CN112997348A - 用于连接具有不同化学成分的能量储存装置的连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种能量储存***，其包括：具有第一能量储存化学成分的第一能量储存装置，具有不同于第一能量储存化学成分的第二能量储存化学成分的第二能量储存装置，以及连接装置。连接装置被配置为：有助于将第二能量储存装置电连接至第一能量储存装置；调节由第一能量储存装置提供给第二能量储存装置的第一电力的第一电力分布，使得第一能量储存装置能够选择性地给第二能量储存装置充电；以及调节由第二能量储存装置提供给第一能量储存装置的第二电力的第二电力分布，使得第一能量储存装置能够选择性地从第二能量储存装置吸取电力来增加其电力容量。

Description

用于连接具有不同化学成分的能量储存装置的连接装置
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2018年9月24日提交的美国临时专利申请62/735,396号的权益，其内容通过引用整体并入本文中。
背景技术
不同的能量储存方案具有不同的特性。一些特性使其用于长期能量储存，而另一些则使其用于短期能量储存。传统上，具有不同电池化学成分的电池是不兼容的。
概述
一个实施方案涉及一种能量***。能量储存***包括：具有第一能量储存化学成分的第一能量储存装置，具有不同于第一能量储存化学成分的第二能量储存化学成分的第二能量储存装置，以及连接装置。连接装置被配置为：有助于将第二能量储存装置电连接至第一能量储存装置；调节由第一能量储存装置提供给第二能量储存装置的第一电力的第一电力分布（power profile），使得第一能量储存装置能够选择性地给第二能量储存装置充电；以及调节由第二能量储存装置提供给第一能量储存装置的第二电力的第二电力分布，使得第一能量储存装置可以选择性地从第二能量储存装置吸取电力来增加其电力容量。
另一个实施方案涉及一种用于能量***的连接装置。连接装置包括：第一接口、第二接口、调节器和控制器。第一接口被配置为有助于将连接装置选择性地连接至具有第一能量储存化学成分的第一能量储存装置。第二接口被配置为有助于将连接装置选择性地连接至具有不同于第一能量储存化学成分的第二能量储存化学成分的第二能量储存装置。控制器被配置为控制调节器来调节由第一能量储存装置提供给第二能量储存装置的电力的电力分布，使得第二能量储存装置可以从第一能量储存装置接收电力，以增加第二能量储存装置的电力容量，从而为负载进行供电或充电中的至少一种。
另一个实施方案涉及一种能量***。能量***包括：第一能量储存装置、第二能量储存装置和连接装置。第一能量储存装置包括具有第一电池化学成分的第一电池和第一接口。第二能量储存装置包括：壳体、盖体、第二电池、第二接口和第三接口。壳体限定内部腔体和凹部。盖体枢转连接至壳体并且封闭凹部。第二电池设置在内部腔体内并且具有第二电池化学成分。第三接口被配置为有助于将第二能量储存装置电连接至负载。连接装置被配置为选择性地被容纳在第二能量储存装置的凹部内。连接装置包括：第四接口、第五接口、位于第四接口和第五接口之间的调节器、以及控制器。第四接口被配置为有助于将连接装置选择性地连接至第一能量储存装置的第一接口。第五接口被配置为有助于将连接装置选择性地连接至第二能量储存装置的第二接口。控制器被配置为（i）确定第一电池化学成分和第二电池化学成分的类型，以及（ii）至少基于第一电池化学成分和第二电池化学成分的类型，控制调节器来调节由第一能量储存装置提供给第二能量储存装置的电力的电力分布，使得第二能量储存装置可以从第一能量储存装置接收电力，以增加第二能量储存装置的电力容量，从而为负载进行供电或充电中的至少一种。
概述仅是说明性的，而无意于以任何方式进行限制。结合附图，在本文阐述的详细描述中，本文描述的装置或过程的其他方面、发明特征和优点将变得显而易见，其中相同的附图标记代表相同的元件。
附图说明
图1是根据一个示例性实施方案的能量储存和电力供给装置的前透视图。
图2是根据一个示例性实施方案的图1的能量储存和电力供给装置的前视图。
图3是根据一个示例性实施方案的图1的能量储存和电力供给装置的透视图，其中其盖体被选择性地重新配置为打开方位。
图4是根据一个示例性实施方案的具有连接至其上的连接模块的图3的能量储存和电力供给装置的透视图。
图5是根据一个示例性实施方案的连接至多个外部能量源的图1的能量储存和电力供给装置的透视图。
图6是根据一个示例性实施方案的图5的多个外部能量源中的一个外部能量源的示意图。
图7是根据一个示例性实施方案的图4的连接模块的示意图。
图8是根据一个示例性实施方案的包括能量储存和电力供给装置、连接模块和外部能量源的能量***的示意图。
图9是根据另一个示例性实施方案的包括能量储存和电力供给装置、连接模块和外部能量源的能量***的示意图。
详细说明
在转到详细说明一些示例性实施方案的附图之前，应该理解本申请不限于在说明书中所陈述或在附图中所示出的细节或方法。还应当理解术语仅出于描述的目的而不应当被视为限制性的。
根据一个示例性实施方案，连接装置被配置为有助于将包括具有第一能量储存化学成分的能量储存单元的能量储存和电力供给装置（例如锂离子电池、磷酸铁锂电池等）与具有不同的第二能量储存化学成分的外部能量源（例如铅酸电池、磷酸铁锂电池、可再充电燃料电池***等）电连接。在一些实施方案中，连接装置被配置为有助于将多个外部能量源电连接至能量储存和电力供给装置。多个外部能量源可以各自具有相同的能量储存化学成分（即第二能量储存化学成分），或者多个外部能量源中的至少一个可以具有第三能量储存化学成分。
