CN103907260A - 控制系统、控制设备和控制方法 - Google Patents

控制系统、控制设备和控制方法 Download PDF

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Abstract

一种控制系统包括第一设备，该第一设备被配置为接收第一电压并将第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压。该控制系统还包括第二设备，该第二设备被配置为接收第二电压并根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率。

Description

控制系统、控制设备和控制方法
技术领域
本公开涉及用于改变例如电池的充电速率的控制系统、控制设备和控制方法。
背景技术
已广泛地使用以锂离子电池为代表的二次电池。以下专利文献1描述了一种允许用户选择给二次电池充电的正常充电速率或给二次电池充电的高充电速率的系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开No.2008-083022
发明内容
技术问题
专利文献1中描述的技术根据用户的操作来改变充电速率。当如在光伏发电中的能够供应的电力由于天气等改变而改变时，例如，充电速率不能根据能够供应的电力的改变而改变。
因此本发明的目的是提供一种根据用于光伏发电等的发电部产生的电压的变化来改变充电速率的控制系统、控制设备和控制方法。
技术方案
为了解决上述问题，根据本发明，例如，提供了一种控制系统，其包括：
第一设备，被配置为接收第一电压并将第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压；以及第二设备，被配置为接收第二电压并根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率。
在另一种实施方式中，提供了一种给储能设备充电的方法。该方法包括：接收第一电压；将所述第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压；根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率。
在另一种实施方式中，提供了一种充电单元，该充电单元包括被配置为接收电压并根据所接收的供应至该设备的电压的变化改变储能设备的充电速率的设备。
在另一种实施方式中，提供了一种给储能设备充电的方法。该方法包括接收电压并且根据所接收的电压的变化改变储能设备的充电速率。
在另一种实施方式中，提供了一种电动车辆，该电动车辆包括：第一控制系统，该第一控制系统包括被配置为接收第一电压并将第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压的第一设备以及被配置为接收第二电压并根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率的第二设备。该电动车辆还包括：转换装置，将从储能设备供应的电力转换为可由电动车辆的部件使用的形式；以及第二控制系统，被配置为基于与储能设备相关的信息来处理与车辆控制相关的信息。
在另一种实施方实中，提供了一种电动车辆，该电动车辆包括：充电单元，包括被配置为接收电压并根据所接收的供应至设备的电压的变化改变储能设备的充电速率的设备；转换装置，将从储能设备供应的电力转换为可由电动车辆的部件使用的形式；以及第二控制系统，被配置为基于与储能设备相关的信息来处理与车辆控制相关的信息。
有益效果
根据至少一种实施方式，可以根据从发电部供应的电压的变化来改变电池的充电的速率。
附图说明
图1是示出系统的配置的实例的框图。
图2是示出控制单元的配置的实例的框图。
图3是示出控制单元的供电系统的配置的实例的框图。
图4示出了控制单元中的高压输入电源电路的配置的具体实例。
图5是示出电池单元的配置的实例的框图。
图6是示出电池单元的供电系统的配置的实例的框图。
图7示出了电池单元中的充电器电路的配置的具体实例。
图8A是示出太阳能电池的电压-电流特性的曲线图。图8B是示出当太阳能电池的电压-电流特性用某条曲线表示时在太阳能电池的端电压与由太阳能电池产生的电力之间的关系的曲线图(P-V曲线)。
图9A是帮助说明响应于表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线的改变的操作点改变的示图。图9B是示出了其中通过控制单元和多个电池单元执行协作控制的控制系统的配置的实例的框图。
图10A是帮助说明当在太阳能电池上的照明度降低的情况下执行协作控制时的操作点的改变的示图。图10B是帮助说明当在从太阳能电池观看的负载增加的情况下执行协作控制时的操作点的改变的示图。
图11是帮助说明当在太阳能电池上的照明度和从太阳能电池观看的负载都改变的情况下执行协作控制时的操作点的改变的示图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本公开的实施放实。顺便提及，将按以下顺序进行描述。
<1.实施方式>
<2.变形实例>
应注意，下面将要描述的实施方式和变形实例是本公开的优选具体实例，并且对实施方式和变形实例没有限制。
<1.实施方式>
[系统的配置]
图1示出了本公开中的控制系统的配置的实例。控制系统包括一个或多个控制单元CU和一个或多个电池单元BU。图1中所示的控制系统1包括一个控制单元CU和三个电池单元BUa、BUb和BUc。在以下描述中，当不需要区分各个电池单元时，各个电池单元被适当称为电池单元BU。
控制系统1能够独立控制多个电池单元BU。进一步地，多个电池单元BU能够彼此独立地与控制系统1连接。例如，在电池单元BUa和电池单元BUb连接至控制系统1的状态下，电池单元BUc能够重新连接至控制系统1。在电池单元BUa-BUc连接至控制系统1的状态下，只有电池单元BUb能够从控制系统1分离。
控制单元CU和电池单元BU通过电力线相互连接。电力线包括例如用于将电力从控制单元CU传输至电池单元BU的电力线L1以及用于将电力从电池单元BU传输至控制单元CU的电力线L2。经由信号线SL执行在控制单元CU与每个电池单元BU之间的双路通信。执行符合诸如SMBus(系统管理总线)或UART(通用异步收发器)等的规范的通信。
信号线SL由一条或多条线路形成，并且根据使用来限定要使用的线路。信号线SL被制成共用的，并且每个电池单元BU都与信号线SL连接。每个电池单元BU分析经由信号线SL传输的控制信号的报头部分以确定是否将控制信号引导至电池单元本身。可通过适当地设置控制信号的电平等将命令传输至电池单元BU。从电池单元BU至控制单元CU的响应还被传输至其他电池单元BU。然而，其他电池单元BU不根据所传输的响应操作。顺便提及，尽管假设电力传输和通信通过配线来执行，对本实例进行了描述，但是电力传输和通信也可以通过无线电执行。
[控制单元的配置概述]
控制单元CU包括高压输入电源电路11和低压输入电源电路12。控制单元CU具有一个或多个第一设备。在本实例中，控制单元CU具有两个第一设备，并且高压输入电源电路11和低压输入电源电路12分别对应于第一设备。顺便提及，尽管使用了高压和低压的表述，但是输入高压输入电源电路11和低压输入电源电路12的电压可以在相同的输入范围内。即使当可由高压输入电源电路11和低压输入电源电路12接受的电压的输入范围彼此重叠时，也不存在问题。
高压输入电源电路11和低压输入电源电路12供应有由根据环境发电的发电部生成的电压。例如，发电部是通过太阳光或风力发电的设备。另一方面，发电部不限于根据自然环境发电的设备。例如，发电部可被配置为通过人力发电的设备。尽管假设了其发电能量由此根据环境或条件而变化的发电设备，但也可以接受其发电能量不变化的设备。因此，如图所示，还输入了AC电力。顺便提及，高压输入电源电路11和低压输入电源电路12可被供应有来自相同发电部或不同发电部的电压。由发电部生成的电压是第一电压的实例。
高压输入电源电路11例如被供应有通过光伏发电生成的大约75V(伏)-100V的DC(直流)电压(V10)。高压输入电源电路11可被供应有大约100V-250V的AC(交流)电压。高压输入电源电路11生成根据从光伏发电供应的电压V10的变化的第二电压。例如，高压输入电源电路11降低了电压V10，由此生成第二电压。第二电压例如是45-48V范围内的DC电压。
当电压V10为75V时，高压输入电源电路11将电压V10转换为45V。当电压V10为100V时，高压输入电源电路11将电压V10转换为48V。高压输入电源电路11生成第二电压，并同时当电压V10在75V-100V的范围内改变时在45V-48V的范围内基本上线性地改变第二电压。高压输入电源电路11输出所生成的第二电压。顺便提及，可以使用各种反馈电路的输出，即使它不具有被设置为线性的变化率。
低压输入电源电路12例如利用大约10-40V范围内的DC电压(V11)供电，该电压通过风力发电或通过人力生成。与高压输入电源电路11一样，低压输入电源电路12根据电压V11的变化生成第二电压。例如，当电压V11在大约10V-40V的范围内改变时，低压输入电源电路12将电压V11升高到45-48V范围内的DC电压。从低压输入电源电路12中输出升高的DC电压。
来自高压输入电源电路11和低压输入电源电路12的输出电压的两者或之一被供应至电池单元BU。在图中，供应至电池单元BU的DC电压被示出为V12。如上所述，电压V12例如是在45-48V范围内的DC电压。多个电池单元BU的全部或一部分通过电压V12充电。顺便提及，不对正在放电的电池单元BU充电。
