使用诸如蓄电池的电力存储设备的阵列的系统和方法与流程

本公开大体上涉及可再充电电能存储设备(例如，二次电池、超电容器或超级电容器)的充电以及从可再充电电能存储设备的能量释放，其可适用于例如交通及非交通使用的多种领域或应用中。

背景技术：

存在对于电能存储设备的各种使用或应用。一种这样的应用是在交通领域中。然而，在用于交通应用中的可再充电电能存储设备不再具有继续用于这些交通应用中所需要的容量之后，为了使用剩余容量，需要发现这些电能存储设备的其他使用。因此需要高效且以更成本有效的方式来使用这些老化的电能存储设备。

此外，数目渐增的可再充电锂离子蓄电池开始用于新电动车辆中。然而，由于锂离子蓄电池动力汽车最近才出现在大众市场，所以可回收其组件的回收中心仍然在起步阶段。另外，回收后的锂的成本是从最低成本的基于盐水的程序产制的锂的成本的五倍。具体地，在锂回收在起步阶段的情况下，世界上目前不存在仅处理汽车锂离子蓄电池的主要回收基础设施。因此，鉴于用于这些类型的回收中心的蓄电池回收基础设施的普及的当前限制和基于锂的蓄电池比早期蓄电池更没有回收价值的事实，目前还需要在产生成本且努力回收蓄电池之前发现使用针对这些类型的蓄电池的剩余容量的更多方法，尤其是针对锂离子蓄电池。

技术实现要素：

一种使用以电能存储设备阵列的系统可以总结为包括至少一个控制器；以及至少一个通信模块，耦接至所述至少一个控制器，其中所述至少一个控制器被配置为：使得所述至少一个通信模块接收关于电能存储设备阵列中的多个电能存储设备中的每个电能存储设备的状态的信息；基于接收到的关于所述多个电能存储设备中的每个的状态的信息，做出关于允许从所述多个电能存储设备中的哪个汲取电力以及何时允许从所述多个电能存储设备中的特定电能存储设备汲取电力的确定；以及根据所述确定，使得从所述多个电能存储设备中的特定电能存储设备汲取电力。关于状态的信息可以包括关于以下一个或多个的信息：所述多个电能存储设备中的一个或多个是否故障的指示；所述多个电能存储设备中的每个电能存储设备的原始电能存储设备容量的剩余容量的量；所述多个电能存储设备中的每个的年限；所述多个电能存储设备中的每个电能存储设备的剩余预期寿命；所述多个电能存储设备中的每个电能存储设备的当前电阻；所述多个电能存储设备中的每个电能存储设备的电流负载比重；所述电能存储设备中的一个或多个的使用历史；所述多个电能存储设备中的一个或多个连接所至的电路上的短路的发生；所述多个电能存储设备中的一个或多个连接所至的电路的状态；所述多个电能存储设备中的一个或多个连接所至的电路的温度；所述多个电能存储设备中的一个或多个当前与所述多个电能存储设备中的一个或多个其他电能存储设备并联还是串联；所述多个电能存储设备中的一个或多个中的每个电能存储设备发生的充电循环的数目；所述多个电能存储设备中的一个或多个中的每个电能存储设备可用的预期剩余充电循环的数目；所述多个电能存储设备中的一个或多个的当前充电水平；所述多个电能存储设备中的一个或多个电能存储设备组的当前充电水平；所述多个电能存储设备中的一个或多个的当前充电容量；所述多个电能存储设备中的一个或多个电能存储设备组的当前充电水平；所述多个电能存储设备中的一个或多个的当前操作电压；所述多个电能存储设备中的一个或多个电能存储设备组的当前操作电压；所述多个电能存储设备中的一个或多个的生产公差；所述多个电能存储设备中的一个或多个的温度；跨所述多个电能存储设备中的两个或更多个的温度分布；跨所述多个电能存储设备中的一个或多个电能存储设备组的温度分布；所述多个电能存储设备中的一个或多个的一个或多个老化特性；所述多个电能存储设备中的一个或多个的强度；所述多个电能存储设备中的一个或多个的故障可能性指示；所述多个电能存储设备中的电能存储设备的一个或多个类型；所述多个电能存储设备中的一个或多个的制造批次；所述多个电能存储设备中的一个或多个的充电时间；所述多个电能存储设备中的一个或多个的可靠性；所述多个电能存储设备中的一个或多个的过去性能；所述多个电能存储设备中的一个或多个是否匹配所述多个电能存储设备中的一个或多个其他电能存储设备的特性；所述多个电能存储设备中的一个或多个是否匹配所述多个电能存储设备中的一个或多个其他电能存储设备的年限特性；所述多个电能存储设备中的一个或多个是否匹配所述多个电能存储设备中的一个或多个其他电能存储设备的剩余预期寿命特性；所述多个电能存储设备中的一个或多个是否匹配所述多个电能存储设备中的一个或多个其他电能存储设备的电阻特性；以及所述多个电能存储设备中的一个或多个是否从所述多个电能存储设备中的其他电能存储设备连接所至的电路断开。所述至少一个控制器可以被配置为经由至少被配置为进行以下操作而做出关于允许从所述多个电能存储设备中的哪个汲取电力的确定：基于接收到的关于所述多个电能存储设备中的每个电能存储设备的状态的信息，确定所述多个电能存储设备中的电能存储设备发生故障；响应于确定所述电能存储设备发生故障，确定防止从被确定为发生故障的电能存储设备汲取电力。

