеллажа, соединенные соответственно с положительной и отрицательной шинами 604, 606. Как рассмотрено выше, основной ПЛК 750 или резервный ПЛК 752 выдает управляющие сигналы на избирательное размыкание и замыкание положительного и отрицательного контакторов 630 и 626 каждого стеллажа 290 энергетического модуля 110. Когда желательно ввести весь энергетический модуль 110 в эксплуатацию, ПЛК 750, 752 вводит в эксплуатацию модуль 110. В проиллюстрированном варианте воплощения энергетический модуль 110 обладает возможностью резервной предварительной зарядки. В проиллюстрированном варианте воплощения два из стеллажей 290, такие как стеллажи 1 и 2, выполнены с возможностью предварительной зарядки. Вместо размыкания всех положительных и отрицательных контакторов 630, 626 во всех стеллажах 290 одновременно, ПЛК 750, 752 управляет размыканием контакторов 630, 626 в последовательном, определенном порядке.

[00217] Этапы, выполняемые для ввода энергетического модуля в эксплуатацию, проиллюстрированы на фиг. 52 и 53. Процесс начинается в блоке 803 по фиг. 53. ПЛК 750, 752 определяет, получен ли запрос на ввод в эксплуатацию от агрегатного центрального контроллера (АЦК) 753, как проиллюстрировано в блоке 804.

[00218] Если нет, то ПЛК 750, 752 продолжает следить за таким запросом на ввод в эксплуатацию от АЦК 753. Если запрос на ввод в эксплуатацию получен в блоке 804, ПЛК 750, 752 определяет в блоке 805, не выведен ли из эксплуатации стеллаж 1. Если стеллаж 1 выведен из эксплуатации, то ПЛК 750, 752 далее определяет, не выведен ли из эксплуатации стеллаж 2, как проиллюстрировано в блоке 806. Если и стеллаж 2 выведен из эксплуатации, то оба стеллажа из стеллажей с возможностями предварительной зарядки выведены из эксплуатации, и ПЛК 750, 752 возвращается к блоку 804 для ожидания другого запроса на ввод в эксплуатацию. ПЛК 750, 752 может посылать указание на то, что оба стеллажа 1 и 2 выведены из эксплуатации, обратно в АЦК 753.

[00219] Если в блоке 805 стеллаж 1 не выведен из эксплуатации, то ПЛК 750, 752 замыкает контакторы 630 и 626 стеллажа 1, как проиллюстрировано в блоке 810. Далее ПЛК 750, 752 контролирует стеллаж 1, определяя, удалась ли предварительная зарядка стеллажа 1, как проиллюстрировано в блоке 812. Этапы проверки предварительной зарядки показаны на фиг. 53. Если предварительная зарядка стеллажа 1 удалась в блоке 812, то ПЛК 750, 752 переходит к последовательному замыканию положительного и отрицательного контакторов 630 и 626 у стеллажа 2, как проиллюстрировано в блоке 814, стеллажа 3, как проиллюстрировано в блоке 618, и так далее до стеллажа N, как проиллюстрировано в блоке 818. В проиллюстрированном варианте воплощения ПЛК 750, 752 последовательно замыкает контакторы 630, 626 у стеллажей 2-10 для систематического ввода энергетического модуля 110 в эксплуатацию. Между этапами 814, 816, 818 замыкания контакторов имеет место заданная задержка по времени.

[00220] Как только все контакторы 630 и 626 стеллажей замкнуты в блоке 818, ПЛК 750, 752 замыкает контакторы 710, 720 энергетического модуля, показанные на фиг. 47 и 48, например, для ввода энергетического модуля 110 в эксплуатацию, как проиллюстрировано в блоке 820. Процесс заканчивается в блоке 822, как только контакторы 710, 720 энергетического модуля замкнуты в блоке 820.

[00221] Если предварительная зарядка стеллажа 1 не удалась в блоке 812, то ПЛК 750, 752 определяет, что предварительная зарядка стеллажа 1 не удалась, как проиллюстрировано в блоке 824. ПЛК 750, 752 затем размыкает контакторы 630, 626 у стеллажа 1, как проиллюстрировано в блоке 826. Поскольку и стеллаж 1, и стеллаж 2 обладают возможностями предварительной зарядки, ПЛК 750, 752 затем замыкает контакторы 630, 626 у стеллажа 2, как проиллюстрировано в блоке 828. ПЛК 750, 752 затем определяет, удалась ли предварительная зарядка стеллажа 2, как проиллюстрировано в блоке 830. Проверка предварительной зарядки опять же показана более подробно на фиг. 53. Если предварительная зарядка стеллажа 2 не удалась в блоке 730, устанавливается неисправность, как проиллюстрировано в блоке 832. ПЛК 750, 752 затем посылает соответствующее сообщение АЦК-контроллеру 753 и возвращается к блоку 804 для контроля за следующим запросом на ввод в эксплуатацию от АЦК 753.

[00222] Если в блоке 830 предварительная зарядка стеллажа 2 удалась, то ПЛК 750, 752 замыкает контакторы 630 и 626 стеллажа 1, как проиллюстрировано в блоке 834. Стеллаж 2, который теперь уже предварительно заряжен, используется затем для зарядки стеллажа 1 в блоке 734. Поскольку стеллаж 2 уже разомкнут, ПЛК 750, 752 далее замыкает контакторы стеллажа 3 в блоке 816. ПЛК 750, 752 затем упорядоченно и последовательно размыкает контакторы 630, 626 остальных стеллажей до тех пор, пока в блоке 818 не будут замкнуты контакторы последнего стеллажа (стеллажа N). Как только все контакторы 630, 626 стеллажей замкнуты для ввода всех стеллажей 290 в эксплуатацию, ПЛК 750, 752 замыкает контакторы 710 и 720 энергетического модуля в блоке 820 и заканчивает процесс в блоке 822.

[00223] Фиг. 53 иллюстрирует этапы, выполняемые системой управления во время предварительной зарядки одного из стеллажей 290 энергетического модуля 110. Процесс предварительной зарядки начинается в блоке 840. ПЛК 750, 752 посылает команды на замыкание контакторов 652, 656, 660 у комплектов 320А, 320В и 320С стеллажа 290, как проиллюстрировано в блоке 842. Далее ПЛК 750, 752 посылает команды на замыкание положительного контактора 630 стеллажа 290, как проиллюстрировано в блоке 844. Далее замыкается контактор 668 предварительной зарядки в цепи предварительной зарядки, как проиллюстрировано в блоке 846. Поэтому ток проходит через резистор 670 предварительной зарядки вместе протекания прямо через отрицательный контактор 626 стеллажа, который остается разомкнутым. При исходном подсоединении стеллажа 290 к нагрузке имеет место бросок тока, поскольку батареи 112 в стеллаже 290 заряжены. В случае больших батарей, таких как батарейные модули 300, бросок тока может превысить заданные уровни. Поэтому резистор 670 предварительной зарядки ограничивает бросок тока, используемого для зарядки батарей 112 батарейных модулей 300.

