CN112640178A - 具有多电压总线的模块化电池组系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提供多个动力电芯模块的方法和系统。动力电芯模块可堆叠在一起，使得它们电连接并共享共同多电压总线。电子器具可连接到动力电芯模块中的一者以由所有的已连接动力电芯模块供电。可容易地添加动力电芯模块或将动力电芯模块从组中移除而不中断向电子器具供应功率。

Description

具有多电压总线的模块化电池组系统

相关专利申请

本申请要求Livingston等人的于2018年7月2日提交的名称为“用于发电、能量捕获和存储解决方案的目的的模块化动力电芯的系统，以及更具体地，可堆叠、可互换的、可重新配置的、独立的便携式电源和能量设备(A SYSTEM OF MODULAR POWER CELLS,ANDMORE PARTICULARLY STACKABLE,INTERCHANGEABLE,RECONFIGURABLE,INDEPENDENT,PORTABLE POWER AND ENERGY DEVICES FOR THE PURPOSES OF POWER GENERATION,ENERGYCAPTURE AND STORAGE SOLUTIONS)”的美国临时专利申请号62/693,230(JOUL001-PROV)的权益，该专利申请据此整体以引用方式并入，如同在本文完整示出一样。

背景技术

大多数家庭依靠城市电网来供应其家庭能量需求。城市电网通常利用水电发电、核发电或化石燃料发电以便为家庭、企业和公共建筑供应基本上恒定且可靠的电力源。

尽管城市电网具有普遍可靠性，但仍存在城市电网无法供应电力的情况。例如，风暴、地震、事故、维护和装备故障都可导致城市电源的中断。在这些情况下，个人和组织可设法实现备用或替代电源选项。

许多个人和组织拥有燃烧发电机作为备用电源或作为便携式电源解决方案。当城市电网中断时，燃烧发电机可用于通过燃烧化石燃料来生成电力。个人和组织还使用便携式燃烧发电机以在诸如露营地、公园和建筑工地的位置处向电子器具供电。

虽然燃烧发电机在一些情况下可能是有效的解决方案，但燃烧发电机也承受许多缺点。例如，燃烧发电机通常非常低效。当启动时，它们通常燃烧固定量的燃料，而不考虑它们供电的器具的需要。

此外，许多器具需要仅间歇地接收电力。即使在电子器具不需要电力的时段期间，燃烧发电机也将继续使用燃料并生成电力。虽然一些发电机具有低功率模式，但无论负载如何，低功率模式仍然连续地燃烧燃料。例如，如果远程应用需要5V，则燃烧发电机将保持可大大超过实际需要的最小操作输出，由此浪费能量。另外，发电机通常具有固定燃料量，并且因此具有它们可在不接收附加燃料的情况下操作的固定时间量。

另外，露营地和公园通常限制燃烧发电机可操作的时间。其他场所(诸如贸易展览或会议厅)可能完全禁止使用发电机。所产生的噪声和烟雾通常意味着燃烧发电机被放置在一定距离处，这产生功率传输问题。

虽然城市电网通常是器具、灯具和其他固定式电气设备的可靠电力源，但城市电网在涉及为非固定式设备提供电力时具有严重的局限性。例如，如果电气庭院工作工具(诸如吹叶机、杂草搅打器、绿篱修剪器)要接收来自城市电网的电力，则它们需要长延伸线缆。这导致严重的缺点，诸如足够长的延伸线缆的高成本以及延伸线缆变得缠结和拔出的麻烦。

为了处理此类缺点，功率密集的便携式电子器具的制造商已制造出电池供电的便携式电子设备。然而，由于有限的容量，电池通常在工作完成之前耗尽。在可再次利用电池之前，电池必须被再充电。此外，对这些电池进行充电需要特定线缆和适配器，该特定线缆和适配器会变得丢失或在若干线缆和适配器之间混合。

所需要的是解决提供替代能量供应和存储解决方案的长期技术问题的系统和方法，该替代能量供应和存储解决方案在静止和便携式两种情况下均是有效、灵活且简单的。

发明内容

本发明的实施方案提供了一种动力电芯单元模块的系统，该系统在静止和便携式情况下有效并且对大规模和小规模能量供应需求均有效。可将动力电芯模块一起堆叠在动力电芯组中以共同为电子器具供电。可从动力电芯组移除单独动力电芯模块以便向便携式电子器具提供功率，而不中断由该动力电芯组向其他电子器具提供的功率。

在一个实施方案中，每个单独动力电芯模块向多电压总线提供多个电压。当动力电芯一起连接在组或堆叠中时，多电压总线跨在所有动力电芯连接并且从每个动力电芯接收多个电压。每个动力电芯包括用户功率输出，该用户功率输出承载多个可用电压并且使得用户能够在不操作任何开关的情况下连接到可用电压中的任一者。

因此，本公开的实施方案提供了电源和能量供应解决方案，该电源和能量供应解决方案足够稳健以为家庭供电，足够灵活以方便为便携式装备供电，并且足够简单使得用户可以容易地实现解决方案而没有风险并且不涉及专业的电工。

在一个实施方案中，系统提供可堆叠、可互换、可重新配置、单独、便携式的电源和能量设备以用于发电、能量捕获和存储解决方案的目的。尺寸的灵活性的优点(物理以及特征和功能两者)有很多。系统优先级现在可成为堆叠系统或为特定任务选择单独模块的决定过程中的主要驱动因素。可与此类系统一起考虑的优先级中的一些包括但不限于单独用户的物理强度、预期目的地处的可用尺寸和空间，以及在位置(本身位置)处捕获/存储能量的需要。例如，车辆可能只需要保证为死区起动器电池供电。相对低输出动力电芯模块可被连接以在短时间段内运行应用程序，或者可与多个动力电芯模块一起使用以在较长持续时间内运行应用程序。动力电芯模块或动力电芯模块的堆叠将仅在需要时向具有间歇功率需求的设备提供能量，这与将连续燃烧燃料以生成电力而不管需要如何的燃烧发电机不同。

在一个实施方案中，动力电芯模块是安全的并且可由人移动。无论整个系统的尺寸如何，动力电芯模块都可被运输、存储、再充电并且使用以用于提供、存储或捕获能量的目的。

在一个实施方案中，因为系统可由一个或多个动力电芯模块组成，所以系统是更好的设计(在整体上、情境上、经济上、可持续性上)并且具有比其他设计系统更实用的方法。系统具有取决于具体应用放大或缩小的优点。

本公开的实施方案解决了与传统固定和便携式能量解决方案相关联的一些缺点。本公开的各种实施方案可被实现以改善能量存储、离网能量解决方案、紧急能量解决方案和便携式电源的技术领域。

附图说明

图1是根据一个实施方案的动力电芯模块的框图。

图2是根据一个实施方案的动力电芯模块的内部电路的框图。

图3是根据一个实施方案的动力电芯模块的电压组合电路的示意图。

图4是根据一个实施方案的动力电芯模块的线束的图示。

图5是根据一个实施方案的动力电芯模块的线束的一部分的侧面剖视图。

图6是根据一个实施方案的动力电芯模块的图示。

图7是根据一个实施方案的包括动力电芯模块组的系统的图示。

图8是根据一个实施方案的包括动力电芯模块组的能量存储和供应系统的图示。

图9是根据一个实施方案的在静止和便携式情况下使用的包括动力电芯模块的能量存储和供应系统的图示。

图10A是根据一个实施方案的动力电芯模块的内部电路的框图。

图10B是根据一个实施方案的动力电芯模块的内部电路的框图。

图10C是根据一个实施方案的动力电芯模块的内部电路的框图。

图11是根据一个实施方案的用于从动力电芯模块的系统提供能量的过程的流程图。

在整个附图和具体实施方式中使用共同的附图标号来指示相似的元件。本领域的技术人员将容易认识到，上述附图是示例，并且可在不脱离如权利要求所述的本发明的特性和特征的情况下提供和实现其他架构、操作模式、操作顺序和元件/功能。

具体实施方式

现在将参考描绘一个或多个示例性实施方案的附图来讨论实施方案。实施方案可能以许多不同的形式实现，并且不应理解为限于本文所述的、附图所示的和/或下文所述的实施方案。相反，提供这些示例性实施方案以允许向本领域的技术人员传达如权利要求中所述的本发明的原理的完整公开内容。

图1是根据一个实施方案的动力电芯模块102的框图。根据各种实施方案，动力电芯模块102包括多个电池104、电压组合电路106、多电压总线108、控制电路110、模块间多电压总线连接器112、用户功率输出114、电压转换电路113、模块间通信电路117、传感器116和显示器118。动力电芯模块102的部件使得动力电芯模块102能够用作独立电源，或者能够与其他动力电芯模块连接作为共同向一个或多个电子器具提供电力的动力电芯模块的组或堆叠的一部分。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括多个电池104。电池104可包括铅酸电池、锂离子电池、镍锌电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池和锌镁氧化物电池中的一者或多者。在一个实施方案中，给定动力电芯模块102内的电池104中的每一者是相同类型的电池。另选地，在一些实施方案中，给定动力电芯模块102中的电池104可包括多种类型的电池。

在一个示例中，根据一个实施方案，动力电芯模块102包括四个单独电池104。单独电池104包括12V铅酸电池。动力电芯模块102利用12V铅酸电池来向一个或多个电子器具提供电力，作为独立动力电芯模块102，或作为共同向一个或多个电子器具提供电力的动力电芯模块102的组或堆叠的一部分。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括电压组合电路106。电压组合电路106耦接到电池104的端子以便同时提供来自电池104的多个输出电压。由电压组合电路106提供的输出电压对应于电池104的各种串联和并联连接。因此，由电压组合电路106提供的每个输出电压对应于多个电池104的并联连接、多个电池104的串联连接、或多个电池104的串联连接和并联连接的组合。

