CN117121322A - 基于电器级电池的能量存储 - Google Patents

Abstract

一种电动建筑物系统，包括：配电系统，所述配电系统被配置为将电力分配给多个插座；一个或多个负载源；以及与以下各项相关联的一个或多个电池系统：所述多个插座中的相应插座以及所述一个或多个负载源中的相应负载源。

Description

基于电器级电池的能量存储

相关申请的交叉引用

本申请是2021年3月11日提交的名称为“基于电器级电池的能量存储(APPLIANCELEVEL BATTERY-BASED ENERGY STORA GE)”的美国临时申请号63/159,851(代理人案卷号为0105198-034PR0)的非临时申请，并且要求该非临时申请的权益。该申请特此出于所有目的全文以引用方式并入本文。

背景技术

2019年，美国家庭平均每天用电量为25千瓦时，或者每年大约10,000千瓦时。在完全脱碳所需的深度电气化场景下(包括为所有空间和水加热、车辆和烹饪供电)，住宅用电量将大约增加一倍。随着可再生能源成本持续下降，其主导地位的问题不再是成本问题，而是可靠性问题。关键挑战是平衡时变电源与时变负载，使得没有家庭在需要电时断电。这个问题在臭名昭著的“鸭子曲线”中得到了清楚的展示，所述鸭子曲线示出了当日可用太阳能资源大于需求的时间以及需求超过供应的时间。现在人们普遍认为，要使得可再生能源发电的渗透率超过80％，就需要大量的能源存储。预测存储技术的平准化成本，锂离子电池预期将在存储应用中发挥主导作用，成为除了最长持续时间的季节性和多年存储以及电网稳定化所需的亚秒存储之外最具成本效益的选项。

这些锂电池组的硬件成本持续大幅下降(并持续超出下降速度的预期)，其中2020年成本为137美元/每千瓦时(10年内降低了10倍)，并且目前可靠的预测表明到2023年成本为100美元/千瓦时。这些价格是在电池电动汽车(BEV)中实现的，其中生产规模扩大和工厂安装已将价格压得如此之低。电池单元约占成本的80％，而其余部分归属于电池组硬件(电池管理系统、电池单元互连和隔离以及封装)。

尽管这些成本对于BEV电池组有所下降，但是固定电池存储的成本并没有下降得那么快或那么显著。特斯拉能量墙(Teslapowerwall)包括13.5千瓦时的存储容量，对于约600美元/千瓦时的标准化成本-不包括大量的安装成本，仅硬件成本约为8,000美元。如果房屋已经得到适当的电力服务，则成本可能低至2,000美元，但是如果需要升级，则成本可能会高得多，代表性数字为7,000美元。这使得存储的总安装成本达到每千瓦时大约750美元至1,100美元，比EV的电池组成本高出一个数量级。LG的9.3千瓦时RESU住宅存储单元的安装价格甚至更高，报价为每千瓦时1,000美元至1,400美元。Enphase和Sonnen两者的单元售价为1000美元/千瓦时，不包括安装费用。

即使在公用事业规模背景下，安装成本也远远高于BEV价格。PNNL在其2020年电网储能技术成本和性能评估中发现，2020年约10MWh容量的电网安装成本约为400美元/千瓦时，并且预期到2030年将保持在300美元/千瓦时左右。基础硬件成本约占这些成本的三分之一，其余成本用于电网集成、控制和通信、支持电力设备以及开发/安装。

这种市场背景使锂离子存储走上了与太阳能光伏类似的轨道，其中模块硬件成本大幅下降，以至于进一步的改进不再有意义地改变输送电力的成本。相反，制造和集成硬件以及安装和许可成本(“软成本”)的改进变得更具影响力。在2018年，NREL计算出住宅PV的平均安装成本为2.70美元/W，但是硬件成本小于1美元/W(其中PV模块成本仅为0.30美元/W)。太阳能装置(solar installation)的软成本成为主导驱动因素，并且如DOE的SUNSHOT和SETO的计划都已集中于这方面。以此类推，为了降低安装的固定存储容量的成本，必须积极解决电池存储的支持(非电池单元)硬件成本和软成本。