[00224] ПЛК 750, 752 отслеживает напряжение на стеллаже, определяя, достигло ли напряжение на стеллаже заданного порогового уровня, как проиллюстрировано в блоке 848. Например, отслеживается напряжение на стеллаже 290 для определения того, достигло ли напряжение на стеллаже определенной доли от желаемого напряжения на стеллаже. В проиллюстрированном варианте воплощения нужный пороговый уровень для успешной предварительной зарядки составляет примерно 90% от напряжения на стеллаже. Для тех вариантов воплощения, в которых напряжение на стеллаже составляет 1200 вольт, пороговое значение предварительной зарядки составляет, например, примерно 1080 вольт. Если в блоке 848 напряжение на стеллаже не находится на нужном пороговом уровне, то ПЛК 750, 752 определяет, имеет ли место простой, как проиллюстрировано в блоке 858. Если нет, то ПЛК 750, 752 продолжает отслеживать напряжение на стеллаже, как проиллюстрировано в блоке 848. Если в блоке 858 имеет место простой, то ПЛК 750, 752 определяет в блоке 860, что предварительная зарядка не удалась.

[00225] Если напряжение на стеллаже достигает порогового уровня до наступления простоя в блоке 848, то ПЛК 750, 752 определяет в блоке 850, что предварительная зарядка стеллажа 290 удалась. ПЛК 750, 752 затем замыкает отрицательный контактор 626 стеллажа, как проиллюстрировано в блоке 852. После этого ПЛК 750, 752 размыкает контактор 668 предварительной зарядки, как проиллюстрировано в блоке 854. Поэтому ток проходит прямо через отрицательный контактор 626, не проходя через резистор 670 предварительной зарядки, как только контактор предварительной зарядки будет разомкнут в блоке 854. Процесс предварительной зарядки заканчивается в блоке 856.

[00226] Система управления по настоящему изобретению включает в себя систему контроля напряжения комплектов и алгоритм обнаружения того, когда некий конкретный комплект 320 батарей имеет связанную с отклонением напряжения неисправность по сравнению с другими комплектами в энергетическом модуле. Управление каждым комплектом 320 осуществляется по отдельности, что позволяет выводить отдельные комплекты 320 из эксплуатации без вывода из эксплуатации всего энергетического модуля 110. Как рассмотрено выше, каждый стеллаж 290 в проиллюстрированном варианте воплощения настоящего изобретения включает в себя три отдельных комплекта 320А, 320В и 320С. Поэтому в проиллюстрированном варианте воплощения десять стеллажей 290 включают в себя всего тридцать комплектов 320. Система управления по настоящему изобретению может выводить из эксплуатации любой из комплектов 320 в целях технического обслуживания или текущего ремонта комплектов 320 для продления сроков их службы. Номинальная мощность всего энергетического модуля 110 снижается на 1/30-ую от максимального значения при выведении из эксплуатации каждого комплекта 320.

[00227] Алгоритм контроля отклонения напряжения по настоящему изобретению обеспечивает контроль напряжения комплектов 320 и исключение комплектов 320 из эксплуатации, если они находятся вне допусков по напряжению в сравнении с другими комплектами 320 в энергетическом модуле 110. Как рассмотрено выше, модульность по настоящему изобретению обеспечивает возможность периодического (циклического) ввода различных комплектов в эксплуатацию и вывода их из эксплуатации вследствие отказа или для увеличения срока службы батарей.

[00228] Алгоритм отклонений напряжения проиллюстрирован на фиг. 56. Алгоритм контроля напряжения комплектов начинается в блоке 860. ПЛК 750, 752 отслеживает напряжения у всех комплектов 320 во всех стеллажах 290 энергетического модуля 110, как проиллюстрировано в блоке 682. ПЛК 750, 752 рассчитывает медианное напряжение для всех комплектов 320 энергетического модуля 110, как проиллюстрировано в блоке 864. Затем ПЛК 750, 752 сравнивает напряжения конкретного комплекта 320 в каждом стеллаже с другими комплектами того же стеллажа, как проиллюстрировано в блоке 866. ПЛК 750, 752 также сравнивает напряжения комплектов 320 в каждом стеллаже с медианным напряжением всех комплектов 320 во всех стеллажах 290 энергетического модуля 110, как проиллюстрировано в блоке 868.

[00229] Далее ПЛК 750, 752 определяет, находится напряжение у конкретного комплекта 320 в пределах заданного диапазона напряжения от медианного напряжения для всех комплектов, как проиллюстрировано в блоке 870. Если нет, то ПЛК 750, 752 устанавливает связанную с отклонением напряжения комплекта неисправность для этого конкретного комплекта, как показано в блоке 880, и затем комплект выводится из эксплуатации, как рассмотрено выше и проиллюстрировано в блоке 882. Если в блоке 870 напряжение у конкретного комплекта 320 находится в пределах заданного диапазона напряжения от медианного напряжения, то ПЛК 750, 752 в блоке 872 определяет, находится ли напряжение комплекта в пределах заданного диапазона напряжений других комплектов в том же стеллаже. Если это так, то ПЛК 750, 752 в блоке 874 определяет, что комплект находится в исправном состоянии. После этого ПЛК 750, 752 определяет, имеет ли следующий комплект связанную с отклонением напряжения неисправность, как проиллюстрировано в блоке 876, используя рассмотренные выше этапы. Процесс заканчивается в блоке 878. Если в блоке 872 отклонение напряжения комплекта превышает допустимый уровень, то ПЛК 750, 752 в блоке 880 устанавливает неисправное состояние, связанное с напряжением комплекта.

[00230] Для комплекта на 1200 В по проиллюстрированному варианту воплощения напряжение каждого комплекта должно быть в пределах 50 В от медианного напряжения комплектов, чтобы находиться в пределах допустимого диапазона напряжений в блоке 870. Разность напряжений между комплектами 320 в одном и том же стеллаже 290 также должна быть меньше 50 В для системы на 1200 В. Эти диапазоны напряжений могут быть изменены на другие подходящие уровни и могут варьироваться в зависимости от напряжений комплектов 320.

[00231] В проиллюстрированном варианте воплощения настоящего изобретения выявляется асимметрия напряжений любого из комплектов 320, превышающая заданное пороговое отклонение. Проиллюстрированный вариант воплощения настоящего изобретения обеспечивает отсоединение комплектов 320, которые не имеют симметрии напряжений в сравнении с остальными комплектами 320, для минимизации асимметрии напряжений между комплектами 320. Энергетический модуль 110 продолжает работать с введенными в эксплуатацию остальными комплектами 320 при уменьшенной номинальной мощности, определяемой исходя из общего числа выведенных из эксплуатации комплектов 320.