这样的连接装置有利地促进再利用或改装能量储存和电力供给装置，否则该能量储存和电力供给装置将不适合包括家庭电力备用的各种应用。举例来说，能量储存和电力供给装置可以包括重量相对较轻的锂离子电池和/或磷酸铁锂电池，使得能量储存和电力供给装置是高度便携的。然而，为家庭电力备用应用提供合适的电池容量可能需要大量的能量储存和电力供给装置，考虑到其电池的化学成分，它们可能是相当昂贵的。因此，连接装置有助于将一个或多个相对较便宜和/或较重的外部电源（例如铅酸电池、可再充电燃料电池等）连接至能量储存和电力供给装置，从而提供为充分提供家庭电力备用所需的额外的电力容量。因此，连接装置有助于在需要时（例如，有助于带能量储存和电力供给装置去露营、野餐等）将能量储存和电力供给装置和/从一个或多个相对较便宜和/或较重的外部电源选择性地连接和断开连接，而较便宜和/或较重的外部电源可以留在在指定的位置（例如，在与住宅电网的连接所在的住宅的地下室中等）。
根据图1-5中所示的示例性实施方案，能量储存和电力供给装置（例如太阳能发电机、混合燃烧和太阳能发电机等）（示出为能量储存和电力供给装置10）被配置为接收和储存来自电源的电能以供将来使用（例如，在电力不可用的偏远地区，停电期间为住宅供电等）。电源可以包括：太阳能板***、燃烧发电机（例如汽油发电机等）、电源（例如120伏（“V”）AC插座充电器、220V AC插座充电器、240V AC插座充电器等）、12V汽车适配器、和/或外部能量储存源（例如能量罐等）。所储存的电能可以被提供给负载装置（例如智能手机、平板电脑、电子阅读器、计算机、笔记本电脑、智能手表、便携式可再充电电池组、电器、冰箱、灯、监视器、电视、住宅或建筑物的电网）来对负载装置进行充电和供电中的至少一种。
如图1至图4所示，能量储存和电力供给装置10包括壳体（示出为壳体20）和主体（示出为顶部50）。在一个实施方案中，顶部50与壳体20一体形成（例如整体结构、从其延伸等）。在另一个实施方案中，顶部50可拆卸地连接至壳体20（例如通过紧固件等）。如图1和图2所示，壳体20包括：第一面（示出为前壁22）、相对的第二面（示出为后壁24）、第一侧壁（示出为右侧壁26）、以及相对的第二侧壁（示出为左侧壁28）。如图1和图2所示，能量储存和电力供给装置10包括能量储存单元（示出为电池30）。根据一个示例性实施方案，前壁22、后壁24、右侧壁26和左侧壁28共同限定了容纳电池30的能量储存和电力供给装置10的内部腔体。电池30可以包括一个或多个锂离子电池。根据一个示例性实施方案，电池30包括10.8V额定锂离子电池。在一些实施方案中，电池30包括多个电池（例如串联连接的两个或更多个电池等）。在一些实施方案中，电池30另外地或替代地包括另一种类型的电池（例如铅酸电池、磷酸铁锂电池等）或另一种能量储存单元（例如一个或多个电容器、可再充电燃料电池等）。在一些实施方案中，电池30被配置为以不同的电压（例如24 V额定、36 V额定、48 V额定等）运行来提高电路和布线的效率。
如图1至图4所示，能量储存和电力供给装置10包括沿前壁22设置的界面（示出为用户界面40）。在其他实施方案中，用户界面40的至少一部分设置在后壁24、右侧壁26、左侧壁28和/或顶部50上和/或沿着其设置。如图2所示，用户界面40包括：第一部分（示出为第一面板42）、第二部分（示出为第二面板44）、以及第三部分（示出为第三面板46）。如图2所示，第一面板42包括第一多个接口，第二面板44包括第二多个接口，第三面板46包括第三多个接口，示出为输入/输出（“I/O”）端口48。根据一个示例性实施方案，I/O端口48电连接至电池30。根据一个示例性实施方案，（i）I/O端口48的至少一部分被配置为从电源（例如，太阳能板***、燃烧发电机、电源、12 V汽车适配器等）接收电能以供电池30储存，（ii）I/O端口48的至少一部分被配置为将电池30中储存的电能通过连接在其与负载装置之间的电力和/或充电电缆提供给负载装置（例如智能手机、平板电脑、电子阅读器、计算机、笔记本电脑、智能手表、便携式可再充电电池组、电器、冰箱、灯、监视器、电视、住宅或建筑物的电网），和/或（iii）I/O端口48的至少一部分被配置为接收和提供电能（即用作双功能端口）。
根据图2所示的示例性实施方案，第一面板42、第二面板44和第三面板46的I/O端口48包括交流（“AC”）逆变器端口（例如具有110 V输出端口等）、直流（“DC”）输入端和/或输出端、USB端口、6毫米（“mm”）端口、12 V汽车端口、12V Powerpole端口（例如AndersonPowerpole等）、充电端口（例如太阳能板充电端口、燃烧发电机充电端口、电源充电端口、Powerpole充电端口等）、和/或链接（chaining）端口（例如Powerpole链接端口等，将两个或更多个的能量储存和电力供给装置10串联电连接）。在一些实施方案中，I/O端口48包括连接端口（例如类似于本申请的连接托架等），所述连接端口被配置为有助于将一个或多个外部电源选择性地连接至能量储存和电力供给装置10，所述外部电源相对于能量储存和电力供给装置10的电池30具有不同的能量储存化学成分。如图2所示，第二面板44包括显示器（示出为显示器49）。显示器49可以提供关于能量储存和电力供给装置10和/或电池30的状态和/或运行的各种信息（例如电池电量、电流输入功率、电流输入电压、电流输入电流、电流输出功率、电流输出电压、电流输出电流、电池30充满电为止的估计时间、电池30完全和/或允许耗尽为止的估计时间、电池温度、标志、通知、警告等）。
