针对多个电池匹配放电结束的系统和方法
【专利说明】针对多个电池匹配放电结束的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年8月4日提交的美国临时申请N0.62/032, 964的权益。
技术领域
[0003]本公开内容涉及针对多个电池匹配放电结束的系统和方法。
【背景技术】
[0004]本部分提供了与本公开内容相关但不一定是现有技术的背景信息。
[0005]电力系统通常包括主电源和备用电源，备用电源用于在主电源由于例如输入电力损耗、故障等而不能够满足负载需求时向负载提供备用电力。通常，备用电源包括一个或更多个电池。在这种情况下，电池对负载进行供电，直到电池不能够这样作或直到主电源能够向负载提供足够的电力为止。典型地，电池向负载提供相等的电流。
【发明内容】
[0006]本部分提供了本公开内容的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
[0007]根据本公开内容的一个方面，一种电力系统包括第一电力转换器和第二电力转换器，具有至放电结束(E0D)的时间并且被親接为向第一电力转换器输出电流的第一电池，具有至放电结束的时间并且被耦接为向第二电力转换器输出电流的第二电池，以及耦接至第一电力转换器和第二电力转换器的控制电路。该控制电路被配置成对第一电池的至放电结束的时间和第二电池的至放电结束的时间进行监视，并且响应于第一电池的至放电结束的时间和第二电池的至放电结束的时间不是基本上相等，控制第一电力转换器来调整从第一电池汲取的电流以改变第一电池的至放电结束的时间的减少速率。
[0008]根据本公开内容的另一方面，公开了一种用于基本上匹配多个电池的至放电结束的时间的方法。该方法包括确定多个电池中被耦接为向第一电力转换器提供电流的第一电池的至放电结束的时间，确定多个电池中被耦接为向第二电力转换器提供电流的第二电池的至放电结束的时间，以及响应于第一电池的至放电结束的时间和第二电池的至放电结束的时间不是基本上相等，控制第一电力转换器来调整从第一电池汲取的电流以改变第一电池的至放电结束的时间的减少速率。
[0009]根据本文中所提供的描述，其他方面和适用领域将变得明显。应当理解的是，本公开内容的各个方面可以单独实现或者与一个或多个其他方面组合实现。还应当理解的是，本文中的描述和特定示例意在仅说明的目的，而并非意在限制本公开内容的范围。
【附图说明】
[0010]本文中所描述的附图用于说明仅所选择的实施方式而非所有可能的实现，并且并非意在限制本公开内容的范围。
[0011]图1是根据本公开内容的一个示例实施方式的用于基本上匹配多个电池的至E0D的时间的方法的流程图。
[0012]图2是另一示例实施方式的包括两个电池、两个转换器、以及用于控制从电池汲取的电流的控制电路的系统的框图。
[0013]图3是示出耦接至不同的负载的图2的转换器的框图。
[0014]图4是示出耦接至同一负载的图2的转换器的框图。
[0015]图5是根据另一示例实施方式的包括三个电池、三个转换器、以及用于控制从电池汲取的电流的控制电路的系统的框图。
[0016]图6是根据又一示例实施方式的包括两个电池备用单元(BBU)的系统的框图，其中每个BBU具有电池、转换器、以及用于控制从电池汲取的电流的分担控制电路。
[0017]图7是根据又一示例实施方式的包括两个BBU的系统的框图，其中每个BBU具有电池、转换器、以及与其他BBU的控制电路通信的控制电路。
[0018]图8是在图6和图7的系统中可使用的示例BBU。
[0019]图9是根据另一示例实施方式的包括主电源和向负载提供备用电源的两个BBU的系统的框图。
[0020]贯穿附图的若干视图，相对应的附图标记指示相对应的部分或特征。
【具体实施方式】
[0021]现在将参照附图来更充分地描述示例性实施方式。
[0022]提供示例实施方式，以使得本公开内容更透彻并且向本领域技术人员充分传达本公开内容的范围。阐述了许多具体细节例如具体部件、设备和方法的示例，以提供对本公开内容的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员来说明显的是，不需要采用具体细节，可以以许多不同的形式来实施示例实施方式，并且这些均不应当被解释为对本公开内容的范围的限制。在一些示例实施方式中，未详细描述公知的过程、公知的设备结构以及公知的技术。