附图说明

图1示出了包括建筑物的电动建筑物系统的示例，所述建筑物可以从诸如电网、一个或多个太阳能电池板和/或电池系统的各种合适的来源获得电力。

图2示出了在一个实施方案中可以与电动建筑物系统相关联的负载源的示例。

图3a示出了炉子负载源的示例，所述炉子负载源包括电池系统，所述电池系统可以是炉子的内部部件、炉子的集成部件、设置在炉子的壳体内等。

图3b示出了电池系统的另一个示例性实施方案，所述电池系统可以是配电系统的一部分并且可以设置在建筑物的墙壁上和/或墙壁中，并且可以包括被配置为从电力线接收电力的插座和电池。

图3c示出了具有电池和带插头的电源线的电池系统的另一个示例性实施方案，其中电池系统可以是设置在炉子负载源与作为配电系统的一部分的插座之间的单元。

图4示出了电池系统的一个示例性实施方案，所述电池系统可以包括一个或多个电池、处理器、存储器、时钟、电池控制系统、通信系统、接口和电力总线。

图5示出了电池网络的示例性实施方案，所述电池网络包括经由网络可操作地连接的三个电池系统、电池服务器和用户装置。

图6a示出了更新用户电力分布的示例性方法。

图6b示出了确定电力输出配置的示例性方法。

图7示出了包括电池系统组的电动建筑物系统的实施方案，所述电池系统组包括三个电池系统，所述三个电池系统被配置为经由多条电力共享线共享电力。

图8示出了示例性实施方案的第一状态，其中第一负载源经由第一插座从断路器汲取电力，其中第一电池系统的第一电池由来自断路器的电力充电。

图9示出了示例性实施方案的第二状态，其中第二负载源经由第二插座从断路器汲取电力，其中第二电池系统的第二电池由来自断路器的电力充电。

图10示出了具有集成电池系统的热水器负载源的示例性实施方案，所述集成电池系统包括电力控制级和电池。

图11示出了包括可以与多个负载源耦合的多个电池系统的电池系统块的示例，其中电池系统具有允许电池系统与具有不同形状、大小和形式的负载源(诸如热泵、电炉、冰箱、热水器等)耦合的各种合适的形状因数。

图12示出了细长电池系统的示例性实施方案，所述细长电池系统包括沿着并围绕电源线的长度设置并且设置在套筒内的多束电池。

图13示出了多个电池系统的示例性实施方案，所述多个电池系统串联连接并且通过将电池系统中的一者插入配电系统的插座中来至少从配电系统接收电力。

图14示出了如图13中所示的电池系统的示例，所述电池系统可以包括可移除的模块化电池。

图15示出了热水器负载源的示例，其中圆形电池系统设置在热水器的底座处并与热水器的形状匹配。

图16示出了其中电池系统具有设置在冰箱的底座处的相对较薄的平面矩形形状因数的示例，其中电源线从冰箱延伸，所述电源线可以经由电源插头插入配电系统的插座中。

图17示出了其中电池系统具有设置在冰箱的底座处和冰箱后部的矩形形状因数的示例，其中电源线从冰箱延伸，所述电源线可以经由电源插头插入配电系统的插座中。

图18示出了其中电池系统具有设置在冰箱的底座附近的侧壁处的相对较薄的平面矩形形状因数的示例，其中电源线从冰箱延伸，所述电源线可以经由电源插头插入配电系统的插座中。