如图1至图3所示，顶部50限定凹部（示出为腔体60）。能量储存和电力供给装置10包括盖子（示出为盖体90）。根据一个示例性实施方案，盖体90被定位成有助于选择性地进入和封闭腔体60。能量储存和电力供给装置10的操作者可以由此接合盖体90的前部（示出为前边缘92），以将盖体90选择性地重新定位在第一方位（例如图1和图2中所示的闭合方位）和第二方位（例如图3和图4所示的打开方位）之间，从而选择性地进入腔体60。
如图3和图4所示，腔体60包括一个或多个端口（示出为I/O端口86）。根据一个示例性实施方案，I/O端口86电连接至电池30。I/O端口86可以包括与用户界面40的I/O端口48之一相似和/或不同的端口（例如专用连接器、高压DC输出、快速充电输入等）。如图3和图4所示，腔体60限定第一槽（示出为左槽70）和第二槽（示出为右槽72）。如图3所示，左槽70被配置为选择地（例如可移除地、可拆卸地、可互换地等）容纳第一模块（示出为第一托架100），右槽72被配置为选择地容纳第二模块（示出为第二托架120）。根据一个示例性实施方案，第一托架100和/或第二托架120是可互换的（例如与不同类型的模块、与彼此、与模块化适配器等）。在其他实施方案中，第一托架100和/或第二托架120被固定或一体地形成在腔体60内。
在一些实施方案中，第一托架100和/或第二托架120可选择性地替换为不同类型的模块。不同类型的模块可以包括：链接托架、接口和通信托架、发电机托架、高容量输出托架、快速充电或高容量输入托架、和/或连接托架、以及其他替代方式。各种托架可以被配置为使用I/O端口86将能量储存和电力供给装置10和/或电池30电连接至电源（例如电源、燃烧发电机、太阳能板***、电池组、具有不同能量储存化学成分的外部电源等）和/或负载装置（例如智能手机、平板电脑、电子阅读器、计算机、笔记本电脑、智能手表、便携式可再充电电池组、电器、冰箱、灯、监视器、电视、住宅的电网等）。在其他实施方案中，模块保持和/或支撑负载装置，有助于其与能量储存和电力供给装置10一起使用。
如图4所示，连接装置或模块（示出为连接托架200）被设置在能量储存和电力供给装置10的腔体60的左槽70内。根据一个示例性实施方案，连接托架200由左槽70选择性地（例如可移除地、可拆卸地、可互换地等）容纳。在其他实施方案中，连接托架200由右槽72选择性地容纳。在替代的实施方案中，连接托架200一体地形成在腔体60内和/或至能量储存和电力供给装置10的另一部分。根据一个示例性实施方案，连接托架200被配置为通过腔体60内的I/O端口86连接至能量储存和电力供给装置10的电池30。
根据一个示例性实施方案，连接托架200被配置为有助于将能量储存和电力供给装置10电连接至一个或多个具有不同类型的能量储存器（例如具有不同的电池化学成分的电池等）的外部能量储存源。如图5所示，连接托架200被配置为有助于将能量储存和电力供给装置10连接至一个或多个第一外部能量储存源（例如储备罐等）（示出为第一能量罐300）和/或一个或多个第二外部能量储存源（示出为第二能量罐350）。第一能量罐300和/或第二能量罐350可以被用于充电和/或增加能量储存和电力供给装置10的电池30的储存容量。这样的设置可以允许能量储存的扩展性，因为可以通过添加外部能量储存源来实现更大的储存容量，同时保持能量储存和电力供给装置10的便携性（例如通过将能量储存和电力供给装置10与其断开连接等）。
根据一个示例性实施方案，第一能量罐300具有第一能量储存化学成分，第二能量罐350具有不同于第一能量储存化学成分的第二能量储存化学成分。根据一个示例性实施方案，第一能量储存化学成分和第二能量储存化学成分中的至少一个不同于能量储存和电力供给装置10的电池30的能量储存化学成分。举例来说，能量储存和电力供给装置10的电池30可以具有锂离子电池化学成分，而第一能量罐300和/或第二能量罐350可以是或包括铅酸电池、磷酸锂电池、燃料电池和/或其他类型的能量储存装置和/或化学成分。根据一个示例性实施方案，连接托架200有助于提供具有混合能量储存阵列的能量***（例如能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300、第二能量罐350的组合等），所述混合能量储存阵列在一个组件中捕获不同的电池化学成分的有利特性，从而减轻每个在单独使用时的不利特性（例如，结合了多个独立***的特征来捕获每个***的最佳特征的混合能量储存***等）。
在一些实施方案中，第一能量罐300和/或第二能量罐350是非独立的或被动的装置，其依赖于能量储存和电力供给装置10来从电源接收电力并且将电力递送至负载。在其他实施方案中，第一能量罐300和/或第二能量罐350能够独立或自给自足。举例来说，第一能量罐300和/或第二能量罐350可以被实现为即使当能量储存和电力供给装置10从其断开连接时也保持可操作的永久安装的一部分。
根据图6所示的示例性实施方案，第一能量罐300（以及类似的第二储能罐350）包括：一个或多个第一接口（示出为输入端310）、一个或多个第二接口（示出为输出端320）、能量储存单元（示出为能量储存器330）、以及显示器（示出为显示器340）。显示器340可以提供关于第一能量罐300和/或能量储存器330的状态和/或运行的各种信息（例如电池电量、电流输入功率、电流输入电压、电流输入电流、电流输出功率、电流输出电压、电流输出电流、能量储存器330充满电为止的估计时间、能量储存器330完全和/或允许耗尽为止的估计时间、电池温度、标志、通知、警告等）。在一些实施方案中，第一能量罐300不包括显示器340。