个人计算机可以能够连接至控制单元CU。控制单元CU和个人计算机例如通过USB(通用串行总线)相互连接。个人计算机可被用于控制控制单元CU。
[电池单元的配置的概述]
将对作为第二设备的实例的电池单元的配置的概述进行描述。将通过将电池单元BUa作为例进行以下描述。然而，电池单元BUb和电池单元BUc具有相同的配置，除非另有规定。
电池单元BUa包括充电器(充电)电路41a、放电器(放电)电路42a和电池Ba。其他电池单元BU类似地包括充电器(充电)电路、放电器(放电)电路和电池。在以下描述中，当不需要区分各个电池时，各个电池将被适当地称为电池B。
充电器电路41a将从控制单元CU供应的电压V12转换为适配于电池Ba的电压。电池Ba基于所转换的电压来充电。顺便提及，充电器电路41a根据电压V12的变化来改变电池Ba的充电速率。
从电池Ba输出的电力被供应至放电器电路42a。从电池Ba输出例如在大约12V-55V的范围内的DC电压。放电器电路42a将从电池Ba供应的DC电压转换为DC电压V13。电压V13例如是48V的DC电压。电压V13经由电力线L3从放电器电路42a输出至控制单元CU。顺便提及，从电池Ba输出的DC电压可被直接供应至外部设备，而无需经过放电器电路42a。
电池B是锂离子电池、橄榄石型磷酸铁锂离子电池、铅电池等。各电池单元BU的电池B可以是不同的电池。例如，电池单元BUa的电池Ba和电池单元BUb的电池Bb由锂离子电池形成。电池单元BUc的电池Be由铅电池形成。可以适当改变电池B中的电池元件(cell，单元)的数量和连接方式。多个电池元件可相互串联或相互并联连接。串联连接的多个电池元件可相互并联连接。
当多个电池单元以轻负载放电时，最高输出电压作为电压V13被供应至电力线L2。当负载变得更重时，来自多个电池单元的输出相互结合，并将结合的输出供应至电力线L2。电压V13经由电力线L2供应至控制单元CU。电压V13从控制单元CU的输出端口输出。控制单元CU可以分布的方式供应有来自多个电池单元BU的电力。因此，可减少每个电池单元BU上的负载。
例如，可考虑以下使用形式。从电池单元BUa输出的电压V13经由控制单元CU供应至外部设备。电池单元BUb被供应有来自控制单元CU的电压V12，从而给电池单元BUb的电池Bb充电。电池单元BUc被用作辅助电源。例如，当在电池单元BUa中剩余的电荷量减少时，将被使用的电池单元从电池单元BUa变为电池单元BUc。从电池单元BUc输出的电压V13被供应至外部设备。当然，上述使用形式是实例，并且对此没有限制。
[控制单元的内部配置]
图2示出了控制单元CU的内部配置的实例。如上所述，控制单元CU包括高压输入电源电路11和低压输入电源电路12。高压输入电源电路11包括用于将AC输入转换为DC输出的AC-DC转换器11a和用于将电压V10降至45V-48V范围内的DC电压的DC-DC转换器11b。公知的系统可被应用于AC-DC转换器11a和DC-DC转换器11b的系统。顺便提及，当只有DC电压被供应至高压输入电源电路11时，可不设置AC-DC转换器11a。
电压传感器、电子开关和电流传感器连接至DC-DC转换器11b的输入级和输出级的每一个。在稍后描述的图2和图5中，电压传感器被简化并由正方形表示，电子开关被简化并由圆圈表示，电流传感器被简化并由阴影的圆圈表示。电压传感器11c、电子开关11d和电流传感器11e连接至DC-DC转换器11b的输入级。电流传感器11f、电子开关11g和电压传感器11h连接至DC-DC转换器11b的输出级。由每个传感器获得的传感器信息被供应至稍后描述的CPU(中央处理器)13。CPU13执行每个电子开关的开/关控制。
低压输入电源电路12包括用于将电压V11升高至在45V-48V的范围内的DC电压的DC-DC转换器12a。电压传感器、电子开关和电流传感器连接至低压输入电源电路12的输入级和输出级的每一个。电压传感器12b、电子开关12c和电流传感器12d连接至DC-DC转换器12a的输入级。电流传感器12e、电子开关12f和电压传感器12g连接至DC-DC转换器12a的输出级。由每个传感器获得的传感器信息被供应至稍后描述的CPU13。CPU13执行每个开关的开/关控制。
顺便提及，在图中从传感器延伸的箭头表示传感器信息被供应至CPU13。指向电子开关的箭头表示电子开关由CPU13控制。
高压输入电源电路11的输出电压经由二极管输出。低压输入电源电路12的输出电压经由二极管输出。高压输入电源电路11的输出电压和低压输入电源电路12的输出电压被结合，并且结合的电压V12经由电力线L1输出至电池单元BU。从电池单元BU供应的电压V13经由电力线L2供应至控制单元CU。接着，供应至控制单元CU的电压V13经由电力线L3供应至外部设备。顺便提及，在图中，供应至外部设备的电压被示出为电压V14。
电力线L3可连接至电池单元BU。利用这种配置，例如，从电池单元BUa输出的电力经由电力线L2供应至控制单元CU。所供应的电力经由电力线L3供应至电池单元BUb，从而可对电池单元BUb充电。顺便提及，尽管未在图中示出，经由电力线L2供应至控制单元CU的电力可被供应至电力线L1。
控制单元CU包括CPU13。CPU13控制控制单元CU的各个部件。例如，CPU13开启/关闭高压输入电源电路11和低压输入电源电路12中的电子开关。进一步地，CPU13将控制信号供应至每个电池单元BU。CPU13例如为电池单元BU供应接通至电池单元BU的电力的控制信号和作为用于充电或放电的指令的控制信号。CPU13可将不同内容的控制信号输出至各个电池单元BU。
CPU13经由总线14连接至存储器15、D/A(数模)转换部16、A/D(模数)转换部17和温度传感器18。总线14例如由I2C总线形成。存储器15由诸如EEPROM(电可擦可编程只读存储器)等的非易失性存储器形成。D/A转换部16将用于各种处理中的数字信号转换为模拟信号。
由电压传感器和电流传感器测量的传感器信息被输入CPU13。传感器信息通过A/D转换部17转换为数字信号并随后输入CPU13。温度传感器18测量周围的温度。例如，温度传感器18测量在控制单元CU内部的温度和在控制单元CU外围的温度。
CPU13可具有通信功能。例如，可在CPU13与个人计算机(PC)19之间交换通信。在不局限于个人计算机的情况下，可在连接至诸如因特网等的网络的设备与CPU13之间执行通信。
[控制单元的供电系统]
图3示出了其配置主要与供电系统相关的控制单元CU的配置的实例。高压输入电源电路11的输出级与用于防止反向电流的二极管20连接。低压输入电源电路12的输出级与用于防止反向电流的二极管21连接。二极管20和二极管21建立高压输入电源电路11和低压输入电源电路12的或连接。高压输入电源电路11和低压输入电源电路12的输出被组合并随后被供应至电池单元BU。实际上，高压输入电源电路11和低压输入电源电路12的其输出是较高电压的其中一个输出被供应至电池单元BU。然而，也存在根据由作为负载的电池单元BU消耗的电量从高压输入电源电路11和低压输入电源电路12这两者供应电力的条件。
控制单元CU设置有可由用户操作的主开关SW1。接通主开关SW1将电力供应至CPU13，并激活控制单元CU。CPU13例如被供应来自内置于控制单元CU中的电池22的电力。电池22是诸如锂离子电池等的可再充电的电池。DC-DC转换器23将来自电池22的DC电压转换为用于操作CPU13的电压。所转换的电压作为电源电压被供应至CPU13。因此在激活控制单元CU时使用电池22。电池22例如由CPU13控制。
可通过从高压输入电源电路11和低压输入电源电路12或电池单元BU供应的电力给电池22充电。从电池单元BU供应的电力被供应至充电器电路24。充电器电路24包括DC-DC转换器。充电器电路24将从电池单元BU供应的电压V13转换为预定电平的DC电压。所转换的DC电压被供应至电池22。通过所供应的DC电压给电池22充电。
顺便提及，CPU13可操作高压输入电源电路11和低压输入电源电路12或从电池单元BU供应的电压V13。DC-DC转换器25将从电池单元BU供应的电压V13转换为预定电平的电压。所转换的电压作为电源电压被供应至CPU13，从而使CPU13运行。
当在激活控制单元CU之后输入V10和V11中的至少一个时，生成电压V12。电压V12经由电力线L1供应至电池单元BU。此时，CPU13使用信号线SL与电池单元BU通信。通过该通信，CPU13将作为用于激活和放电的指令的控制信号输出至电池单元BU。CPU13随后接通开关SW2。开关SW2例如由FET(场效应晶体管)形成。开关SW2还可由IGBT(绝缘栅双极型晶体管)形成。当接通开关SW2时，电压V13从电池单元BU供应至控制单元CU。
用于防止反向电流的二极管26连接至开关SW2的输出侧。二极管26的连接能够防止从太阳能电池、风力发电等供应的不稳定的电力直接供应至外部设备。外部设备可被供应从电池单元BU供应的稳定的电力。当然，为安全起见，二极管还可被设置到电池单元BU的最终级。
当从电池单元BU供应的电力被供应至外部设备时，CPU13接通开关SW3。当接通开关SW3时，基于电压V13的电压V14经由电力线L3供应至外部设备。顺便提及，电压V14可被供应至另一个电池单元BU，并且电池单元BU的电池B可通过电压V14来充电。
[高压输入电源电路的配置的实例]
图4示出了高压输入电源电路的配置的具体实例。如图4所示，高压输入电源电路11包括DC-DC转换器11b和稍后描述的前馈控制系统。图4未示出电压传感器11c、电子开关11d、电流传感器11e、电流传感器11f、电子开关11g、电压传感器11h、二极管20等。