图19示出了烘干机负载源的示例，其中矩形电池系统设置在烘干机的底座处并与烘干机的形状匹配。

图20示出了其中电池系统具有设置在烘干机的底座和侧面的矩形形状因数的示例，其中电源线从烘干机延伸，所述电源线可以经由电源插头插入配电系统的插座中。

图21示出了其中电池系统具有可以设置在烘干机中的矩形形状因数的示例，电源线可以经由电源插头插入配电系统的插座中。

图22示出了壁挂式电池系统的透视图。

图23示出了图22的壁挂式电池系统的侧视图。

图24a示出了一年365天超过3000个家庭用于烹饪晚餐的能量直方图，其示出了满足这个需求所需的电池容量。

图24b示出了在跨TMY3位置分布的109栋房屋群中，给定日期的PV容量因数与烹饪负载的关系。

应当注意，附图未按比例绘制，并且出于说明性目的，在整个附图中类似结构或功能的元件通常由相同的附图标记表示。还应注意，附图仅意图促进对优选实施方案的描述。附图未示出所描述实施方案的每个方面，并且不限制本公开的范围。

具体实施方式

本公开讨论了将电池存储从家庭中的集中安装推向负载点(“边缘”，与边缘计算类比)的系统的实施方案。在此类分布式储能模型中，电器可以被配备有机载电池，并且可以自我管理其对家庭和公用电网的需求。电池系统的一些实施方案可以内置到家庭本身中。这在各种实施方案中可以实现各种合适的电器或其他负载源背后的存储，而无需将电池集成到电器或负载源本身中。电池装置可以安装在壁式插头本身的后面，或者作为电器与壁式插座之间的中介安装在插头的前面。

在各种示例中，在整个家庭中具有带有电池的多个电器提供了使电池和电器彼此传送用电量的能力。例如，如果电器一已充满电或接近充满电并且期望电器二通过通电来占用电气负载的一部分，则可以查询电器一以确定这种情况是否可能，而在不中断电路或不使电路过载。

在一些示例中，冰箱、电磁炉、热水器和洗衣机是可以被配备有电池存储系统的电器的特定定义，但不是唯一的定义。电动工具可以被配备有此类电池存储技术和电池管理智能，以平衡从电网获取电力的方式和时间。在电池连接在插头后面的(例如，完全)联网家庭的一些实施方案中，这可以在微观尺度上完成，从而优化整个家庭的用电量。在一些实施方案中，此类系统可以具有各种益处，包括如下文详细讨论的一种或多种益处。

例如，图1示出了包括建筑物105的电动建筑物系统100的示例，所述建筑物可以从诸如电网110、一个或多个太阳能电池板115等的各种合适的来源获得电力。此类电力可以向各种合适的负载源200(例如，电器、元件、系统、车辆等)供电，所述负载源诸如热泵120、电炉125、冰箱130、电动车辆135、热水器140、电地暖元件145等。电力可以经由配电系统150分配到此类负载源200或分配在此类负载源之间，所述配电系统可以包括电力线155、向电插座165供电的电气子元件160等。

如本文更详细讨论的，在各种实施方案中，负载源200可以分别与电池305和/或电池系统300相关联(参见例如图3a、图3b和图3c)；然而，在一些实施方案中，电动建筑物系统100可以包括不直接与特定负载源200相关联的一个或多个建筑物系统电池170，并且可以被配置为为电动建筑物系统100存储能量，所述能量通常分配给电网110、与电动建筑物系统100相关联的负载源200等。在一些实施方案中，可以不存在建筑物系统电池170。

虽然图1示出了电动建筑物系统100的一个示例性实施方案，但是此类实施方案不应当被解释为限制与电池和/或电池系统等相关联的可以被供电的多种负载源200。例如，图2示出了在另外的实施方案中可以与电动建筑物系统100相关联的负载源200的另外的示例。另外，虽然电动建筑物系统100的各种实施方案可以涉及单户住宅，但是应当明白，另外的实施方案可以涉及多户住宅、混合用途建筑物、商业建筑物、工厂、机场、农场或其他合适的建筑物、结构或土地。另外，一些实施方案可以适用于诸如游轮、离岸平台、飞机、公共汽车等的车辆或结构。

此外，虽然图1的示例示出了与电网110(诸如向多个建筑物105和/或电动建筑物系统100供电的区域电力供应商)相关联的电动建筑物系统100，但是在另外的实施方案中，电动建筑物系统100可以不与电网110相关联或不连接到电网。另外，虽然图1的示例示出了从一个或多个太阳能电池板获得电力的电动建筑物系统100，但是在另外的实施方案中，任何合适的附加或替代的发电系统和方法可以是电动建筑物系统100的一部分，诸如风力涡轮、水力涡轮、地热发电机、核电系统、化学或燃烧发电机等。