如图6所示，输入端310和输出端320电连接至能量储存器330。根据一个示例性实施方案，输入端310被配置为从电源（例如太阳能板***、燃烧发电机、电源、12 V汽车适配器、连接的电池、连接的电源、能量储存和电力供给装置10等）接收电能用于能量储存器330储存。根据一个示例性实施方案，输出端320被配置为将在能量储存器330内的储存的能量提供（例如通过连接托架200等）给负载装置（例如智能手机、平板电脑、电子阅读器、计算机、笔记本电脑、智能手表、便携式可再充电电池组、电器、冰箱、灯、监视器、电视、连接的能量罐等）和/或能量储存和电力供给装置10。第一能量罐300的输入端310和/或输出端320可以包括：AC逆变器端口、DC输入端和/或输出端、USB端口、6 mm端口、12 V汽车端口、充电端口（例如太阳能板充电口、燃烧发电机充电端口、电源充电端口、连接托架充电端口等）和/或链接端口（例如将两个或更多个第一能量罐300串联电连接等）。
根据一个示例性实施方案，能量储存器330是或包括12 V铅酸电池。在其他实施方案中，能量储存器330以不同的电压（例如24 V、36 V、48 V等）运行。在一些实施方案中，能量储存器330包括多个电池（例如串联连接的两个或更多个电池、阵列等）。在一些实施方案中，能量储存器330另外地或替代地包括另一类型的电池（例如磷酸铁锂电池、锂离子电池等）或另一能量储存单元（例如一个或多个电容器、可再充电燃料电池等）。应当注意，这里关于第一能量罐300的描述可以类似地应用于第二能量罐350。
如图4和图7所示，连接托架200包括：一对接口（示出为第一接口210和第二接口220）、一对调节器（示出为第一调节器212和第二调节器222）、显示器（示出为显示器230）、通信接口（示出为通信接口240）、以及控制***（示出为连接控制器250）。根据一个示例性实施方案，第一接口210被配置为电连接（例如通过I/O端口86等）至能量储存和电力供给装置10的电池30。第二接口220被配置为电连接至一个或多个第一能量罐300和/或一个或多个第二能量罐350。在一些实施方案中，第一接口210和/或第二接口220包括一个或多个传感器（例如电压传感器、电流传感器等），所述传感器被配置为测量关于向其或由此向其提供（例如通过能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300、第二能量罐350等）的电力的电特性（例如电压、电流等）。举例来说，传感器可以使用专用电路（例如数字万用表、运算放大器、电压表等）来测量所连接的电池的额定电压。
如图7所示，第一调节器212电连接至第一接口210，第二调节器222电连接至第二接口220，并且第一调节器212和第二调节器222电连接。在另一实施方案中，第一调节器212和第二调节器222不连接，而是，（i）第一调节器212独立于第二调节器222连接在第一接口210和第二接口220之间，并且（ii）第二调节器222独立于第一调节器212连接在第一接口210和第二接口220之间。根据一个示例性实施方案，第一调节器212被配置为有助于调节从能量储存和电力供给装置10接收和/或向其提供的第一电力流的特性（例如电流、电压等）。根据一个示例性实施方案，第二调节器222被配置为有助于调节从第一能量罐300和/或第二能量罐350接收和/或向其提供的第二电力流的特性（例如电流、电压等）。在一个实施方案中，第一调节器212和第二调节器222中的每一个是或包括DC-DC调节电路。
如图4所示，显示器230包括LED指示器阵列。在其他实施方案中，显示器230另外地或可替代地包括显示器屏幕。显示器230可以提供关于能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350的状态和/或运行的各种信息（例如电池电量或充电状态、电流输入功率、电流输入电压、电流输入电流、电流输出功率、电流输出电压、电流输出电流、达到充满电为止的估计时间、达到完全和/或允许耗尽为止的估计时间、电池温度、标志、通知、警告等）。
根据一个示例性实施方案，通信接口240被配置为与能量储存和电力供给装置10通信以在其之间发送数据（例如通过I/O端口86、无线收发器等）。在一些实施方案中，通信接口240被配置为与第一能量罐300和/或第二能量罐350另外地或替代地通信。这样的通信可以包括电力调节参数，例如电力分布、调度命令、最小和最大充电水平、有源负载管理（例如充电/放电优先级）和/或运行数据。在某些实施方案中，通信接口240被配置为另外地或替代地与用户装置（例如智能手机、平板电脑、路由器、计算机、智能手表等）通信以有助于向用户装置（例如，而不是直接在装置上等）提供这样的信息。
根据一个示例性实施方案，连接控制器250被配置为与连接托架200、能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350的组件选择性地接合、选择性地脱离、控制和/或以其他方式通信。如图7所示，连接控制器250连接至第一接口210、第一调节器212、第二接口220、第二调节器222、显示器230和通信接口240。在其他实施方案中，连接控制器250连接至更多或更少的组件。举例来说，连接控制器250可以通过第一接口210、第一调节器212、第二接口220、第二调节器222、显示器230和/或通信接口240发送和接收信号。连接控制器250可以被配置为选择性地控制第一调节器212和/或第二调节器222以“迫使”能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350兼容，尽管其能量储存化学成分不同（例如通过操纵其电力分布等）。