在所述系统中，所述至少一个处理器还可以被配置为：通过被配置为从所述阵列中的所述多个电能存储设备中的其他电能存储设备连接所至的电路断开被确定为故障的电能存储设备，来防止从被确定为故障的电能存储设备汲取电力。

在所述系统中，所述至少一个处理器还可以被配置为：发送信号以发起在所述电能存储设备阵列中做出对被确定为故障的电能存储设备的替换。所述至少一个控制器可以被配置为：经由至少被配置为进行以下操作而做出关于允许从所述多个电能存储设备中的哪个汲取电力以及何时允许从所述多个电能存储设备的特定电能存储设备汲取电力的确定：基于接收到的关于状态的信息而将所述多个电能存储设备中的电能存储设备分类成基于关于以下一个或多个的匹配特性的种类：所述多个电能存储设备的各种电能存储设备的电能存储设备年限、当前电阻、原始电能存储设备容量的剩余容量的量和预期寿命；对于所述多个电能存储设备中的电能存储设备所被分类成的种类中的每个特定种类，实现所述特定种类中的每个电能存储设备与所述特定种类中的每个其他电能存储设备的电荷的同时消耗；以及确定消耗计划，所述消耗计划指示关于电能存储设备的每个特定种类将相对于每个其他特定种类依次发生的电荷的消耗的顺序。所述至少一个控制器可以被配置为经由至少被配置为进行以下操作而基于接收到的关于状态的信息将所述多个电能存储设备中的电能存储设备分类成所述种类：将具有关于以下一个或多个的相似特性的电能存储设备分类为相同特定种类：电能存储设备年限、当前电阻、原始电能存储设备容量的剩余容量的量和预期寿命。

所述至少一个控制器可以被配置为经由至少还被配置为进行以下操作而做出关于允许从所述多个电能存储设备中的哪个汲取电力以及何时允许从所述多个电能存储设备的特定电能存储设备汲取电力的确定：确定消耗计划，所述消耗计划指示电能存储设备的每个特定种类将相对于每个其他特定种类依次发生的电荷的消耗的消耗次序。

所述至少一个控制器可以被配置为根据至少被配置为进行以下操作而做出的关于允许从所述多个电能存储设备中的哪个汲取电力以及何时允许从所述多个电能存储设备的特定电能存储设备汲取电力的确定，来使得从所述多个电能存储设备中的特定电能存储设备汲取电力：根据所确定的消耗计划，使得从所述特定电能存储设备汲取电力。所述至少一个控制器可以被配置为经由至少被配置为进行以下操作而使得从所述特定电能存储设备汲取电力：对于所述种类中的每个特定种类，使得所述特定种类中的每个电能存储设备与所述特定种类中的每个其他电能存储设备并联电连接，以允许当所述特定种类中的每个电能存储设备连接至所述阵列的电路时从所述特定种类中的每个电能存储设备同时汲取电力。

所述至少一个控制器可以被配置为经由至少还被配置为进行以下操作而使得从所述特定电能存储设备汲取电力：使得序列中的第一特定种类中的每个电能存储设备电连接至所述阵列的电路，以允许从第一特定种类中的每个电能存储设备汲取电力；在第一特定种类中的每个电能存储设备连接之后，基于检测到达到与电能存储设备的第一特定种类相关联的最小当前充电水平，使第一特定种类中的每个电能存储设备从所述阵列的电路电断开，以防止能够从第一特定种类中的每个电能存储设备进一步汲取电力；以及在第一特定种类中的每个电能存储设备断开之后，使得所述序列中的后续特定种类中的每个电能存储设备电连接至所述阵列的电路，以允许从后续特定种类中的每个电能存储设备汲取电力；在后续特定种类中的每个电能存储设备连接之后，基于检测到达到与电能存储设备的后续特定种类相关联的最小当前充电水平，使所述后续特定种类中的每个电能存储设备从所述阵列的电路电断开，以防止能够从所述后续特定种类中的每个电能存储设备进一步汲取电力；以及在所述后续特定种类中的每个电能存储设备断开之后，对于所述序列中的每个另外的后续特定种类，以由所述序列指示的顺序重复：使得根据所述消耗计划依次电连接至所述阵列的所述电路以及从所述阵列的所述电路电断开。

所述至少一个控制器还可以被配置为：基于接收到的关于所述阵列的所述多个电能存储设备中的每个的状态的信息且基于根据所确定的消耗计划从所述特定电能存储设备汲取电力的实现，来预测所述阵列的实际电能容量。

所述系统还可以包括：可操作地连接至所述至少一个控制器的电能存储设备阵列。电能存储设备阵列可经由至所述至少一个通信模块的通信链路且经由所述阵列的电路而可操作地连接至所述至少一个控制器。