在一个实施方案中，电压组合电路106同时提供多个输出电压。例如，电压组合电路106可包括：提供作为所有电池104的串联连接的输出电压的一组端子、提供作为所有电池104的并联连接的输出电压的一组端子，以及提供作为两组电池的并联连接的输出电压的一组端子，其中每组电池为两个或更多个电池104的串联连接。

在一个实施方案中，电压组合电路106包括在各种输出电压中禁止短路的各种连接中的电路部件。例如，两个电池104的两个端子之间的连接可包括被配置为禁止电流沿非期望方向的流动的一个或多个二极管。根据一个实施方案，这可确保电压组合电路106可提供各种电压组合而不短路并且不需要多路复用器。

在一个实施方案中，电压组合电路106同时提供所有输出电压。根据一个实施方案，电压组合电路106不经由变压器、电压倍增器或电荷泵生成各种输出电压。相反，根据一个实施方案，电压组合电路106提供每个输出电压作为电池104的各种端子之间的串联连接、并联连接、或串联和并联连接。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括多电压总线108。多电压总线108从电压组合电路106接收输出电压。多电压总线108包括多个电压线，每个电压线针对多电压总线108的每个输出电压。因此，多电压总线108的每个电压线承载与来自电压组合电路106的相应输出电压中的一者相对应的电压。因此，根据一个实施方案，多电压总线108同时承载来自电压组合电路106的所有输出电压。

在一个实施方案中，多电压总线108被设计成使得当动力电芯模块102连接在动力电芯模块组中时，多电压总线108连接到来自动力电芯模块组的所有动力电芯模块的对应多电压总线。因此，当动力电芯模块102连接在动力电芯模块组中时，动力电芯模块组具有共同多电压总线，该共同多电压总线是动力电芯模块组的各种动力电芯模块的多电压总线中的每一者的继续。

在一个实施方案中，当动力电芯模块102连接到第二动力电芯模块时，多电压总线108的每个线电连接到第二动力电芯模块的多电压总线的对应线。如果多电压总线108包括各自承载相应输出电压V1、V2或V3的三个线，则当动力电芯模块102连接到第二动力电芯模块时，多电压总线108的V1线连接到第二动力电芯模块的多电压总线的V1线，多电压总线108的V2线连接到第二动力电芯模块的多电压总线的V2线，并且多电压总线108的V3线连接到第二动力电芯模块的多电压总线的V3线。因此，模块化电池动力电芯102的多电压总线108和第二动力电芯模块的多电压总线形成包括V1线、V2线和V3线的共同多电压总线。连接成动力电芯模块组的每个附加动力电芯模块接合共同多电压总线。每个动力电芯模块向共同多电压总线提供V1、V2和V3。

在一个实施方案中，多电压总线的优点是用户不需要手动控制动力电芯模块来提供特定期望电压。如果情况并非如此，则每个动力电芯模块有可能需要由用户以完全相同的方式手动地或电子地配置，以避免短路或可伴随各种动力电芯模块之间的失配电压连接的其他电气问题。相反，根据一个实施方案，每个动力电芯模块提供所有电压并有助于共同多电压总线。如将在下文中更详细地阐述，这实现非常简单的设置，该设置在用户能够安全且有效地单独地或以动力电芯模块组使用动力电芯模块之前向用户要求很少的电气知识或不向用户要求电气知识。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括控制电路110。控制电路110可包括控制动力电芯模块102的操作的一个或多个处理器或微控制器。一个或多个处理器可执行存储在一个或多个存储器中的软件指令以便控制动力电芯模块102的各个方面的功能。一个或多个处理器还可经由手动交互或无线通信控制的输入来控制。控制电路110可根据存储在一个或多个存储器中的固件来操作。

在一个实施方案中，控制电路110能够选择性地将电压组合电路106与多电压总线108连接或断开。例如，如果电池104耗尽或处于故障状态，则控制电路110可操作开关作为将电压组合电路106的输出电压与多电压总线108断开的断路器。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括传感器116。传感器116感测动力电芯模块102的各个方面。传感器116向控制电路110提供传感器信号。控制电路110可响应于来自传感器116的传感器信号并根据控制电路110的内部逻辑来控制动力电芯模块102的部件和功能。例如，控制电路110可响应于传感器信号而将电压组合电路106与多电压总线108断开。

在一个实施方案中，传感器116可包括感测由每个电池104输出的电压的多个传感器。电压传感器可向控制电路110输出指示每个电池的电压输出的传感器信号。电压传感器也可感测由电压组合电路106提供的输出电压，并且可向控制电路110提供指示由电压组合电路106提供的输出电压的传感器信号。控制电路110可响应于所感测的电压而控制动力电芯模块102的部件和功能。在一个实施方案中，电压传感器是控制电路110的部分。另选地，电压传感器可在控制电路110的外部。

在一个实施方案中，传感器116可包括电流传感器。电流传感器可感测从电池104中的每一者流出的电流。电流传感器可感测从动力电芯模块102流出的总电流。电流传感器也可感测从电池104流过多电压总线108的每个线的电流。电流传感器向控制电路110输出指示流入和流出动力电芯模块102的各种电流的传感器信号。控制电路110可响应于所感测的电流而控制动力电芯模块102的部件和功能。在一个实施方案中，电流传感器是控制电路110的部分。另选地，电流传感器可在控制电路110的外部。

在一个实施方案中，传感器116可包括温度传感器。温度传感器可感测电池104的温度。温度传感器可感测动力电芯模块102内的温度。温度传感器还可感测动力电芯模块102内的各种部件的温度。温度传感器可将指示各种温度的传感器信号输出到控制电路110。然后，控制电路110可响应于温度而采取动作。例如，控制电路110可响应于电池104过热的指示而将电压组合电路106与多电压总线108断开以停止电流的流动。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括用户功率输出114。用户功率输出114包括各自输出特定电压的各种端口。例如，用户功率输出114可包括针对由多电压总线108承载的每个电压的一个或多个输出端口。用户可将电子器具连接到输出端口中的一者以便向电子器具提供功率。用户可将电子器具连接到输出端口，该输出端口承载电子器具的正确电压。动力电芯模块102还可包括用户功率输入，该用户功率输入可接收电连接以向动力电芯模块102提供功率。

如果多电压总线108包括三个输出电压V1、V2和V3，则用户功率输出114可包括针对每个输出电压的多个输出端口。每个输出端口可对应于特定类型的连接。因此，可存在针对单个输出电压的多种类型的输出端口以配合用于电子器具的多种类型的电连接器。在一个实施方案中，用户功率输出114可接收使输出端口配合特定公共连接方案的加密狗或适配器。在一个实施方案中，如果电子器具需要并非由多电压总线108承载的那些电压的DC电压，则适配器可插入到输出端口中的一者中，从输出端口接收电压，并且使电压升压或降压以便实现电子器具所需的电压。

在一个实施方案中，当动力电芯模块102连接在动力电芯模块组中时，如果用户将电子器具插入到用户功率输出114中的一者中，则从连接到多电压总线108的每个动力电芯模块向电子器具提供功率。因此，在将电子器具插入动力电芯模块组中的一个动力电芯模块的功率输出中时，电子器具从连接到多电压总线108的每个动力电芯模块汲取总电流的一部分。因此，大量的动力电芯模块可连接在组中，使得特定电子器具或若干电子器具可由动力电芯模块组长时间供电。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括电压转换电路113。电压转换电路113连接到多电压总线108的电压线中的一者或多者。电压转换电路113从多电压总线108接收一个或多个输出电压并生成其他电压。其他电压可包括在多电压总线108的输出电压中间的DC电压、大于由多电压总线108承载的最高电压的DC电压、小于由多电压总线108承载的最小电压的DC电压，以及与由多电压总线108承载的电压不同类型的电压。用户功率输出114可包括针对由电压转换电路113生成的每个电压的一个或多个输出端口。这使得用户能够将电子器具插入输出端口中，该输出端口承载的电压并非由多电压总线108承载的那些电压。

在一个实施方案中，因为由电压转换电路113生成的电压是从多电压总线108生成的，所以接收由电压转换电路113生成的电压的电子器具从连接到多电压总线108的动力电芯模块中的每一者汲取功率。

在一个实施方案中，电压转换电路113从多电压总线108接收DC电压并生成AC电压。然后将AC电压提供给用户功率输出114中的一者或多者。因此，电压转换电路113可包括一个或多个反相器以生成一个或多个AC电压。在一个实施方案中，AC电压中的一者具有与本地城市电网的振幅和频率相对应的振幅和频率。例如，AC电压中的一者可包括60Hz的110V AC，对应于北美和许多其他区域中的标准壁电压。另一个AC电压可包括60Hz的220VAC，对应于一些电子器具在北美和许多其他区域中操作的增加的电压。

在一个实施方案中，在城市电网发生故障的情况下，通常插入壁电压中或高于壁电压的电压中的电子器具可插入动力电芯模块102中，或者可能以其他方式从动力电芯模块102接收功率。如果动力电芯模块102连接在大量动力电芯模块的组中，则AC供电的电子器具可从连接到多电压总线108的所有动力电芯模块汲取功率。在一个实施方案中，当城市电网被中断并且未供应功率时，系统可被插入房屋的标准壁装电源插座中。电源线缆可从动力电芯模块中的一者插入壁装电源插座中。动力电芯模块将来自多电压总线的DC输出电压中的一者转换成对于壁装电源插座具有正确频率和振幅的AC电压。然后将AC电压供应到壁装电源插座。位于相同电路上的所有壁装电源插座现在可由从动力电芯模块或动力电芯模块组供应的AC电压供电。在这样做之前，用户将需要访问电路箱并且使断路器跳闸到该电路，使得如果城市电网重新上线，则将不存在短路。动力电芯模块可包括保护电路以在短路的情况下保护动力电芯模块。可经由动力电芯模块组来供应功率。