将省略低压输入电源电路12的图形表示和描述，因为除了DC-DC转换器12a是步进型DC-DC转换器，低压输入电源电路12的具有基本与高压输入电源电路11的配置类似的配置。
DC-DC转换器11b例如包括：包括开关元件等的一次侧电路32、变压器33以及包括整流元件等的二次侧电路34。图4中所示的DC-DC转换器11b是电流谐振式转换器(LLC谐振转换器)。
前馈控制系统包括运算放大器35、晶体管36以及电阻Rc1，Rc2和Rc3。前馈控制系统的输出例如被输入至设置到DC-DC转换器11b中的一次侧电路32的驱动器的控制端。DC-DC转换器11b调节来自高压输入电源电路11的输出电压，从而使至控制端的输入电压是恒定的。
因为高压输入电源电路11具有前馈控制系统，所以来自高压输入电源电路11的输出电压的值被调节为在预先设置的范围内的电压值。因此，包括高压输入电源电路11的控制单元CU例如具有用于根据来自太阳能电池等的输入电压的改变来改变输出电压的电压转换电路的功能。
如图4所示，经由包括电容器31的AC-DC转换器11a、一次侧电路32、变压器33和二次侧电路34从高压输入电源电路11中提取输出电压。AC-DC转换器11a是当来自控制单元CU的外部的输入是由交流电源产生的时设置的功率因子校正电路。
来自控制单元CU的输出通过电力线L1发出至电池单元BU。例如，电池单元BUa、BUb、BUc、……分别经由用于防止反向电流的二极管D1、D2、D3、……连接至输出端Te1、Te2、Te3、……。
下面将描述设置到高压输入电源电路11的前馈控制系统。
通过将至高压输入电源电路11的输入电压乘以kc(kc：大约为几十分之至一百分之一)所获得的电压被输入运算放大器35的非反相输入端。同时，通过将预先设置的固定电压Vt0乘以kc所获得的电压被输入运算放大器35的反相输入端c1。例如从D/A转换部16施加输入至运算放大器35的反相输入端c1的电压(kc×Vt0)。电压Vt0的值例如保留在D/A转换部16的内置存储器中。电压Vt0的值可根据需要改变。电压Vt0的值也可保留在连接至CPU13的存储器15中并经由总线14传递至D/A转换部16。
运算放大器35的输出端连接至晶体管36的基极。晶体管36根据至运算放大器35的非反相输入终端的输入电压与至运算放大器35的反相输入终端的输入电压之间的差来执行电压电流转换。
连接至晶体管36的发射极的电阻Rc2的电阻值高于与电阻Rc2并联连接的电阻Rc1的电阻值。
例如假设至高压输入电源电路11的输入电压足够高于预先设置的固定电压Vt0。此时，晶体管36接通，并且电阻Rc1和电阻Rc2的组合电阻的值低于电阻Rc1的电阻值。因此，图4中所示的点f的电位接近接地电位。
随后，至设置到经由光电耦合器37连接的一次侧电路32的驱动器的控制端的输入电压降低。检测至控制端的输入电压的降低，DC-DC转换器11b升高来自高压输入电源电路11的输出电压，从而使至控制端的输入电压为恒定的。
相反，假设例如连接至控制单元CU的太阳能电池的端电压降低并且至高压输入电源电路11的输入电压接近预先设置的固定电压Vt0。
当至高压输入电源电路11的输入电压降低时，晶体管36的状态从接通状态接近断开状态。因为晶体管36的状态从接通状态接近断开状态，所以电流不太容易流经电阻Rc1和电阻Rc2，并且图4中所示的点f的电位升高。
随后，至设置到一次侧电路32的驱动器的控制端的输入电压不保持为恒定的。DC-DC转换器11b因此降低来自高压输入电源电路11的输出电压，从而使至控制端的输入电压为恒定的。
也就是说，当输入电压足够高于预先设置的固定电压Vt0时，高压输入电源电路11升高输出电压。当太阳能电池的端电压降低并且输入电压接近预先设置的固定电压Vt0时，高压输入电源电路11降低输出电压。因此，包括高压输入电源电路11的控制单元CU根据输入电压的大小动态地改变输出电压。
进一步地，如下面将描述的，高压输入电源电路11响应于在控制单元CU的输出侧上需要的电压的改变来动态地改变输出电压。
假设例如电连接至控制单元CU的电池单元BU的数量在太阳能电池的发电期间增加。也就是说，假设从太阳能电池一侧观看的负载在太阳能电池的发电期间增加。
在这种情况下，因为新的电池单元BU连接至控制单元CU，所以连接至控制单元CU的太阳能电池的端电压降低。随后，当至高压输入电源电路11的输入电压降低时，晶体管36的状态从接通状态接近断开状态，并且来自高压输入电源电路11的输出电压降低。
另一方面，假设例如电连接至控制单元CU的电池单元BU的数量在太阳能电池的发电期间减少，从太阳能电池一侧观看的负载减少，并且因此连接至控制单元CU的太阳能电池的端电压升高。当至高压输入电源电路11的输入电压变得足够高于预先设置的固定电压Vt0时，至设置到一次侧电路32的驱动器的控制端的输入电压降低，并且来自高压输入电源电路11的输出电压升高。
顺便提及，适当地选择电阻Rc1、Rc2和Rc3的电阻值，从而使来自高压输入电源电路11的输出电压的值是在预先设置的范围内的电压值。也就是说，来自高压输入电源电路11的输出电压的上限由电阻Rc1和Rc2的电阻值确定。晶体管36被设置为当至高压输入电源电路11的输入电压超过预定值时防止来自高压输入电源电路11的输出电压的值超过预先设置的上限电压值。
另一方面，如稍后将描述的，来自高压输入电源电路11的输出电压的下限由至充电器电路41a中的前馈控制系统的运算放大器的反相输入端的输入电压来确定。
[电池单元的内部配置]
图5示出了电池单元BU的内部配置的实例。以电池单元BUa为例进行以下描述。除非另有规定，否则电池单元BUb和电池单元BUc具有与电池单元BUa的配置类似的配置。
电池单元BUa包括充电器电路41a、放电器电路42a和电池Ba。电压V12从控制单元CU供应至充电器电路41a。作为来自电池单元BUa的输出的电压V13经由放电器电路42a供应至控制单元CU。电压V13也可以直接地从放电器电路42a供应至外部设备。
充电器电路41a包括DC-DC转换器43a。DC-DC转换器43a将输入至充电器电路41a的电压V12转换为预定电压。所转换的预定电压被供应至电池Ba以给电池Ba充电。预定电压根据电池Ba的类型等不同。电压传感器43b、电子开关43c和电流传感器43d连接至DC-DC转换器43a的输入级。电流传感器43e、电子开关43f和电压传感器43g连接至DC-DC转换器43a的输出级。
放电器电路42a包括DC-DC转换器44a。DC-DC转换器44a将从电池Ba供应至放电器电路42a的DC电压转换为电压V13。转换的电压V13从放电器电路42a输出。电压传感器44b、电子开关44c和电流传感器44d连接至DC-DC转换器44a的输入级。电流传感器44e、电子开关44f和电压传感器44g连接至DC-DC转换器44a的输出级。
电池单元BUa包括CPU45。CPU45控制电池单元CU的各个部件。CPU45例如执行电子开关的开/关控制。CPU45还可执行确保电池B的安全的处理，诸如过充电防止功能、过流防止功能等。CPU45连接至总线46。总线46例如是I2C总线。
总线46与存储器47、A/D转换部48和温度传感器49连接。存储器47例如是诸如EEPROM等的可重写的非易失性存储器。A/D转换部48例如将通过电压传感器和电流传感器获得的模拟传感器信息转换为数字信息。由A/D转换部48转换为数字信号的传感器信息被供应至CPU45。温度传感器49测量在电池单元BU内的预定位置处的温度。温度传感器49例如测量安装有CPU45的板的外围的温度、充电器电路41a和放电器电路42a的温度以及电池Ba的温度。
[电池单元的电源系统]
图6示出了其配置主要与供电系统相关的电池单元BUa的配置的实例。电池单元BUa未设置有主开关。开关SW5和DC-DC转换器39连接在电池Ba与CPU45之间。开关SW6连接在电池Ba与放电器电路42a之间。开关SW7连接至充电器电路41a的输入级。开关SW8连接至放电器电路42a的输出级。每个开关SW例如由FET形成。
电池单元BUa例如通过来自控制单元CU的控制信号激活。例如始终经由预定信号线从控制单元CU供应高电平的控制信号。因此，高电平的控制信号供应至开关SW5并通过仅将电池单元BUa的端口连接至预定信号线来开启开关SW5。当开关SW5开启时，电池单元BUa被激活。当开关SW5开启时，来自电池Ba的DC电压被供应至DC-DC转换器39。DC-DC转换器39生成用于操作CPU45的电源电压。所生成的电源电压被供应至CPU45，从而使CPU45运行。
CPU45根据来自控制单元CU的指令执行控制。作为用于充电的指令的控制信号例如从控制单元CU供应至CPU45。根据用于充电的指令，CPU45关闭开关SW6和开关SW8，并且随后开启开关SW7。当开启开关SW7时，从控制单元CU供应的电压V12供应至充电器电路41a。充电器电路41a将电压V12转换为预定电压。电池Ba通过转换的预定电压来充电。顺便提及，给电池Ba充电的方法可适当地根据电池Ba的类型而改变。
作为用于放电的指令的控制信号例如从控制单元CU供应至CPU45。根据用于放电的指令，CPU45开启开关SW7，并开启开关SW6和开关SW8。例如，CPU45在开启开关SW6的一段时间之后，开启开关SW8。当开关SW6开启时，来自电池Ba的DC电压供应至放电器电路42a。放电器电路42a将来自电池Ba的DC电压转换为电压V13。所转换的电压V13经由开关SW8供应至控制单元CU。顺便提及，尽管在本实例中被省略，但是二极管可被增加到继开关SW8之后的一级，从而防止与另一个电池单元BU的输出的冲突。