一种在使用电能存储设备阵列的系统中的方法可以总结为包括：由所述使用电能存储设备阵列的系统的通信模块接收关于电能存储设备阵列中的多个电能存储设备中的每个的状态的信息；由所述使用电能存储设备阵列的系统的控制器基于接收到的关于所述多个电能存储设备中的每个的状态的信息，做出关于允许从所述多个电能存储设备中的哪个汲取电力以及何时允许从所述多个电能存储设备中的特定电能存储设备汲取电力的确定；以及由所述使用电能存储设备阵列的系统的控制器根据所述确定，使得从所述多个电能存储设备中的所述特定电能存储设备汲取电力。所述确定可以包括：基于接收到的关于所述多个电能存储设备中的每个的状态的信息，确定所述多个电能存储设备中的电能存储设备为故障；以及响应于确定所述电能存储设备发生故障，防止从被确定为发生故障的电能存储设备汲取电力。

所述方法还可以包括：由所述使用电能存储设备阵列的系统的通信模块发送信号，以发起在所述电能存储设备阵列中做出对被确定为故障的电能存储设备的替换。所述确定可以包括：基于接收到的关于状态的信息，将所述多个电能存储设备中的电能存储设备分类成基于关于以下一个或多个的匹配特性的种类：所述多个电能存储设备的各种电能存储设备的电能存储设备年限、当前电阻、原始电能存储设备容量的剩余容量的量和预期寿命；对于所述多个电能存储设备中的电能存储设备所被分类成的种类中的每个特定种类，实现所述特定种类中的每个电能存储设备与所述特定种类中的每个其他电能存储设备的电荷的同时消耗；以及确定消耗计划，所述消耗计划指示电能存储设备的每个特定种类将相对于每个其他特定种类依次发生的电荷的消耗的顺序。

所述分类可以包括：将具有关于以下一个或多个的相似特性的电能存储设备分类为相同特定种类：电能存储设备年限、当前电阻、原始电能存储设备容量的剩余容量的量和预期寿命。

一种非暂时性计算机可读存储介质可以总结为包括计算机可执行指令，当所述指令被执行时，使得所述使用电能存储设备阵列的系统的处理器：接收关于电能存储设备阵列的多个电能存储设备中的每个的状态的信息；基于接收到的关于所述多个电能存储设备中的每个的状态的信息，做出关于何时允许从所述多个电能存储设备中的每个特定电能存储设备汲取电力的确定；以及根据所述确定，使得从所述多个电能存储设备中的特定电能存储设备汲取电力。

做出关于何时允许从所述多个电能存储设备中的每个特定电能存储设备汲取电力的确定可以包括：将具有关于以下一个或多个的相似特性的电能存储设备分类为多个种类的电能存储设备中的相同特定种类的电能存储设备：电能存储设备年限、当前电阻、原始电能存储设备容量的剩余容量的量和预期寿命；以及确定消耗计划，所述消耗计划指示所述多个种类的每个特定种类将相对于所述多个种类的每个其他特定种类依次发生的电荷的消耗的消耗次序。所述阵列中的所述多个电能存储设备中的一个或多个可以是便携式电能存储设备。所述阵列的所述多个电能存储设备中的一个或多个是之前用来对电动车辆供电的所使用的便携式电能存储设备，并且电能存储设备阵列可以是用于建筑物的备用电源。所述阵列中的所述多个电能存储设备可以是单独的电池，并且所述阵列可以包括蓄电池。所述阵列中的所述多个电能存储设备中的每个电能存储设备可以是蓄电池组。

一种电能存储设备可以总结为包括至少一个控制器；以及至少一个通信模块，耦接至所述至少一个控制器，其中所述至少一个控制器被配置为：使得所述至少一个通信模块将关于所述电能存储设备的状态的信息发送到使用包括所述电能存储设备在内的电能存储设备阵列的系统；做出关于所述电能存储设备是否故障的确定；以及如果所述至少一个控制器做出所述电能存储设备发生故障的确定，则使得所述电能存储设备从电能存储设备阵列的电路断开。

所述至少一个控制器还可以被配置为：接收关于所述阵列中的一个或多个其他电能存储设备的当前状态的信息；基于接收到的关于所述阵列中的所述一个或多个其他电能存储设备的当前状态的信息且基于特定种类中的每个电能存储设备与所述特定种类中的每个其他电能存储设备的电荷的同时消耗的实现，做出关于是否允许经由所述阵列的电路从所述电能存储设备汲取电力的确定；以及通过响应于允许从所述电能存储设备汲取电力的确定而使得所述电能存储设备连接至电能存储设备阵列的电路，来根据所述确定使得从所述电能存储设备汲取电力。

附图说明

在附图中，相同附图标记标识类似元件或动作。附图中的元件的大小和相对位置不必须按比例绘制。例如，多种元件的形状和角度未按比例绘制，且一些这种元件被任意放大和定位以提高附图易读性。此外，所绘制的元件的特定形状不意在传达关于特定组件的实际形状的任何信息，且只是为了在附图中容易辨识而被选择。

