能量存储系统和提高电池性能的方法技术方案

本发明专利技术公开一种电池系统和方法。两个或更多电池可以用相同的配置来连接到输出设备。所述电池可以由控制单元或逻辑芯片控制，该控制单元或逻辑芯片可以操作两个阶段。在第一阶段中，两个或更多电池可以串联连接。在第二阶段中，两个或更多电池可以并联连接。所述开关可以连接到电池的正极和负极，以将配置从串联切换为并联，反之亦然。所述控制单元可以以任何期望的频率在两相之间切换，以产生期望的输出电压和电流。两相之间的切换速度可以是每秒任何数量的旋转。何数量的旋转。何数量的旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量存储系统和提高电池性能的方法
相关申请的交叉引用
[0001]本专利申请要求于2019年9月18日提交的标题为“用于改善电池性能的能量存储系统和方法”的美国专利申请(专利号为：16/574,218)的权利和优先权；以及于2018年10月3日提交的标题为“电池连接系统和提高性能方法”的美国临时专利申请(专利号为：62/740,546)，通过引用将其合并到本公开中。


[0002]本专利技术公开和描述了一种能量存储系统和一种提高电池性能的方法。

技术介绍

[0003]串联连接方式和并联连接方式在电子领域是众所周知的。每种类型的连接方式都有其自身的优缺点，并且不同连接方式用于达到不同目的。如果串联多个电源，可能会具有较大的电压，而如果并联多个电源，可能会增加电流，但不会增加电压。
[0004]例如，两个串联的电池(12V，100Ah)可能具有24V和100Ah的输出。比较而言，并联连接的两个相同的电池可能具有12V和200Ah的输出。因此，如果这些电池为设备供电，则当串联时可以用两倍的电压为设备供电(24V相比12V)，或者当并联时可以用相同的12V电压为设备供电，但电流为两倍电流(200Ah，而不是100Ah)。
[0005]此外，典型的电池或储能系统可能不会同时充电和放电。因此，他们可能无法在一边充电一边驱动负载。当能量存储系统与可再生资源一起使用时，这可能是有问题的。这些系统通常需要中央控制器来控制系统的充电和放电。