顺便提及，放电器电路42a可通过CPU45的控制(图中绘制的从CPU45至放电器电路42a的开/关信号线)来接通/断开。例如，图中未示出的开关SW(考虑到方便描述，该开关被称为开关SW10)设置在开关SW6的输出侧上。开关SW10在经过放电器电路42a的第一通路与未经过放电器电路42a的第二通路之间切换。
当接通放电器电路42a时，CPU45将开关SW10连接至第一通路。来自开关SW6的输出由此经由放电器电路42a供应至开关SW8。当断开放电器电路42a时，CPU45将开关SW10连接至第二通路。来自开关SW6的输出由此被直接地供应至开关SW8，而不经过放电器电路42a。
[充电器电路的配置的实例]
图7示出了电池单元中的充电器电路的配置的具体实例。如图7所示，充电器电路41a包括DC-DC转换器43a以及前馈控制系统和稍后描述的反馈控制系统。顺便提及，图7没有示出电压传感器43b、电子开关43c、电流传感器43d、电流传感器43e、电子开关43f、电压传感器43g、开关SW7等。
在每个电池单元BU中的充电器电路具有基本上于图7中所示的充电器电路41a的配置类似的配置。
DC-DC转换器43包括例如晶体管51、线圈52、控制IC(集成电路)53等。晶体管51由控制IC53控制。
如在高压输入电源电路11中一样，前馈控制系统包括运算放大器55、晶体管56以及电阻Rb1、Rb2和Rb3。前馈控制系统的输出例如被输入至设置到DC-DC转换器43a中的控制IC53的控制端。DC-DC转换器43a中的控制IC53调节来自充电器电路41a的输出电压，从而使至控制端的输入电压是恒定的。
也就是说，设置到充电器电路41a的前馈控制系统以与设置到高压输入电源电路11的前馈控制系统类似的方式运作。
因为充电器电路41a具有前馈控制系统，所以来自充电器电路41a的输出电压的值被调节为在预先设置的范围内的电压值。因为来自充电器电路的输出电压的值调节为预先设置的范围内的电压值，所以根据来自高压输入电源电路11的输入电压的改变来调节用于给电连接至控制单元CU的电池B充电的电流。包括充电器电路的电池单元BU由此具有改变各个电池B的充电速率的充电设备的功能。
因为电连接至控制单元CU的各电池B的充电速率改变了，所以至各个电池单元BU的充电器电路的输入电压的值(该值可被视为来自高压输入电源电路11或低压输入电源电路12的输出电压的值)被调节为在预先设置的范围内的电压值。
至充电器电路41a的输入例如是来自上述控制单元CU的高压输入电源电路11或低压输入电源电路12的输出。因此，例如，图4中所示的端子Te1、Te2、Te3、……的其中一个和充电器电路41a的输入端相互连接。
如图7所示，经由DC-DC转换器43a、电流传感器54和滤波器59从充电器电路41a提取输出电压。电池Ba连接至充电器电路41a的端子Tb1。也就是说，来自充电器电路41a的输出输入至电池Ba。
如稍后将描述的，来自各个充电器电路的输出电压的值根据连接至各个充电器电路的电池的类型调节为在预先设置的范围内的电压值。通过适当地选择电阻Rb1、Rb2和Rb3的电阻值来调节来自每个充电器电路的输出电压的范围。
因为来自每个充电器电路的输出电压的范围由此根据连接至充电器电路的电池的类型单独地确定，所以不特别地限制设置到电池单元BU的电池B的类型。这是因为有能力根据所连接的电池B的类型来适当地选择在每个充电器电路内的电阻Rb1、Rb2和Rb3的电阻值。
顺便提及，尽管图7示出了其中前馈控制系统的输出被输入至控制IC53的控制端的配置，但电池单元BU的CPU45可将输入供应至控制IC53的控制端。例如，电池单元BU的CPU45可获得关于经由信号线SL从控制单元CU的CPU13至电池单元BU的输入电压的信息。控制单元CU的CPU13能够从电压传感器11h、电压传感器12g等的测量结果获得关于至电池单元BU的输入电压的信息。
下面将描述设置到充电器电路41a的前馈控制系统。
至运算放大器55的非反相输入端的输入是通过将至充电器电路41a的输入电压乘以kb(kb：大约为几十分之一至一百分之一)获得的电压。另一方面，至运算放大器55的反相输入终端b1的输入是通过将设置为来自高压输入电源电路11或低压输入电源电路12的输出电压的下限的电压Vb乘以kb获得的电压。输入至运算放大器55的反相输入终端b1的电压(kb×Vb)例如是从CPU45施加。
因此，当至充电器电路41a的输入电压足够高于预先设置的固定电压Vb时，设置到充电器电路41a的前馈控制系统升高来自充电器电路41a的输出电压。另外，当至充电器电路41a的输入电压接近预先设置的固定电压Vb时，前馈控制系统降低来自充电器电路41a的输出电压。
与图4中所示的晶体管36一样，晶体管56被设置为当至充电器电路41a的输入电压超过预定值时防止来自充电器电路41a的输出电压的值超过预先设置的上限。顺便提及，来自充电器电路41a的输出电压的值的范围通过电阻Rb1、Rb2和Rb3的电阻值的组合来确定。电阻Rb1、Rb2和Rb3的电阻值因此根据连接至每个充电器电路的电池B的类型来调节。
如上所述，充电器电路41a还包括反馈控制系统。反馈控制系统包括例如电流传感器54、运算放大器57、晶体管58等。
当供应至电池Ba的电流量超过预先设置的指定值时，反馈控制系统降低来自充电器电路41a的输出电压以限制供应至电池Ba的电流量。由反馈控制系统限制供应至电池Ba的电流量的程度根据连接至每个充电器电路的电池B的额定值(rating，级别)来确定。
当前馈控制系统或反馈控制系统降低来自充电器电路41a的输出电压时，限制供应至电池Ba的电流量。限制供应至电池Ba的电流量导致降低对连接至充电器电路41a的电池Ba的充电。
接着，为了便于理解本公开的实施方式，将通过以MPPT控制和通过电压跟随法的控制为例，对MPPT控制和通过电压跟随法的控制的相应控制系统进行描述。
[MPPT控制]
下面将首先描述MPPT控制的概述。
图8A是示出太阳能电池的电压-电流特性的曲线图。在图8A中，纵坐标轴表示太阳能电池的端电流，以及横坐标轴表示太阳能电池的端电压。在图8A中，Isc表示当太阳能电池的端子在光照射期间短路时的输出电流，以及Voc表示当太阳能电池的端子在光照射期间断开(open)时的输出电压。Isc和Voc分别被称为短路电流和开路电压。
如图8A所示，当太阳能电池的端子在光照射期间短路时，太阳能电池的端电流最大。此时，太阳能电池的端电压基本上为0V。另一方面，当太阳能电池的端子在光照射期间断开时，太阳能电池的端电压最大。此时，太阳能电池的端电流基本上为0A。
现在假设示出太阳能电池的电压-电流特性的曲线图由图8A中所示的曲线C1表示。假设负载连接至太阳能电池，从太阳能电池提取的电压和电流通过所连接的负载所需的功耗来确定。此时在曲线C1上由太阳能电池的一组端电压和端电流表示的点被称为太阳能电池的操作点。顺便提及，图8A示意性地示出了操作点的位置，但未示出实际操作点的位置。这同样适用于本公开的其他示图中的操作点。
当在表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线上的操作点改变时，得到端电压和端电流(即最大化所产生的电力的一组端电压Va和端电流Ia)的乘积。由最大化由太阳能电池获得的电力的该组端电压Va和端电流Ia表示的点被称为太阳能电池的最佳操作点。
当示出太阳能电池的电压-电流特性的曲线图通过图8A中所示的曲线C1表示时，从太阳能电池获得的最大电力通过给出最佳操作点的Va和Ia的乘积获得。也就是说，当示出太阳能电池的电压-电流特性的曲线图通过图8A中所示的曲线C1表示时，从太阳能电池获得的最大电力通过图8A中的阴影区域的面积(Va×Ia)表示。顺便提及，通过将(Va×Ia)除以(Voc×Isc)所获得的量是饱和因子(fill factor)。
最佳操作点根据连接至太阳能电池的负载所需的电力而改变。表示最佳操作点的点PA根据连接至太阳能电池的负载所需的电力的改变在曲线C1上移动。当负载需要少量电力时，小于最佳操作点处的端电流的电流足够用于至负载的电流源。因此此时太阳能电池的端电压的值高于在最佳操作点处的电压值。另一方面，当负载需要比能够在最佳操作点处供应的电量更大的电量时，负载所需的电量超过能够及时利用在该点的照明度供应的电力，并且因此太阳能电池的端电压被视为降至零。
图8A中所示的曲线C2和C3表示例如当在太阳能电池上的照明度改变时的太阳能电池的电压-电流特性。例如，图8A中所示的曲线C2对应于当在太阳能电池上的照明度增加时的电压-电流特性，以及图8A中所示的曲线C3对应于当在太阳能电池上的照明度减小时的电压-电流特性。
假设例如在太阳能电池上的照明度增加，并且表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线从曲线C1变为曲线C2，最佳操作点也随着在太阳能电池上的照明度增加而改变。顺便提及，此时，最佳操作点从曲线C1上的点移动至曲线C2上的点。
MPPT控制只是响应于表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线的改变获得最佳操作点，并控制太阳能电池的端电压(或端电流)以最大化从太阳能电池获得的电力。
图8B是示出当太阳能电池的电压-电流特性由某条曲线表示时太阳能电池的端电压与由太阳能电池生成的电力之间的关系的曲线图(P-V曲线)。
如图8B所示，假设由太阳能电池生成的电力在给出最大操作点的端电压处假定最大值Pmax，给出最大操作点的端电压可通过被称为爬山法的方法来获得。下面将描述的一系列过程通常由连接在太阳能电池与电力系统之间的电力调节器等的CPU来执行。