图1是根据一个非限制示意性实施例的使用电能存储设备阵列的系统的示意图。

图2是根据一个非限制示意性实施例的图1的使用电能存储设备阵列的系统的示意图，且示出该阵列中的电能存储设备之一故障。

图3A是根据一个非限制示意性实施例的图2的使用电能存储设备阵列的系统的示意图，且示出根据电能存储设备特性而被分类的阵列中的电能存储设备。

图3B是示出根据一个非限制示意性实施例的由图3A的使用电能存储设备阵列的系统基于阵列中的电能存储设备的分类所确定的消耗计划的表。

图4是根据一个非限制示意性实施例的在图1至图3B中示出的使用电能存储设备阵列的系统的智能管理器的示意图。

图5是示出根据一个非限制示意性实施例的在图1至图3B中示出的使用电能存储设备阵列的系统中的高级方法的流程图。

图6是示出根据备选示意性实施例的在图1至图3B中示出的使用电能存储设备阵列的系统中的高级方法的流程图。

图7是示出根据一个非限制示意性实施例的在图1至图3B中示出的电能存储设备的一个示例中的高级方法的流程图。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了一些特定细节，以提供对本公开的各种实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以不使用一个或多个这种特定细节或使用其他方法、组件、材料等来实现实施例。在其他示例中，未示出或详细描述与蓄电池组、超电容器或超级电容器、电力转换器(包括但不限于变压器、整流器、DC/DC电力转换器、开关模式电力转换器)、控制器和通信系统和结构以及网络相关联的熟知结构，以避免非必要模糊实施例的描述。

除非在上下文中另外指明，否则贯穿下文的说明书和权利要求书，词语“包括”和其变体(诸如“包括”和“包括”)应理解为如“包括，但不限于”的开放、包括性意思。

贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的提及意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在说明书的各个位置中出现短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定均是指相同的实施例。

诸如第一、第二和第三的序数的使用不必须暗示顺序的排列意义，而仅可用于在动作或结构的多个示例之间进行区分。

本文中提供的本公开的标题和摘要仅为了方便且不解释实施例的范围或意义。

本文对电能存储设备的指代表示能够存储电能且释放存储的电能的任何设备，其包括但不限于电池、蓄电池、超电容器或超级电容器。例如，电池是将化学能转换为电能并用作电源的电能存储设备。蓄电池是包括一个或多个电池的容器。具体地，在本文中指代蓄电池意为一个或多个化学存储电池，例如可再充电或二次电池，包括但不限于镍镉合金或锂离子电池。本文中使用的蓄电池组指多个电连接的电池。作为一个示例，蓄电池组可具有120个电池，但在不同实施例中电池的数目可以不同。蓄电池组中的电池的组织在本文中被称为电池阵列。蓄电池组还可以一起电连接为在本文中所称的蓄电池组的阵列或蓄电池组阵列。

通常，当蓄电池组阵列用作备用电源时，将许多蓄电池组在阵列中并联在一起以提供用于备用所需的容量。当蓄电池组并联时，只要全部蓄电池组的串联电阻类似，则蓄电池组通常为自平衡。即，较强电池将帮助较弱电池，且蓄电池组阵列的总容量可被看作该阵列中的蓄电池组的全部容量的总和。然而，如果蓄电池组非常老化，则其内部电阻可实际上高于新蓄电池组。这会使得过度加热及不均匀的负载比重。如果蓄电池组故障，则其还会突然展现为短路。阵列中的邻近蓄电池组随后将会将其能量倾卸至该短路的蓄电池组，这导致不期望的结果。大量并联的蓄电池组阵列具有与该阵列中的并联蓄电池组的数目成比例的故障率。换言之，10个蓄电池组的阵列的故障率两倍于5个蓄电池组的阵列。这类似地适用于若干蓄电池组的阵列。本文中描述了使用蓄电池组阵列的系统，其中智能蓄电池组的群组可使其与并联蓄电池组阵列相隔离，且并联蓄电池组的群组可与阵列中的并联蓄电池组的其他群组相分离地同时消耗。这些并联蓄电池组还可以是较大蓄电池组阵列的一部分。

虽然并联蓄电池组可以容易调整以传递大容量，但有时将蓄电池组串联可能是有用的。例如，为了产生模仿从墙壁插座出来的电力的AC电力，如果总蓄电池组电压较低，则其可以包括变压器或其他磁组件的使用。对于低电力应用，这不是问题。然而，对于较高电力应用，磁组件的大小及重量会变得禁止实现这种系统。在此情况下，通过将蓄电池组串联且随后将切换设备调制为接近AC电压而产生较高DC电压会是有益的。在并联地对蓄电池组放电或充电的情况中，平衡变的甚至更为重要。

例如，图1是根据一个非限制示意性实施例的使用电能存储设备阵列(每个电能存储设备可以是单独的蓄电池组或备选地可以是单独的电池)的系统100的示意图。

系统100中示出的是在阵列112中布置的电能存储设备106a至106j。阵列112中的电能存储设备106a至106j在电路中彼此电连接，该连接的类型可以由智能管理器102来控制。例如，智能管理器102可以改变阵列中的电能存储设备106a至106j的任何两个或两个以上之间的电路连接的类型(例如，并联或串联)。智能管理器102是经由正电路线114a和负电路线114b而电连接至阵列112的电路。智能管理器还具有表示阵列112的正端子的电路线114c及表示阵列112的负端子的电路线114d，由阵列112供电的一个或多个设备可以电连接至所述电路线以从阵列112中的一个或多个电能存储设备106a至106j汲取电力。