首先，此类方法可以比现状更经济高效地将能量储存到家庭中。正如EV与家用电池价格之间的数量级差异所展示的，工厂在电器而不是家庭中安装电池的成本可能要低得多，因为可能不需要检查或定制电气工程。当房主在使用寿命结束时更换电器时，附加的存储容量默认与新电器一起进入家庭，这在各种实施方案中可能不需要定制或电气工程。通过这种方式，在各种示例中，家庭自然可以经由标准技术升级循环获得转变需求以及使用可再生能源满足其大部分能量需求的能力—例如，房主在任何时候都不需要选择购买价值10,000美元的家用电池，也不需要聘请电工来安装它。

此外，此类方法的各种实施方案可以消除更换化石燃料电器所需的大量升级成本。许多电器(例如，电磁炉和电烘干机)需要安装专用的大容量电路，但是仅在短时间内发挥其全部容量。这种电气工作可显著增加这种升级的成本，提供很大的障碍，并且可能会否定这些更先进的电器的提高的效率可能提供的任何价值主张。例如，带有烤箱的四燃烧器电磁炉灶台的价格为1,000美元至2,000美元，并且(幸运的是，已经有适当的240V电路可用)可以由房主或总承包商以150美元至200美元的价格安装。然而，如果该电磁炉正在取代天然气炉，则在正确位置有适当的、未使用的电路可用的可能性非常低，并且安装所需的30安培至40安培电器电路的成本大约为800美元至1,000美元，其中如果从断路器到炉子的路线较长或不方便，则需要另外支付380美元至460美元。此外，在大多数情况下，可用的电气服务是在假设使用化石燃料的情况下设计的，并且对于这种大型附加电路来说是不够的。在这种情况下，升级维修面板可能在项目成本之外另外增加1,500美元至4,000美元，从而使更换天然气炉的总成本是新电器的基础成本的2至6倍。

在各种实施方案中，具有如本文讨论的集成或相关联的电池的电器可以消除升级电气服务的需要，因为它们可以在使用期间提供所需的高电流，同时仅从现有的110v电源插座汲取少的平均功率来进行再充电。在电磁炉的情况下，绝大多数晚餐烹饪需求可以通过0.75千瓦时至1.5千瓦时集成电池来满足，如图1a中所示，其中3000个家庭一年365天的模拟的晚餐烹饪需求已聚合成直方图。如果按照当前EV价格在工厂安装，这种电池仅增加100美元至200美元的电器成本，并且随着该行业的规模使成本不断降低，增加的电器成本更少。结果，房主消除这一住宅排放源的项目总成本仍然是可预测的且较低，并且晚餐烹饪负载(主要发生在太阳能生产窗口之外)可以经济高效地转向由可再生能源供电。

图24a和图24b示出了对时间分辨的住宅太阳能潜力和住宅烹饪需求进行建模。图24a示出了一年365天超过3000个家庭用于烹饪晚餐的能量直方图，其示出了满足这个需求所需的电池容量，并且图24b示出了在跨TMY3位置分布的109栋房屋群中，给定日期的PV容量因数与烹饪负载。示出了供应与需求之间的不匹配。根据NASA MERRA-2数据集和NRELResStock模型进行推断。

另外，集中式主要家用电池可能需要大型专用逆变器来提供AC电，即使许多电器(如电磁炉)使用内部整流将电力转换回DC。在各种实施方案中，将电池放置在这些负载点处可以允许对电器进行直接DC供电，而仅从电源插座汲取适度的AC。在系统层面上，在各种实施方案中，这可以消除从电网汲取和延迟的电力的逆变整流循环，并且显著降低对从屋顶太阳能电池阵列供电的逆变器的电力需求。结果可以是降低系统成本，并且由于消除了电力转换而提高了效率。