例如，来自太阳能电池的输入电压的初始值被设为V0，并且计算在此时生成的电力P0。接着，进行设置从而使V1＝V0+ε(其中，ε＞0)，并且来自太阳能电池的输入电压增加ε。接着，随着来自太阳能电池的输入电压被设为V1，计算在此时生成的电力P1。接着，相互比较所获得的P0和P1。当P1＞P0时，进行设置从而使V2＝V1+ε，并且来自太阳能电池的输入电压增加ε。接着，随着来自太阳能电池的输入电压被设为V2，计算在此时生成的电力P2。接着，相互比较所获得的P1和P2。当P2＞P1时，进行设置从而使V3＝V2+ε，并且来自太阳能电池的输入电压增加ε。接着，随着来自太阳能电池的输入电压被设为V3，计算在此时生成的电力P3。
假设此时P3＜P2，给出最大操作点的端电压在V2与V3之间。因此，可通过调节ε的大小获得具有预定精度的给出最大操作点的端电压。二分算法(二分法算法)可应用于上述过程。顺便提及，例如，当在太阳能电池的光照射表面上形成部分阴影时，简单的爬山法不能处理P-V曲线的两个或多个峰值，因此需要控制程序中的设备。
MPPT控制调节端电压，从而使从太阳能电池观看的负载始终是最佳的并且因此能够在任何天气条件下从太阳能电池提取最大的电力。另一方面，给出最大操作点的端电压的计算需要模拟/数字转换(A/D转换)，并且该计算包括乘法，使得控制要花费时间。例如，当天空开始突然变得阴沉并且在太阳能电池上的照明度急剧变化时，MPPT控制由此可能不能处理太阳能电池上的照明度的急剧变化。
[通过电压跟随法的控制]
图8A中所示的曲线C1-C3之间的比较示出了对应在太阳能电池上照明度的改变(在太阳能电池上的照明度的改变可被视为表示电压-电流特性的曲线的改变)而改变的开路电压Voc的改变与短路电流Isc的改变相比较小。而且还已知任何太阳能电池表现出非常类似的电压-电流特性并且在晶体硅太阳能电池的情况下给出最大操作点的端电压为开路电压的大约80％左右。因此，当合适的电压值被设置为太阳能电池的端电压并且转换器的输出电流被调节为使得太阳能电池的端电压是设置的电压值时，预期从太阳能电池有效地提取电力。通过这种电流限制的控制被称为电压跟随法。
下面将描述通过电压跟随法的控制的概述。作为前提假设开关元件设置在太阳能电池与电力调节器之间并且电压测量器件设置在太阳能电池与开关元件之间。另外，假设太阳能电池处于利用光来进行照射的状态。
首先，关闭开关元件，并且当从关闭开关元件过去了预定的时间时，电压测量器件测量太阳能电池的端电压。等待经过从关闭开关元件至测量太阳能电池的端电压的预定时间是等待太阳能电池的端电压变得稳定。此时的端电压是开路电压Voc。
接着，计算通过测量获得的开路电压Voc的例如80％的电压值作为目标电压值，并且目标电压值暂时保留在存储器等中。接着，接通开关元件，并且电流开始流经在电力调节器内的转换器。此时，调节转换器的输出电流从而使太阳能电池的端电压变成目标电压值。按照任意的时间间隔执行上述一系列过程。
与MPPT控制相比，通过电压跟随法的控制增加了由太阳能电池获得的电力的损失，但能够利用简单的电路和低成本来实现，从而能够使用包括转换器的廉价电力调节器。
图9A是帮助说明响应于表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线的改变的操作点改变的示图。在图9A中，纵坐标轴表示太阳能电池的端电流，以及横坐标轴表示太阳能电池的端电压。另外，图9A中的白色圆圈表示执行MPPT控制时的操作点，以及图9A中的黑色圆圈表示执行通过电压跟随法的控制时的操作点。
现在假设表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线是曲线C5。接着假设表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线随着太阳能电池上的照明度改变而依次从曲线C5变为曲线C8，根据各个控制系统的操作点也随着表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线改变而改变。顺便提及，因为开路电压Voc响应于太阳能电池上的照明度改变的改变很小，所以当执行通过电压跟随法的控制时的目标电压值在图9A中被视为基本上恒定的值Vs。
从图9A中可以理解，当表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线是曲线C6时，在MPPT控制的操作点与通过电压跟随法的控制的操作点之间的存在很小的偏离度。因此认为当表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线是曲线C6时，每个控制在由太阳能电池获得的生成的电力方面差异不是很大。
另一方面，当表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线是曲线C8时，在MPPT控制的操作点与通过电压跟随法的控制的操作点之间存在大的偏差度。例如，如图9A所示，应用MPPT控制时的端电压与应用通过电压跟随法的控制时的端电压之间的差△V6与△V8之间的比较示出△V6＜△V8。因此，当表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线是曲线C8时，应用MPPT控制时从太阳能电池获得的生成的电力与应用通过电压跟随法的控制时从太阳能电池获得的生成的电力之间存在很大的差异。
[控制单元与电池单元之间的协作控制]
接着将描述控制单元与电池单元之间的协作控制的概述。通过控制单元与电池单元之间的协作(互锁)的控制在下文中被适当称为协作控制。
图9B是示出其中通过控制单元和多个电池单元执行协作控制的控制系统的配置的实例的框图。
如图9B所示，例如，控制单元CU与包括一组充电器电路和电池的一个或多个电池单元BU连接。如图9B所示，一个或多个电池单元BU并联连接到电力线L1。顺便提及，图9B示出了一个控制单元CU的示例。然而，在控制系统包括多个控制单元CU的情况下，一个或多个控制单元CU类似地并联到电力线L1。
通常，当单个电池通过从太阳能电池获得的电力充电时，上述MPPT控制或通过电压跟随法的控制通过安插在太阳能电池与电池之间的电力调节器来执行。单个电池包括含有多个电池并作为整体操作的电池。然而，尽管包括多个电池，但是单个电池通常是单个类型的。换句话说，假设上述MPPT控制或通过电压跟随法的控制通过电力调节器单独地执行，电力调节器连接在太阳能电池与单个电池之间。在充电期间作为充电对象的电池的数量和配置(诸如并联连接、串联连接等的连接模式)没有变化，并且在充电期间作为充电对象的电池的数量和配置通常是固定的。
另一方面，在协作控制中，控制单元CU和多个电池单元BUa、BUb、BUc、……分别自主地执行控制以便在控制单元CU的输出电压与多个电池单元BU所需的电压之间达到平衡。如上所述，包括在电池单元BUa、BUb、BUc、……中的电池B可以是任何类型。也就是说，根据本公开的控制单元CU可对多个类型的电池B执行协作控制。
进一步地，在图9B所示的配置实例中，每个电池单元BU都是可拆卸的，并且连接至控制单元CU的电池单元BU的数量在太阳能电池的发电期间能够改变。在图9B所示的配置实例中，从太阳能电池观看的负载在太阳能电池的发电期间也能够改变。然而，在太阳能电池的发电期间，协作控制不仅能够处理在太阳能电池上的照明度的改变，而且还能够处理从太阳能电池观看的负载的改变。这是在传统配置中未得到的主要特征之一。
根据来自控制单元CU的供应能力动态地改变充电速率的控制系统可通过将上述控制单元CU和电池单元BU相互连接来构建。下面将描述协作控制的实例。顺便提及，将以在初始状态下一个电池单元BUa连接至控制单元CU的控制系统为例进行以下描述。然而，以下描述同样地适用于多个电池单元BU连接至控制单元CU的情况。
例如假设太阳能电池连接至控制单元CU的输入侧并且电池单元BUa连接至控制单元CU的输出侧。另外，例如假设太阳能电池的输出电压的上限为100V，并且期望太阳能电池的输出电压的下限被限至为75V。也就是说，假设进行设置从而使Vt0＝75V，并且至运算放大器35的反相输入端的输入电压为(kc×75)V。
另外，假设来自控制单元CU的输出电压的上限和下限例如分别被设置为48V和45V。也就是说，假设进行设置从而使Vb＝45V，并且至运算放大器55的反相输入端的输入电压为(kb×45)V。顺便提及，作为来自控制单元CU的输出电压的上限的48V的值通过适当地选择在高压输入电源电路11内的电阻Rc1和Rc2来调节。换句话说，假设来自控制单元CU的输出的目标电压值被设置为48V。
进一步地，假设来自电池单元BUa中的充电器电路41a的输出电压的上限和下限例如分别被设置为42V和28V。充电器电路41a内的电阻Rb1、Rb2和Rb3被选择为使得来自充电器电路41a的输出电压的上限和下限分别为42V和28V。
顺便提及，至充电器电路41a的输入电压位于上限的情况对应于电池Ba的充电速率为100％的状态，并且至充电器电路41a的输入电压位于下限的情况对应于电池Ba的充电速率为0％的状态。也就是说，至充电器电路41a的输入电压为48V的情况对应于电池Ba的充电速率为100％的状态，并且至充电器电路41a的输入电压为45V的情况对应于电池Ba的充电速率为0％的状态。充电速率根据在45V-48V范围内变化的输入电压设置在0％-100％的范围内。
顺便提及，独立于协作控制，可并行控制电池的充电速率。也就是说，因为在充电的初始阶段执行恒流充电，所以调节充电电压从而使充电电流可通过使来自充电器电路41a的输出经历反馈调节而维持在特定水平或以下，并且充电电压在最后阶段维持在特定水平或以下。在这种情况下，所调节的充电电压等于或低于在上述协作控制中调节的电压。充电过程由此在从控制单元CU供应的电力内执行。