[00232] В одном проиллюстрированном варианте воплощения алгоритма контроля напряжения комплекта ПЛК 750, 752 отслеживает напряжений всех комплектов 320А, 320В и 320С у всех стеллажей 290 энергетического модуля в блоке 862. В проиллюстрированном варианте воплощения у каждого энергетического модуля имеются 30 комплектов 320. Для каждого стеллажа 290 ПЛК определяет напряжение у каждого комплекта 320, при этом:

Напряжение комплекта 1=S1V;

Напряжение комплекта 2=S2V; и

Напряжение комплекта 3=S3V.

[00233] После этого ПЛК 750, 752 рассчитывает разности между напряжениями первого, второго и третьего комплектов 320А, 320В и 320С соответственно в каждом стеллаже 290 по сравнению с напряжениями остальных комплектов в том же стеллаже 290 следующим образом:

Разность напряжений комплектов 1 и 2=S1-2Δ=|S1V-S2V|;

Разность напряжений комплектов 1 и 3=S1-3Δ=|S1V-S3V|; и

Разность напряжений комплектов 2 и 3=S2-3Δ=|S2V-S3V|.

[00234] ПЛК 750, 752 также определяет медианное напряжение комплектов исходя из напряжений всех комплектов 320 в энергетическом модуле 110. Следовательно, величина SMedianV = медианному напряжению всех комплектов 320 во всех стеллажах 290 энергетического модуля 110. После этого ПЛК 750, 752 рассчитывает разности между напряжениями первого, второго и третьего комплектов 320А, 320В и 320С соответственно в каждом стеллаже 290 и медианным напряжением комплектов (SMedianV) у всех комплектов 320 в энергетическом модуле 110 следующим образом:

Отклонение комплекта 1 от медианного напряжения = S1MedianΔ = SMedianV-S1V;

Отклонение комплекта 2 от медианного напряжения = S2MedianΔ = SMedianV-S2V; и

Отклонение комплекта 3 от медианного напряжения = S3MedianΔ = SMedianV - S3V.

[00235] Затем ПЛК 750, 752 определяет для каждого комплекта 320А, 320В и 320С в каждом стеллаже 290, является ли приемлемым отклонение напряжения комплекта, используя следующий алгоритм:

Комплект 1 находится в исправном состоянии, если:

((S1V≤(SMedian+50 В)) И (S1V≥(SMedian-50 В)) И

[(S1-2Δ<50 В) ИЛИ (S1-3Δ<50 В) ИЛИ (S1MedianΔ<50 В)].

Комплект 2 находится в исправном состоянии, если:

((S2V≤(SMedian+50 В)) И (S2V≥(SMedian-50 В)) И

[(S1-2Δ<50 В) ИЛИ (S2-3Δ<50 В) ИЛИ (S2MedianΔ<50 В)].

Комплект 3 находится в исправном состоянии, если:

((S3V≤(SMedian+50 В)) И (S3V≥(SMedian-50 В)) И

[(S1-3Δ<50 В) ИЛИ (S2-3Δ<50 В) ИЛИ (S1MedianΔ<50 В)].

[00236] Как рассмотрено выше, если какой-то конкретный комплект 320А, 320В или 320С не находится в исправном состоянии, что означает, что разность напряжения комплекта 320А, 320В или 320С превышает желаемое отклонение напряжения по сравнению с другими комплектами, то этот конкретный комплект 320А, 320В или 320С с напряжением вне заданного диапазона выводится из эксплуатации, как рассмотрено выше.

[00237] Другой вариант воплощения настоящего изобретения проиллюстрирован на фиг. 57. Каждый контейнер 152 энергетического модуля иллюстративно имеет функцию управления аварийным остановом, которая обеспечивает обнаружение человека, входящего во внутреннюю зону 153 контейнера 152 энергетического модуля. Как рассмотрено выше, предусмотрена входная дверь 270 во внутреннюю зону 153 контейнера 152, который содержит множество стеллажей 290, в которых хранятся батарейные модули 300. Когда энергетический модуль 110 находится в эксплуатацию при замкнутом главном контакторе 710 энергетического модуля и всех замкнутых отрицательных и положительных контакторах 626, 630 стеллажей, контейнер 152 энергетического модуля представляет опасность вспышки дуги, если человек входит во внутреннюю зону 153. Подобные опасности вспышки души часто классифицируются по номеру категории в зависимости от энергии, выделяемой во время возникновения электрической дуги. Номера категорий находятся в диапазоне от 0 до 4, при этом категория 4 означает наибольшую опасность. Требуются различные типы индивидуального защитного снаряжения/средств индивидуальной защиты и другие меры предосторожности для входа в зону для каждой из различных категорий опасности вспышки дуги. Когда главной контактор 710 модуля и соответственно отрицательные и положительные контакторы стеллажей 626 и 630 все замкнуты, категория опасности вспышки дуги для контейнера 152 энергетического модуля представляет собой категорию 4 или более высокую.

[00238] Как рассмотрено выше, человек не должен входить во внутреннюю зону 153 контейнера 152 до тех пор, пока все напряжения от трех вольтметров 732, 734, 736, отображаемые на панели 730 индикации, показанной на фиг. 48, не станут равными нулю вольт. Панель 730 индикации видна либо внутри контейнера 152, либо снаружи контейнера 152 рядом с дверью 270 для доступа. Проиллюстрированные на фиг. 57 система и способ уменьшают опасность вспышки дуги и уровень категории, если обнаружен человек, входящий во внутреннюю зону 153 контейнера 152 энергетического модуля, когда энергетический модуль 110 находится в эксплуатацию.

[00239] Датчик 900 открытия двери, соединенный с контроллерами 750, 752 энергетического модуля, обнаруживает, если входная дверь 270 открывается. Открывание двери указывает на то, что существует вероятность входа человека во внутреннюю зону 153. При обнаружении открывания двери 270 датчик 900 посылает сигнал контроллерам 750, 752 энергетического модуля, указывающий на то, что дверь 270 была открыта. С контроллерами 750, 752 энергетического модуля также соединен по меньшей мере один выключатель 901 аварийного останова. Иллюстративно этот по меньшей мере один выключатель 901 аварийного останова соединен последовательно с датчиком 900 открытия двери. Также иллюстративно первый и второй выключатели 901 аварийного останова представляют собой выключатели в виде красных нажимных кнопок, расположенные соответственно в передней и задней частях внутренней зоны 153 каждого контейнера 152 энергетического модуля.

[00240] Кроме того, во внутренней зоне 153 контейнера 152 энергетического модуля расположен датчик 902 движения. Датчик 902 движения обнаруживает движение во внутренней зоне 153, например, когда человек входит во внутреннюю зону 153. Датчик 902 движения также соединен с контроллерами 750, 752 энергетического модуля и выдает выходной сигнал при обнаружении движения.