在一个实施方案中，电压转换电路113可从多电压总线108接收电压，并且可将电压转换为与典型个人电子设备连接器相关联的一个或多个电压。例如，许多电子设备由指定的小电压(诸如3.1V或5V)供电。许多电子设备适于从标准化输出端口(诸如USB 2.0、USB3.0、微型USB、USB C、或其他类型的充电端口)接收电压。电压转换电路113可生成与这些类型的充电端口相关联的电压。用户功率输出114可包括多个充电端口，该多个充电端口配合各种标准端口并且从电压转换电路113接收适当电压。然后，用户可将其个人电子设备(诸如移动电话、平板电脑、耳机、游戏控制器、可穿戴电子设备、无人机和可从标准输出端口充电的其他种类的个人电子设备)插入用户功率输出114的对应输出端口中以便对其个人电子设备进行充电。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括显示器118。显示器118可输出指示动力电芯模块102的当前状态的数据或其他消息。显示器118可指示连接在动力电芯模块组中的动力电芯模块的数量。显示器118可指示电池104中的当前充电水平、由动力电芯模块102输出的电流或功率的指示、或在当前功率汲取下直到电池104需要再充电的时间长度。显示器118可指示是否存在与动力电芯模块102相关联的故障状况。显示器118可向用户提供用于初始化、利用或故障诊断动力电芯模块102的指令。显示器118可提供指示哪个用户功率输出114当前正在进行使用的数据。显示器118可提供信息，诸如动力电芯模块102内的温度或电池104的电压电平。

在一个实施方案中，控制电路110可控制显示器118。控制电路110可经由显示器118向用户输出消息。控制电路110可向用户输出用于操作动力电芯模块102或用于向用户提供动力电芯模块102的当前状态的指令。显示器还可显示推送到其他动力电芯模块或连接的电子设备的信息。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括模块间多电压总线连接器112。模块间多电压总线连接器112将多电压总线108的电压线电连接到第二动力电芯模块的对应电压线。模块间多电压总线连接器112可包括Anderson连接器或其他类型的标准或独特连接器，其可将多电压总线108的电压线耦接到第二动力电芯模块的多电压总线的对应电压线。

在一个实施方案中，当动力电芯模块102附接到第二动力电芯模块时，模块间多电压总线连接器112自动地将多电压总线108的电压线连接到第二动力电芯模块的对应电压线。因此，模块间多电压总线连接器112可包括紧固件，该紧固件有助于将动力电芯模块102牢固地紧固到第二动力电芯模块(当其堆叠在一起时)。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括动力电芯模块102的顶表面和底表面上的模块间多电压总线连接器112。因此，当动力电芯模块102连接在动力电芯模块102的组中时，动力电芯模块102可连接到动力电芯模块102下方的第二动力电芯模块，并且第三动力电芯模块可连接到动力电芯模块102的顶部。在一个实施方案中，动力电芯模块102可包括闩锁、释放装置，以及使得动力电芯模块102能够快速地附接到其他动力电芯模块并且能够快速地从其他动力电芯模块释放的其他连接硬件。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括模块间通信电路117。模块间通信电路117使得动力电芯模块102能够与其中动力电芯模块102连接的动力电芯模块组中的其他动力电芯模块通信。模块间通信电路117可共享每个动力电芯模块的状态或状况。在一个实施方案中，模块间通信电路117包括使得动力电芯模块能够彼此无线通信的无线收发器。在一个实施方案中，模块间通信电路117包括使得动力电芯模块能够跨有线连接彼此通信的有线连接。在一个实施方案中，模块间通信电路可使得动力电芯模块102能够建立已连接动力电芯模块组中的哪个动力电芯模块为主或控制动力电芯模块。

在一个实施方案中，模块间通信电路可与一个或多个用户通信。例如，模块间通信电路117可向用户发送关于动力电芯模块102或动力电芯模块组的当前状态的警告。模块间通信电路117可在动力电芯模块组的总容量很低时警告用户，使得用户可对动力电芯模块再充电或作出用于为电子器具供电的其他规定。在一个实施方案中，用户可在个人计算设备(诸如智能电话)上安装专用动力电芯模块系统应用程序。动力电芯模块系统应用程序可使得用户能够控制动力电芯模块或以其他方式与动力电芯模块通信。

在一个实施方案中，当动力电芯模块连接在动力电芯模块组中时，动力电芯模块中的一者可被指定为主动力电芯模块。可引导用户将电子器具连接到主动力电芯模块，然后电子器具可由整个动力电芯组经由主动力电芯供电。在一个实施方案中，主动力电芯与动力电芯组中的其他动力电芯模块基本上相同。另选地，主动力电芯可为包括附加连接和功能的不同类型的动力电芯。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括壳体。动力电芯模块102的部件主要定位在壳体内。显示器118和用户功率输出114可定位在壳体的外表面上。模块间多电压总线连接器112也可至少部分地定位在壳体的外表面上。模块间数据连接端口和其他I/O端口可定位在壳体的外表面上。

根据本公开，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，与图1所示的部件相比，根据本公开的动力电芯模块102可包括附加的部件、更少的部件或不同的部件组合。

图2是根据一个实施方案的图1的动力电芯模块102的电路的框图。参考图1至图2以及上述图1的描述，根据各种实施方案，动力电芯模块102包括四个电池104a-104d、电压组合电路106、断路器119、多电压总线108、电压转换电路113、用户功率输出114、控制电路110、传感器116和显示器118。

在一个实施方案中，四个电池104a-104d连接到电压组合电路106。具体地讲，每个电池的正端子和负端子均连接到电压组合电路106。

在一个实施方案中，电压组合电路106从电池104a-104d接收电压并且生成输出电压V1-V3。在一个实施方案中，输出电压V1-V3中的每一者对应于电池104a-104d的串联连接、电池104a-104d的并联连接、或电池104a-104d的串联连接和并联连接的组合。虽然图2的示例示出了三个输出电压V1-V3，但根据各种实施方案，电压组合电路106可提供比三个更多或更少的输出电压。

在一个实施方案中，电压组合电路106向多电压总线108提供输出电压V1-V3。具体地讲，电压组合电路106同时向多电压总线108提供所有三个输出电压V1-V3。

在一个实施方案中，断路器119定位在电压组合电路106和多电压总线108之间。断路器119可断开电压组合电路106与多电压总线108之间的连接，使得多电压总线108不从电压组合电路106接收输出电压V1-V3。

在一个实施方案中，控制电路110控制断路器119。控制电路110可选择性地指示断路器119断开电压组合电路106与多电压总线108之间的电路。控制电路110可响应于动力电芯模块102内的状况而控制断路器119。例如，控制电路110可从传感器116接收传感器信号。如果传感器信号指示动力电芯模块119内的故障状况，则控制电路110可致使断路器119断开电路。另外，如果传感器信号指示电池104a-104d中的一者或多者的电压太低而不能向多电压总线108供应功率，则控制电路110可致使断路器119断开电路。在一个实施方案中，断路器119包括开关，该开关可由控制电路110操作以选择性地将电压组合电路106与多电压总线108断开或连接。

在一个实施方案中，多电压总线108包括电压线121。每个电压线承载由电压组合电路106提供的相应输出电压。因此，多电压总线108同时承载由电压组合电路106提供的所有输出电压。如上所述，当动力电芯模块102连接在动力电芯模块组中时，多电压总线108和电压线121是共同多电压总线的一部分，其中所有已连接动力电芯模块向共同多电压总线提供输出电压V1-V3。连接到组中的动力电芯模块中的一者的电子器具从连接到共同多电压总线的每个动力电芯模块接收功率。

在一个实施方案中，对于每个输出电压V1-V3，用户功率输出114包括一个或多个输出端口，该输出端口承载相应的输出电压并且使得电子器具能够被连接以接收该输出电压。

在一个实施方案中，电压转换电路113接收输出电压V1-V3中的一者或多者，并且从输出电压V1-V3生成经转换电压。经转换电压可包括AC电压、输出电压V1-V3中间的DC电压、大于输出电压V1-V3中的任一者的DC电压，以及小于输出电压V1-V3中的任一者的DC电压。电压转换电路113向用户功率输出114提供这些经转换电压。对于每个经转换电压，用户功率输出114包括一个或多个输出端口，电子器具可连接到该输出端口以接收该电压。

在一个实施方案中，根据各种实施方案，控制电路110连接到电压组合电路106、断路器119、用户功率输出114、电压转换电路113、显示器118和传感器116。根据各种实施方案，控制电路110可控制这些部件的功能的各方面。

图3是根据一个实施方案的图1至图2的电池104a-104d和电压组合电路106的示意图。参考图1至图3以及上文图1至图2的描述，图3示出了四个电池104a-104d。电池104a-104d中的每一者包括正端子和负端子，其中在正端子和负端子之间具有12V。

在一个实施方案中，电压组合电路106包括与电池104a-104d的端子中的每一者的有线连接。电压组合电路106包括连接在电池104a-104d的各种端子之间的二极管D1-D6。电压组合电路106提供输出电压V1-V3。

在一个实施方案中，输出电压V1为12V。输出电压V1对应于并联连接的电池104a-104d中的每一者。因为每个电池提供12V，所以所有电池104a-104d的并联连接提供12V。V1的负端子连接到电池104a-104d中的每一者的负端子。V1的正端子连接到电池104a-104d中的每一者的正端子。