如图7所示，连接控制器250包括处理器252和存储器254（例如RAM、ROM、闪速存储器、硬盘存储器等）。处理器252可以被实现为通用处理器、专用集成电路（“ASIC”）、一个或多个现场可编程门阵列（“FPGA”）、数字信号处理器（“DSP”）、一组处理组件或其他合适的电子处理组件。存储器254可以包括多个存储器装置。存储器254可以存储数据和/或计算机代码以有助于本文描述的各种过程。因此，存储器254能够可通信地连接至处理器252，并且向处理器252提供计算机代码或指令用于执行本文中关于连接控制器250所描述的过程。此外，存储器254可以是或包括有形的非暂时易失性存储器或非易失性存储器。因此，存储器254可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本文描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。
根据一个示例性实施方案，连接控制器250被配置为控制通过连接托架200流入和/或流出能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350的电力。在一个实施方案中，连接控制器250被配置为优先化向/从能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350的充电和放电，使得能量储存和电力供给装置10被首先充电和首先放电。在另一个实施方案中，连接控制器250被配置为优先化向/从能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350的充电和放电，使得第一能量罐300和/或第二能量罐350被首先充电和首先放电。在另一个实施方案中，连接控制器250被配置为优先化向/从能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350的充电和放电，使得（i）能量储存和电力供给装置10被首先充电，以及（ii）第一能量罐300和/或第二能量罐350被首先放电。在另一个实施方案中，连接控制器250被配置为优先化向/从能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350的充电和放电，使得（i）第一能量储罐300和/或第二储能罐350被首先充电，以及（ii）能量储存和电力供给装置10被首先放电。在另一个实施方案中，连接控制器250被配置为优先化向/从能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350的充电和放电，使得能量储存和电力供给装置10、第一能量罐300和/或第二能量罐350被同时充电和放电。在一些实施方案中，能量储存和电力供给装置10的电池30在充电和/或放电中被完全绕过（例如能量储存和电力供给装置10用作用于电力传输的导管等）。在一些实施方案中，当能量储存和电力供给装置10的输入功率超过输出功率需求时，连接控制器250被配置为用多余的电力对能量储存和电力供给装置10的电池30以及第一能量罐300和/或第二能量罐350（例如优先考虑电池30等）进行充电。
根据一个示例性实施方案，连接控制器250被配置为控制第一调节器212和/或第二调节器222来控制在两个方向上流过连接托架200的电力的电力分布（例如电压、电流等）：（i）从能量储存和电力供给装置10至能量罐来给能量罐充电（例如最高10安培等），以及（ii）从能量罐至能量储存和电力供给装置10来给电池30充电和/或向负载供给电力（例如最大100安培等）。当控制第一调节器212和/或第二调节器222时，可以考虑各种因素，包括但不限于充电状态、电池温度、环境温度、能量储存化学成分的类型、负载的当前功率需求、允许的充电速率和/或允许的放电速率。
根据一个示例性实施方案，连接控制器250被配置为检测能量储存化学成分（例如铅酸电池化学成分、锂离子电池化学成分、磷酸铁锂电池化学成分、燃料电池化学成分等）的类型和/或（i）连接至连接托架200的第一接口210的能量储存和电力供给装置10的电池30和/或（ii）连接至连接托架200的第二接口220的第一能量罐200和/或第二能量罐350的电压。举例来说，连接控制器250可以被配置为通过将由第一接口210和/或第二接口220接收的电力的电特性与已知特性（例如储存在存储器254中的额定的电池运行电压）的列表进行匹配来检测能量储存化学成分的类型。例如，用户可以通过第二接口220将12 V铅酸电池作为外部能量储存源连接至连接托架200。连接控制器250可以被配置为检测12 V铅酸已经被连接至连接托架200，以及确定铅酸电池的额定电压（例如基于传感器读数等）。连接控制器250然后可以被配置为将额定电压与铅酸电池的额定电压匹配（例如使用查找表等）来识别能量储存化学成分的类型。根据一个示例性实施方案，连接控制器250被配置为基于所检测的能量储存化学成分的类型来实现适当的电力分布（例如相对于能量储存和电力供给装置10的电池30等）。