[00241] Когда контроллеры 750, 752 энергетического модуля получают либо сигнал от датчика 900 открытия двери, указывающий на присутствие человека во внутренней зоне 153, либо сигнал от выключателя 901 аварийного останова, или оба эти сигнала, контроллеры 750, 752 энергетического модуля посылают управляющие сигналы на автоматическое размыкание главного контактора 710 энергетического модуля и всех отрицательных и положительных стеллажных контакторов 626, 630 соответственно каждого стеллажа 290 для уменьшения опасности вспышки дуги в контейнере 152 энергетического модуля. Контакторы 652, 656, 660 комплектов каждого стеллажа 290 также могут быть автоматически разомкнуты контроллерами 750, 752 энергетического модуля. Любой разомкнутый выключатель 901 аварийного останова должен быть замкнут до того, как контроллеры 750, 752 энергетического модуля смогут замкнуть разомкнутые контакторы.

[00242] В другом варианте воплощения, когда контроллеры 750, 752 энергетического модуля получают сигнал от датчика 902 движения, указывающий на присутствие человека во внутренней зоне 153, контроллеры 750, 752 энергетического модуля посылают сигналы на автоматическое размыкание главного контактора 710 энергетического модуля и всех отрицательных и положительных стеллажных контакторов 626, 630 соответственно в каждом стеллаже 290. Опять же, контакторы 652, 656, 660 комплектов каждого стеллажа 290 также могут быть автоматически разомкнуты контроллерами 750, 752 энергетического модуля при получении сигнала от датчика 902 движения.

[00243] Человек, входящий во внутреннюю зону 153, может размыкать прерыватели 450 стеллажной цепи на каждом из стеллажей 290 (как рассмотрено выше) для дополнительного уменьшения опасности вспышки дуги в контейнере 152 энергетического модуля. В проиллюстрированном варианте воплощения категория опасности вспышки дуги может быть снижена с 4-ой или выше до категории 2 посредством размыкания контакторов 710, 626, 630 и прерывателей 450 цепи. Поэтому оператор может входить во внутреннюю зону 153 контейнера 152 с меньшей защитной экипировкой, как только опасность вспышки дуги была уменьшена.

[00244] Как рассмотрено выше, каждый из энергетических модулей 110 энергетической системы 100 соединен с модулем 120 управления мощностью, как показанный, например, на фиг. 1-3. фиг. 58 иллюстрирует дополнительные подробности энергетических модулей 110 и модуля 120 управления мощностью. Во время включения каждого энергетического модуля 110 контроллер 750, 752 в контейнере 152 обеспечивает активизацию цепи 904 обнаружения короткого замыкания на землю и прерывания утечки тока на землю (GFI) в контейнере 152. В проиллюстрированном варианте воплощения контроллер 750, 752 замыкает реле 706 для включения цепи 904 GFI в контейнере 152. Каждый из отдельных контейнеров 152 энергетических модулей имеет свои собственные цепь 904 GFI и реле 906, как проиллюстрировано на фиг. 58. Цепи 904 GFI контролируют шину постоянного тока высокого напряжения в контейнерах 152 посредством проверки импеданса между шиной постоянного тока высокого напряжения и шасси контейнера или заземлением. Цепь 904 GFI непрерывно контролирует контейнер 152 для гарантирования того, что на металле контейнера 152 нет постоянного тока высокого напряжения.

[00245] Перед тем как контроллер 750, 752 энергетического модуля 110 замкнет его главный контактор (ГК) 710 для соединения энергетического модуля 110 с модулем 120 управления мощностью, контроллер 750, 752 энергетического модуля отключает цепь 904 GFI, иллюстративно - посредством размыкания реле 906. Хотя в проиллюстрированном варианте воплощения показаны замыкание и размыкание реле 906 для включения и отключения цепей 904 GFI, в другом варианте воплощения предусмотрена сетевая линия связи между контроллерами 750, 752 и цепью 904 GFI для избирательного включения и отключения цепи 904 GFI. В одном проиллюстрированном варианте воплощения линия связи представляет собой линию связи RS 485, но может быть использована любая пригодная линия связи.

[00246] Как только главный контактор 710 замкнут, модуль 120 управления мощностью обеспечивает обнаружение короткого замыкания на землю посредством цепи 908 GFI инвертора 122. В каждый момент времени только одна цепь обнаружения короткого замыкания на землю контролирует шину постоянного тока высокого напряжения. Поэтому цепи 904 GFI энергетических модулей 110 обеспечивают индикацию короткого замыкания на землю в одном из энергетических модулей 110 до того, как энергетический модуль 110 будет соединен с главным модулем 120 управления мощностью энергетической системы 110. Как только все энергетические модули 110 введены в эксплуатацию и соединены с модулем 120 управления мощностью, обнаружение короткого замыкания на землю выполняется связанными с инвертором 122 цепями 908 GFI.

[00247] Если цепями 904, 908 GFI обнаружено состояние короткого замыкания на землю, контроллеры 750, 752 энергетического модуля посылают сигналы на автоматическое размыкание определенных замкнутых контакторов, относящихся к энергетическому модулю 110, имеющему состояние короткого замыкания на землю. Например, контроллеры 750, 752 энергетического модуля посылают сигналы на автоматическое размыкание главного контактора 710 энергетического модуля и соответственно всех отрицательных и положительных стеллажных контакторов 626, 630 каждого стеллажа 290, относящегося к энергетическому модулю 110, имеющему состояние короткого замыкания на землю. Контакторы 652, 656, 660 комплектов каждого стеллажа 290 также могут быть автоматически разомкнуты контроллерами 750, 752 энергетического модуля.

[00248] Хотя проиллюстрированный вариант воплощения настоящего изобретения включает в себя выдвижные ящики 310, 312, 314 в качестве примерных типов контейнеров, понятно, что в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы другие типы контейнеров для удерживания батарей или других примерных компонентов. К примерным контейнерам относятся поддоны, штабелируемые контейнеры и другие пригодные типы контейнеров. Один или более контейнеров могут быть размещены в виде вертикального штабеля. Если это не заявлено в явном виде, признаки контейнеров по данному изобретению не ограничены выдвижными ящиками 310, 312, 314.

[00249] Хотя проиллюстрированный вариант воплощения настоящего изобретения включает в себя стеллажи 290 в качестве примерного типа батарейной опоры, в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы и другие батарейные опоры. Примерные батарейные опоры позиционируют контейнеры некоторых типов, таких как выдвижные ящики 310, 312, 314, относительно друг друга, например, в виде одного или более вертикальных штабелей. Если это не заявлено в явном виде, признаки опор по настоящему изобретению не ограничены стеллажами 290 с вертикально расположенными выдвижными ящиками 310, 312, 314.