在一个实施方案中，输出电压V2为24V。输出电压V2对应于与电池104c、104d的串联连接并联连接的电池104a和104b的串联连接，从而产生24V的总电压。V2的正端子连接到电池104b和104d的正端子。V2的负端子连接到电池104a和104c的负端子。

在一个实施方案中，输出电压V3为48V。输出电压V3对应于所有四个电池104a-104d的串联连接，从而产生48V的总电压。V3的正端子连接到电池104d的正端子。V3的负端子连接到电池104a的负端子。

在一个实施方案中，二极管D1连接在电池104a的正端子和电池104b的负端子之间。二极管D2连接在电池104b的正端子和电池104c的负端子之间。二极管三连接在电池104c的正端子和电池104d的负端子之间。二极管D4连接在电池104a的正端子和电池104b的正端子之间。二极管D5连接在电池104b的正端子和电池104c的负端子之间。二极管D6连接在电池104b的正端子和电池104d的正端子之间。二极管D1-D6的连接确保电压组合电路106可安全地输出所有三个输出电压V1-V3而不短路。根据本公开，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可实现其他电路示意图以提供多个输出电压并同时防止短路。

在一个实施方案中，二极管D1-D6包括肖特基二极管。在一个实施方案中，二极管D1-D6包括102a-102齐纳二极管，其具有足够高的齐纳电压以承受可作为反向偏压施加在动力电芯模块102内的最高DC电压。在一个实施方案中，二极管D1-D6包括p-n二极管。

图4是根据一个实施方案的线束128的框图。参考图1至图4以及上文图1至图3的描述，线束128是电压组合电路106的一部分。线束128有利于通过其生成输出电压V1-V3的连接。

在一个实施方案中，电池104a-104d中的每一者参与生成输出电压V1-V3中的每一者。对于电池电压和输出电压的每个组合，布线板包括一对布线槽130和一对螺钉槽132。在每对布线槽130中，一个布线槽连接到对应电池的正端子，并且另一个槽连接到对应电池的负端子。螺钉孔132各自被配置为接收螺钉。当线材被放置在螺钉孔132下方的布线槽130中，并且螺钉被拧入螺钉孔132中时，线材被迫与对应电池端子进行电接触。

在一个实施方案中，线材被布置在每个布线槽130中，并且螺钉被紧固到每个对应螺钉孔132中。然后，线材可能以串联连接和并联连接的方式连接以生成输出电压V1-V3。插入列V1中的螺钉孔130中的线材用于生成输出电压V1。插入列V2中的螺钉孔130中的线材用于生成输出电压V2。插入列V3中的螺钉孔中的线材用于生成输出电压V3。

图5是根据一个实施方案的图4的线束128的一部分的侧视图。参考图1至图5以及上文图1至图4的描述，线材136定位在布线槽130中。线材136的暴露端部与母线142接触。母线142电连接到一个电池的一个端子。螺钉138被拧入螺钉孔132中。螺钉138的端部接触接触构件140。当螺钉138进一步拧入螺钉孔32中时，螺钉138的端部迫使接触构件142向下压在线材136上。线材136上的向下压力迫使线材136与母线142进行稳定电接触。

在一个实施方案中，控制电路110可迫使电压组合电路仅生成输出电压V1-V3中的一者。在这种情况下，控制电路110控制一个或多个开关144，该开关使母线142去耦以取消选择来自电池端子的输出电压。结果是，仅与所选择的输出电压相关联的母线142将电连接到电池的端子，由此确保仅所选择的输出电压将由电压组合电路106生成。

图6是根据一个实施方案的动力电芯模块102的图示。参考图1至图6以及上文图1至图5的描述，动力电芯模块102包括壳体122。壳体122容纳电池104a-104d、电压组合电路106、控制电路110、传感器116、多电压总线108和动力电芯模块102的其他内部部件。

在一个实施方案中，壳体122由耐用材料形成，该耐用材料可承受堆叠在其顶部上的若干动力电芯模块的重量。还选择壳体的材料以承受动力电芯模块102的便携式使用。根据一个实施方案，壳体122可包括硬且耐用的塑料。

在一个实施方案中，模块间多电压总线连接器112定位在动力电芯模块102的顶表面上。尽管图6中未示出，模块间多电压总线连接器112也定位在动力电芯模块102的底表面上。

在一个实施方案中，当动力电芯模块堆叠在动力电芯模块102的顶部上时，动力电芯模块102的顶表面上的模块间多电压总线连接器112与另一个动力电芯模块的底表面上的模块间多电压总线连接器连接。模块间多电压总线连接器112确保动力电芯模块中的每一者的多电压总线108的输出电压的电压线的安全电连接，从而从堆叠中的所有动力电芯模块形成共同多电压总线。另外，尽管未示出，模块间多电压总线连接器112也可定位在动力电芯模块102的横向表面上以有利于横向地以及垂直地堆叠或连接动力电芯模块。

在一个实施方案中，模块间多电压总线连接器112可包括Anderson连接器。除此之外或另选地，模块间多电压总线连接器112可包括其他类型的电连接器。每个模块间多电压总线连接器112可包括针对对应输出电压的正端子和负端子。在一个实施方案中，模块间多电压总线连接器112还可包括紧固件，如可根据具体情况，该紧固件将动力电芯模块102牢固地紧固到放置在动力电芯模块102的顶部上或者在其顶部上放置有动力电芯模块102的动力电芯模块。

在一个实施方案中，动力电芯模块102还包括在动力电芯模块102的顶表面和底表面上的紧固件124。紧固件124可有助于将动力电芯模块102紧固到放置在动力电芯模块102的顶部上的动力电芯模块，紧固件124可有助于将动力电芯模块紧固到放置在动力电芯模块102的底部上的动力电芯模块。

在一个实施方案中，动力电芯模块102还包括在动力电芯模块102的前面上的用户功率输出114。用户功率输出114也可定位在动力电芯模块102的其他面上。用户可将电子器具连接到用户功率输出114，以便通过动力电芯模块102或通过动力电芯模块的堆叠为电子器具供电。

在一个实施方案中，动力电芯模块102还可包括图6中未示出的用户输入设备。用户输入设备可使得用户能够输入命令或以其他方式控制动力电芯模块102的特征。用户输入设备可包括按钮、开关、滑块、旋钮、小键盘、触摸屏、或用户可通过其输入命令或控制动力电芯模块102的特征的其他设备。在一个实施方案中，用户输入设备包括电源按钮，该电源按钮使得用户能够打开或关闭动力电芯模块102。

在一个实施方案中，动力电芯模块还可包括图6中未示出的数据端口。数据端口可包括用于从动力电芯模块102内的存储器读取数据或将数据写入到该存储器的连接器。

在一个实施方案中，动力电芯模块102包括显示器118。显示器118可显示文本、图像或动画。用户可阅读或查看由显示器118显示的文本、图像或动画。

根据本公开，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，根据本公开原理的动力电芯模块可具有除图6所示的形状和配置之外的其他形状和配置。

图7示出了根据一个实施方案的包括动力电芯模块102a-102c的组的能量存储和供应系统100。参考图1至图7以及上文图1至图6的描述，图7示出了三个动力电芯模块102a-102c。然而，根据本公开的原理，可将更多或更少的动力电芯模块连接在动力电芯模块组中。

在一个实施方案中，动力电芯模块组的每个动力电芯模块组以形成共同多电压总线108的方式连接。共同多电压总线108包括针对每个输出电压V1-V3的电压线。共同多电压总线108同时承载输出电压V1-V3中的每一者。

在一个实施方案中，当电子器具连接到动力电芯模块102a-102c中的一者的用户功率输出114中的一者时，从动力电芯模块102a-102c中的每一者向电子器具提供功率。多电压总线108的电压线被示为动力电芯模块102a-102c的壳体122a-122c内部的虚线。虽然每个输出电压被示为具有单线，但在实践中，每个输出电压具有限定输出电压的正线和负线两者。

在一个实施方案中，系统100中的每个动力电芯基本上相同，具有相同的用户功率输出114、相同的显示器118以及可能的其他相同特征(诸如用户输入和数据端口)。在这种情况下，可通过将电子器具插入已连接动力电芯模块102a-102c中的任一者的用户功率输出114中来供应功率。另选地，动力电芯模块中的一者可充当相对于堆叠中的其他动力电芯模块的主动力电芯模块。在这种情况下，电子器具连接到主动力电芯模块的用户功率输出114。主动力电芯模块可为顶部动力电芯模块(作为一个示例)或底部动力电芯模块(作为另一个示例)。

在一个实施方案中，动力电芯模块102a-102c彼此不相同。相反，一些动力电芯模块可具有更多或更少的特征、不同的部件布置、不同的部件数量、不同的尺寸、不同的功率存储和供应容量、或其他类型的差异。在这种情况下，模块间多电压总线连接器112仍然确保每个动力电芯模块102a-102c接合多电压总线108。在一个实施方案中，多电压动力电芯中的一者为控制或主多电压动力电芯，其与堆叠中的其他动力电芯模块相比具有附加特征。堆叠中的一些动力电芯模块可以是相对无特征的，因为它们不具有用户功率输出114并且仅用于连接到堆叠中以向系统100提供附加能量容量。因此，根据一个实施方案，堆叠可包括一个或多个主或控制动力电芯模块，以及仅用于向系统100提供附加容量的一个或多个简单或从动力电芯模块。

图8是根据一个实施方案的包括动力电芯模块102a-102d的组的能量存储和供应系统100的图示。参考图1至图8以及上文图1至图7的描述，动力电芯模块102a-102d向电子器具150提供功率。