在一些实施方案中，连接控制器250被配置为主动管理由能量储存和电力供给装置10和/或一个或多个外部能量储存源提供给负载的电力，从而优化电池效率和寿命。举例来说，无需调节即可直接从一个或多个外部能量储存源为12 V负载供电。替代地，可以由配置有48 V锂电池的能量储存和电力供给装置10为高AC负载供电，这样效率更高，因为其较高的电压以及以较低的Peukert常数处理高C级放电的能力。
在一些实施方案中，连接控制器250被配置为调度能量储存和电力供给装置10以及一个或多个外部能量储存源的使用，从而最大化电网上的成本节省（例如，电费低时充电，电费高时放电等）。在一些实施方案中，连接控制器250被配置为自动检测一个或多个连接的外部能量储存源的化学成分，并应用智能地使用能够处理高循环计数的化学成分的电力分布。在其他实施方案中，连接控制器250被配置为基于化学成分设置外部能量储存源的最大和最小电荷水平，从而最大化循环寿命。在其他实施方案中，连接控制器250被配置为实现其他智能算法。
根据图8所示的示例性实施方案，第一能量***（示出为能量***400）包括连接托架200，所述连接托架将能量储存和电力供给装置10电连接至一个或多个第一能量罐300和任选地电连接至一个或多个第二能量箱350。在一些实施方案中，连接托架200将单个第一能量罐300电连接至能量储存和电力供给装置10。在一些实施方案中，连接托架200将多个第一能量罐300电连接至能量储存和电力供给装置10（例如第一能量罐300的链等）。在一些实施方案中，连接托架200将单个第二能量罐350电连接至能量储存和电力供给装置10。在一些实施方案中，连接托架200将多个第二能量罐350电连接至能量储存和电力供给装置10。
如图8所示，输入电源（示出为输入电源110）被配置为连接至能量储存和电力供给装置10（例如通过I/O端口48等）。根据一个示例性实施方案，输入电源110被配置为向能量储存和电力供给装置10提供电力，以进行至少一种以下过程：（i）给能量储存和电力供给装置10的电池30充电，（ii）给第一能量罐300的能量储存器330充电，以及（iii）给第二储能罐350的能量储存器充电。输入电源110可以是或包括太阳能板***、燃烧发电机、干线电源连接、车用发电机和/或另外的合适的电源。如图8所示，能量储存和电力供给装置10通过负载接口（示出为家庭集成转换开关140）连接至负载。根据一个示例性实施方案，家庭集成转换开关140将能量***400连接至家庭、住宅或其他建筑物的电网，以用作电力备用***。在其他实施方案中，能量***400在非建筑应用中实施。例如，能量***400可以被用于电力需求大于能量储存和电力供给装置10能够独立提供的电力需求的户外活动。
根据图9所示的示例性实施方案，第二能量***（示出为能量***500）包括能量***400的所有组件，还包括接口（示出为接口370），所述接口允许一个或多个能量罐（例如一个或多个第一能量罐300、一个或多个第二能量罐350）连接至（i）第二负载接口（示出为家庭集成转换开关380）和（ii）第二输入电源（示出为输入电源390）。接口370可以被整合至每个相应的能量罐或外部单元中。输入电源390可以是或包括太阳能板***、燃烧发电机、干线电源连接和/或另外的合适的电源。根据一个示例性实施方案，接口370使第一能量罐300和/或第二能量罐350能够作为不依赖于能量储存和电力供给装置10的独立单元运行。如果并且当能量储存和电力供给装置10与能量***500断开连接时，第一能量罐300和/或第二能量罐350因此能够接收和供应电力来适应负载需求。
如本文中所使用的，术语“大约”、“约”、“基本上”以及类似的术语旨在具有与本发明的主题所涉及到的本领域的技术人员通常和所接受的用法一致的广泛的意思。阅读本发明的本领域的技术人员应当理解的是，这些术语意在允许对所描述和所要求保护的某些特征的描述，而不将这些特征的范围限制在所提供的精确的数值范围。因此，这些术语应当被阐述为，指示所描述和所要求保护的主题的非实质或无关紧要的修改或改变被视为落入本发明的如所附权利要求书中所引用的范围内。
应当注意的是，本文中所使用的来描述各种实施方案的术语“示例性”意在指示该实施方案是可能的实施方案的可能的实施例、呈现和/或阐述（并且该术语不意在表示，该实施方案必须是特别的或最好的实施例）。
如本文所使用的术语“联接”、“连接”及其变体意味着两个构件彼此直接或间接地连接。该连接可以是静止的（例如永久的或固定的）或可移动的（例如可拆卸的或可释放的）。该连接可以通过彼此直接连接的两个构件来实现，通过使用单独的中间构件彼此连接的两个构件和彼此连接的任何另外的中间构件来实现，或通过使用与两个构件之一一体形成为单个整体的中间构件彼此连接的两个构件来实现。如果用另外的术语修饰了“连接”或其变体（例如直接连接），则上文提供的“连接”的通用定义将通过另外的术语的通俗易懂的语言含义进行修饰（例如“直接连接”指没有任何单独的中间构件的两个构件的连接），从而导致比上文提供的“连接”的通用定义更狭窄的定义。这样的连接可以是机械的、电的或流体的。
对本文中元件的位置（例如“顶部”、“底部”、“之上”、“之下”）的参照仅仅用于描述附图中的各种元件的方位。应当注意的是，根据其他示例性实施方案，各种元件的方位可以改变，并且本发明意在包含该变化。
