电源充电系统技术方案

一种电源充电系统，具有：第一电力单元和交替的第二电力单元；马达驱动的发电机，所述马达驱动的发电机适于可操作地在以下操作之间进行切换：在所述第一电力单元与所述交替的第二电力单元之间提供电力；第三电力单元，所述第三电力单元向所述马达驱动的发电机供应电力；以及控制系统，所述控制系统具有电力单元管理模块和充电控制模块。所述电力单元模块适于使所述马达驱动的发电机交替来可操作地在以下操作之间进行切换：向所述第一电力单元提供电力，以及向所述交替的第二电力单元提供电力。所述充电控制模块适于检测预定电力供应条件的出现，以激活所述马达驱动的发电机来向所述第一电力单元或所述交替的第二电力单元提供电力。所述电源充电系统可以特别地用于产生直流电、将所述直流电转换为交流电，并且向设施或设备提供连续的交流电。

Power Charging System

A power charging system includes: a first power unit and an alternating second power unit; a motor-driven generator adapted for operable switching between the first power unit and the alternating second power unit; and a third power unit, the third power unit, which drives the motor. Generators supply electricity; and control systems, the control system has power unit management module and charging control module. The power unit module is adapted to enable alternating generators driven by the motor to operatively switch between the following operations: providing power to the first power unit and providing power to the alternating second power unit. The charging control module is adapted to detect the occurrence of a predetermined power supply condition to activate the motor-driven generator to supply power to the first power unit or the alternating second power unit. The power supply charging system can be used in particular to generate direct current, convert the direct current into alternating current, and provide continuous alternating current to facilities or equipment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电源充电系统
本公开涉及一种电源充电系统。本公开可以涉及一种能够适于许多固定应用和便携式应用两者的电源充电系统。本公开可以具体地涉及一种适于交替地对两个或更多个电力单元交替充电和放电以提供连续的电流的电源充电系统。
技术介绍
在停电期间，消费者可以使用便携式汽油动力发电机。传统的便携式汽油动力发电机提供恰好足够的电力以在停电期间保持一些家用电器运行。便携式汽油动力发电机需要一直注意确保发电机安全地使用。便携式汽油动力发电机的限制中的一些限制包括：需要位于通风良好的位置，通常实际上在住宅或其它建筑物外部；需要防止排出烟雾进入住宅或建筑物内部；并且必须在加注燃料之前使发电机冷却。最近的自然灾害增加了备用燃气发电机而不是便携式汽油动力发电机的销售和安装，因为备用燃气发电机在长期地为住宅通电方面是有吸引力的。虽然备用发电机可能会为住宅通电数天，但是它们的安装成本很高，因为它们必须与住宅的电气系统集成并具有为保持操作而持续的燃料成本。除了安装和操作成本之外，安装和使用备用燃气发电机还会存在许多问题。备用燃气发电机一般安装在室外空间中，这使得有可能无法进行城市安装。备用燃气发电机依赖于化石燃料来实现连续地操作。备用发电机可能以高于地方法规允许的分贝水平操作。备用发电机可能需要专业安装、地方许可和检查才能将装置安装到住宅或建筑物。由于便携式和备用燃气发电机所面临的挑战以及对更环境友好的电源的普遍期望，消费者已经寻求离网电力的替代选择。替代选择包括太阳能、风能和微型水能。通过使系统具有光伏太阳能面板、逆变器和电池，太阳能发电装置就能够从太阳汲取能量并实现长时期地运行。太阳能发电系统在初始安装之后可以以最少次数的维护来容易地进行维护。