利用電流反饋的下垂補償?shù)闹谱鞣椒?br>【專利說明】利用電流反饋的下垂補償
[0001]本發(fā)明請求于2012年9月28日提交的美國臨時申請序列號N0.61/707，478的優(yōu)先權(quán)，其整體通過引用并入在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明通常涉及電源，并且更具體涉及與其關(guān)聯(lián)的控制器。
【背景技術(shù)】
[0003]將不同的電源耦合到一起來提供比任一單獨電源可能提供的更大量的功率通常是有利的。例如，電化學(xué)電池單元通常被耦合在一起來形成電化學(xué)電池單元系統(tǒng)(即，電池)。在一些電化學(xué)電池單元系統(tǒng)中，有利的可能是控制其中的每個電化學(xué)電池單元或其中的電化學(xué)電池單元的子集，從而增加整個系統(tǒng)向負(fù)荷供電的效率。例如，在電化學(xué)電池單元系統(tǒng)中的一個或多個電化學(xué)電池單元(例如，分組為模塊)失效或相對于其他電化學(xué)電池單元或模塊經(jīng)歷性能下降，可能理想的是試圖均衡不同電池單元之間的電流，同時共享所述模塊之間的功率。尤其是，通常該系統(tǒng)的平均模塊使用壽命可能更多基于與每個模塊有關(guān)的汲取電流而不是由該模塊提供的總能量或功率。這樣的配置可以有助于通過一般地均衡該系統(tǒng)的每個模塊的使用壽命來進行模塊的統(tǒng)一更換計劃。
[0004]傳統(tǒng)地，為了在電化學(xué)電池單元之間共享電流，從屬電池單元或模塊被綁定到主電池單元或模塊，使得主電池單元或模塊確定為該系統(tǒng)汲取的電流。然而，當(dāng)該主電池單元或模塊失效或經(jīng)歷其他性能降低時，該整個系統(tǒng)的性能可能相應(yīng)地降低。除了其他的缺陷之外，該常規(guī)方法也無法維持模塊的獨立性。
[0005]因此，本申請的公開致力于實現(xiàn)這些和其他結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)一個實施例，一種系統(tǒng)，包括升壓轉(zhuǎn)換器，被配置為將從一個或多個電源接收到的輸入電壓放大為輸出電壓。該系統(tǒng)還包括電流傳感器，其被配置為感測該輸入電壓的電流。電流可以通過磁性法(即感應(yīng))或純電阻法(即精確的電阻器)或這些方法的組合而被測量。該系統(tǒng)進一步包括控制器，其被配置為響應(yīng)于通過所述電流傳感器感測到的所述電流來調(diào)節(jié)所述升壓轉(zhuǎn)換器的放大率。
[0007]根據(jù)另一個實施例，一種系統(tǒng)，包括多個電源模塊。每個電源模塊包括升壓轉(zhuǎn)換器，其被配置為將從一個或多個電源接收的輸入電壓放大為輸出電壓。每個電源模塊還包括電流傳感器，其被配置為例如通過感應(yīng)來感測該輸入電壓的電流。每個電源模塊進一步包括控制器，其被配置為響應(yīng)于通過所述電流傳感器感測的所述電流來調(diào)節(jié)所述升壓轉(zhuǎn)換器的放大率。所述多個電源模塊通過所述輸出電壓耦合到共同負(fù)荷。所述多個電源模塊響應(yīng)于通過所述共同負(fù)荷的需求而改變的輸入電壓的感測到的電流，朝著均衡他們的輸出電壓和他們的電流，來調(diào)節(jié)他們的升壓轉(zhuǎn)換器的放大率。
[0008]根據(jù)另一個實施例，一種在耦合到共同負(fù)荷的多個電源之間均衡電流的方法包括，對于每個電源，使用升壓轉(zhuǎn)換器將從一個或多個電源接收到的輸入電壓放大為輸出電壓。對于每個電源，該方法還包括利用電流傳感器通過感應(yīng)來感測該輸入電壓的電流。對于每個所述電源，所述方法進一步包括響應(yīng)于通過所述電流傳感器感測到的電流，調(diào)節(jié)所述放大的量。通過調(diào)節(jié)所述放大的量，所述多個電源趨向輸出電壓和電流的穩(wěn)定平衡。
[0009]本發(fā)明的其他方面將從下列詳細(xì)說明、附圖和所附權(quán)利要求中變得明顯。
【附圖說明】
[0010]現(xiàn)在將僅以舉例的方式參照所附示意圖描述本發(fā)明的實施例，其中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分，并且其中:
[0011]圖1描繪了具有多個模塊的電化學(xué)電池單元系統(tǒng)的示意性視圖，其中每個模塊包含多個電化學(xué)電池單元；以及
[0012]圖2描繪了與每個模塊關(guān)聯(lián)的控制電路的示意性控制圖，被配置為執(zhí)行針對與圖1的電化學(xué)電池單元系統(tǒng)的其他模塊關(guān)聯(lián)的模塊的下垂補償。
【具體實施方式】