此外，主要家用电池可能需要的大型电池组通常因单个坏电池而损坏。相比之下，可以用于为家用电器供电的约1千瓦时商品化电池组可能比集中式电池更容易管理，并且在各种实施方案中可以在发生故障时更容易更换。在一些实施方案中，在电池管理系统(BMS)下具有更少的电池可以允许更好地控制充电循环、机械和热应力以及更稳健的健康诊断，从而导致电池寿命更长。电池管理系统和支持电力电子器件的价格点可以使得其数量的增加不会造成成本障碍。作为这种方法的附加益处，在一些实施方案中，用于负载点存储的较小电池组可能更适合插电式EV电池的第二次生命应用—插电式EV电池的供应量预期将在未来10年内快速增长。即使在EV中使用之后，此类电池预期仍具有其初始容量的70％，并且在其第二次生命应用中还能再使用10年。

转向图3a、图3b和图3c，示出了包括一个或多个电池305的电池系统300的各种示例性实施方案。在图3a、图3b和图3c的示例性实施方案中，炉子125负载源被示出为与电池系统300相关联或者具有内部电池系统300，但是应当明白，各种其他合适的负载源200可以适用于各种实施方案。

图3a示出了炉子125负载源200的示例，所述炉子负载源包括具有电池305的电池系统300的实施方案300A。例如，电池系统300A可以是炉子125的内部部件、炉子125的集成部件、设置在炉子125的壳体内等。例如，在一些实施方案中，电池系统300A和/或电池305的一部分可以是炉子125的整体部分，使得此类部分不能从炉子125移除或不能轻易地从炉子移除，在一些示例中，这可以包括，此类部分被封闭在炉子125的壳体内，使得用户无法从外部触及此类部分。然而，在一些示例中，电池305可以是可移除的、可更换的和/或模块化的，如本文所讨论的。

如图3a中所示，炉子125可以包括具有插头315的电源线310，所述插头被配置为与配电系统150的电源插座165耦合。例如，配电系统150可以经由电力线155向插座165供电，其中插座165设置在建筑物105(图1)的墙壁上，其中电力线155延伸穿过墙壁等。炉子125可以插入插座165中，所述插座可以向炉子125和电池系统300的电池305供电，所述电池系统可以被配置为存储电力和/或向炉子125供电，如本文所讨论的。

在一些实施方案中，一个或多个电池305和/或电池系统300可以在制造负载源的工厂处集成到负载源200中(例如，集成到电器壳体中)，或者可以集成到负载源售后市场中。例如，负载源200(例如，电器)可以被具体设计为允许将适当数量的电池305和/或电池系统300的其他元件集成在它们的正常壳体内。这可以允许将此类负载源200或电器放置在住宅内，而无需对它们被集成到标准化固定装置(诸如柜台)中的方式进行任何改变。在各种实施方案中，与电池305和/或电池系统300的其他元件的电连接在工厂中制作并完全集成到电器电路中。这可以允许负载源200(诸如利用DC电流的电器(例如，电磁炉))直接从一个或多个电池305获取电力，而不增加大功率逆变器的成本。

在一些实施方案中，电池可以被设计成集成到售后市场工厂设置中的负载源(例如，电器)中。例如，并非电器的原始设备制造商的公司购买新电器，在他们自己的设施中安装电池系统300，并且将电器作为新电器转售。在一些示例中，改造者将一个或多个电池305和/或电池系统300的元件安装在电器的壳体内，将它们直接布线到电器的集成电气系统中。如果在考虑到高压连接如果不是由专业人员处理时存在危险的情况下需要这种高压连接，则这在一些实施方案中可能是期望的。此外，在负载源200(例如，电器)具有将60Hz AC电流转换为DC的内部整流电路(诸如电磁炉等)的一些实施方案中，在一些示例中可能期望将电池系统300直接连接到负载源的内部电路中(例如，以避免增加昂贵的大功率逆变)。