在一个实施方案中，动力电芯模块102a-102d的组向多个电子器具150提供功率。例如，动力电芯模块组可被配置为在城市电网发生故障时向整个住宅提供功率。在这种情况下，电子器具150可包括灯、洗衣机、洗碗机、计算机、电视机、机顶盒、DVD播放器、干衣机、烤箱、烤面包机、车库门开启器、视频游戏控制台、微波炉或家中通常从城市电网接收电力的任何其他器具。组中的动力电芯模块的数量越大，系统100向住宅提供电力的容量就越大。更多的动力电芯模块意味着给定器具可被供电持续更长的时间，或更多的电子器具可被供电持续特定时间量。

在一个实施方案中，动力电芯模块102a-102d的组位于商业位置并且被配置为向商业位置处的电子器具提供电力。

在一个实施方案中，动力电芯模块组是可被带到各种位置以向电子器具150提供电力的便携式系统。例如，动力电芯模块102a-102d的组可被带到露营，可被带到户外以向户外庭院装备或电力工具供电，或者可被带到户外聚会(诸如烧烤或派对)以便为电子装备供电。

在一个实施方案中，能量存储和供应系统100包括一个或多个另选电源152。一个或多个另选电源152可耦接到动力电芯模块组以向动力电芯模块组提供功率，或者在向一个或多个电子器具提供功率时与动力电芯模块接合。

在一个实施方案中，动力电芯模块可包括充电总线。当另选电源152连接到动力电芯模块102a-102d中的一者的充电连接部时，另选电源152连接到充电总线，该充电总线使得另选电源152能够对动力电芯模块102a-102d中的每一者内的电池充电。

在一个实施方案中，另选电源152可向多电压总线108提供功率。这样，在为电子器具150供电时，另选电源152补充由动力电芯模块102a-102d提供的功率。除此之外或另选地，另选电源102可与动力电芯模块102并行地为电子器具150供电。

在一个实施方案中，当另选电源152连接到动力电芯模块102a-102d中的一者中时，动力电芯模块将由动作电源150提供的电压转换成由多电压总线108承载的输出电压。从另选电源152生成的这些输出电压连接到多电压总线108的对应线，使得另选电源152可补充向电子器具150提供的功率。因此，动力电芯模块102a-102d可包括用于从另选电源152接收能量以对动力电芯模块中的一者或多者充电或接合在多电压总线108中的专用端口。

在一个实施方案中，另选电源152包括发电机。发电机可以是常规燃烧发电机，其通过燃烧化石燃料来生成电力以便在城市电网发生故障时或针对其他情况向一定位置提供备用功率。发电机可用于对动力电芯模块102a-102d充电，或者补充由动力电芯模块102a-102d提供的功率。针对功率输出或能量存储的某个部分利用基于燃烧燃料的系统有效地创建“混合”系统。取决于系统、应用和部件模块，功率可在模块操作中以串行化方式或并行于模块流动。

在一个实施方案中，另选电源152包括太阳能电池板、风力涡轮机、水力发电机、飞轮、电池或超级电容器中的一者或多者。所有这些电源可用于对动力电芯模块充电或补充由模块化功率提供的能量。

在一个实施方案中，另选电源152是城市电网。当城市电网正常运行并且动力电芯组连接到城市电网时，城市电网对动力电芯模块102a-102d内的电池再充电。

在一个实施方案中，当城市电网被中断并且未供应功率时，系统可被插入房屋的标准壁装电源插座中。电源线缆可从动力电芯模块中的一者插入壁装电源插座中。动力电芯模块将来自多电压总线的DC输出电压中的一者转换成对于壁装电源插座具有正确频率和振幅的AC电压。然后将AC电压供应到壁装电源插座。位于相同电路上的所有壁装电源插座现在可由从动力电芯模块或动力电芯模块组供应的AC电压供电。在这样做之前，用户将需要访问电路箱并且使断路器跳闸到该电路，使得如果城市电网重新上线，则将不存在短路。动力电芯模块可包括保护电路以在短路的情况下保护动力电芯模块。可经由动力电芯模块组来供应功率。

图9是根据一个实施方案的能量存储和供应系统100的图示。参考图1至图10以及上文图1至图8的描述，系统100包括多个动力电芯模块102a-102g。如前所述，动力电芯模块102a-102g连接在组中，使得它们共同向一个或多个电子器具150提供功率。

在一个实施方案中，可从动力电芯组移除动力电芯模块，而不中断由该动力电芯组提供给电子器具150的功率。这部分地归因于从连接在动力电芯模块组中的所有动力电芯模块组接收功率的多电压总线。从动力电芯模块组移除一个或多个动力电芯模块组不会中断由多电压总线提供的电压。因此，当从动力电芯模块组移除动力电芯模块中的一者或多者时，提供给电子器具150的功率不被中断。此外，模块间多电压总线连接器112被配置为使得用户可容易地分离动力电芯模块中的一者或多者而不存在受到电击的风险。动力电芯模块可包括解耦开关或闩锁，当用户操作状态解耦开关或闩锁时，该解耦开关或闩锁将动力电芯模块与共同多电压总线耦接。然后用户可自由地从动力电芯模块组移除期望的动力电芯模块。

在一个实施方案中，当用户153将动力电芯模块102f和102g与动力电芯模块组分离时，电子器具150由动力电芯模块102a-102j供电。用户153将电子庭院工作工具154连接到动力电芯模块102g。动力电芯模块102f和102g共同为电子庭院工作工具154供电。动力电芯模块102f和102g可方便地放置在由用户153穿戴的背包中。当用户移除动力电芯模块102g和102g时，向电子器具150供应的功率不被中断。

在一个实施方案中，因为模块或系统可由一个或多个模块组成，所以系统100是有利的设计；全面地、环境地、经济地、可持续地，并且具有比任何典型系统更实用的方法。系统100具有取决于具体应用放大或缩小的优点。

在一个实施方案中，系统100提供由变换功率耦接总线或多电压总线构成的多个能量和动力电芯模块，其中将任何模块添加到系统中从根本上改变了整个系统以及构成系统的模块化部件的性质和功能。虽然每个单独模块利用可在类似或不同的模块的组和系列之间特定或共享的特征来发挥其自身的一种或多种功能，但当与一个或多个模块组合时，创建新系统，该新系统提供比模块中的每一者将单独具有的特征和功能更大的特征和功能。

在一个示例中，消费者可购买电池，但它们将不是根据本公开提供的通用且可按比例缩放的系统。作为电池专家的障碍限制了一般群体远程访问功率或将其限于仅发电机。根据本公开的原理描述的模块化系统不需要在初始购买时被识别。消费者可通过若干次购买来混合和匹配以及购买动力电芯系统和模块，从而使系统对于每个独特的应用或部署是理想的。

在一个实施方案中，系统100利用与功率输出设备和系统耦接的能量存储和生成技术，包括但不限于以下：包括各种化学物质和配置的电池、电容器、太阳能电池板、热捕获设备、风力和/或水力涡轮机和轮、来自链接到DC生成交流发电机的马达或内燃机的直接DC输入；集成电路、晶体管和变压器，其可在各种电压和频率下将所存储或生成的能量转换成DC或AC功率；旨在驱动磁性音频设备(诸如扬声器、监视器、高音扬声器)的电子器件；用于生成或减小热量的热耦接设备；光子-发射机电设备和直接电光子发射设备(诸如LED)以及用于为类似设备供电的驱动器。在一个实施方案中，连接动力电芯模块的动作产生功率系统，其中系统的总和大于单独模块。在一个实施方案中，系统100被设计成用户友好的，因此任何人可利用该系统。这些部件容易卡扣在一起。不需要电力方面的具体知识。与其他电气系统不同，系统100可由任何人容易地使用。这通过将用户界面简化为像在您家中使用电源插座一样简单来完成。反相器、充电器、控制器和一切都在系统内部。

在一个实施方案中，模块和系统能够支持由相同制造商或不同制造商制造的不可堆叠部件并且提供清楚的行业标准连接以进行辅助。这通过使用工业标准插头和连接器来完成。在一个实施方案中，系统上不存在专有连接器。

在一个实施方案中，系统消除了使最终用户理解功率系统、正确布线的需要；并联或串联连接、配对正确电压、跨存储和生成部件及系统平衡不均匀势能。系统还保护用户免受可导致对其他功率和能量设备布线的失败尝试的事故。

在一个实施方案中，系统使用许多可用部件。这些部件的使用和布置尚未以这种方式进行，并且尚未进行以产生具有多个电压的电池模块，更不用说现在由于本发明而被实现，并且可在不使用开关IC或仅增加成本和能量损失的其他功率转换部件的情况下这样做的各种模块的系统。传统电池将具有带设定电压输出的设定量的能量，其可由布置在一起的多个电芯构成，但输出和相互作用保持相同。取决于具体应用，该系统允许用于多种能量水平和电压的简单方法。该系统解决了一个系统内的许多不同便携式电源问题。可容易地选择不同的电压和能量水平。这通过动力电芯模块的壳体内的独特布线连接系统来完成。电池壳体在其内具有4个或更多个单独电池。如果需要较高电压，则选定电池将串联布线。如果需要较低电压，则布线配置将并联布线。在一个实施方案中，利用手动选择器开关在壳体的外部安全地决定对电压的选择，该手动选择器开关将改变壳体内的布线架构。