技术实现思路

[0006]可以公开和描述电池系统和方法。两个或更多电池可以用相同配置连接到输出设备。电池可以由控制单元或逻辑芯片控制，所述控制单元或所述逻辑芯片可以设置为操作两个阶段。
[0007]在第一阶段，两个或更多电池可以串联连接。第一能量存储单元的负极可以连接至第二能量存储单元的正极，并且第二能量存储单元的负极和所述输出设备可以连接第一能量存储单元的正极。
[0008]在第二阶段中，两个或更多电池可以并联连接。所有电池的正极可以彼此连接，负极可以彼此连接。然后，并联连接中的正极和负极可以以相同的并联方式连接到所述输出设备。
[0009]然后，所述控制单元可以以任何期望的频率在两个阶段之间切换以产生期望的输出电压和电流。两个阶段之间的切换速度可以是每秒任何数量的旋转。
附图说明
[0010]从下面对本专利技术示例性实施例的详细描述中，本专利技术实施例的优点将显而易见，
该描述应结合附图考虑，在附图中，相同的数字表示相同的元件，其中：
[0011]图1A是能量存储系统的实施例。
[0012]图1B是能量存储系统的实施例。
[0013]图2是能量存储系统的实施例。
[0014]图3A是输出电流信号波形的实施例。
[0015]图3B是输出电压信号波形的实施例。
[0016]图4是实现开关电路的方法的实施例。
具体实施方式
[0017]在以下针对本专利技术的特定实施例的描述和相关附图中公开了本专利技术的方面。在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可以设计出替代实施例。另外，将不详细描述或将省略本专利技术的实施例的众所周知的元件，以免模糊本专利技术的相关细节。此外，为了促进对描述的理解，下面对这里使用的几个术语进行讨论。
[0018]如本文所用，词语“示例性”是指“用作示例，实例或说明”。本文描述的实施例不是限制性的，而是仅是示例性的。应当理解，所描述的实施例不必被解释为比其他实施例优选或有利。此外，术语“本专利技术的实施例”，“实施例”或“专利技术”不要求本专利技术的所有实施例都包括所讨论的特征，优点或操作模式。
[0019]可以在本文所述的示例性实施例中示出和描述具有串联电路和并联电路两者的优点的电路。通过在串联和并联配置之间快速切换，电路可以输出串联和并联输出的平均值。开关电路的输出可通过调节阶段切换频率或切换开关时间来调节。当电路处于串联配置时，可以通过增加电路处于第一阶段的时间来获得更高的电压。可替代地，当所述电路处于并联配置时，可以通过增加电路处于第二阶段的时间来获得更高的电流。对于为较大负载供电的电路，可能需要较高的电压，或者可能需要较高的电流，如此以便增加从所述电池为负载供电的时间。由于所述电路可能正在向负载供电，因此可能需要根据负载来改变电压或电流，其中所述负载是指多种类型的负载中的任何一种负载。
[0020]现在参考图1A，可以以并联配置示出开关电路。两个能量存储单元，在该示例性实施例中的第一电池102和第二电池104可以通过一组开关连接。在该实施例中，这些电池可以是每小时12伏特和100安培的湿式铅酸蓄电池。每个电池的正负极可以连接到开关。开关106可以永久地连接到电池104的正极，并且可以在并联阶段连接到所述电池102的正极。因此，在所述开关106处可能存在一个节点，该节点连接所述电池102的正极，电池104的正极和输出设备的正极。
[0021]仍然参考示例性图1A中的并联阶段，附加开关108可以连接至电池104的负极。在并联阶段期间，所述开关108可以配置为连接至电池102的负极。因此，在开关108处存在节点，所述节点可以连接电池102和电池104的负极。此外，所述输出设备可以连接到开关110和开关112。在并联阶段，所述开关110可以配置为将输出设备120和所述节点连接，所述节点由电池102的正极和电池104的正极创建。同时，开关112可以配置为将输出设备120的负极连接到节点，上述节点由电池102的负极和电池104的负极创建。因此，电池的正极和输出设备的正极都可以连接，并且电池的负极和输出设备的负极也可以连接，并且可以形成并联电路。
[0022]现在参考图1B，该电路可以以串联配置示出。串联配置可以在与并联配置不同的阶段中进行。在串联配置中，所述开关106、108、110和112都可以在与前一阶段相反的方向上切换。可以连接所述开关使得它们可以同时开关。为了形成串联配置，所述开关106和所述开关110可以将电池104的正极直接连接至所述输出设备120。所述电池104的负极可以经由开关108连接至电池102的正极。所述电池102可以通过所述开关112连接到所述输出设备120。所述开关可以是多种类型的开关或中断器中的任何一种。所述开关可以同时翻转或换向。输出信号(电流和电压)可能取决于两阶段之间的换向或切换时间。
[0023]现在参考图2。可以示出电气组件，所述电气组件具有输出设备122和另一输出设备124，所述输出设备122可以配置为仅在串联阶段连接到所述电路，所述输出设备124可以配置为仅在并联阶段连接到电路。这可以使用开关114和116来实现，所述开关114和116可以配置为与其他开关同时进行开关。
[0024]仍然参考图2中的示例性实施例，在并联阶段期间，所述次级输出124可以与电路断开。如果例如所述输出124是从开关电路100充电的能量存储系统，则其可以在并联阶段期间继续正常运行，并且可以仅在串联阶段中充电。
[0025]出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在电路中连接电池的系统，其特征在于，包括：具有正极和负极的第一能量存储单元，具有正极和负极的的第二能量存储单元，输出设备，以及控制单元，所述控制单元其调节包括第一阶段和第二阶段的循环，其中，在所述第一阶段中，所述第一能量存储单元的负极与所述第二能量存储单元的正极相连，而所述第一能量存储单元的正极和所述第二能量存储单元的负极均与所述输出设备相连，使得所述第一能量存储单元，所述第二能量存储单元和所述输出设备串联，和其中，在第二阶段中，所述第一能量存储单元的正极连接至所述第二能量存储单元的正极，而所述第一能量存储单元的负极连接至第二能量存储单元的负极，正极均连接至所述输出设备，负极均连接至所述输出设备，使得所述第一能量存储单元，所述第二能量存储单元和所述输出设备并联连接。2.根据权利要求1所述的在电路中连接电池的系统，其特征在于，所述控制单元能够独立地改变所述第一阶段的相对持续时间和所述第二阶段的相对持续时间，使得所述第一阶段包括循环的持续时间的0％至100％，第二阶段包括循环的其余部分。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元是可编程的机械芯片，电子芯片，PCB芯片或集成电路芯片之一。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能量存储单元是能够接收电荷的电存储设备。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一能量存储单元和所述第二能量存储单元均包括多个电池。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一阶段的持续时间等于所述第二阶段的持续时间。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一能量存储单元和所述第二能量存储单元是电容器。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于连接所述输出设备的可再充电电源，其中，在所述第二阶段中，所述控制单元还将所述第一能量存储单元的正极和所述第二能量存储单元的正极连接至所述可再充电电源上的正极，并将能量存储单元的负极连接至可再充电电源上的负极，如此所述可再充电电源通过并联连接到所述电路并从所述电路接收电荷。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括连接到所述能量存储单元的正极和负极的多个开关，使得所述开关在所述第一阶段将所述电路配置为串联，在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡鲁潘，
申请(专利权)人：文山，
类型：发明
国别省市：