电池系统300可以以各种合适的方式设置在负载源内。例如，图16、图17和图18示出了设置在冰箱130负载源200内的电池系统300的三个示例性实施方案。图16示出了其中电池系统300具有设置在冰箱130的底座处的相对较薄的平面矩形形状因数的示例，其中电源线310从冰箱130延伸，其中所述电源线可以经由电源插头315插入配电系统150的插座165中。图17示出了其中电池系统300具有设置在冰箱130的底座和后部的矩形形状因数的示例，其中电源线310从冰箱130延伸，所述电源线可以经由电源插头315插入配电系统150的插座165中。图18示出了其中电池系统300具有设置在冰箱130的底座附近的侧壁处的相对较薄的平面矩形形状因数的示例，其中电源线310从冰箱130延伸，所述电源线可以经由电源插头315插入配电系统150的插座165中。图20示出了其中电池系统300具有设置在烘干机的底座和侧面的矩形形状因数的示例，其中电源线310从烘干机延伸，所述电源线可以经由电源插头315插入配电系统150的插座165中。图21示出了其中电池系统300具有可以设置在烘干机中的矩形形状因数的示例，电源线310可以经由电源插头315插入配电系统150的插座165中。

图10示出了具有集成电池系统300的热水器140负载源200的示例性实施方案，所述集成电池系统包括电力控制级1050和电池305。在该示例中，电力控制级1050通过插入配电系统150的插座165中来获得AC 120V电力。电力控制级1050可以被配置为向热水器140负载源200输出AC 120V/240V功率，其在各种示例中可以基于从电池305和/或配电系统150获得的电力。电池305可以可操作地耦合到电力控制级1050并且被配置为接收电力(例如，直流(DC))并将电力提供给电力控制级1050。

图3b示出了具有电池305和插座165的电池系统300的另一个示例性实施方案300B。例如，电池系统300B可以是配电系统150的一部分并且可以设置在建筑物105的墙壁上和/或墙壁中，并且可以包括被配置为从电力线155接收电力的插座165和电池305。在各种实施方案中，插座165和/或电池305可以是电池系统300B的内部部件、电池系统300B的集成部件、设置在电池系统300B的壳体内等。例如，在一些实施方案中，插座165和/或电池305的一部分可以是电池系统300B的整体部分，使得此类部分不能从电池系统300B移除或不能轻易地从电池系统移除，在一些示例中，这可以包括，此类部分被封闭在电池系统300B的壳体内，使得除了插座的接口插头之外，用户无法从外部触及此类部分。然而，在一些示例中，电池305可以是可移除的、可更换的和/或模块化的，如本文所讨论的。

如图3b中所示，炉子125可以包括具有插头315的电源线310，所述插头被配置为与电池系统300B的电源插座165耦合。例如，电池系统300B的电池305和/或配电系统150(经由电力线155)可以向插座165供电，其中插座165设置在建筑物105的墙壁上(图1)，其中电源线155延伸穿过墙壁、在插座与电器之间等。电力线115可以被配置为向电池305提供电力，所述电力可以由电池305存储，如本文所讨论的。

在一些实施方案中，电池305和电池系统300的元件被设计为与负载源(例如，电器)嵌套作为基础或背衬等。在各种示例中，此类嵌套可以由客户来完成。电池305和/或电池系统300的元件可以被设计为诸如通过考虑电器在房屋105内的形状和预期位置而直接嵌套在电器外部。在各种示例中，一个或多个电池305和电池系统300的元件(例如，电力控制级)以使得它们可以直接放置在电器旁边的方式进行封装。电器可以插入电池系统300中，然后电池系统300插入墙壁中。

例如，在一些实施方案中，电池305和/或电池系统300的元件可被封装为平板，其大小被设计成相同于、类似于、不超过或稍小于常规冰箱的占地面积，其宽度和深度通常被标准化以与柜台深度匹配。在一些示例中，此类冰箱将被放置在薄型电池组的顶部，从而有效地连接电器和增加的存储，而不会对电器的使用、外观或放置产生任何大的干扰。