在一个实施方案中，系统向用户提供关于模块和系统的状态的信息。单独模块还可显示关于模块的状态或状况的相关信息。在一些实施方案中，信息系统可以能够支持以下中的一些但不限于它们：有线(canbus，SCADA)、wi-fi、无线电、移动(蜂窝、ZigBee、蓝牙)。最容易的选择是通过USB端口将蜂窝空气卡插到电池上。这将允许将系统被上载到任何云数据库或物联网数据库。系统将能够结合这些通信协议以实现集成IOT功率设备和远程监测。

在一个实施方案中，可在操作期间或在断电设置中安全地添加具有更多能量的模块。可在操作期间或在断电设置中安全地移除模块。未触碰线材。不需要安全装备来添加或移除模块。它与解锁模块和将顶部从底部抬起一样简单。所使用的电压和连接意味着即使在上电时，这也可以安全地并且根据代码来完成。

在一个实施方案中，来自为灯、扬声器、电视供电，对移动电话再充电的小型系统的模块可一起使用以提供能量来为较大器具供电，并且继而可与旨在为多个较大器具供电的较大模块一起使用，该较大模块可与类似或较小单元一起使用。

在一个实施方案中，动力电芯模块可独立地用于向手持或固定功率需求/设备提供直接DC功率。在一些情况下，这些模块可安装到背包或类似的个人束具以允许用户在保持其手的使用的同时为DC设备供电。此类束具或背包也可支撑也连接到另一个发电或输出设备的能量或电池模块。此类功率输出设备(其不限于但可在连接到能量或电池模块时提供AC功率)将能够为大量家用器具供电。由此，该装置将使这些家用器具超出其线缆长度的标准约束进行操作，并且因此将这些器具的性质从电网拴系转变为移动。功率模块以及可能的控制/头部单元将附接到背包组件。这将释放两只手，但允许电池功率立即进入。不需要任何线缆。

在一个实施方案中，一些模块可以是DC功率模块，并且其他模块可以是AC功率模块。

在一个实施方案中，描述了具有事件驱动或远程“触发”操作的动力电芯模块，并且由此描述了其可以连接到的系统：事件可以是温度阈值，例如，如果模块检测到其监测的温度已经改变，使得其触发模块以开始一个动作或一系列动作。与典型燃烧燃料的发电机不同，系统可在“等待”事件发生时使用非常少至无的能量，在事件发生时能量可根据需要流向模块，而不浪费能量。出于许多目的，该系统还可利用远程启动功能来触发发电机。远程启动开关在市场上易得。将这些中的一者与我们的电池系统一起安装将允许我们在具有间歇功率汲取的远程应用中安装我们的系统。开关将允许电力仅在其被调用时才准确地释放功率。

在一个实施方案中，功率输出模块能够从由不同化学物质、燃料源构成并且与功率捕获技术串联的不同模块递送功率。可利用两种或更多种不同类型的化学物质的系统将为具有工业知识的人员称为“化学不可知”的系统，功率模块可具有或可不具有利用具有一种或多种不同类型的化学物质而且还具有燃料化合物，并且不仅具有存储的“潜在”能量资源而且具有实时捕获的或捕获、存储并然后传输的能量的能量模块的能力。

在一个实施方案中，模块可以各种电流和频率提供多个电压。传统上，可利用集成电路以切换电压或利用其他机电或电化学部件以转变电压(类似地通过电流以及如果需要，通过频率)来实现多个电压。模块利用称为多电压总线的高级连接方案。在一个实施方案中，多电压总线存在于所有模块上并且提供使模块彼此电连接的主要装置，并且是物理地引导用户为了期望输出电压而使模块相对于另一个模块正确地取向的若干机构中的一者。

在一个实施方案中，存在许多方式来实现多个电压，一种方法详述于示出以3种配置布置的4个传统电池的布线示意图中，其中3个不同电压在多电压总线上可用。通过将传统电池布置成该配置，连接到电池的其他模块可仅提供一个操作电压，但能量因此在整个系统中被转变。

在一个实施方案中，动力电芯模块可利用取决于模块的目的可用的多电压总线的线中的一者或全部。无论模块利用多电压总线的线中的一者还是全部，后续模块都可互连并且保持模块之间的电流。在一个实施方案中，第一动力电芯模块能够利用所有多电压线。第二、第三和第四动力电芯模块是能量存储模块，每个能量存储模块具有不同的总容量，从而提供对多电压总线的每个线上的能量的访问而不需要(尽管其可以利用)变压器、开关电路或类似部件。

在一个实施方案中，可将功率捕获模块在任何位置添加到系统。功率捕获模块可以是“太阳能”捕获设备，其面板产生配合多电压总线的线3的电压。虽然电力捕获模块可以能够利用上述此类开关电子器件来提供各种电压，并且可能需要或可能不需要这些来递送与多电压总线兼容的至少一个电压，但更常见、简单且性价比高的是，太阳能系统在多电压总线的线(在该示例中为线3)上提供一个电压输出。因为存在能够接受多电压总线的线的动力电芯模块，从功率捕获模块生成的功率通过系统变换以在所有多电压总线的线上提供功率，所以在多电压总线的线3上传出的电子现在能够流过所有线而不需要共同转变技术。

在一个实施方案中，多电压总线可以采用若干装置，通过这些装置来检测或“意识到”各种多电压总线的线的操作参数，从而允许具有智能多电压总线的模块接入或退出。即使具有智能多电压总线的模块确定其应当从可能的多电压总线的线中的一者或全部退出，智能多电压总线也使电子流可继续在模块之间不间断。可存在或可不存在物理或电控覆写触发的可用性，从而允许用户暂时重置智能多电压总线。

在一个实施方案中，用于部件、用户和环境安全的模块之间和跨系统的电气保护可能是重要的。安全部件诸如熔断器、断路器、分流器和二极管可用于缓冲和保护模块及其部件免受内部或外部的意外事件的影响。

当多个模块能够共享并联的多电压总线的线中的一者或多者和串联的多电压总线的线中的一者或多者时，可实现附加功能。在一个实施方案中，多电压总线的线系统可支持多路复用串联连接的一条或多个线，从而在模块之间添加电压。该串行多路复用调整在多电压总线上操作的模块之间的物理连接。物理移位可能以多种方式发生，仅在机电结构内、在多电压总线结构外或以两者的组合发生。作为一个实施方案，该串联连接可利用接触器、IGBT和继电器来实现。

在一个实施方案中，对便携式电源的需求可在非计划的非理想事件中发生，其中许多事件可在汽车或类似车辆运输期间或涉及汽车或类似车辆运输而发生。动力电芯模块可以能够从车辆的交流发电机或其他车厢功率系统捕获功率。模块可引线材或使用标准连接诸如“香烟”插头来捕获功率。取决于布线配置，这可在交流发电机或车厢功率正在运行时发生，或者其可持续开启。如果车辆的起动器电池不能提供必要的功率，则此类模块或系统在由车辆的车厢功率适当充电或维持的情况下可返回向车辆提供能量。由此，模块或系统也可用于在紧急或非紧急事件中提供它的其他功率和能量功能。

在一个实施方案中，可利用或可不利用多路复用串行多电压总线的系统中的一个动力电芯模块或一系列动力电芯模块可具有足够的能量以向牵引马达或能够驱动马达的集成电路和系统供电。一个或多个模块还将能够通过再生制动或其他动能采集方法来捕获能量。

在一个实施方案中，每个模块被包封在外壳中以保护部件免受常见环境或(如果具体列出的话)恶劣环境的影响。这些封装件的外观和功能可彼此不同(如果壳体需要这样的话)。不同的功能包括但不限于以下中的一些：易于打开以移除、扩展、取用可在内部或可调整的部分或部件。封装件可包含附加的较小模块，这些模块可独立于或不独立于模块本身和系统起作用，但当以各种有目的地设计的方法和连接进行重新组合时，产生新的或类似的特征和功能。

在一个实施方案中，虽然动力电芯模块的外观在类似或不同的模块之间可相异或可不相异，但在所有或一些模块中可存在或可不存在若干特征，这些特征包括但不限于：用于将一个模块牢固地且物理地闩锁或连接到另一个模块的设备/取决于模块，除了用多电压总线进行的张力连接之外可能没有用于闩锁或固定的方式，用于保护或限制对模块、系统或模块或系统的特定部件或部分的物理损坏的设备或方法，用于辅助个体对准模块以进行简单且容易的连接的设备和方法，用于承载/转动或以其他方式移动单个或多个模块的设备，用于添加另外的壳/外壳/保护性覆盖物的设备和方法，该壳/外壳/保护性覆盖物可具有除封装件的保护之外的特定预期目的，该目的可用于物理、美观、运输、电气或未描述的另一个功能。

在一个实施方案中，虽然燃烧燃料在通常被设想和描述为基于“电池”的系统的情况中可能具有有限的吸引力，但燃烧燃料可用于此类可堆叠系统。马达或将燃料源转换成电能的其他装置可能以某种方式触发、远程触发、事件驱动地触发或通过其他相互作用触发。能量存储和供应系统可具有停止或重新开始过程的能力。针对功率输出或能量存储的某个部分利用基于燃烧燃料的系统有效地创建“混合”系统。取决于系统、应用和部件模块，功率可在模块操作中以串行化方式或并行于模块流动。

图10A是根据一个实施方案的动力电芯模块102的内部电路的框图。具体地讲，图10A示出了根据一个实施方案的电压组合电路106的一部分。电压组合电路106包括多个继电器160a1-d1。每个继电器160a1-d1包括耦接到相应电池104a-d的正端子和负端子的正端子和负端子。继电器160a1-d1被配置为接收电池电压并输出该输出电压v1。继电器160a1-d1耦接到控制电路110并由其控制以选择性地提供或不提供输出电压v1。在图10A的示例中，电池104a-d是12V电池并且输出电压V1是12V。虽然图10A示出了各自输出该输出电压V1的四组输出端子，但实际上，输出电压V1可从单组正端子和负端子输出。