[00250] Хотя данное изобретение было описано как имеющее примерные конструктивные решения, настоящее изобретение может быть дополнительно модифицировано в пределах сущности и объема данного раскрытия. Следовательно, данная заявка предназначена охватывать любые варианты, применения или адаптации изобретения при использовании его общих принципов. Кроме того, данная заявка предназначена охватывать такие отклонения от данного раскрытия, которые попадают в рамки известной или обычной практики в той области техники, к которой относится данное изобретение.

Изобретение относится к системе аккумулирования энергии. Система аккумулирования энергии включает в себя модуль управления мощностью, соединенный с множеством энергетических модулей, каждый из которых включает в себя множество батарей. Множество батарей могут быть размещены во множестве контейнеров и организованы во множество параллельных комплектов. Устройство включает множество электропроводящих шин, соединенных с выходом энергетического модуля, а также включает множество опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно, модуль включает множество комплектов, опирающихся на каждую опору. Устройство также содержит контроллер, выполненный с возможностью избирательного и независимого размыкания и замыкания каждого из положительных контакторов. Техническим результатом является обеспечение непрерывного мониторинга условий эксплуатации и параметров комплектов батарейных модулей. 13 н. и 34 з. п. ф-лы, 58 ил.

1. Энергетический модуль, содержащий:
множество электропроводящих шин, соединенных с выходом энергетического модуля, причем это множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину;
множество опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно, причем каждая опора включает в себя положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной, причем каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения опоры от положительной и отрицательной шин;
множество комплектов батарей, опирающихся на каждую опору, причем каждый из множества комплектов батарей имеет множество батарей, соединенных вместе последовательно для обеспечения выходного напряжения комплекта;
по меньшей мере один контактор комплекта, соединенный с каждым комплектом батарей, причем каждый контактор комплекта имеет замкнутое положение для соединения относящегося к нему комплекта батарей с положительным и отрицательным контакторами опоры параллельно другим комплектам батарей опоры, причем каждый контактор комплекта также имеет разомкнутое положение для отсоединения относящегося к нему комплекта батарей от положительного и отрицательного контакторов опоры независимо от остальных комплектов батарей опоры; и
контроллер энергетического модуля, выполненный с возможностью избирательного и независимого размыкания и замыкания каждого из положительных контакторов, отрицательных контакторов и контакторов комплекта энергетического модуля для управления совокупностью опор и комплектов батарей, соединенных с выходом энергетического модуля через множество электропроводящих шин.

2. Энергетический модуль по п.1, при этом каждая опора включает в себя по меньшей мере три комплекта батарей, соединенных параллельно с положительным и отрицательным контакторами опоры.

3. Энергетический модуль по п.1, при этом каждый комплект батарей включает в себя множество отдельных батарейных модулей, соединенных вместе последовательно, причем каждый батарейный модуль имеет контроллер батарейного модуля на связи с контроллером энергетического модуля.

4. Энергетический модуль по п.3, при этом каждый комплект батарей имеет напряжение примерно 1200 В, а каждый батарейный модуль имеет напряжение примерно 50 В.

5. Энергетический модуль по п.3, при этом каждый батарейный модуль включает в себя множество аккумуляторов батареи, имеющих призматическую конструкцию, причем каждый аккумулятор батареи контролируется контроллером энергетического модуля.

6. Энергетический модуль по п.1, при этом каждая опора включает в себя множество расположенных вертикально батарейных контейнеров, причем каждый батарейный контейнер служит опорой множеству соединенных вместе последовательно батарейных модулей, и при этом множество батарейных контейнеров опоры электрически соединены вместе последовательно с образованием каждого комплекта батарей.

7. Энергетический модуль по п.6, при этом максимальное напряжение каждого батарейного контейнера составляет 200 В.

8. Энергетический модуль по п.6, при этом каждая опора также включает в себя высоковольтный контейнер, заключающий в себе положительный контактор, отрицательный контактор и контакторы комплекта каждой опоры.

9. Энергетический модуль по п.8, при этом множество батарейных контейнеров и высоковольтный контейнер каждой опоры электрически соединены вместе множеством кабелей, причем множество кабелей, относящихся к каждому комплекту батарей, имеют практически одинаковые суммарные длины для обеспечения в целом одинакового сопротивления кабелей, относящихся к каждому комплекту батарей.

10. Энергетический модуль по п.8, при этом высоковольтный контейнер дополнительно включает в себя отдельный плавкий предохранитель, соединенный с каждым комплектом батарей, причем первый вывод контактора каждого комплекта соединен с одним из плавких предохранителей, второй вывод контактора каждого комплекта соединен с датчиком тока для комплекта батарей, и каждый датчик тока подсоединен параллельно к положительному контактору опоры.

11. Энергетический модуль по п.8, при этом каждая опора также включает в себя низковольтный контейнер, при этом каждый низковольтный контейнер включает в себя множество реле для управления положительным и отрицательным контакторами опоры и контакторами комплекта, находящимися в высоковольтном контейнере.

12. Энергетический модуль по п.1, при этом множество электропроводящих шин, множество опор и контроллер энергетического модуля расположены в едином контейнере.

13. Энергетический модуль по п.12, дополнительно содержащий расположенный в контейнере распределительный щит постоянного тока, причем множество опор соединены параллельно с распределительным щитом постоянного тока положительной, отрицательной и заземляющей шинами.

14. Энергетический модуль по п.1, при этом контроллер энергетического модуля контролирует множество параметров, связанных с каждым из множества комплектов батарей, причем контроллер энергетического модуля избирательно размыкает контактор комплекта у неисправного комплекта батарей, в котором обнаружена неисправность, для отсоединения неисправного комплекта батарей от его опоры без отключения всего энергетического модуля.

15. Энергетический модуль по п.1, при этом один из положительного и отрицательного контакторов каждой опоры смонтирован в прямом направлении, а другой из положительного и отрицательного контакторов смонтирован в обратном направлении, так что сочетание положительного и отрицательного контакторов прерывает протекание тока в любом направлении, когда положительный и отрицательный контакторы разомкнуты.

16. Энергетический модуль по п.15, при этом контроллер энергетического модуля воспринимает направление протекания тока и размыкает надлежащий из положительного и отрицательного контакторов первым в зависимости от направления протекания тока.

17. Энергетический модуль по п.1, при этом положительная и отрицательная шины соединены через по меньшей мере один плавкий предохранитель с первым выводом первого контактора энергетического модуля, причем первый контактор энергетического модуля имеет замкнутое положение и разомкнутое положение соответственно для подключения и отключения энергетического модуля.

18. Энергетический модуль по п.17, при этом второй вывод первого контактора энергетического модуля соединен через второй плавкий предохранитель с первым выводом управляемого вручную ножевого выключателя, второй вывод ножевого выключателя соединен с первым выводом второго контактора энергетического модуля, а второй вывод второго контактора обеспечивает выход для энергетического модуля.