智能管理器102还经由数据链路108通信连接至阵列112。例如，电能存储设备106a至106j中的每个可以经由数据链路108而将关于特定电能存储设备的信息通过数据链路108提供至智能管理器102。在一些实施例中，电能存储设备106a至106j中的每个具有数据存储器和通信模块、以及实现通信的耦接的处理器(未示出)。可以经由数据链路108使用用于提供该数据的任何可以应用的数据通信协议来传输该信息。例如，数据链路108可以是有线或无线点对点或客户端-服务器数据通信链路。

经由数据链路108传输的这种信息可以包括关于电能存储设备106a至106j或阵列112内的电能存储设备组中的一个或多个的状态的信息。关于状态的信息可以包括但不限于关于以下一个或多个的信息：所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个是否故障的指示；所述多个电能存储设备106a至106j中的每个的原始电能存储设备容量的剩余容量的量；所述多个电能存储设备106a至106j中的每个的年限；所述多个电能存储设备106a至106j中的每个的剩余预期寿命；所述多个电能存储设备106a至106j中的每个的当前电阻；所述多个电能存储设备106a至106j中的每个的电流负载比重；所述电能存储设备106a至106j中的一个或多个的使用历史；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个连接所至的电路上的短路的发生；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个连接所至的电路的状态；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个连接所至的电路的温度；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个当前与所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个其他电能存储设备并联还是串联；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个中的每个发生的充电循环的数目；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个中的每个可用的预期剩余充电循环的数目；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的当前充电水平；所述多个电能存储设备106a至106j的一个或多个电能存储设备组的当前充电水平；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的当前充电容量；所述多个电能存储设备106a至106j的一个或多个电能存储设备组的当前充电水平；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的当前操作电压；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个电能存储设备组的当前操作电压；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的生产公差；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的温度；跨所述多个电能存储设备106a至106j中的两个或更多个的温度分布；跨所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个电能存储设备组的温度分布；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的一个或多个老化特性；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的强度；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的故障可能性指示；所述多个电能存储设备106a至106j中的电能存储设备的一个或多个类型；所述多个电能存储设备中的一个或多个的制造批次；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的充电时间；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的可靠性；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个的过去性能；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个是否匹配所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个其他电能存储设备的特性；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个是否匹配所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个其他电能存储设备的年限特性；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个是否匹配所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个其他电能存储设备的剩余预期寿命特性；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个是否匹配所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个其他电能存储设备的电阻特性；所述多个电能存储设备106a至106j中的一个或多个是否从所述多个电能存储设备106a至106j中的其他电能存储设备连接所至的电路断开。

阵列112可以包括多个接收器、隔室或插座(未示出)，以可移除地容纳用于经由智能管理器102在电端子114c及114d上向连接至阵列112的一个或多个设备供电的电能存储设备(例如，蓄电池、超电容器或超级电容器)106a至106j。电端子114c及114d允许经由智能管理器102从电能存储设备106a至106j传递电荷，并允许经由智能管理器102将电荷传递至电能存储设备106a至106j以对其进行充电或再充电。图1中示出的阵列112的大小是一个示例性实施例，在多种实施例中，可以存在比阵列112中示出的更多或更少的电能存储设备。例如，图1中示出的阵列112可以具有能够同时保持40、80或120个电能存储设备的容量。另外，阵列112中可以存在一个或多个空的电能存储设备接收器、隔室或插座。

电能存储设备106a至106j可以采用多种形式，例如蓄电池(例如，电池阵列)、超电容器或超级电容器(例如，超级电容器电池阵列)。例如，电能存储设备106a至106j可以采用可再充电蓄电池组(例如，包括二次电池或蓄电池)的形式。电能存储设备106a至106j可以例如被设置为物理上合适的尺寸，并可以用于为诸如全电动机车或摩托车或其它电动车辆之类的个人运输车辆供电。电动机车和摩托车在许多大城市中(例如在亚洲、欧洲和中东中)很普遍。方便地再使用阵列112中先前用于为这些电动车辆供电但不再具有为这些车辆供电的能力的蓄电池作为用于建筑物的备用电源或为其他设备供电的能力可以节省能量并减轻原本可能因建立或发现用于这些使用的新可靠电源而产生的空气污染。

智能管理器102可以通信耦接至一个或多个远程计算机系统。远程计算机系统的示例是被授权以基于从智能管理器102接收的信息，根据需要来替换阵列112中的电能存储设备的电能存储设备替换授权118的远程计算机系统。电能存储设备替换授权118可以从多个使用电能存储设备阵列的系统(诸如图1中示出的使用电能存储设备106a至106j的阵列112的系统100)收集数据和/或控制所述多个系统。可以通过包括智能管理器102经由通信线110连接所至的一个或多个网络122的一个或多个通信信道或非联网通信信道来进行通信。可以经由一个或多个有线通信信道(例如，双绞线配线、光纤)、无线通信信道(例如，无线电、微波、卫星、801.11兼容)来通信。网络通信信道可以包括一个或多个局域网(LAN)、广域网(WAN)、外部网络、内部网络或包括互联网的万维网部分在内的互联网。在一些实施例中，智能管理器102还可以包括用户界面(未示出)。用户接口可以包括多种输入/输出(I/O)设备以允许终端用户与使用电能存储设备阵列的系统100交互。