首先对当在太阳能电池上的照明度改变的情况下执行协作控制时的操作点的改变进行描述。
图10A是帮助说明当在太阳能电池上的照明度降低的情况下执行协作控制时的操作点的改变的示图。在图10A中，纵坐标轴表示太阳能电池的端电流，以及横坐标轴表示太阳能电池的端电压。图10A中的白色圆圈表示执行MPPT控制时的操作点，以及图10A中的阴影圆圈表示执行协作控制时的操作点。图10A中所示的曲线C5-C8表示当太阳能电池上的照明度改变时的太阳能电池的电压-电流特性。
现在假设电池Ba所需的电力为100w(瓦特)，并且太阳能电池的电压-电流特性由曲线C5表示(阳光充足的状态)。假设此时太阳能电池的操作点例如由曲线C5上的点a表示，并且经由高压输入电源电路11和充电器电路41a从太阳能电池供应至电池Ba的电力(供应量)超过电池Ba所需的电力(需求量)。
当从太阳能电池供应至电池Ba的电力超过电池Ba所需的电力时，从控制单元CU至电池单元BUa的输出电压(电压V12)是48V的上限。也就是说，因为至电池单元BUa的输入电压是48V的上限，所以来自电池单元BUa中的充电器电路41a的输出电压被设置为42V的上限，并且电池Ba以100％的充电速率充电。顺便提及，作为剩余量的电力例如作为热量等被丢弃。顺便提及，尽管在上述描述中以100％给电池充电，但电池的充电并不限于100％，而是充电速率可根据电池的特性来适当地调节。
当天空开始从该状态变得阴沉时，表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线从曲线C5变为曲线C6。因为天空开始变得阴沉，所以太阳能电池的端电压逐渐降低，并且从控制单元CU至电池单元BUa的输出电压也逐渐地降低。因此，当表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线从曲线C5变为曲线C6时，太阳能电池的操作点例如移动至曲线C6上的点b。
当天空开始变得更加阴沉时，表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线从曲线C6变为曲线C7，并且太阳能电池的端电压逐渐降低，并且相应地，从控制单元CU至电池单元BUa的输出电压也降低。当从控制单元CU至电池单元BUa的输出电压降至特定程度时，控制系统变得不能向电池Ba供应100％的电力。
在这种情况下，当太阳能电池的端电压从100V接近作为下限的Vt0＝75V时，控制单元CU中的高压输入电源电路11开始将至电池单元BUa的输出电压从48V降至Vb＝45V。
当从控制单元CU至电池单元BUa的输出电压降低时，至电池单元BUa的输入电压降低。电池单元BUa中的充电器电路41a因此开始降低至电池Ba的输出电压。当来自充电器电路41a的输出电压降低时，供应至电池Ba的充电电流降低，并且连接至充电器电路41a的电池Ba的充电在速度上降低。也就是说，电池Ba的充电速率降低。
当电池Ba的充电速率降低时，功耗减少，使得从太阳能电池观看的负载减少。随后，太阳能电池的端电压升高(恢复)与从太阳能电池管看的负载的减少对应的量。
当太阳能电池的端电压升高时，从控制单元CU至电池单元BUa的输出电压的降低程度减小，并且至电池单元BUa的输入电压升高。因为至电池单元BUa的输入电压升高，所以电池单元BUa中的充电器电路41a升高来自充电器电路41a的输出电压，并升高电池Ba的充电速率。
当电池Ba的充电速率升高时，从太阳能电池观看的负载增加，并且太阳能电池的端电压降低与从太阳能电池管看的负载的增加对应的量。当太阳能电池的端电压降低时，控制单元CU中的高压输入电源电路11降低至电池单元BUa的输出电压。
此后自动地重复如上所述的充电速率的调节直至从控制单元CU至电池单元BUa的输出电压收敛到特定值并且达到在电力需求量与电力供应量之间的平衡。
与MPPT控制不同，协作控制不通过软件控制。协作控制因此不需要计算给出最大操作点的端电压。另外，在通过协作控制调节充电速率中，不涉及通过CPU的计算。因此，与MPPT控制相比，协作控制降低了功耗，并且在几纳秒至几百纳秒的短时间内调节上述充电速率。
另外，高压输入电源电路11和充电器电路41a只感测输入至高压输入电源电路11和充电器电路41a自身的电压的大小并调节输出电压，因此排除了模拟/数字转换的需要并排除了在控制单元CU与电池单元BUa之间通信的需要。因此，协作控制不需要复杂的电路，用于实现协作控制的电路是小电路。
在这种情况下，假设控制单元CU能够在曲线C5上的点a处供应100w的电力，并且假设从控制单元CU至电池单元BUa的输出电压收敛到特定值。也就是说，假设太阳能电池的操作点例如移动至曲线C7上的点c。此时，供应至电池Ba的电力小于100w。然而，如图10A所示，根据如何选择电压Vt0的值，与执行MPPT控制的情况相比的可比较的电力可被供应至电池Ba。
当天空开始变得更加阴沉时，表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线从曲线C7变为曲线C8，并且太阳能电池的操作点例如移动至曲线C8上的点d。
如图10A所示，在协作控制下，调节电力需求量与电力供应量之间的平衡，因此太阳能电池的端电压不会降至电压Vt0以下。也就是说，在协作控制下，太阳能电池的端电压不会降至电压Vt0以下，即使当太阳能电池上的照明度变得极低时。
当太阳能电池上的照明度变得极低时，太阳能电池的端电压变成接近电压Vt0的值，并且极少量的电流供应至电池Ba。因此，当太阳能电池上的照明度变得极低时，电池Ba的充电要花费时间，但控制系统不会操作失灵，因为在控制系统中达到了电力需求量与电力供应量之间的平衡。
如上所述，协作控制在极短时间内调节充电速率。因此，根据协作控制，能够防止控制系统操作失灵，即使当天空突然开始变得阴沉并且太阳能电池上的照明度急剧降低时。
接着将对当在从太阳能电池观看的负载改变的情况下执行协作控制时的操作点的改变进行描述。
图10B是帮助说明当在从太阳能电池观看的负载增加的情况下执行协作控制时的操作点的改变的示意图。在图10B中，纵坐标轴表示太阳能电池的端电流，以及横坐标轴表示太阳能电池的端电压。另外，图10B中的阴影圆圈表示执行协作控制时的操作点。
现在假设在太阳能电池上的照明度不改变，并且太阳能电池的电压-电流特性由图10B中所示的曲线C0表示。
紧接激活控制系统之后，认为在控制系统内基本没有功耗，因此太阳能电池的端电压可被视为基本等于开路电压。因此，紧接控制系统的激活之后的太阳能电池的操作点可被视为例如曲线C0上的点e。顺便提及，此时从控制单元CU至电池单元BUa的输出电压可被视为48V的上限。
当开始给连接至电池单元BUa的电池Ba供电时，太阳能电池的操作点例如移动至曲线C0上的点g。顺便提及，在本实例的描述中，电池Ba所需的电力是100w，因此图10B中的阴影区域S1的面积等于100w。
当太阳能电池的操作点是曲线C0上的点g时的控制系统的状态是其中经由高压输入电源电路11和充电器电路41a从太阳能电池供应至电池Ba的电力超过电池Ba所需的电力的状态。因此，当太阳能电池的操作点是曲线C0上的点g时，太阳能电池的端电压、来自控制单元CU的输出电压和供应至电池Ba的电压分别为100V、48V和42V。
在这种情况下假设具有与电池单元BUa的配置类似的配置的电池单元BUb新连接至控制单元CU。假设与连接至电池单元BUa的电池Ba一样，连接至电池单元BUb的电池Bb需要100w的电力来充电，功耗增加，并且从太阳能电池观看的负载急剧增加。
在维持来自电池单元BUa中的充电器电路41a和电池单元BUb中的充电器电路41b的输出电压的同时，给两个电池供应总共200w的电力需要例如将输出电流之和加倍。
然而，在发电设备是太阳能电池的情况下，太阳能电池的端电压随着来自充电器电路41a和41b的输出电流的增加而降低。因此，与当太阳能电池的操作点是点g时的时候相比，输出电流之和需要大于两倍。然后，如图10B所示，太阳能电池的操作点需要例如是曲线C0上的点h，从而太阳能电池的端电压变得极低。太阳能电池的极低端电压可能导致控制系统操作失灵。
当太阳能电池的端电压由于重新连接电池单元BUb而降低时，协作控制调节控制系统中的电力需求量与电力供应量之间的平衡。具体地，自动地降低电池Ba和电池Bb的充电速率，从而使供应至两个电池的总电力例如为150w。
具体地，当太阳能电池的端电压由于重新连接电池单元BUb而降低时，从控制单元CU输出至电池单元BUa和电池单元BUb的电压也降低。当太阳能电池的端电压从100V接近作为下限的Vt0＝75V时，控制单元CU中的高压输入电源电路11开始将输出至电池单元BUa和BUb的电压从48V降至Vb＝45V。
当从控制单元CU至电池单元BUa和BUb的输出电压降低时，输入至电池单元BUa和BUb的电压降低。
随后，电池单元BUa中的充电器电路41a和电池单元BUb中的充电器电路41b开始降低分别输出至电池Ba和Bb的电压。当来自充电器电路的输出电压降低时，连接至充电器电路的电池的充电在速度上降低。也就是说，各个电池的充电速率降低。
当各个电池的充电速率降低时，总功耗减小。因此，从太阳能电池观看的负载减少，太阳能电池的端电压升高(恢复)与从太阳能电池观看的负载的减少对应的量。
此后，如在太阳能电池上的照明度急剧降低的情况下，调节充电速率直至从控制单元CU至电池单元BUa和BUb的输出电压收敛到特定值并且达到电力需求量与电力供应量之间的平衡。
顺便提及，实际收敛所达到的电压值根据条件而不同。因此，实际收敛所达到的电压值未明确地知道。然而，因为当太阳能电池的端电压变成作为下限的Vt0＝75V时不执行充电，所以假设在比作为下限的Vt0的值略高的电压处达到收敛。另外，因为每个电池单元都不经历互锁控制，所以假设充电速率根据使用的元件的变化而彼此不同，即使当每个电池单元都具有相同的配置时。然而，事实仍然是可由此执行整体的协作控制。