19. Энергетический модуль по п.18, дополнительно содержащий первый вольтметр, соединенный с первым выводом первого контактора энергетического модуля для получения первого показания напряжения; второй вольтметр, соединенный с первым выводом ножевого выключателя для получения второго показания напряжения; и третий вольтметр, подсоединенный между вторым выводом ножевого выключателя и первым выводом второго контактора энергетического модуля для получения третьего показания напряжения.

20. Энергетический модуль по п.19, дополнительно содержащий панель индикации, расположенную рядом с предназначенной для доступа дверью контейнера, заключающего в себе энергетический модуль, причем панель индикации отображает показания напряжения от первого, второго и третьего вольтметров, так что оператор может просмотреть эти три показания напряжения, отображаемые на панели индикации, перед входом в контейнер.

21. Энергетический модуль по п.1, при этом контроллер энергетического модуля включает в себя основной программируемый логический контроллер (ПЛК) и вспомогательный, резервный ПЛК, причем как основной, так и резервный ПЛК принимают данные от множества опор и множества комплектов батарей, при этом основной ПЛК выполнен с возможностью нормального управления работой энергетического модуля, а резервный ПЛК выполнен с возможностью управления работой энергетического модуля при отказе основного ПЛК.

22. Энергетический модуль по п.21, при этом основной и резервный ПЛК оба соединены с агрегатным центральным контроллером (АЦК).

23. Энергетический модуль по п.22, при этом АЦК также соединен с удаленным компьютером по сети связи для обеспечения удаленного доступа к АЦК и основному и резервному ПЛК для по меньшей мере одной из целей диагностики, управления, анализа данных, проверки и технического обслуживания энергетического модуля.

24. Энергетический модуль по п.1, при этом контроллер энергетического модуля отслеживает напряжения и температуры множества комплектов батарей в каждой из множества опор, причем контроллер энергетического модуля избирательно размыкает и замыкает контакторы комплекта для избирательного исключения определенных комплектов батарей из энергетического модуля исходя из отслеживаемых напряжений и температур.

25. Энергетический модуль по п.24, при этом комплект батарей отключается от энергетического модуля, когда напряжение этого конкретного комплекта батарей отличается от напряжений других комплектов батарей более чем на заданную величину.

26. Энергетический модуль по п.1, при этом контроллер контролирует каждый из комплектов батарей на неисправное состояние, и при обнаружении состояний неисправности у некоего конкретного комплекта контроллер:
размыкает как положительный, так и отрицательный контакторы той конкретной опоры, в которой расположен комплект батарей с неисправным состоянием, для прерывания протекания тока;
размыкает упомянутый по меньшей мере один контактор комплекта у комплекта батарей с неисправным состоянием; и
замыкает положительный и отрицательный контакторы опоры у конкретной опоры для повторного подключения опоры к положительной и отрицательной шинам.

27. Энергетический модуль по п.1, при этом по меньшей мере две из множества опор дополнительно включают в себя контактор предварительной зарядки и резистор предварительной зарядки, подсоединенные последовательно к выводам отрицательного контактора опоры, причем контроллер энергетического модуля запрограммирован на избирательное размыкание контактора предварительной зарядки с тем, чтобы через резистор предварительной зарядки протекал ток для предварительной зарядки выбранной из упомянутых по меньшей мере двух опор при вводе энергетического модуля в эксплуатацию до того, как другие опоры будут соединены с положительной и отрицательной шинами.

28. Энергетический модуль по п.1, при этом контроллер энергетического модуля контролирует напряжения множества комплектов батарей для обнаружения того, когда конкретный комплект батарей имеет связанную с отклонением напряжения неисправность по сравнению с другими комплектами батарей в энергетическом модуле.

29. Энергетический модуль по п.29, при этом каждая опора энергетического модуля включает в себя по меньшей мере три параллельных комплекта батарей.

30. Энергетический модуль по п.1, при этом контроллер энергетического модуля:
отслеживает напряжения у множества комплектов батарей в множестве опор;
рассчитывает медианное напряжение для множества комплектов батарей;
сравнивает медианное напряжение комплектов батарей с напряжениями отдельных комплектов батарей;
определяет, находится ли напряжение комплекта батарей у конкретного комплекта батарей за пределами заданного допустимого диапазона напряжения от медианного напряжения комплектов батарей;
устанавливает связанную с отклонением напряжения комплекта неисправность у того конкретного комплекта, который находится вне заданного допустимого диапазона напряжения; и
размыкает контактор комплекта у комплекта, имеющего связанную с отклонением напряжения комплекта неисправность.

31. Энергетический модуль по п.30, при этом контроллер энергетического модуля:
сравнивает напряжение каждого комплекта батарей с напряжениями других комплектов батарей в той же опоре;
определяет, находится ли напряжение комплекта батарей у конкретного комплекта батарей в пределах заданного диапазона напряжений остальных комплектов батарей в той же опоре; и
устанавливает связанную с отклонением напряжения комплекта неисправность у конкретного комплекта, если напряжение комплекта батарей у конкретного комплекта батарей не находится в пределах заданного диапазона напряжений остальных комплектов батарей в той же опоре.

32. Энергетический модуль по п.31, при этом каждый комплект батарей имеет напряжение примерно 1200 В, и при этом заданный диапазон отклонений напряжения составляет в пределах 50 В от медианного напряжения комплектов для того, чтобы быть в пределах допустимого диапазона напряжений.

33. Энергетический модуль по п.1, дополнительно включающий определение того, существует ли асимметрия напряжений между множеством комплектов батарей, и избирательное отключение разбалансированных комплектов батарей для минимизации асимметрии напряжений между комплектами батарей энергетического модуля.

34. Энергетический модуль по п.1, при этом множество электропроводящих шин, множество опор и контроллер энергетического модуля расположены в едином контейнере, имеющем внутреннюю зону, и дополнительно содержащий входную дверь для обеспечения доступа к внутренней зоне контейнера, датчик для обнаружения входа человека во внутреннюю зону контейнера и главный контактор энергетического модуля, соединенный с множеством электропроводящих шин для обеспечения выхода для энергетического модуля, и при этом контроллер энергетического модуля соединен с датчиком и запрограммирован на размыкание главного контактора энергетического модуля и положительного и отрицательного контакторов каждой опоры автоматически, когда датчик обнаружит человека, входящего во внутреннюю зону контейнера.

35. Энергетический модуль по п.1, при этом множество электропроводящих шин, множество опор и контроллер энергетического модуля расположены в едином контейнере, и дополнительно содержащий главный контактор энергетического модуля, соединенный с множеством электропроводящих шин для обеспечения выхода для энергетического модуля, и цепь обнаружения короткого замыкания на землю, находящуюся в контейнере энергетического модуля, и при этом контроллер энергетического модуля запрограммирован позволять цепи обнаружения короткого замыкания на землю контролировать по меньшей мере одну из электропроводящих шин на состояние короткого замыкания на землю, когда главный контактор энергетического модуля разомкнут, причем контроллер энергетического модуля блокирует цепь обнаружения короткого замыкания на землю энергетического модуля перед замыканием главного контактора энергетического модуля.