图10B是根据一个实施方案的动力电芯模块102的内部电路的框图。具体地讲，图10B示出了根据一个实施方案的电压组合电路106的一部分。电压组合电路106包括多个继电器160a2-d2。每个继电器160a2-d2包括耦接到相应电池104a-d的正端子和负端子的正端子和负端子。继电器160a2-d2被配置为接收电池电压并输出该输出电压V2。继电器160a2-d2耦接到控制电路110并由其控制以选择性地提供或不提供输出电压V2。在图10B的示例中，电池104a-d是12V电池并且输出电压V2是24V。虽然图10B示出了各自输出该输出电压V2的两组输出端子，但实际上，输出电压V2可从单组正端子和负端子输出。

图10C是根据一个实施方案的动力电芯模块102的内部电路的框图。具体地讲，图10C示出了根据一个实施方案的电压组合电路106的一部分。电压组合电路106包括多个继电器160a3-d3。每个继电器160a3-d3包括耦接到相应电池104a-d的正端子和负端子的正端子和负端子。继电器160a3-d3被配置为接收电池电压并输出该输出电压V2。继电器160a3-d3耦接到控制电路110并由其控制以选择性地提供或不提供输出电压V3。在图10B的示例中，电池104a-d是12V电池并且输出电压V3是48V。虽然图10B示出了各自输出该输出电压V3的两组输出端子，但实际上，输出电压V3可从单组正端子和负端子输出。

在一个实施方案中，电压组合电路106包括均耦接到电池104a-d的继电器160a1-d1、继电器160a2-d2和继电器160a3-d3。继电器160a1-d1、继电器160a2-d2和继电器160a3-d3可同时向多电压总线108提供输出电压V1、V2和V3。另外，控制电路110可控制继电器以选择性地提供电压V1、V2和V3中的任一者、全部或不提供这些电压。

图11示出了根据各种实施方案的过程1100的流程图。

参见图11以及上文图1至图10的描述，在一个实施方案中，在开始1102处，过程1100开始，并且过程流程行进到将多个动力电芯模块一起电连接在动力电芯模块组中1104。

在一个实施方案中，在将多个动力电芯模块一起电连接在动力电芯模块组中1104时，使用上文相对于图1至图10讨论的方法、过程和规程中的任一者，将多个动力电芯模块一起电连接在动力电芯组中。

在一个实施方案中，一旦在将多个动力电芯模块一起电连接在动力电芯模块组中1104时，将多个动力电芯模块一起电连接在动力电芯模块组中，则过程流程行进到在动力电芯模块之间形成由动力电芯模块中的每一者承载的共同多电压总线1106。

在一个实施方案中，在动力电芯模块之间形成由动力电芯模块中的每一者承载的共同多电压总线1106时，使用上文相对于图1至图10讨论的方法、过程和规程中的任一者，在动力电芯模块之间形成由动力电芯模块中的每一者承载的共同多电压总线。

在一个实施方案中，一旦在动力电芯模块之间形成由动力电芯模块中的每一者承载的共同多电压总线1106时，在动力电芯模块之间形成由动力电芯模块中的每一者承载的共同多电压总线，则过程流程行进到在动力电芯模块组的第一动力电芯模块的用户功率输出端口中接收来自电子器具的电连接器1108。

在一个实施方案中，在动力电芯模块组的第一动力电芯模块的用户功率输出端口中接收来自电子器具的电连接器1108时，使用上文相对于图1至图10讨论的方法、过程和规程中的任一者，在动力电芯模块组的第一动力电芯模块的用户功率输出端口中接收来自电子器具的电连接器。

在一个实施方案中，一旦在动力电芯模块组的第一动力电芯模块的用户功率输出端口中接收来自电子器具的电连接器1108时，在动力电芯模块组的第一动力电芯模块的用户功率输出端口中接收来自电子器具的电连接器，则过程流程行进到经由用户功率输出端口，从组中的动力电芯模块中的每一者经由共同多电压总线共同向电子器具提供功率1110。

在一个实施方案中，在经由用户功率输出端口，从组中的动力电芯模块中的每一者经由共同多电压总线共同向电子器具提供功率1110时，使用上文相对于图1至图10讨论的方法、过程和规程中的任一者，经由用户功率输出端口，从组中的动力电芯模块中的每一者经由共同多电压总线共同向电子器具提供功率

在一个实施方案中，一旦在经由用户功率输出端口从组中的动力电芯模块中的每一者经由共同多电压总线共同向电子器具提供功率1110时，经由用户功率输出端口从组中的动力电芯模块中的每一者经由共同多电压总线共同向电子器具提供功率，则过程流程行进到结束1012。

在一个实施方案中，在结束1112处，退出该过程以等待新数据和/或指令。

如上所述，上面讨论的具体示例性示例仅是能量存储和供应系统的实施方案的实施方式的示例性示例。本领域的技术人员将容易认识到，其他具体实施和实施方案是可能的。因此，以上讨论不应理解为是对以下提供的权利要求的限制。

在一个实施方案中，动力电芯模块包括壳体、设置在该壳体内的多个电池。以及电压组合电路，该电压组合电路设置在该壳体内并且包括多个电压输出，该多个电压输出各自对应于该多个电池的相应串联连接、该多个电池的并联连接、或该多个电池的串联连接或并联连接的组合。该动力电芯模块包括多电压总线，该多电压总线从该电压组合电路接收该多个电压输出并且包括针对每个电压输出的线。该动力电芯模块包括多电压总线连接器，该多电压总线连接器被配置为将该壳体附接到第二动力电芯模块组并且将该多电压总线的每个线电连接到该第二电池组的多电压总线的对应线。

在一个实施方案中，动力电芯模块系统包括第一动力电芯模块。该第一动力电芯模块包括：多个第一电池；第一多电压总线，该第一多电压总线同时承载各自在该第一多电压总线的相应线上的多个电压；以及第一模块间多电压总线连接器。该动力电芯模块系统包括第二动力电芯模块，该第二动力电芯模块包括：多个第二电池；以及第二多电压总线，该第二多电压总线同时承载各自在该第二多电压总线的相应线上的多个输出电压。该动力电芯模块系统包括第二模块间多电压总线连接器，该第二模块间多电压总线连接器被配置为通过将该第二动力电芯模块堆叠在该第一动力电芯模块上来附接到该第一动力电芯模块的该第一模块间多电压总线连接器，由此由该第一多电压总线和该第二多电压总线形成共同多电压总线，其中该第一多电压总线的每个线与该第二多电压总线的对应线电接触。在一个实施方案中，一种方法包括：将多个动力电芯模块一起电连接在动力电芯组中；在该模块之间形成由该动力电芯模块中的每一者承载的共同多电压总线；以及在该动力电芯模块组的第一动力电芯模块的用户功率输出端口中接收来自电子器具的电连接器。该方法包括经由该用户功率输出端口，从该组中的该动力电芯模块中的每一者经由该共同多电压总线共同向该电子器具提供功率。

在上面的讨论中，一个实施方案的某些方面包括以特定顺序和/或分组的本文所述的过程步骤和/或操作和/或指令以用于说明的目的。然而，本文所示和所讨论的特定顺序和/或分组仅为示例性的而非限制性的。本领域的技术人员将认识到，过程步骤和/或操作和/或指令的其他顺序和/或分组是可能的，并且在一些实施方案中，以上讨论的过程步骤和/或操作和/或指令中的一者或多者可被组合和/或删除。此外，一个或多个过程步骤和/或操作和/或指令的部分可被重新分组为本文讨论的一个或多个其他过程步骤和/或操作和/或指令的部分。因此，本文所讨论的过程步骤和/或操作和/或指令的特定顺序和/或分组不限制如下文所要求保护的本发明的范围。

如上文更详细地讨论，使用上述实施方案，在很少或没有修改和/或输入的情况下，存在相当大的定制灵活性、适应性和机会以在许多情况下满足各方的特定需求。

在上面的讨论中，一个实施方案的某些方面包括以特定顺序和/或分组的本文所述的过程步骤和/或操作和/或指令以用于说明的目的。然而，本文所示和所讨论的特定顺序和/或分组仅为示例性的而非限制性的。本领域的技术人员将认识到，过程步骤和/或操作和/或指令的其他顺序和/或分组是可能的，并且在一些实施方案中，以上讨论的过程步骤和/或操作和/或指令中的一者或多者可被组合和/或删除。此外，一个或多个过程步骤和/或操作和/或指令的部分可被重新分组为本文讨论的一个或多个其他过程步骤和/或操作和/或指令的部分。因此，本文所讨论的过程步骤和/或操作和/或指令的特定顺序和/或分组不限制如下文所要求保护的本发明的范围。

已经相对于具体的可能实施方案特别详细地描述了本发明。本领域的技术人员将会理解，本发明可在其他实施方案中实施。例如，用于部件的命名、部件名称和术语的大写、属性、数据结构或任何其他编程或结构方面不是显著的、强制性的或限制性的，并且实现本发明或其特征的机制可具有各种不同的名称、格式或协议。此外，本发明的系统或功能可经由所述的软件和硬件的各种组合来实现，或完全在硬件元件中实现。另外，本文所述的各种部件之间的特定功能划分仅是示例性的，并且不是强制性的或显著的。因此，在其他实施方案中，由单个部件执行的功能可由多个部件执行，并且在其他实施方案中，由多个部件执行的功能可由单个部件执行。