在各种实施方案中，电池305和/或电池系统300可以被设计为放置在插座面板处。例如，电池305和/或电池系统300可以被封装在直接插入标准壁式插座的平板中。这些板可以被设计为低轮廓，并且可以允许将电器按通常的计划推靠在墙壁上。电池305和/或电池系统300可以以机器的放置几乎没有变化的方式固定到紧邻电器(在一些实施方案中，诸如烘干机、冰箱或热水器)后面的墙壁。

例如，图11示出了包括可以与多个负载源200耦合的多个电池系统300的电池系统块1100的示例，其中电池系统300具有允许电池系统300与具有不同形状、大小和形式的负载源200(诸如热泵120、电炉125、冰箱130、热水器140等)耦合的各种合适的形状因数。例如，如图11的示例中所示，电池系统块1100可以包括一个或多个薄平面矩形电池系统300，其可以耦合到炉子125的底部、冰箱130的一侧。电池系统块1100还可以包括圆形平面电池系统300，其可以耦合到热水器140的顶部。电池系统块1100还可以包括电池系统300的细长实施方案1200，其可以类似于电源线或作为电源线的补充起作用，所述电源线可以耦合到各种负载源200，诸如热泵120，如图11的示例中所示。图12示出了细长电池系统1200的示例性实施方案，所述细长电池系统包括沿着并围绕电源线310的长度设置并且设置在套筒1240内的多束1220电池305。

图3c示出了具有电池305和带插头315的电源线310的电池系统300的另一个示例性实施方案300C。例如，电池系统300C可以是设置在炉子125负载源200与作为配电系统150的一部分的插座165之间的单元。插座165可以设置在建筑物105的墙壁上和/或墙壁中，并且可以被配置为从电力线155接收电力。

在各种实施方案中，电池305可以是电池系统300C的内部部件、电池系统300C的集成部件、设置在电池系统300C的壳体内等。例如，在一些实施方案中，电池305可以是电池系统300C的整体部分，使得此类部分不能从电池系统300C移除或不能轻易地从电池系统移除，在一些示例中，这可以包括，此类部分被封闭在电池系统300C的壳体内。然而，在一些示例中，电池305可以是可移除的、可更换的和/或模块化的，如本文所讨论的。

如图3c中所示，电池系统300C可以包括具有插头315的电源线310，所述插头被配置为与配电系统150的电源插座165耦合。例如，配电系统150(经由电力线155)可以向插座165供电，其中插座165设置在建筑物105的墙壁上(图1)，其中电源线155延伸穿过墙壁等。插座165可以被配置为向电池305供电，所述电力可以由电池305存储，如本文所讨论的，并且可以为炉子125负载源200供电。另外，在各种实施方案中，插座165可以被配置为经由电池系统300C向炉子125负载源200提供电力。炉125可以以各种合适的方式电耦合到电池系统300C，包括直接经由电源线310或经由电源线310，所述电源线经由插头315或其他合适的元件可移除地插入电池系统300C中。

例如，图15示出了热水器140负载源200的示例，其中圆形电池系统300设置在热水器140的底座处并与热水器140的形状匹配。电池系统300经由第一插头315A和第一电源线310A插入配电系统150的壁式插座165A中。热水器140负载源200经由热水器140负载源200的第二电源线310B和插头315B插入电池系统300的电池系统插座165B中。在另一个示例中，图19示出了烘干机负载源200的示例，其中矩形电池系统300设置在烘干机的底座处并与烘干机的形状匹配。电池系统300经由第一插头315A和第一电源线310A插入配电系统150的壁式插座165A中。烘干机负载源200经由烘干机140负载源200的第二电源线310B和插头315B插入电池系统300的电池系统插座165B中。

另外，应当明白，电动建筑物系统100可以包括任何合适数量和类型的电池系统300，包括图3a、图3b和3c中所示的电池系统300中的一者或多者。然而，在一些示例中，可能具体地不存在图3a、图3b和3c中所示的电池系统300中的一者或多者。