协作控制在极短时间内调节充电速率。因此，当新连接电池单元BUb时，太阳能电池的操作点从曲线C0上的点g移动至点i。顺便提及，尽管为了便于描述起见，图10B示出了点h作为曲线C0上的太阳能电池的操作点的实例，但是太阳能电池的操作点在协作控制下并不实际移动至点h。
因此，在协作控制下，响应于从太阳能电池观看的负载的增加，各个电池单元BU的充电器电路感测输入至充电器电路的电压的大小并且各个电池单元BU的充电器电路自动地抑制由充电器电路汲取的电流量。根据协作控制，可防止控制系统操作失灵，即使当连接至控制单元CU的电池单元BU的数量增加并且从太阳能电池观看的负载急剧增加时。
接着将对当在太阳能电池上的照明度和从太阳能电池观看的负载都改变的情况下执行协作控制时的操作点的改变进行描述。
图11是帮助说明当在太阳能电池上的照明度和从太阳能电池观看的负载都改变的情况下执行协作控制时的操作点的改变的示图。在图11中，纵坐标轴表示太阳能电池的端电流，以及横坐标轴表示太阳能电池的端电压。图11中的阴影圆圈表示执行协作控制时的操作点。图11中所示的曲线C5-C8表示当太阳能电池上的照明度改变时的太阳能电池的电压-电流特性。
首先，假设包括需要100w的电力来充电的电池Ba的电池单元BUa连接至控制单元CU。另外，假设在此时的太阳能电池的电压-电流特性由曲线C7表示，并且太阳能电池的操作点由曲线C7上的点p表示。
假设如图11所示，点p处的太阳能电池的端电压相当接近预先设置的作为太阳能电池的输出电压的下限的电压Vt0。太阳能电池的端电压相当接近电压Vt0意味着控制系统通过协作控制来调节充电速率并且大大降低了充电速率。也就是说，太阳能电池的操作点由图11中所示的点p表示的状态表示经由充电器电路41a供应至电池Ba的电力大大超过了从太阳能电池供应至高压输入电源电路11的电力。因此，在太阳能电池的操作点由图11中所示的点p表示的状态下，在很大程度上对充电速率进行调节，并且远远低于100w的电力被供应至给电池Ba充电的充电器电路41a。
接着假设太阳能电池上的照明度增加，并且表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线从曲线C7变为曲线C6。另外，假设具有与电池单元BUa的配置类似的配置的电池单元BUb新连接至控制单元CU。此时，太阳能电池的操作点例如从曲线C7上的点p移动至曲线C6上的点q。
因为两个电池单元连接至控制单元CU，所以当充电器电路41a和41b给电池Ba和Bb充满电时要消耗的电力为200w。然而，当太阳能电池上的照明度不充分时，继续协作控制，并将功耗调节至小于200w(例如150w等)。
接着假设例如表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线随着天空转晴从曲线C6移动至曲线C5。此时，当由太阳能电池生成的电力随着太阳能电池上的照明度的增加而增加时，来自太阳能电池的输出电流增加。
当太阳能电池上的照明度大幅增加时，并且由太阳能电池生成的电力进一步增加时，太阳能电池的端电压在某个点处变成比电压Vt0足够高的值。当经由高压输入电源电路11以及充电器电路41a和41b从太阳能电池供应至两个电池的电力超过给这两个电池充电所需的电力时，减弱通过协作控制对充电速率的调节，或自动地取消。
此时，太阳能电池的操作点例如由曲线C5上的点r表示，并且各个电池Ba和Bb以100％的充电速率进行充电。
接着假设太阳能电池上的照明度降低，并且表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线从曲线C5变为曲线C6。
然后，当太阳能电池的端电压减小并且太阳能电池的端电压接近预先设置的电压Vt0时，再次执行通过协作控制对充电速率的调节。此时太阳能电池的操作点由曲线C6上的点q表示。
接着假设太阳能电池上的照明度进一步降低，并且表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线从曲线C6移动至曲线C8。
随后，调节充电速率使得太阳能电池的端电压不会降至电压Vt0以下。因此，来自太阳能电池的端电流减小，并且太阳能电池的操作点从曲线C6上的点q移动至曲线C8上的点s。
协作控制调节控制单元CU与各个电池单元BU之间的电力需求量与电力供应量之间的平衡，使得至各个电池单元BU的输入电压不降至事先设置的电压Vt0以下。因此，协作控制能够根据从各个电池单元BU观看的输入侧上的供应能力实时地改变各个电池B的充电的速率。因此，协作控制不但能够处理太阳能电池上的照明度的改变而且还能够处理从太阳能电池观看的负载的改变。
如上所述，本公开不需要商用电源。本公开因此在未设置有电源设备或电力网的区域也是有效的。
<2.变形实例>
上面已经描述了本公开的一个实施方式。然而，本公开并不限于上述实施方式，而是可容许各种变形。在实施方式中的配置、数值、材料等全部是实例，并且不局限于已经说明的配置等。适当地改变已经说明的配置等可，只要没有引起技术矛盾即可。
控制系统中的控制单元和电池单元可被制成携带式的。上述控制系统例如可应用于汽车、房屋等。
在一种实施方式中，控制系统包括：第一设备，被配置为接收第一电压并将第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压；以及第二设备，被配置为接收第二电压并根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率。在实施方式中，第一设备是被配置为将从多个不同的发电装置接收的多个第一电压组合并转换为第二电压的控制单元。在实施方式中，控制系统进一步包括是电池单元的多个第二设备，多个电池单元连接至第一设备。在实施方式中，控制系统进一步包括被配置为接收多个相应的第一电压的多个第一设备，多个第一设备包括高压输入电源电路和低压输入电源电路，其中，高压输入电源电路和低压输入电源电路的每一个被配置为将相应的第一电压转换为根据相应的第一电压的变化而变化的第二电压。在实施方式中，第二设备被配置为接收多个第二电压的组合并根据所接收的第二电压的组合的变化改变储能设备的充电速率。在实施方式中，第二设备是电池单元，该电池单元包括被配置为接收第二电压的充电器电路、作为储能设备的电池和连接至电池的放电器电路。在实施方式中，第一设备是控制单元，该控制单元包括：电池，被配置为通过第二电压充电；处理器，被配置为与第二设备通信并输出用于激活储能设备并使储能设备放电的控制信号；以及主开关，被配置为当主开关处于开启状态时，实现从电池向处理器的供电。在实施方式中，控制单元进一步包括：第二开关，被配置为当第二开关处于开启状态时使得第三电压能够从储能设备供应至控制单元；以及第三开关，连接至第二开关并被配置为当第三开关处于开启状态时向外部设备供应基于第三电压的第四电压。
在另一种实施方式中，提供了一种给储能设备充电的方法。该方法包括：接收第一电压；将第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压；根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率。在实施方式中，该方法进一步包括将从多个不同的发电装置接收的多个第一电压组合并转换为第二电压。在实施方式中，该方法进一步包括：至少从高压输入电源电路和低压输入电源电路接收多个相应的第一电压；以及将相应的第一电压转换为根据相应的第一电压的变化而变化的第二电压。在实施方式中，该方法进一步包括接收多个第二电压的组合，并根据所接收的第二电压的组合的变化改变储能设备的充电速率。在实施方式中，该方法进一步包括基于输出第二电压的控制单元与多个储能设备之间的协作控制来改变多个不同的储能设备的充电速率，所述协作控制部分基于不同储能设备的不同电力需求。
在另一种实施方式中，提供了一种充电单元，该充电单元包括：设备，被配置为接收电压，并根据所接收的供应至设备的电压的变化改变储能设备的充电速率。在实施方式中，该设备被配置为从连接至多个不同的发电装置的控制单元接收电压。在实施方式中，充电单元进一步包括是电池单元的多个设备。在实施方式中，该设备是电池单元，该电池单元包括被配置为接收电压的充电器电路、连接至充电器电路的电池和连接至电池的放电器电路。在实施方式中，该设备是电池单元，该电池单元包括：电池，被配置为通过电压的至少一部分来充电；处理器；以及第一开关，连接在电池与处理器之间并被配置为当第一开关处于开启状态时实现从电池向处理器的供电，第一开关可基于从控制单元接收的控制信号来可操作。在实施方式中，控制单元进一步包括：放电器电路；连接在电池与放电器电路之间的第二开关；连接在电池与第三开关之间的充电器电路；以及连接至放电器电路的第四开关，其中，处理器被配置为在从控制单元接收到充电控制信号后关闭第二和第四开关并随后开启第三开关，从而实现向电池供应电压，并且其中，处理器被配置为在从控制单元接收到放电控制信号后关闭第三开关，从而停止给电池充电，并且随后开启第二开关和第四开关，从而能够通过放电电路从电池中释放电压。
在另一种实施方式中，提供了一种给储能设备充电的方法。该方法包括：接收电压；以及根据所接收的电压的变化改变储能设备的充电速率。在实施方式中，该方法进一步包括接收多个电压的组合，并根据所接收的电压的组合的变化改变储能设备的充电速率。在实施方式中，改变充电速率进一步基于储能设备的电力需求。在实施方式中，该方法进一步包括基于输出电压的控制单元与多个储能设备之间的协作控制来改变多个不同的储能设备的充电速率，所述协作控制部分基于不同储能设备的不同的电力需求。