以上描述的一些部分根据对信息/数据的操作的算法和符号表示、或操作的类算法表示来呈现本发明的特征。这些算法或类算法的描述和表示是由本领域技术人员使用以最有效和高效地将其工作实质传达给本领域其他技术人员的方式。虽然在功能上或逻辑上进行了描述，但这些操作被理解为由计算机程序或计算系统实现。此外，有时也证明将这些操作布置称为步骤或模块或功能名称是方便的，而不丧失一般性。

除非另外特别说明，否则从以上讨论将显而易见的是，应当理解，在整个以上描述中，利用术语诸如但不限于“激活”、“访问”、“添加”、“聚合”、“警示”、“应用”、“分析”、“关联”、“计算”、“捕获”、“分类”、“分级”、“比较”、“创建”、“定义”、“检测”、“确定”、“分配”、“消除”、“加密”、“提取”、“过滤”、“转发”、“生成”、“识别”、“实现”、“通知”、“监测”、“获得”、“发布”、“处理”、“提供”、“接收”、“请求”、“保存”、“发送”、“存储”、“替换”、“转移”、“变换”、“传输”、“使用”等的讨论是指对表示为计算系统存储器、电阻器、高速缓存或其他信息存储、传输或显示设备内的物理(电子)量的数据进行操纵和操作的计算系统或类似电子设备的动作和过程。

本发明还涉及用于执行本文所述的操作的装置或系统。该装置或系统可被具体地构造用于所需目的，或者该装置或系统可包括通用系统，该通用系统由存储在如本文所述的计算机程序产品上的计算机程序选择性地激活或配置/重新配置，该计算机程序产品可由计算系统或其他设备访问。

本领域的技术人员将容易认识到，本文呈现的算法和操作并非固有地与任何特定计算系统、计算机架构、计算机或工业标准、或任何其他特定装置相关。各种通用系统也可与根据本文教导内容的程序一起使用，或者可证明构造更专用的装置以执行本文所述的所需操作更方便/更有效。多种这些系统的所需结构以及等同变型对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。此外，本发明未参考任何特定的编程语言进行描述，并且应当理解，可使用各种编程语言来实现如本文所述的本发明的教导内容，并且提供对一个或多个特定语言的任何引用仅是用于示意性目的并且用于在提交时实现本发明的预期最佳模式。

还应当指出的是，本说明书中使用的语言主要是为了可读性、清晰度和指导性目的而选择的，并且可能未被选择为描绘或限制本发明的主题。因此，本发明的公开内容旨在示出而非限制本发明的范围，本发明的范围在以下权利要求中示出。

此外，为了便于描述和理解，使用特定命名来标识图中所示或如本文所讨论的操作，但在本领域中通常使用其他命名来标识等效的操作。

因此，无论本说明书明确规定还是本说明书暗示，本领域的技术人员都可根据本公开实现许多变型。

Claims (31)

1.一种动力电芯模块，包括：

壳体；

多个电池，所述多个电池设置在所述壳体内；

电压组合电路，所述电压组合电路设置在所述壳体内并且包括多个电压输出，所述多个电压输出各自对应于所述多个电池的相应串联连接、所述多个电池的并联连接、或所述多个电池的串联连接或并联连接的组合；

多电压总线，所述多电压总线从所述电压组合电路接收所述多个电压输出并且包括针对每个电压输出的线；和

多电压总线连接器，所述多电压总线连接器被配置为将所述壳体附接到第二动力电芯模块并且将所述多电压总线的每个线电连接到第二电池组的多电压总线的对应线。

2.根据权利要求1所述的动力电芯模块，还包括多个用户输出端口，所述多个用户输出端口各自定位在所述壳体中并且从所述多电压总线的所述线中的一者提供电压以及被配置为向电子器具供电。

3.根据权利要求2所述的动力电芯模块，其中当所述电子器具从所述用户输出端口中的一者汲取功率时，所述多电压总线从所述第二动力电芯模块并从所述多个电池向所述电气设备供应功率。

4.根据权利要求1所述的动力电芯模块，还包括一个或多个断路器，所述一个或多个断路器定位在所述壳体内并且被配置为将所述电压组合电路的所述电压输出与所述多电压总线断开。

5.根据权利要求4所述的动力电芯模块，还包括传感器，所述传感器定位在所述壳体内并且被配置为测量与所述电池中的一者或多者相关的一个或多个参数。

6.根据权利要求5所述的动力电芯模块，其中所述传感器包括被配置为测量来自所述电池中的一者或多者的电压输出的电压传感器。

7.根据权利要求5所述的动力电芯模块，其中所述传感器包括被配置为测量所述壳体内的温度的温度传感器。

8.根据权利要求5所述的动力电芯模块，其中所述传感器包括被配置为测量由所述多电压总线供应的电流的电流传感器。

9.根据权利要求5所述的动力电芯模块，还包括控制电路，所述控制电路定位在外壳内并且被配置为从所述传感器接收传感器信号以及响应于所述传感器信号来控制所述一个或多个断路器。

10.根据权利要求9所述的动力电芯模块，还包括显示器，所述显示器被配置为显示与所述一个或多个电池或所述多电压总线相关的操作数据。

11.根据权利要求9所述的动力电芯模块，还包括使得用户能够进行输入选择的用户输入设备。

12.根据权利要求1所述的动力电芯模块，还包括被配置为无线地向用户输出消息的通信电路。

13.根据权利要求1所述的动力电芯模块，还包括电压转换电路，所述电压转换电路被配置为将来自所述多电压总线的所述线中的一者的电压转换为以下中的一者或多者：

AC电压；

低于来自所述电压组合电路的所有输出电压的DC电压；

大于来自所述电压组合电路的所有输出电压的DC电压。

14.根据权利要求1所述的动力电芯模块，其中所述电压组合电路包括连接到所述电池并被配置为提供所述多个电压输出的多个继电器。

15.一种模块化动力电芯系统，所述系统包括：

第一动力电芯模块，所述第一动力电芯模块包括：

多个第一电池；

第一多电压总线，所述第一多电压总线同时承载各自在所述第一多电压总线的相应线上的多个电压；和

第一模块间多电压总线连接器；

第二动力电芯模块，所述第二动力电芯模块包括：

多个第二电池；和

第二多电压总线，所述第二多电压总线同时承载各自在所述第二多电压总线的相应线上的多个输出电压；和

第二模块间多电压总线连接器，所述第二模块间多电压总线连接器被配置为通过将所述第二动力电芯模块堆叠在所述第一动力电芯模块上来附接到所述第一动力电芯模块的所述第一模块间多电压总线连接器，由此由所述第一多电压总线和所述第二多电压总线形成共同多电压总线，其中所述第一多电压总线的每个线与所述第二多电压总线的对应线电接触。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述第一动力电芯模块包括用户输出端口，所述用户输出端口承载来自所述第一多电压总线的所述线中的一者的输出电压并且被配置为连接到电子器具以及向所述电子器具供应功率。

17.根据权利要求16所述的系统，其中当所述第一动力电芯模块和所述第二动力电芯模块附接在一起时，所述用户输出端口从所述第一动力电芯模块和所述第二动力电芯模块两者向所述电子器具供应功率。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述第一动力电芯模块被配置为如果所述第二动力电芯模块与所述第一动力电芯模块分离并电断开，则继续向所述电子器具供应功率。

19.根据权利要求15所述的系统，其中所述第二动力电芯模块包括控制电路，所述控制电路被配置为响应于来自一个或多个传感器的传感器信号而选择性地将所述第二电池与所述第二多电压总线断开。

20.根据权利要求15所述的系统，其中所述第一电池具有与所述第二电池不同的总容量。

21.根据权利要求15所述的系统，其中所述第二电池具有与所述第一电池不同的化学物质。

22.一种方法，包括：

将多个动力电芯模块一起电连接在动力电芯组中；

在所述模块之间形成由所述动力电芯模块中的每一者承载的共同多电压总线；

在所述动力电芯模块组的第一动力电芯模块的用户功率输出端口中接收来自电子器具的电连接器；以及

经由所述用户功率输出端口，从所述组中的所述动力电芯模块中的每一者经由所述共同多电压总线共同向所述电子器具提供功率。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述动力电芯模块中的两者或更多者具有不同的能量存储容量。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所述动力电芯模块中的两者或更多者具有不同的尺寸。

25.根据权利要求22所述的方法，其中包括所述用户功率输出端口的所述动力电芯模块为主动力电芯模块，并且所述其他动力电芯模块为从动力电芯模块。

26.根据权利要求22所述的方法，还包括：

在向所述电子器具提供功率时，将第二动力电芯模块与所述动力电芯模块组断开；以及

在所述第二动力电芯断开时继续从保持连接在所述组中而不中断的所述动力电芯向所述电子器具提供功率。

27.根据权利要求26所述的方法，还包括：

在第二动力电芯模块的用户功率输出端口中，在将所述第二动力电芯模块与所述动力电芯组断开之后接收来自第二电子器具的电连接器；以及

经由所述第二动力电芯模块的所述用户功率输出端口，从所述动力电芯模块中的每一者经由所述共同多电压总线共同向所述第二电子器具提供功率。

28.根据权利要求22所述的方法，还包括：

将另选电源连接到所述动力电芯模块组；以及

从所述另选电源向所述动力电芯供应功率。

29.根据权利要求22所述的方法，还包括：

将另选电源连接到所述动力电芯模块组；以及

从所述动力电芯模块和所述另选电源共同向所述电子器具提供功率。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述另选电源包括以下中的一者或多者：

燃烧发电机；

太阳能电池；

电池；

风力涡轮机；和

水力发电机。

31.根据权利要求22所述的方法，其中电连接所述动力电芯模块包括将所述动力电芯模块堆叠在一起，使得所述动力电芯模块的模块间多电压总线连接器彼此电接触。

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