36. Энергетический модуль, содержащий:
множество электропроводящих шин, соединенных с выходом энергетического модуля, причем это множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину;
множество батарейных опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно, причем каждая опора включает в себя множество батарейных модулей, положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной, причем каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения множества батарейных модулей опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения множества батарейных модулей опоры от положительной и отрицательной шин;
по меньшей мере две из множества батарейных опор дополнительно включают в себя контактор предварительной зарядки и резистор предварительной зарядки, подсоединенные последовательно к выводам отрицательного контактора опоры; и
контроллер энергетического модуля, выполненный с возможностью избирательного и независимого замыкания и размыкания каждого из положительных контакторов, отрицательных контакторов и контакторов предварительной зарядки, причем контроллер энергетического модуля запрограммирован на избирательное размыкание контактора предварительной зарядки одной из упомянутых по меньшей мере двух опор с тем, чтобы через резистор предварительной зарядки протекал ток для предварительной зарядки множества батарейных модулей выбранной из упомянутых по меньшей мере двух опор при вводе энергетического модуля в эксплуатацию до того, как положительные и отрицательные контакторы остальных опор будут замкнуты для соединения множества батарейных модулей остальных опор с положительной и отрицательной шинами.

37. Энергетический модуль, содержащий:
множество электропроводящих шин, соединенных с выходом энергетического модуля, причем это множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину;
множество опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно, причем каждая опора включает в себя положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной, каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения опоры от положительной и отрицательной шин;
множество комплектов батарей, опирающихся на каждую опору, причем каждый из множества комплектов батарей имеет множество батарей, соединенных вместе последовательно для обеспечения выходного напряжения комплекта;
по меньшей мере один контактор комплекта, соединенный с каждым комплектом батарей, причем каждый контактор комплекта имеет замкнутое положение для соединения соответствующего ему комплекта батарей с положительным и отрицательным контакторами опоры параллельно другим комплектам батарей опоры, каждый контактор комплекта также имеет разомкнутое положение для отсоединения соответствующего комплекта батарей от опоры независимо от остальных комплектов батарей опоры; и
множество кабелей для электрического соединения множества комплектов батарей с положительным контактором, отрицательным контактором и контакторами комплекта каждой опоры, причем множество кабелей, относящихся к каждому комплекту батарей, имеют практически одинаковые суммарные длины для обеспечения в целом одинакового сопротивления кабелей, относящихся к каждому комплекту батарей опоры.

38. Энергетический модуль, содержащий:
множество электропроводящих шин, соединенных с выходом энергетического модуля, причем это множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину;
множество опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно, причем каждая опора несет на себе множество комплектов батарей, каждый из множества комплектов батарей имеет множество батарей, соединенных вместе последовательно для обеспечения выходного напряжения комплекта, каждая опора также включает в себя положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной, каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения множества комплектов батарей опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения множества комплектов батарей опоры от положительной и отрицательной шин, один из положительного и отрицательного контакторов каждой опоры смонтирован в прямом направлении, а другой из положительного и отрицательного контакторов смонтирован в обратном направлении, так что сочетание положительного и отрицательного контакторов прерывает протекание тока в любом направлении, когда положительный и отрицательный контакторы разомкнуты;
по меньшей мере один контактор комплекта, соединенный с каждым комплектом батарей, причем каждый контактор комплекта имеет замкнутое положение для соединения относящегося к нему комплекта батарей с положительным и отрицательным контакторами опоры параллельно другим комплектам батарей опоры, каждый контактор комплекта также имеет разомкнутое положение для отсоединения относящегося к нему комплекта батарей независимо от остальных комплектов батарей опоры; и
контроллер энергетического модуля, выполненный с возможностью избирательного и независимого размыкания и замыкания каждого из положительных контакторов, отрицательных контакторов и контакторов комплекта энергетического модуля для управления совокупностью опор и комплектов батарей, соединенных с выходом энергетического модуля через множество электропроводящих шин.

39. Энергетический модуль, содержащий:
контейнер, имеющий внутреннюю зону;
входную дверь для обеспечения доступа к внутренней зоне контейнера;
датчик для обнаружения входа человека во внутреннюю зону контейнера;
главный контактор энергетического модуля для обеспечения выхода для энергетического модуля;
множество электропроводящих шин, соединенных с главным контактором, причем это множество электропроводящих шин включает в себя положительную шину, отрицательную шину и заземляющую шину;
множество батарейных опор, соединенных с электропроводящими шинами параллельно, причем каждая опора включает в себя множество батарейных модулей, положительный контактор, соединенный с положительной шиной, отрицательный контактор, соединенный с отрицательной шиной, и заземление, соединенное с заземляющей шиной, каждый из положительного и отрицательного контакторов имеет замкнутое положение для соединения множества батарейных модулей опоры соответственно с положительной и отрицательной шинами и разомкнутое положение для отсоединения множества батарейных модулей опоры от положительной и отрицательной шин; и
контроллер энергетического модуля, выполненный с возможностью избирательного и независимого размыкания и замыкания каждого из главного контактора энергетического модуля, положительных контакторов и отрицательных контакторов, причем контроллер энергетического модуля соединен с датчиком и запрограммирован на размыкание главного контактора энергетического модуля и положительного и отрицательного контакторов каждой опоры автоматически, когда датчик обнаружит человека, входящего во внутреннюю зону контейнера.

40. Энергетическая система, выполненная с возможностью оперативного подключения к электросети через распределительное устройство, причем энергетическая система содержит:
модуль управления мощностью, включающий в себя по меньшей мере один инвертор для преобразования электроэнергии постоянного тока в электроэнергию переменного тока для передачи в электросеть через распределительное устройство и цепь обнаружения короткого замыкания на землю; и
множество энергетических модулей, причем каждый энергетический модуль включает в себя контейнер, заключающий в себе множество батарей, шину постоянного тока высокого напряжения, соединенную с множеством батарей, главный контактор, соединенный с шиной постоянного тока высокого напряжения и выполненный с возможностью соединения энергетического модуля с модулем управления мощностью, цепь обнаружения короткого замыкания на землю и контроллер, запрограммированный позволять цепи обнаружения короткого замыкания на землю контролировать шину постоянного тока высокого напряжения на состояние короткого замыкания на землю, когда главный контактор энергетического модуля разомкнут, причем контроллер энергетического модуля блокирует цепь обнаружения короткого замыкания на землю энергетического модуля перед замыканием главного контактора энергетического модуля для подключения энергетического модуля к модулю управления мощностью, и при этом после замыкания соответствующего главного контактора каждого энергетического модуля обнаружение короткого замыкания на землю для каждого из множества энергетических модулей обеспечивается цепью обнаружения короткого замыкания на землю модуля управления мощностью.

