利用电流反馈的下垂补偿的制作方法
【专利说明】利用电流反馈的下垂补偿
[0001]本发明请求于2012年9月28日提交的美国临时申请序列号N0.61/707，478的优先权，其整体通过引用并入在此。
技术领域
[0002]本发明通常涉及电源，并且更具体涉及与其关联的控制器。
【背景技术】
[0003]将不同的电源耦合到一起来提供比任一单独电源可能提供的更大量的功率通常是有利的。例如，电化学电池单元通常被耦合在一起来形成电化学电池单元系统(即，电池)。在一些电化学电池单元系统中，有利的可能是控制其中的每个电化学电池单元或其中的电化学电池单元的子集，从而增加整个系统向负荷供电的效率。例如，在电化学电池单元系统中的一个或多个电化学电池单元(例如，分组为模块)失效或相对于其他电化学电池单元或模块经历性能下降，可能理想的是试图均衡不同电池单元之间的电流，同时共享所述模块之间的功率。尤其是，通常该系统的平均模块使用寿命可能更多基于与每个模块有关的汲取电流而不是由该模块提供的总能量或功率。这样的配置可以有助于通过一般地均衡该系统的每个模块的使用寿命来进行模块的统一更换计划。
[0004]传统地，为了在电化学电池单元之间共享电流，从属电池单元或模块被绑定到主电池单元或模块，使得主电池单元或模块确定为该系统汲取的电流。然而，当该主电池单元或模块失效或经历其他性能降低时，该整个系统的性能可能相应地降低。除了其他的缺陷之外，该常规方法也无法维持模块的独立性。
[0005]因此，本申请的公开致力于实现这些和其他结果。
【发明内容】
[0006]根据一个实施例，一种系统，包括升压转换器，被配置为将从一个或多个电源接收到的输入电压放大为输出电压。该系统还包括电流传感器，其被配置为感测该输入电压的电流。电流可以通过磁性法(即感应)或纯电阻法(即精确的电阻器)或这些方法的组合而被测量。该系统进一步包括控制器，其被配置为响应于通过所述电流传感器感测到的所述电流来调节所述升压转换器的放大率。
[0007]根据另一个实施例，一种系统，包括多个电源模块。每个电源模块包括升压转换器，其被配置为将从一个或多个电源接收的输入电压放大为输出电压。每个电源模块还包括电流传感器，其被配置为例如通过感应来感测该输入电压的电流。每个电源模块进一步包括控制器，其被配置为响应于通过所述电流传感器感测的所述电流来调节所述升压转换器的放大率。所述多个电源模块通过所述输出电压耦合到共同负荷。所述多个电源模块响应于通过所述共同负荷的需求而改变的输入电压的感测到的电流，朝着均衡他们的输出电压和他们的电流，来调节他们的升压转换器的放大率。
[0008]根据另一个实施例，一种在耦合到共同负荷的多个电源之间均衡电流的方法包括，对于每个电源，使用升压转换器将从一个或多个电源接收到的输入电压放大为输出电压。对于每个电源，该方法还包括利用电流传感器通过感应来感测该输入电压的电流。对于每个所述电源，所述方法进一步包括响应于通过所述电流传感器感测到的电流，调节所述放大的量。通过调节所述放大的量，所述多个电源趋向输出电压和电流的稳定平衡。
[0009]本发明的其他方面将从下列详细说明、附图和所附权利要求中变得明显。
【附图说明】
[0010]现在将仅以举例的方式参照所附示意图描述本发明的实施例，其中相同的附图标记指示相同的部分，并且其中:
[0011]图1描绘了具有多个模块的电化学电池单元系统的示意性视图，其中每个模块包含多个电化学电池单元；以及
[0012]图2描绘了与每个模块关联的控制电路的示意性控制图，被配置为执行针对与图1的电化学电池单元系统的其他模块关联的模块的下垂补偿。
【具体实施方式】
[0013]图1示出电化学电池单元系统100的示意性视图。在示出的实施例中，电化学电池单元系统100包括多个电池模块(分别为电池模块110a、110b，并且110N，N为3或以上的整数)，每个模块在其中包括多个电化学电池单元。应该理解电化学电池单元系统100可以在其中包括任何适当数量的电池模块(例如，两个或更多)。在各个实施例中，电池模块110可以在其中包括不同数量的电化学电池单元120。在示出的实施例中，每个模块110包括八个电化学电池单元120 (具体地说，在电池模块I 1a中的电化学电池单元120a (1-vi i i)，在电池模块IlOb中的电化学电池单元120b (1-vi ii)，以及在电池模块IlON中的电化学电池单元 120a(1-viii))。