在另一种实施方式中，提供了一种电动车辆，该电动车辆包括：第一控制系统，包括被配置为接收第一电压并将第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压的第一设备以及被配置为接收第二电压并根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率的第二设备。电动车辆还包括：转换装置，将从储能设备供应的电力转换为可被电动车辆的部件使用的形式；以及第二控制系统，被配置为基于与储能设备相关的信息来处理与车辆控制有关的信息。
在另一种实施方式中，提供了一种电动车辆，该电动车辆包括：充电单元，包括被配置为接收电压并根据所接收的供应至其的电压的变化来改变储能设备的充电速率的设备；转换装置，将从储能设备供应的电力转换为可被电动车辆的部件使用的形式；以及第二控制系统，被配置为基于与储能设备相关的信息来处理与车辆控制相关的信息。
顺便提及，本公开还可采用以下构造。
(1)一种控制系统，包括：
第一设备，供应有来自发电部的第一电压，并根据第一电压的变化生成第二电压；以及
第二设备，供应有来自第一设备的第二电压，并根据第二电压的变化改变电池的充电速率。
(2)根据(1)所述的控制系统，
其中，第一设备根据第一电压的降低来降低第二电压。
(3)根据(1)或(2)所述的控制系统，
其中，第二设备根据第二电压的降低来降低充电速率。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的控制系统，
其中，第二电压经由电力线供应。
(5)根据(4)所述的控制系统，
其中，第二设备获得电力线中的第二电压。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的控制系统，
其中，发电部根据环境发电。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的控制系统，
其中，控制系统包括多个第一设备和多个第二设备。
(8)一种控制设备，其连接至供应有来自发电部的第一电压并根据第一电压的变化生成第二电压的设备，
其中，第二电压从该设备供应，并且
根据第二电压的变化改变电池的充电速率。
(9)一种控制方法，包括：
从发电部向第一设备供应第一电压；
通过第一设备产生根据第一电压的变化的第二电压；
从第一设备向第二设备供应第二电压；以及
通过第二设备根据第二电压的变化改变电池的充电速率。
附图标记说明
1   控制系统
11  高压输入电源电路
12  低压输入电源电路
41a 充电器电路
Ba  电池
CU  控制单元
BU  电池单元
V10(V11)  第一电压
V12  第二电压

Claims (25)

1.一种控制系统，包括：
第一设备，被配置为接收第一电压并将所述第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压；以及
第二设备，被配置为接收第二电压并根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第一设备是被配置为将从多个不同的发电装置接收的多个第一电压组合并转换为所述第二电压的控制单元。
3.根据权利要求1所述的控制系统，进一步包括是电池单元的多个第二设备，多个所述电池单元连接至所述第一设备。
4.根据权利要求1所述的控制系统，进一步包括被配置为接收多个相应的第一电压的多个所述第一设备，多个所述第一设备包括高压输入电源电路和低压输入电源电路，
其中，所述高压输入电源电路和所述低压输入电源电路的每一个被配置为将所述相应的第一电压转换为根据所述相应的第一电压的变化而变化的第二电压。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，所述第二设备被配置为接收多个第二电压的组合，并根据所接收的第二电压的组合的变化改变所述储能设备的所述充电速率。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第二设备是电池单元，所述电池单元包括被配置为接收所述第二电压的充电器电路、作为所述储能设备的电池和连接至所述电池的放电器电路。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第一设备是控制单元，所述控制单元包括：
电池，被配置为通过所述第二电压来充电；
处理器，被配置为与所述第二设备通信并输出用于激活所述储能设备并使所述储能设备放电的控制信号；以及
主开关，被配置为当所述主开关处于开启状态时实现从所述电池向所述处理器的供电。
8.根据权利要求7所述的控制系统，
其中，所述控制单元进一步包括第二开关，所述第二开关被配置为当所述第二开关处于开启状态时使得第三电压能够从所述储能设备被供应至所述控制单元，以及
第三开关，连接至所述第二开关并被配置为当所述第三开关处于开启状态时将基于所述第三电压的第四电压供应至外部设备。
9.一种给储能设备充电的方法，所述方法包括：
接收第一电压；
将所述第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压；以及
根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括将从多个不同的发电装置接收的多个第一电压组合并转换为所述第二电压。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
至少从高压输入电源电路和低压输入电源电路接收多个相应的第一电压；并将所述相应的第一电压转换为根据所述相应的第一电压的变化而变化的第二电压。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括接收多个第二电压的组合，并根据所接收的第二电压的组合的变化改变所述储能设备的所述充电速率。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括基于输出所述第二电压的控制单元与多个储能设备之间的协作控制来改变多个不同的储能设备的充电速率，所述协作控制部分基于所述不同的储能设备的不同电力需求。
14.一种充电单元，包括：
设备，被配置为接收电压，并根据所接收的供应至所述设备的电压的变化改变储能设备的充电速率。
15.根据权利要求14所述的充电单元，其中，所述设备被配置为从连接至多个不同的发电装置的控制单元接收电压。
16.根据权利要求14所述的充电单元，进一步包括是电池单元的多个设备。
17.根据权利要求14所述的充电单元，其中，所述设备是电池单元，所述电池单元包括被配置为接收所述电压的充电器电路、连接至所述充电器电路的电池和连接至所述电池的放电器电路。
18.根据权利要求14所述的充电单元，其中，所述设备是电池单元，所述电池单元包括：
电池，被配置为通过至少部分所述电压来充电；
处理器；以及
第一开关，连接在所述电池与所述处理器之间并被配置为当所述第一开关处于开启状态时实现从所述电池向所述处理器的供电，所述第一开关能够根据从控制单元接收的控制信号来操作。
19.根据权利要求18所述的充电单元，其中，所述控制单元进一步包括：
放电器电路；
第二开关，连接在所述电池与所述放电器电路之间；
充电器电路，连接在所述电池与第三开关之间；以及
第四开关，连接至所述放电器电路，
其中，所述处理器被配置为：在从所述控制单元收到充电控制信号后，关闭所述第二开关和所述第四开关，并且随后开启所述第三开关，从而使得能够将所述电压供应至所述电池，并且
其中，所述处理器被配置为：在从所述控制单元收到放电控制信号后，关闭所述第三开关，从而停止给所述电池充电，并且随后开启所述第二开关和所述第四开关，从而使得能够通过放电电路从所述电池中释放所述电压。
20.一种给储能设备充电的方法，所述方法包括：
接收电压；以及
根据所接收的电压的变化改变所述储能设备的充电速率。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括接收多个电压的组合，并根据所接收的电压的组合的变化改变所述储能设备的所述充电速率。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，进一步基于所述储能设备的电力需求改变所述充电速率。
23.根据权利要求20所述的方法，进一步包括基于输出所述电压的控制单元与多个所述储能设备之间的协作控制来改变多个不同的储能设备的充电速率，所述协作控制部分基于所述不同的储能设备的不同电力需求。
24.一种电动车辆，包括：
第一控制系统，包括：
第一设备，被配置为接收第一电压并将所述第一电压转换为根据所接收的第一电压的变化而变化的第二电压，以及
第二设备，被配置为接收所述第二电压并根据所接收的第二电压的变化改变储能设备的充电速率；
转换装置，将从所述储能设备供应的电力转换为能够被所述电动车辆的部件使用的形式；以及第二控制系统，被配置为基于与所述储能设备相关的信息来处理与车辆控制相关的信息。
25.一种电动车辆，包括：
充电单元，包括设备，所述设备被配置为接收电压并根据所接收的供应至所述设备的电压的变化改变储能设备的充电速率；
转换装置，将从所述储能设备供应的电力转换为能够被所述电动车辆的部件使用的形式；以及
第二控制系统，被配置为基于与所述储能设备相关的信息来处理与车辆控制相关的信息。
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