41. Система аккумулирования энергии, содержащая:
множество контейнеров, каждый из которых включает в себя множество батарей и интерфейс контейнера, включающий в себя по меньшей мере один электрический интерфейсный модуль, соединенный с множеством батарей; и
батарейную опору, имеющую проемы для приема множества контейнеров, причем батарейная опора включает в себя множество интерфейсов батарейной опоры, каждый из которых включает в себя по меньшей мере один электрический интерфейсный модуль, при этом множество контейнеров соединены с возможностью перемещения с батарейной опорой, и интерфейс контейнера в каждом контейнере расположен позади передней поверхности соответствующего контейнера.

42. Система аккумулирования энергии, имеющая выход, содержащая:
положительную шину, соединенную с выходом;
отрицательную шину, соединенную с выходом;
множество батарей, организованных во множество комплектов, причем множество батарей электрически подключены к положительной шине и отрицательной шине через множество контакторов комплекта;
контроллер, выполненный с возможностью избирательного и независимого размыкания и замыкания каждого из контакторов комплекта для управления совокупностью батарей, соединенных с выходом энергетического модуля через положительную шину и отрицательную шину; и
множество контейнеров, расположенных в виде вертикального штабеля, при этом первая группа из множества батарей составляет первый комплект и предусмотрена в первой группе из множества контейнеров, а вторая группа из множества батарей составляет второй комплект и предусмотрена во второй группе из множества контейнеров, причем первая группа батарей электрически соединена последовательно с контактором первого комплекта, а вторая группа батарей электрически соединена последовательно с контактором второго комплекта, при этом контактор первого комплекта и контактор второго комплекта электрически соединены параллельно.

43. Способ электрического соединения множества батарей с выходом системы аккумулирования энергии, включающий следующие этапы:
обеспечение положительной шины и отрицательной шины, электрических соединенных с выходом системы аккумулирования энергии;
организацию множества батарей во множество комплектов, электрически соединенных с положительной шиной и отрицательной шиной через множество электрически запараллеленных контакторов комплекта;
для первого комплекта из множества комплектов,
размещение первой части множества батарей в первом контейнере;
размещение второй части множества батарей во втором контейнере;
электрическое соединение первой части множества батарей, второй части множества батарей и контактора первого комплекта вместе последовательно; и
размещение первого контейнера и второго контейнера в первом вертикальном штабеле;
для второго комплекта из множества комплектов,
размещение третьей части множества батарей в третьем контейнере;
размещение четвертой части множества батарей в четвертом контейнере;
электрическое соединение третьей части множества батарей, четвертой части множества батарей и контактора второго комплекта вместе последовательно; и
размещение третьего контейнера и четвертого контейнера во втором вертикальном штабеле;
размещение второго вертикального штабеля поверх первого вертикального штабеля;
размещение контактора первого комплекта и контактора второго комплекта над первым вертикальным штабелем; и
управление первым подключением первого комплекта к положительной и отрицательной шинам с помощью контактора первого комплекта и вторым подключением второго комплекта к положительной и отрицательной шинам с помощью контактора второго комплекта, причем вторым подключением управляют независимо от первого подключения.

44. Способ электрического соединения множества батарей с выходом системы аккумулирования энергии, включающий следующие этапы:
обеспечение батарейной опоры, имеющей первый интерфейс батарейной опоры и второй интерфейс батарейной опоры, электрически подключенный к первому интерфейсу батарейной опоры;
закрепление первой батареи в первом контейнере, имеющем интерфейс первого контейнера, причем первый контейнер соединен с возможностью перемещения с батарейной опорой;
закрепление второй батареи во втором контейнере, имеющем интерфейс второго контейнера, причем второй контейнер соединен с возможностью перемещения с батарейной опорой;
введение интерфейса первого контейнера в контактное взаимодействие с первым интерфейсом батарейной опоры посредством перемещения первого контейнера относительно батарейной опоры; и
введение интерфейса второго контейнера в контактное взаимодействие со вторым интерфейсом батарейной опоры посредством перемещения второго контейнера относительно батарейной опоры.

45. Система аккумулирования энергии, имеющая выход, содержащая:
контейнер, имеющий переднюю сторону и заднюю сторону и расположенную между передней и задней сторонами нижнюю сторону;
множество батарей, опирающихся на контейнер и расположенных между передней стороной и задней стороной, причем множество батарей электрически подключены друг к другу; и
прерыватель цепи, доступный снаружи передней стороны батарейной опоры, причем прерыватель цепи имеет замкнутое состояние, в котором опирающаяся на контейнер первая батарея электрически соединена с опирающейся на контейнер второй батарей, и разомкнутое состояние, в котором первая батарея электрически отсоединена от второй батареи.

46. Система аккумулирования энергии, содержащая:
первый контейнер, имеющий первую сторону и вторую сторону и расположенную между первой стороной и второй стороной нижнюю сторону;
первое множество батарей, опирающихся на первый контейнер и расположенных между первой стороной и второй стороной, причем первое множество батарей электрически подключены друг к другу;
второй контейнер, расположенный вертикальным штабелем с первым контейнером;
второе множество батарей, опирающихся на второй контейнер и электрически подключенных друг к другу и электрически соединенных с первым множеством батарей; и
прерыватель цепи, доступный снаружи первой стороны первого контейнера, причем прерыватель цепи имеет замкнутое состояние, в котором первая батарея из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей электрически соединена со вторым множеством опирающихся на второй контейнер батарей, и разомкнутое состояние, в котором первая батарея из первого множества опирающихся на первый контейнер батарей электрически отсоединена от второго множества опирающихся на второй контейнер батарей.

47. Система аккумулирования энергии, содержащая:
множество контейнеров, включающих в себя первый контейнер энергетического модуля, включающий в себя первое множество электрически соединенных вместе батарей, второй контейнер энергетического модуля, включающий в себя второе множество электрически соединенных вместе батарей, и контейнер управления мощностью, включающий в себя по меньшей мере один инвертор;
первый набор силовых линий, электрически соединяющих первое множество батарей первого контейнера энергетического модуля с упомянутым по меньшей мере одним инвертором контейнера управления мощностью, причем первый набор силовых линий переносит электроэнергию постоянного тока между первым контейнером энергетического модуля и контейнером управления мощностью; и
второй набор силовых линий, электрически соединяющих второе множество батарей второго контейнера энергетического модуля с упомянутым по меньшей мере одним инвертором контейнера управления мощностью, причем второй набор силовых линий переносит электроэнергию постоянного тока между вторым контейнером энергетического модуля и контейнером управления мощностью, при этом первый набор силовых линий и второй набор силовых линий имеют в целом одинаковое сопротивление.