[0014]在一个实施例中，每个电池模块110的电化学电池单元120可以再分成两个接口组，每个组具有相关联的电池单元接口单元130。如所示，电池单元接口单元130a (a)可以集合电池单元120a(i)_(iv)，而电池单元接口单元130a (b)可以集合电池单元120a(v)-(viii)。同样地，电池单元接口单元130b (a)可以集合电池单元120b (i)-(iv)，而电池单元接口单元130b (b)可以集合电池单元120b(v)-(viii)。此外，电池单元接口单元130N(a)可以集合电池单元120N⑴_(iv)，而电池单元接口单元130N(b)可以集合电池单元120N(V)-(viii)。在一个实施例中，电池单元接口单元130可以将相关联的电池单元120串联连接。另外，电池单元接口单元130可以自身串联连接。这样，在给定的电池模块110中的每个电池单元120的电压可以加在一起。在示出的实施例中，在每个电池模块110中有八个电化学电池单元120，如果每个电化学电池单元110提供IVDC伏特，那么八个串联的电池单元120可以提供8VDC。应该理解不同的电池模块110可以提供不同的电压(例如，一个电池模块提供8VDC，而另一个提供6VDC)。
[0015]尽管实施例之间的电化学电池单元120可以变化，但是在一些实施例中，电化学电池单元系统100的一个或多电池单元120和/或其他特征可以包括来自美国专利申请序列号N0.12/385，217 (公开为美国专利N0.8，168，337)、N0.12/385，489 (公开为美国专利 N0.8，309，259)、N0.12/549，617 (公开为美国专利 N0.8，491，763)，N0.12/631，484、N0.12/776，962、N0.12/885，268、N0.13/028，496、N0.13/083，929、N0.13/167，930、N0.13/185，658、N0.13/230,549、N0.13/299，167、N0.13/362，775、N0.13/531，962、N0.13/532，374、N0.13/566，948和N0.13/668，180中的一个或多个，它们中每一个通过引用将其整体包括在此。也就是说，这些电池单元(和由这些电池单元组成的系统)可以为可再充电的电源(也被称为二次电池单元)，其可以由外部电源(例如，太阳能电池单元、风轮机、地热发电、水力发电、引擎/制动器发电、主电网等)充电并且根据需要/要求(例如作为备用功率，释放所存储的功率，代替化石燃料引擎等)。
[0016]在一些实施例中，电池单元接口单元130可以被配置为监视与其关联的每个电池单元120的状态，并且可以提供被配置来隔离或以其他方式将故障的电池单元120旁路的开关或其他功能，例如在通过上述引用所包括的美国专利申请N0.13/299，167中描述的那样。作为另一个例子，在其中电化学电池单元120中的一个或多个是金属空气电池单元的实施例中，电池单元120可以被使用来至少部分地为与电池模块110关联的阴极增压器(cathode blower) 140 (如所示，分别为阴极增压器140a、140b、以及140N)，其可以被配置来将空气或其他氧化剂的流动引导到与每个电池单元120关联的氧化电极，如在上面通过引用将其整体包括在此的发明名称为"用于电化学电池单元系统的可浸入气态氧化剂阴极(Immersible Gaseous Oxidant Cathode for Electrochemical Cell System)"的美国专利申请N0.13/531,962那样。
[0017]对于每个模块110，簇控制单元150 (在示出的实施例中分别为簇控制单元150a、150b、以及150N)将电池单元接口单元130链接起来，并经由与每个单元关联的串行通信接口(SCI)提供它的程序化控制。簇