[发明专利]混合电池组系统

说明书

固定混合电池组备用系统结合两种不同的电池组单元，这两种电池组单元在再充电效率、循环寿命、电力容量、放电深度阈值、温度阈值、内阻抗阈值、充电器速率效率和备用效率上有区别。本发明的电池组备用系统包括可以用于给第一电池组和第二电池组充电并且为负载供电的辅助电力供给。当系统的工作电压由于电源的电力故障而下降时，控制系统可以将第一和/或第二电池组单元耦合至负载。控制系统可以具有电压阈值限制，其中，控制系统接合第一和第二电池组单元以支持负载需求。当工作电压高于阈值水平时，可以通过辅助电力供给对第一和第二电池组单元充电。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月15日提交的美国临时申请第62/395,112的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及包括多种不同电池组单元的混合电池组系统。

背景技术

电池组(battery)备用系统被配置为在有限的时间内处理来自主电源的断电(包括掉电但未完全断电的情况下出现的突降或下降)。在断电期间，电池组备用系统的电池组或多个电池组被放电，备用系统的电荷状态降低。如果断电时间过长，电池组备用系统可能会下降到低于为负载提供充足电力的电荷状态。在许多应用中，电池组备用系统使用相对较短时间，或者在电池组系统的电荷状态只下降到满电荷状态的一小部分的时间内使用。这些应用可能偶尔会遇到较长时间的断电，然而针对在日常/频繁循环条件下优化的性能和优化的待机/临时备用电力需求要求的特点，依比例定制备用系统可能会太昂贵。较低效率的电池组系统最初可能会比较便宜，但其在充电/放电周期效率方面会比较低，因此运行成本会比较高。例如，锂离子电池组比铅酸电池组更有效率，但也更贵。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种用于电网中能量储存的混合电池组系统，所述电网包括电源和负载。该系统包括电池组系统，包括：具有第一电池组化学成分的第一可再充电电池组单元；以及具有第二电池组化学成分的第二可再充电电池组单元，第一电池组化学成分与所述第二电池组化学成分不同。例如，该差异可以在不同的电池组单元间提供不同的能量效率(即，在放电过程中，为第二电池组充电的能量输入与能量输出的比率可比第一电池组高)和/或者电力效率(即，在放电过程中，为第一电池组充电的电力输入与电力输出的比率可能比第二电池组高)。控制器选择性地将电池组系统的电池组单元与电网耦合，以用于(a)在放电期间将电能从电池组系统传送给负载、以及(b)在充电期间从电源中接收电能为电池组系统充电。电力供给电压传感器检测电力供给的工作电压。控制器包括逻辑，用于基于工作电压处于充电范围或放电范围而分别在电池组系统的充电与放电之间切换控制器。控制器还包括充电模式选择逻辑，用于基于工作电压在充电范围内在充电模式之间进行选择，该模式包括(a)同时给两个所述电池组单元充电、(b)只给第一电池组单元充电、以及(c)只给第二电池组单元充电。

本发明可涉及固定混合电池组备用系统。两种不同电池组单元可以包括在再充电效率、循环周期、电力容量、放电深度阈值、温度阈值、内阻抗阈值、充电速率效率以及/或者待机效率方面与第二电池组单元不同的第一电池组单元。本发明中的电池组备用系统可以包括控制系统，该控制系统根据电池组特性以及向控制系统的输入将第一电池组单元和/或第二电池组单元耦合至负载和/或充电器。控制系统可以被编程或者嵌入有逻辑来实现从第一电池组到第二电池组的切换，从而最大化整体系统效率。