图2是根据一个非限制示意性实施例的图1的使用电能存储设备阵列的系统100的示意图，且示出阵列112中的电能存储设备之一故障。

例如，如果阵列112中的全部电能存储设备106a至106j具有2 AH的容量，则组合容量是20 AH。例如，如果电能存储设备106c经历短路或故障，则电能存储设备106c可以将其自身从阵列112的电路断开。在该情况下，阵列112的容量变为18 AH。可以经由通信线110通过网络122而将信号发送至电能存储设备替换授权118，以发起电能存储设备106c的替换。

图3A是根据一个非限制示意性实施例的图2的使用电能存储设备阵列的系统100的示意图，且示出根据电能存储设备特性而被分类的阵列中的电能存储设备106a至106j。

例如，在阵列112中，图3A中示出的大括号指示每个电能存储设备106a至106j由智能管理器102基于经由数据链路108接收的电能存储设备状态信息而被分类成的种类(A、B、C或D)。虽然每个电能存储设备106a至106j的寿命开始时具有相同容量，但由于在本示例中每个电能存储设备106a至106j在寿命结束的不同阶段，所以每个电能存储设备106a至106j的内部电阻可以显著不同。在本示例中，种类A中的电能存储设备是原始容量的30％，种类B中的电能存储设备是原始容量的40％，种类C中的电能存储设备是原始容量的50％，且种类D中的电能存储设备是原始容量的60％(还见图3B中的表作为参考)。取决于阵列112中的电能存储设备106a至106j的容量差异和关于阵列112中的电能存储设备106a至106j的状态的其他信息，可以存在更少或另外的相关种类。可以由智能管理器102基于经由数据链路108接收的关于阵列112中的电能存储设备106a至106j的状态的信息而动态更新和/或改变这些种类。

图3B是示出根据一个非限制示意性实施例的由图3A的使用电能存储设备阵列的系统100基于阵列112中的电能存储设备106a至106j的分类所确定的消耗计划的表。

智能管理器102可以被配置为隔离阵列112中的故障/短路电能存储设备(诸如故障电能存储设备106c)，但其还可以根据基于电能存储设备年限并由此基于电能存储设备的各个内部电阻的电能存储设备的种类而将电能存储设备放至并联配置中。例如，如在图3B中的表中示出的由智能管理器102确定的消耗计划中所示，种类A中的电能存储设备106a、106b和106e一起消耗，接着是种类B中的电能存储设备106d和106f，接着是种类C中的电能存储设备106g、106h和106j，且最后是种类D中的电能存储设备106i。在各种实施例中，种类可以基于电能存储设备年限和/或经由数据链路108接收的指示各个电能存储设备106a至106j的当前存在的内部电阻的其他可应用电能存储设备状态信息。

在上文的示例中，为了方便参考示出有限数目的电能存储设备。然而，当系统100包括在不考虑其实际容量的情况下被组装的电能存储设备的非常大的阵列时可以提供更大益处。历史上，当组装电能存储设备的大阵列时需要许多用心和努力，但如本文中提供的使用电能存储设备阵列的系统100通过帮助减轻仔细考虑和物理上重配置阵列112中的各个电能存储设备的位置的需要而节省这种时间和努力。系统100还促进预测实际容量，并由此帮助确保可用容量，并且只需要维护人员根据由图1中示出的电能存储设备替换授权118的计算机系统所提供的建议简单地移除和替换蓄电池组来主动地维持容量。在多种实施例中，系统100促进允许向重要任务实体(银行、医院等)提供服务质量(QoS)。另外，例如，阵列112可以产生可以例行地提供电力(在新兴市场中)或补充电力(在故障期间)的AC电压。在一些实施例中，这些实体订购由可以直接或经由通信网路122控制系统100的服务提供商透明地为它们维护的基本上有保证的容量。

图4是根据一个非限制示意性实施例的在图1至图3B中示出的使用电能存储设备阵列的系统100的智能管理器102的示意图。

在本示例实施例中，智能管理器102包括控制器410、通信子系统406、电力接口/管理器420且备选地包括只读存储器(ROM)412、随机存取存储器(RAM)414和/或其他存储器416。

控制器410例如是微处理器、微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)、可编程门阵列(PGA)、特定应用集成电路(ASIC)、或能够从多种传感器接收信号、执行逻辑运算且发送信号至多种组件的另一控制器。传统地，控制器410可以采用微处理器(例如，INTEL或AMD)的形式。智能管理器102还可以包括一个或多个非暂时性处理器或计算机可读存储介质，例如只读存储器(ROM)412、随机存取存储器(RAM)414和其他存储器416(例如，诸如闪存或EEPROM之类的固态存储介质、诸如硬盘之类的旋转存储介质)。非暂时性处理器或计算机可读存储介质412、414、416可以是除了作为控制器410的部分的任何非暂时性存储介质(例如，寄存器)以外的非暂时性存储介质。智能管理器102可以包括使多种组件耦接在一起的一个或多个总线418(仅示出一个)，例如一个或多个电力总线、指令总线、数据总线等。