[0013]圖1示出電化學(xué)電池單元系統(tǒng)100的示意性視圖。在示出的實施例中，電化學(xué)電池單元系統(tǒng)100包括多個電池模塊(分別為電池模塊110a、110b，并且110N，N為3或以上的整數(shù))，每個模塊在其中包括多個電化學(xué)電池單元。應(yīng)該理解電化學(xué)電池單元系統(tǒng)100可以在其中包括任何適當(dāng)數(shù)量的電池模塊(例如，兩個或更多)。在各個實施例中，電池模塊110可以在其中包括不同數(shù)量的電化學(xué)電池單元120。在示出的實施例中，每個模塊110包括八個電化學(xué)電池單元120 (具體地說，在電池模塊I 1a中的電化學(xué)電池單元120a (1-vi i i)，在電池模塊IlOb中的電化學(xué)電池單元120b (1-vi ii)，以及在電池模塊IlON中的電化學(xué)電池單元 120a(1-viii))。
[0014]在一個實施例中，每個電池模塊110的電化學(xué)電池單元120可以再分成兩個接口組，每個組具有相關(guān)聯(lián)的電池單元接口單元130。如所示，電池單元接口單元130a (a)可以集合電池單元120a(i)_(iv)，而電池單元接口單元130a (b)可以集合電池單元120a(v)-(viii)。同樣地，電池單元接口單元130b (a)可以集合電池單元120b (i)-(iv)，而電池單元接口單元130b (b)可以集合電池單元120b(v)-(viii)。此外，電池單元接口單元130N(a)可以集合電池單元120N⑴_(iv)，而電池單元接口單元130N(b)可以集合電池單元120N(V)-(viii)。在一個實施例中，電池單元接口單元130可以將相關(guān)聯(lián)的電池單元120串聯(lián)連接。另外，電池單元接口單元130可以自身串聯(lián)連接。這樣，在給定的電池模塊110中的每個電池單元120的電壓可以加在一起。在示出的實施例中，在每個電池模塊110中有八個電化學(xué)電池單元120，如果每個電化學(xué)電池單元110提供IVDC伏特，那么八個串聯(lián)的電池單元120可以提供8VDC。應(yīng)該理解不同的電池模塊110可以提供不同的電壓(例如，一個電池模塊提供8VDC，而另一個提供6VDC)。
[0015]盡管實施例之間的電化學(xué)電池單元120可以變化，但是在一些實施例中，電化學(xué)電池單元系統(tǒng)100的一個或多電池單元120和/或其他特征可以包括來自美國專利申請序列號N0.12/385，217 (公開為美國專利N0.8，168，337)、N0.12/385，489 (公開為美國專利 N0.8，309，259)、N0.12/549，617 (公開為美國專利 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中的一個或多個，它們中每一個通過引用將其整體包括在此。也就是說，這些電池單元(和由這些電池單元組成的系統(tǒng))可以為可再充電的電源(也被稱為二次電池單元)，其可以由外部電源(例如，太陽能電池單元、風(fēng)輪機、地?zé)岚l(fā)電、水力發(fā)電、引擎/制動器發(fā)電、主電網(wǎng)等)充電并且根據(jù)需要/要求(例如作為備用功率，釋放所存儲的功率，代替化石燃料引擎等)。
[0016]在一些實施例中，電池單元接口單元130可以被配置為監(jiān)視與其關(guān)聯(lián)的每個電池單元120的狀態(tài)，并且可以提供被配置來隔離或以其他方式將故障的電池單元120旁路的開關(guān)或其他功能，例如在通過上述引用所包括的美國專利申請N0.13/299，167中描述的那樣。作為另一個例子，在其中電化學(xué)電池單元120中的一個或多個是金屬空氣電池單元的實施例中，電池單元120可以被使用來至少部分地為與電池模塊110關(guān)聯(lián)的陰極增壓器(cathode blower) 140 (如所示，分別為陰極增壓器140a、140b、以及140N)，其可以被配置來將空氣或其他氧化劑的流動引導(dǎo)到與每個電池單元120關(guān)聯(lián)的氧化電極，如在上面通過引用將其整體包括在此的發(fā)明名稱為"用于電化學(xué)電池單元系統(tǒng)的可浸入氣態(tài)氧化劑陰極(Immersible Gaseous Oxidant Cathode for Electrochemical Cell System)"的美國專利申請N0.13/531,962那樣。
[0017]對于每個模塊110，簇控制單元150 (在示出的實施例中分別為簇控制單元150a、150b、以及150N)將電池單元接口單元130鏈接起來，并經(jīng)由與每個單元關(guān)聯(lián)的串行通信接口(SCI)提供它的程序化控制。簇