可以利用旨在执行本文所述的功能的通用的单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或另外的可编程逻辑装置、分立驱动或晶体管逻辑、分立硬件组合或任何其组合来实现或执行用于实现结合本文所公开的实施方案描述的各种过程、操作、说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理组件。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算装置的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器或任何其他这样的配置。在一些实施方案中，特定过程和方法可以由特定于给定功能的电路执行。存储器（例如存储器、存储器单元、储存装置）可以包括一个或多个用于储存数据和/或计算机代码的装置（例如RAM、ROM、闪速存储器、硬盘存储器），用于完成或促进本文公开中描述的各种过程、层和模块。存储器可以是或包括易失性存储器或非易失性存储器，并且可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本文描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。根据一个示例性实施方案，存储器通过处理电路可通信地连接至处理器，并且包括用于执行（例如通过处理电路或处理器）本文所述的一个或多个过程的计算机代码。
本申请考虑了用于完成各种操作的任何机器可读介质上的方法、***和程序产品。本申请的实施方案可以使用现有的计算机处理器来实现，或者通过用于为此目的或其他目的而被并入的合适的***的专用计算机处理器来实现，或者通过硬连线***来实现。本申请范围内的实施方案包括程序产品，所述程序产品包含用于携带或具有储存在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这样的机器可读介质可以是能够由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。举例来说，这种机器可读介质能够包含RAM、ROM、EPROM、EEPROM或其他光盘储存器、磁盘储存装置或其他磁性储存装置、或任何其他能够被用于以机器可执行指令或数据结构形式携带或储存所需程序代码并且能够由通用或专用计算机或其他带有处理器的机器访问的介质。以上的组合也被包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如使通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行某些功能或一组功能的指令和数据。
尽管附图和说明书可以示出方法步骤的特定顺序，但是除非上文另外指定，否则这些步骤的顺序可以与所描绘和描述的步骤不同。同样，两个或更多个步骤可以同时或部分同时执行，除非上文另有说明。这种变化可以例如取决于所选择的软件和硬件***以及设计者的选择。所有这些变化都在本申请的范围内。同样地，可以使用具有基于规则的逻辑和其他逻辑的标准编程技术来完成所描述方法的软件实现，从而完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决定步骤。
重要的是要注意，各种示例性实施方案中所示的能量储存和电力供给装置10、连接托架200、第一能量罐300、第二能量罐350、能量***400、能量***500及其组件的构造和设置仅是说明性的。另外，在一个实施方案中公开的任何元件可以被本文公开的任何其他实施方案结合或利用。尽管上文仅描述了能够在另一个实施方案中结合或利用的来自一个实施方案的元件的一个实施例，但是应当理解，各种实施方案的其他元件可以被本文公开的任何其他实施方案结合或利用。

Claims (20)

1.一种能量***，其包含：
-第一能量储存装置，其具有第一能量储存化学成分；
-第二能量储存装置，其具有不同于所述第一能量储存化学成分的第二能量储存化学成分；以及
-连接装置，其被配置为：
--有助于将所述第二能量储存装置电连接至所述第一能量储存装置；
--调节由所述第一能量储存装置提供给所述第二能量储存装置的第一电力的第一电力分布，使得所述第一能量储存装置能够选择性地给所述第二能量储存装置充电；以及
--调节由所述第二能量储存装置提供给所述第一能量储存装置的第二电力的第二电力分布，使得所述第一能量储存装置能够选择性地从所述第二能量储存装置吸取电力来增加其电力容量。
2.根据权利要求1所述的能量***，其中所述连接装置包括：
第一接口，其被配置为有助于将所述第一能量储存装置选择性地连接至所述连接装置；以及
第二接口，其被配置为有助于将所述第二能量储存装置选择性地连接至所述连接装置。
3.根据权利要求2所述的能量***，其中所述连接装置选择性地可***所述第一能量储存装置的隔室中和可从所述隔室中移除。
4.根据权利要求1所述的能量***，其中所述连接装置被整合至所述第一能量储存装置中，并且其中所述连接装置包括被配置为有助于将所述第二能量储存装置选择性地连接至所述连接装置的接口。
5.根据权利要求1所述的能量***，其中所述第一能量储存化学成分是锂离子电池化学成分或磷酸铁锂电池化学成分，以及其中所述第二能量储存化学成分包括铅酸电池化学成分、磷酸铁锂电池化学成分或燃料电池化学成分中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的能量***，其中所述第一能量储存装置包括接口，所述接口被配置为有助于将所述第一能量储存装置连接至负载，从而用所述第一能量储存装置或所述第二能量储存装置中的至少一个对所述负载进行供电或充电中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的能量***，其中所述连接装置被配置为优先化所述第一能量储存装置和所述第二能量储存装置的充电和放电，使得所述第一能量储存装置首先被充电并且首先被放电。