[0023]本文中所使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而并非意在限定。除非上下文另外明确地指出，否则，如本文中所使用的，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该”可以意在包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”均是包括性的，并且因此指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、要素和/或部件，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、部件和/或其组合。除非明确地被确定作为执行的顺序，否则本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应当被解释为必需要求它们以所讨论或所示出的特定顺序执行。还应当理解的是，可以采用另外的或替选的步骤。
[0024]尽管在本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种要素、部件、区域、层和/或部分，但这些要素、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语可以仅用于对一个要素、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分进行区分。除非在上下文明确地指出，否则术语如“第一”、“第二”以及其他数字术语在本文中使用时不暗示次序或顺序。因而，在不脱离示例实施方式的教导的情况下，下面所讨论的第一要素、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二要素、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。
[0025]为了便于描述，在本文中可以使用诸如“内部”、“外部”、“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等空间相关术语来描述附图中示出的一个要素或特征与另外一个或更多个要素或特征的关系。空间相关术语可以意在包含除附图中所描绘的定向之外的设备处于使用或工作中的不同的定向。例如，如果附图中的设备被倒置，则被描述为在其他要素或特征的“下方”或“之下”的要素将定向于在其他要素或特征的“上方”。因而，示例术语“下方”可以包括在上方和在下方的两个定向。设备可以以其他方式进行定向(旋转90度或处于其他定向)并且本文中使用的空间相关描述被相应地解读。
[0026]图1示出了根据本公开内容的一个示例实施方式的大致匹配多个电池的至E0D的时间的方法并且总体上由附图标记100指示。如图1中所示，方法100包括确定多个电池中的被耦接为向电力转换器提供电流的电池的至E0D的时间(块102)，确定多个电池中的被耦接为向另一电力转换器提供电流的另一电池的至E0D的时间(块104)，以及响应于电池的至E0D的时间与另一电池的至E0D的时间不是基本上相等，控制电力转换器调整从电池中的一个电池汲取的电流以改变该电池的至E0D的时间的减少速率(块106)。
[0027]例如，通过改变电池中的至少一个电池的至E0D的时间的减少速率，相对于另一电池，可以以较快速率或较慢速率减少该电池的至E0D的时间。鉴于此，在一段时间后该电池的至E0D的时间可以变为基本上等于另一电池的至E0D的时间。每次每个电池具有基本上相等的至E0D的时间，则每个电力转换器可以(或根据需要)以相同方式运行，使得两个电池变得在大约相同的时间耗尽(以及随后再充电、替换等)。因此，可以增大包括电池的电力系统的保持时间。
[0028]例如，电力系统可以包括用于向一个或更多个负载供电的主电源(例如，一个或更多个整流器等)，以及如果主电源由于输入电力损耗、故障等不能够这样做时维持负载的两个或更多个电池。如果每个电池的至E0D的时间不是基本上相等并且电池均等地分担负载，则电池中的一个电池可以在另一电池之前达到其E0D。例如，一个电池的至E0D的时间可以是X以及另一电池的至E0D的时间可以是3/4*X。因此，如果负载被均等地分担，与具有至E0D的时间为X的另一电池相比，具有至E0D的时间为3/4*X的电池将更早达到其E0D (例如，没有可用的剩余能量)。
[0029]在一些情况下，具有剩余的电荷的电池可以具有足够的容量来向负载提供足够的电力(例如，在峰值功率处期望的电流)直到主电源能够这样做为止。然而，在其他情况下，剩余电池可能不具有充分的容量来向负载提供足够的电力。因此，尽管剩余电池具有可用能量，但是如果负载所需的峰值功率超过来自系统中的剩余电池的可用功率，则系统可能关闭。
[0030]如本文中所说明的，如果控制来自电池中的一个或更多个电池的电流，则每个电池的至E0D的时间可以随着时间的推移而变为基本上相等。例如，可以控制一个或两个电力转换器，以使得从具有至E0D的时间为X的电池汲取的电池电流增大和/或从具有至E0D的时间为3/4*X的电池汲取的电池电流减小。所汲取的电流的该变化可以导致一个或两个电池的至E0D的时间的减少速率变化。然后，如果负载被均等地分担(假设针对每个电池的相同的放电速率)，则至E0D的时间可以变得基本上相等，并且因此每个电池可以在基本上相同的时间达到其相应的E0D。因此，例如，与电池