太阳能发电装置的缺点可能在于，在初始安装之后可能需要数年、甚至是数十年才能获得投资回报，并且太阳能发电系统的性能将根据地理位置和暴露于太阳的情况而急剧地变化。风力发电系统能够通过具有住宅(或更大)大小的风力涡轮机来基于风力而发电。风力涡轮机必须依赖于风能才能够成功地允许住宅从电网断电，可能因涡轮机安装在室外地方而不雅观，并且可能因需要土地进行安装而难以安装在城市位置。微型水力发电系统使用自来水源(诸如溪流)发电。微型水力发电系统需要密切靠近的自来水源以利用由水流产生的能量来发电。随着替代能量的开发，也开发出使用电池来提供长期离网电力。例如，美国专利申请号2012/0161564、US2010/0270883和美国专利号7,782,015教导了依赖于电池电力的替代能量系统。使用电池所面临的障碍包括通过避免永动机(即，闭环系统)的设计而在能量守恒定律约束下工作。为了避免设计永动机，有些人已经将基于电池的系统与其它替代能量源集成在一起以提供外部能量来对电池充电。然后将被充电的电池放电或耗尽以向住宅或建筑物提供电力供应。一个示例包括美国专利申请号US2014/0265695。尽管如上所述，仍然需要开发一种能够独立于依赖于环境(例如，太阳、风、水)的外部能量源运行的替代电源，其不需要大的室外地方进行安装，仍然需要开发一种当试图对电池充电时不会同时耗尽电池、防止闭环系统的设计和优化系统与现代高能量容量电池(即，具有高充电率的电池)的兼容性的方法。需要的是一种电源充电系统，其可以是便携式的，以适于多个位置、固定到特定位置，或者可以适于两者。需要的是一种电源充电系统，其不需要安装在设施的外部地方，并且可以在设施内安全地使用。需要的是一种电源充电系统，其能够在不依赖于地方环境(即，太阳、风或水)的情况下离网操作，但是可与替代能量系统兼容。需要的是一种电源充电系统，其是可靠的，并且能够以最小的用户干预运行达延长时期。需要的是一种电源充电系统，其是环境友好的，即使连续地使用，仍具有减少的碳足迹。需要的是一种电源充电系统，其不试图绕过能量守恒定律，并且不是永动机(即，闭环系统)。需要的是一种系统，其包括集成到电源中的专用能源，以用于对一个或多个电池再充电并允许系统向其周围环境输送连续的能量。
技术实现思路
本公开涉及一种可自给的电源充电系统。所述电源充电系统包括：交替的电力单元，所述交替的电力单元在放电时向外部点提供电力供应；控制系统，所述控制系统用于管理所述电力单元的充电和放电；发电机，所述发电机具有马达以交替地对所述电力单元充电；以及单独的电力单元，所述单独的电力单元专用于向所述发电机和所述马达供应电力。所述电源充电系统可以包括功率逆变器和/或转换器，以将直流电转换为交流电或不同的直流电，使得电源可以用于各种便携式、住宅和/或商业应用。所述电源充电系统一般可以通过使放电电力单元(即，活动电池组)将直流电(DC)传输到转换器、逆变器或两者来起作用，然后转换器、逆变器或两者将电力供应作为不同的直流电和/或交流电(AC)提供到外部点。所述放电电力单元可以提供比外部点所利用的更多的能量，这是盈余能量。然后可以将该盈余能量传输到马达和/或发电机以对充电电力单元(即，不活动电池组)充电。本公开涉及一种电源充电系统，所述电源充电系统包括：(a)第一电力单元，所述第一电力单元适于当处于充电模式时至少部分地充电，当处于放电模式时供应电力，并任选地当处于休眠模式时保持大致恒定的电力供应；(b)第二电力单元，所述第二电力单元适于当处于充电模式时至少部分地充电，当处于放电模式时供应电力，并任选地当处于休眠模式时保持大致恒定的电力供应，其中所述第一电力单元处于所述充电模式，所述第二电力单元处于所述放电模式或所述休眠模式，并且当所述第二电力单元处于所述充电模式时，所述第一电力单元处于所述放电模式或所述休眠模式；(c)马达驱动的发电机，所述马达驱动的发电机适于可操作地在以下操作之间进行切换：在所述第一电力单元的所述充电模式期间向所述第一电力单元提供电力，以及在所述第二电力单元的所述充电模式期间交替地向所述第二电力单元提供电力；(d)第三电力单元，所述第三电力单元适于可操作地向所述马达驱动的发电机供应电力；以及(e)控制系统，所述控制系统包括：(i)电力单元管理模块，所述电力单元管理模块适于基于预定条件的出现而使所述马达驱动的发电机交替来可操作地在以下操作之间进行切换：在所述第一电力单元的所述充电模式期间向所述第一电力单元提供电力，以及在所述第二电力单元的所述充电模式期间向所述第二电力单元提供电力；以及(ii)充电控制模块，所述充电控制模块适于在处于所述充电模式或所述休眠模式时从所述第一电力单元或所述第二电力单元中的至少一者检测预定电力供应条件的出现并在所述预定电力供应条件出现时激活所述马达驱动的发电机以在处于所述充电模式或所述休眠模式时向所述第一电力单元提供电力或在处于所述充电模式或所述休眠模式时向所述第二电力单元提供电力。所述第一电力单元可以是第一电池组，并且所述第二电力单元可以是第二电池组。所述第一电池组、所述第二电池组和/或所述第三电力单元可以包括：碱性电池、铝电池、碳电池、锂电池、锂离子电池、汞电池、锌电池、铅酸电池、镍电池或其组合。所述第一电池组和所述第二电池组可能不会同时处于或可能部分地重叠于所述充电模式、所述放电模式或所述休眠模式。