8.根据权利要求6所述的能量***，其中所述连接装置被配置为优先化所述第一能量储存装置和所述第二能量储存装置的充电和放电，使得所述第二能量储存装置首先被充电并且首先被放电。
9.根据权利要求6所述的能量***，其中所述连接装置被配置为优先化所述第一能量储存装置和所述第二能量储存装置的充电和放电，使得所述第一能量储存装置首先被充电并且所述第二能量储存装置首先被放电。
10.根据权利要求6所述的能量***，其中所述连接装置被配置为优先化所述第一能量储存装置和所述第二能量储存装置的充电和放电，使得所述第二能量储存装置首先被充电并且所述第一能量储存装置首先被放电。
11.根据权利要求6所述的能量***，其中所述连接装置被配置为优先化所述第一能量储存装置和所述第二能量储存装置的充电和放电，使得所述第一能量储存装置和所述第二能量储存装置同时被充电和被放电。
12.根据权利要求6所述的能量***，其中所述第一能量储存装置用作从所述第二能量储存装置向所述负载传输电力的导管，使得所述第一能量储存装置不储存由所述第一能量储存装置通过所述连接装置从所述第二能量储存装置接收的电力。
13.根据权利要求6所述的能量***，其中所述第一能量储存装置通过所述连接装置从所述第二能量储存装置接收的电力由所述第一能量储存装置储存，然后由所述第一能量储存装置随后提供给所述负载。
14.根据权利要求6所述的能量***，其中所述接口是第一接口，并且其中所述第二能量储存装置包括第二接口，所述第二接口被配置为有助于将所述第二能量储存装置独立于所述第一能量储存装置连接至所述负载，使得如果所述第二能量储存装置与连接装置断开连接，则所述第二能量储存装置能够为所述负载进行供电或充电中的至少一种。
15.根据权利要求1所述的能量***，其还包含第三能量储存装置，所述第三能量储存装置具有（i）与所述第一能量储存化学成分不同且（ii）与所述第二能量储存化学成分相同或不同的第三能量储存化学成分，并且其中所述连接装置被配置为有助于将所述第三能量储存装置连接至所述第一能量储存装置。
16.根据权利要求1所述的能量***，其中所述连接装置被配置为：
确定所述第一能量储存化学成分和所述第二能量储存化学成分的类型；以及
至少基于所述第一能量储存化学成分和所述第二能量储存化学成分的类型，调节所述第一电力分布和所述第二电力分布。
17.一种用于能量***的连接装置，所述连接装置包含：
第一接口，其被配置为有助于将所述连接装置选择性地连接至具有第一能量储存化学成分的第一能量储存装置；
第二接口，其被配置为有助于将所述连接装置选择性地连接至具有不同于所述第一能量储存化学成分的第二能量储存化学成分的第二能量储存装置；
调节器；以及
控制器，其被配置为控制所述调节器来调节由所述第一能量储存装置提供给所述第二能量储存装置的电力的电力分布，使得所述第二能量储存装置能够从所述第一能量储存装置接收电力，以增加所述第二能量储存装置的电力容量，从而为负载进行供电或充电中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的连接装置，其中所述控制器被配置为确定所述第一能量储存化学成分和所述第二能量储存化学成分的类型，并且其中所述控制器被配置为至少基于所述第一能量储存化学成分和所述第二能量储存化学成分的类型控制调节器。
19.根据权利要求17所述的连接装置，其中所述调节器是第一调节器并且所述电力分布是第一电力分布，所述连接装置还包括第二调节器，其中所述控制器被配置为控制所述第二调节器来调节由所述第二能量储存装置提供给所述第一能量储存装置的电力的第二电力分布，使得所述第一能量储存装置能够被所述第二能量储存装置充电。
20.一种能量***，其包含：
-第一能量储存装置，其包括：
--第一电池，其具有第一电池化学成分；以及
--第一接口；
-第二能量储存装置，其包括：
--壳体，其限定内部腔体和凹部；
--盖体，其枢转连接至所述壳体，所述盖体选择性地封闭所述凹部；
--第二电池，其设置在所述内部腔体内并且具有第二电池化学成分；
--第二接口；以及
--第三接口，其被配置为有助于将所述第二能量储存装置电连接至负载；以及
-连接装置，其被配置为选择性地被容纳在所述第二能量储存装置的所述凹部内，所述连接装置包括：
--第四接口，其被配置为有助于将所述连接装置选择性地连接至所述第一能量储存装置的所述第一接口；
--第五接口，其被配置为有助于将所述连接装置选择性地连接至所述第二能量储存装置的所述第二接口；
--调节器，其位于所述第四接口和所述第五接口之间；以及
--控制器，其被配置为：
---确定所述第一电池化学成分和所述第二电池化学成分的类型；以及
---至少基于所述第一电池化学成分和所述第二电池化学成分的类型，控制所述调节器来调节由所述第一能量储存装置提供给所述第二能量储存装置的电力的电力分布，使得所述第二能量储存装置能够从所述第一能量储存装置接收电力，以增加所述第二能量储存装置的电力容量，从而为所述负载进行供电或充电中的至少一种。
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