如图所示，ROM 412或非暂时性处理器或计算机可读存储介质412、414、416的一些其他存储介质存储指令和/或关于变量或参数的数据或值。数据组可以采用多种形式，例如查找表、数据库中的记录集合等。指令和数据或值的集合可由控制器410执行。指令和数据或值的集合的执行使得控制器410执行特定动作以使得智能管理器102产生控制信号，以允许或防止电能存储设备106a至106j中的一个或多个接受电荷和/或释放能量，并且使得一个或多个所连接的设备从电能存储设备106a至106j中的一个或多个特定电能存储设备汲取电力。这可以根据由控制器410基于经由通信子系统406接收到的关于多个电能存储设备106a至106j中的每个的状态的信息，所做出的关于允许从所述多个电能存储设备106a至106j中的哪个汲取电力以及何时允许从所述多个电能存储设备106a至106j中的特定电能存储设备汲取电力的确定。在本文中且还在下文中参考多个流程图(图5至图7)描述智能管理器102的特定操作。指令和数据或值的集合可以由控制器410执行。

指令和数据或值的集合的执行使得控制器410执行特定动作，以使得智能管理器102执行本文所述的系统100的功能。例如，指令和数据或值的集合的执行使得控制器410执行特定动作，以使得智能管理器102基于接收到的关于多个电能存储设备106a至106j中的每个的状态的信息而确定多个电能存储设备106a至106j中的电能存储设备是否故障，且响应于确定该电能存储设备为故障，来确定防止从该电能存储设备汲取电力。指令和数据或值的集合的执行使得控制器410执行特定动作，以基于接收到的关于状态的信息，将多个电能存储设备106a至106j中的电能存储设备分类为基于关于以下一个或多个的匹配特性的种类：所述多个电能存储设备的各种电能存储设备的电能存储设备年限、当前电阻、原始电能存储设备容量的剩余容量的量和预期寿命；对于所述多个电能存储设备106a至106j中的电能存储设备所被分类成的种类中的每个特定种类，实现特定种类中的每个电能存储设备与该特定种类中的每个其他电能存储设备的电荷的同时消耗；以及确定消耗计划，该消耗计划指示关于电能存储设备的每个特定种类将相对于每个其他特定种类依次发生的电荷的消耗的顺序。另外，指令和数据或值的集合的执行使得控制器410执行特定动作，以连接、断开和/或使得特定种类中的每个电能存储设备与图1至图3中示出的阵列112中的多个电能存储设备106a至106j中的其他电能存储设备并联或串联电连接。

控制器410可以以传统方式使用RAM 414以用于指令、数据等的易失性存储。控制器410可以使用数据存储器416记录或保留信息，例如经由数据链路108或其他源接收的关于电能存储设备106a至106j的状态的信息。指令可由控制器410执行，以响应于从诸如外部设备的系统的远程系统的输入而控制智能管理器102的操作，这些外部设备包括但不限于：电能存储设备替换授权118的外部设备、控制系统100的服务提供商的远程系统、用户移动设备、终端用户或操作者输入等。

控制子系统402还可以经由通信子系统406从外部设备的组件和/或多种传感器接收信号。该信息可以包括表征或指示这种组件的真实性、授权等级、操作、状态或条件的信息。

通信子系统406可以包括一个或多个通信模块或组件，其促进与外部设备的多种组件的通信(例如，诸如经由通信线110接收软件更新或经由数据链路108接收电能存储设备的数据更新)。通信子系统406可以提供有线和/或无线通信。通信子系统406可以包括一个或多个端口、无线接收机、无线发射机或无线收发机，以将无线信号路径提供至多种远程组件或系统。通信子系统406可以例如包括实现短距离(例如，经由蓝牙、近场通信(NFC)、射频识别(RFID)组件和协议)或长距离无线通信(例如，经由无线LAN、卫星或蜂窝网络)的组件，且可以包括一个或多个调制解调器或一个或多个以太网络或其他类型的通信卡或组件用于完成该操作。通信子系统406可以通信地连接至的通信网络122可以包括适合于处理包括交换分组类型的通信协议(TCP/IP)、以太网或其他网络协议在内的网络业务的一个或多个网桥或路由器。

在一些实施例中，智能管理器102的组件的一些或全部可以位于智能管理器102的外部，作为(例如，经由通过通信子系统406发送的无线控制信号)致动阵列112内的开关的分离设备。

电力接口/管理器420可以由控制器410控制，且被配置为从阵列112的电能存储设备向智能管理器102和连接至端子114c及114d的一个或多个设备供电，并总体管理阵列112的电力输出。例如，电力接口/管理器420可以被配置为根据从控制器410接收的控制信号调节从阵列112的电能存储设备106a至106j中的一个或多个的电力释放和/或断开阵列112的电能存储设备106a至106j中的一个或多个的连接，并包括可操作以完成该操作的多种可以应用组件，诸如电变压器、开关、转换器、整流器等。