所述第三电力单元可以与所述第一电力单元或所述第二电力单元中的至少一者电连通，其方式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源充电系统，所述电源充电系统包括：(a)第一电力单元，所述第一电力单元适于当处于充电模式时至少部分地充电，当处于放电模式时供应电力，并任选地当处于休眠模式时保持大致恒定的电力供应；(b)第二电力单元，所述第二电力单元适于当处于充电模式时至少部分地充电，当处于放电模式时供应电力，并任选地当处于休眠模式时保持大致恒定的电力供应，其中所述第一电力单元处于充电模式，所述第二电力单元处于放电模式或休眠模式，并且当所述第二电力单元处于充电模式时，所述第一电力单元处于放电模式或休眠模式；(c)马达驱动的发电机，所述马达驱动的发电机适于可操作地在以下操作之间进行切换：在所述第一电力单元的充电模式期间向所述第一电力单元提供电力，以及交替地在所述第二电力单元的充电模式期间向所述第二电力单元提供电力；(d)第三电力单元，所述第三电力单元适于可操作地向所述马达驱动的发电机供应电力；以及(e)控制系统，所述控制系统包括：(i)电力单元管理模块，所述电力单元管理模块适于基于预定条件的出现而使所述马达驱动的发电机交替来可操作地在以下操作之间进行切换：在所述第一电力单元的充电模式期间向所述第一电力单元提供电力，以及在所述第二电力单元的充电模式期间向所述第二电力单元提供电力；以及(ii)充电控制模块，所述充电控制模块适于在处于充电模式或休眠模式时从所述第一电力单元或所述第二电力单元中的至少一者检测预定电力供应条件的出现并在所述预定电力供应条件出现时激活所述马达驱动的发电机以在处于所述充电模式或所述休眠模式时向所述第一电力单元提供电力或在处于所述充电模式或所述休眠模式时向所述第二电力单元提供电力。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.15 US 62/350,326;2017.05.17 US 62/507,4451.一种电源充电系统，所述电源充电系统包括：(a)第一电力单元，所述第一电力单元适于当处于充电模式时至少部分地充电，当处于放电模式时供应电力，并任选地当处于休眠模式时保持大致恒定的电力供应；(b)第二电力单元，所述第二电力单元适于当处于充电模式时至少部分地充电，当处于放电模式时供应电力，并任选地当处于休眠模式时保持大致恒定的电力供应，其中所述第一电力单元处于充电模式，所述第二电力单元处于放电模式或休眠模式，并且当所述第二电力单元处于充电模式时，所述第一电力单元处于放电模式或休眠模式；(c)马达驱动的发电机，所述马达驱动的发电机适于可操作地在以下操作之间进行切换：在所述第一电力单元的充电模式期间向所述第一电力单元提供电力，以及交替地在所述第二电力单元的充电模式期间向所述第二电力单元提供电力；(d)第三电力单元，所述第三电力单元适于可操作地向所述马达驱动的发电机供应电力；以及(e)控制系统，所述控制系统包括：(i)电力单元管理模块，所述电力单元管理模块适于基于预定条件的出现而使所述马达驱动的发电机交替来可操作地在以下操作之间进行切换：在所述第一电力单元的充电模式期间向所述第一电力单元提供电力，以及在所述第二电力单元的充电模式期间向所述第二电力单元提供电力；以及(ii)充电控制模块，所述充电控制模块适于在处于充电模式或休眠模式时从所述第一电力单元或所述第二电力单元中的至少一者检测预定电力供应条件的出现并在所述预定电力供应条件出现时激活所述马达驱动的发电机以在处于所述充电模式或所述休眠模式时向所述第一电力单元提供电力或在处于所述充电模式或所述休眠模式时向所述第二电力单元提供电力。2.如权利要求1所述的电源充电系统，其中所述第一电力单元是第一电池组，并且所述第二电力单元是第二电池组。3.如权利要求2所述的电源充电系统，其中所述第一电池组、所述第二电池组和/或所述第三电力单元包括：碱性电池、铝电池、碳电池、锂电池、锂离子电池、汞电池、锌电池、铅酸电池、镍电池或其组合。4.如权利要求3所述的电源充电系统，其中所述第一电池组和所述第二电池组不会同时处于所述充电模式、所述放电模式或所述休眠模式。5.如前述权利要求中任一项所述的电源充电系统，其中所述第三电力单元与所述第一电力单元或所述第二电力单元中的至少一者电连通，其方式为使得当所述第一电力单元或所述第二电力单元处于所述放电模式时，所述第一电力单元或所述第二电力单元供应电力以至少部分地对所述第三电力单元再充电。6.如前述权利要求中任一项所述的电源充电系统，其中所述马达驱动的发电机是由电动马达驱动。7.如权利要求6所述的电源充电系统，其中扭矩倍增器连接在所述电动马达与所述马达驱动的发电机之间。8.如权利要求7所述的电源充电系统，其中所述第三电力单元向所述电动马达供应电力。9.如权利要求8所述的电源充电系统，其中所述马达驱动的发电机的所述电动马达仅向所述马达驱动的发电机供应电力，并且不向所述电源充电系统的任何其它部件供应电力。10.如权利要求2至9中任一项所述的电源充电系统，其中处于所述放电模式的第一电池组向设施或设备供应电力，并且其中处于所述放...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·克莱，L·W·威廉斯，W·J·克莱，
申请(专利权)人：卡特莱戈系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US