图5是示出根据一个非限制示意性实施例的在图1至图3B中示出的使用电能存储设备阵列的系统100中的高级方法500的流程图。

在502，使用电能存储设备阵列的系统100接收关于电能存储设备阵列的多个电能存储设备中的每个的状态的信息。

在504，使用电能存储设备阵列的系统100做出关于允许从阵列中的多个电能存储设备中的哪个汲取电力及何时允许从阵列中的多个电能存储设备的特定电能存储设备汲取电力的确定。这基于接收到的关于多个电能存储设备中的每个的状态的信息。

在506，使用电能存储设备阵列的系统100根据在504做出的确定，使得从多个电能存储设备的特定电能存储设备汲取电力。

图6是示出根据备选示意性实施例的在图1至图3B中示出的使用电能存储设备阵列的系统100中的高级方法600的流程图。

在602，使用电能存储设备阵列的系统100接收关于电能存储设备阵列的多个电能存储设备中的每个的状态的信息。

在604，使用电能存储设备阵列的系统100基于接收到的关于多个电能存储设备中的每个的状态的信息，做出何时允许从阵列中的多个电能存储设备的每个特定电能存储设备汲取电力的确定。

在606，使用电能存储设备阵列的系统100根据在604做出的确定，使得从多个电能存储设备的特定电能存储设备汲取电力。

图7是示出根据一个非限制示意性实施例的在图1至图3B中示出的电能存储设备(例如，106c)的一个示例中的高级方法700的流程图。

在702，电能存储设备106c将关于电能存储设备106c的状态的信息发送至使用包括电能存储设备106c在内的电能存储设备阵列的系统100。

在704，电能存储设备106c做出关于电能存储设备106c是否故障的确定。

在706，如果由电能存储设备106c做出电能存储设备为故障的确定，则电能存储设备106c使得电能存储设备106c从阵列112的电路断开。

本文中描述的多种方法可以包括另外的动作，省略一些动作和/或可以与多种流程图中提出的顺序不同的顺序执行动作。

前述详细描述已经由框图、示意图和示例的使用而阐述了设备和/或处理的多种实施例。在这种框图、示意图和示例包含一个或多个功能和/或操作的范围内，根据本文的公开，本领域技术人员将了解可由广范围的硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实施这种框图、流程图或示例内的各个功能和/或操作。在实施例中，可经由一个或多个微控制器实施本发明主题。然而，根据本文的公开，本领域技术人员将认识到，在本文中整体或部分揭示的实施例可等效实施于标准集成电路(例如，专用集成电路或ASIC)中，并作为由一个或多个计算机执行的一个或多个计算机程序(例如，作为在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)，作为由一个或多个控制器(例如，微控制器)执行的一个或多个程序，作为由一个或多个处理器(例如，微处理器)执行的一个或多个程序，作为固件或作为实质上它们的任意组合，且本领域技术人员将根据本发明的教导而熟知设计电路和/或写入关于软件和/或固件的程序代码。

当将逻辑实施为软件且存储于存储器中时，逻辑或信息可存储于任意非暂时性计算机可读介质上，以用于由或结合任意处理器相关系统或方法来使用。在本公开的上下文中，存储器是作为电子、磁性、光学或其他实体设备或非暂时性低包含或存储计算机和/或处理器程序的装置的非暂时性计算机或处理器可读存储介质。逻辑和/或信息可实施于任意计算机可读介质中，以用于由或结合指令执行系统、装置或设备(诸如基于计算机的系统、包含处理器的系统或可从指令执行系统、装置或设备获取指令且执行与逻辑和/或信息相关联的指令的其他系统)使用。

在本说明书的上下文中，“计算机可读介质”可以是可存储与逻辑和/或信息相关联的程序以用于由或结合指令执行系统、装置和/或设备使用的任意物理元件。计算机可读介质可以是但不限于：例如，电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)将包括以下各项：便携式计算机存储器设备(磁性、紧凑型闪卡、安全数字等)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM、EEPR0M或闪存)、便携式紧凑盘只读存储器(CDROM)。

上文描述的多种实施例可以被组合以提供进一步的实施例。如果需要，可以修改实施例的方面，以采用系统、电路和构思以提供根据本文公开的进一步的实施例。

虽然以备用电源为环境和背景进行了总体讨论，但是本文的教导可以应用于其它各种广泛的环境，包括实施普通电源。

包括在本发明的摘要中描述的示意实施例的上文的描述不意欲穷举性的或将实施例限于公开的精确形式。虽然为了阐释性目的在本文中描述了特定实施例和示例，但本领域技术人员将认识到，根据本文公开，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出多种等效修改。

可根据上文的详细描述对实施例做出这种和其他改变。一般而言，在所附权利要求中，不应将使用的术语理解为将权利要求限于在说明书和权利要求中公开的特定实施例，而应理解为包括全部可能实施例以及权利要求所要求保护的全部范围的等效物。因此，权利要求不受限于公开的内容。