一个示例性实施方案包括第一电池系统，所述第一电池系统是所述多个负载源中的第一负载源的整体部件并设置在所述第一负载源的壳体内，所述第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述第一插座获得的电力两者部分地供电；第二电池系统，所述第二电池系统包括第二电池和所述多个插座中的第二插座，所述第二电池系统设置在所述建筑物的墙壁内，其中所述第二负载源包括插入所述多个插座中的第二插座中的第二电源线，其中所述第二电池被配置为获得并存储来自所述配电系统的电力，所述第二负载源被配置为由通过所述第二电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述配电系统获得的电力完全供电并且被配置为由所述第二电池和从所述配电系统获得的电力两者部分地供电；以及第三电池系统，所述第三电池系统电气地设置在第三负载源与所述多个插座中的第三插座之间，所述第三电池系统包括插入所述第三插座中的第三电源线，其中所述第三负载源包括插入所述第三负载源的第四插座中的第四电源线，所述第三电池系统包括第三电池，所述第三电池被配置为获得并存储来自所述第三插座的电力，所述第三负载源被配置为由通过所述第三电池存储的电力完全供电并且被配置为由经由所述第三电池系统从所述第三插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第三电池和经由所述第三电池系统从所述第三插座获得的电力两者部分地供电。

电池系统300可以包括各种合适的元件。例如，图4示出了电池系统300的一个示例性实施方案，其可以包括一个或多个电池305、处理器410、存储器420、时钟430、电池控制系统440、通信系统450、界面460和电力总线470。

例如，在一些实施方案中，电池系统300可以包括计算装置，所述计算装置可以被配置为执行本文所讨论的方法或其部分。存储器420可以包括存储指令的计算机可读介质，所述指令在由处理器410执行时使电池系统300执行本文讨论的方法或其部分，或者其他合适的功能。时钟430可以被配置为确定日期和/或时间(例如，年、月、周中此日、年中此日、时间等)，如本文更详细讨论的，其可以在一些示例中用于基于时间来配置电池305的电力存储和/或电力放电。

各种实施方案中的电池控制系统440可以被配置为基于来自处理器等的指令来控制电池305的电力存储和/或电力放电。另外，在一些实施方案中，电池控制系统440可以确定电池305的各种方面、特性或状态，诸如充电状态(例如，充电或放电百分比)、电池充电容量、电池健康状况、电池温度等。例如，在各种实施方案中，电池系统300可以包括各种合适的传感器以确定电池305的此类方面、特性或状态或者建筑物系统100的其他元件的方面、特性或状态，其可以包括诸如建筑物105内部或外部的温度、湿度的环境条件。

在各种实施方案中，通信系统450可以被配置为允许电池系统300经由如本文更详细讨论的一种或多种通信网络进行通信，在一些实施方案中，所述通信网络可以包括无线和/或有线网络并且可以包括与诸如一个或多个其他电池系统300、用户装置、服务器等装置的通信。

界面460可以包括被配置为接收输入和/或(例如，向用户)呈现信息的各种元件。例如，在一些实施方案中，界面可以包括触摸屏、键盘、一个或多个按钮、一个或多个灯、扬声器、传声器、触觉界面等。在各种实施方案中，用户可以将界面460用于各种合适的目的，诸如配置电池系统300、查看电池系统300的方面、特性或状态、配置电池系统300的网络连接等。

电力总线470可以被配置为从一个或多个源获得电力和/或向一个或多个负载源200提供电力。例如，在各种实施方案中，电力总线470可以从一个或多个电源插座165(参见例如图3a和图3c)或与配电系统150的其他合适的接口获得电力，或者直接从诸如电网110、太阳能电池板115等电源获得电力。这样获得的电力可以经由一个或多个电池305存储或者可以被引导到连接到电池系统300的一个或多个负载源200。这样获得的电力可以经由一个或多个电池305或者绕过一个或多个电池305被引导到此类一个或多个负载源200。

一个或多个电池305可以是被配置为存储能量和对能量放电的任何合适的系统。例如，在一些实施方案中，一个或多个电池305可以包括可再充电铅酸、镍镉(NiCd)、镍金属氢化物(NiMH)、锂离子(Li-ion)、锂离子聚合物(LiPo)、可再充电碱性电池等。如本文所讨论的，各种实施方案中的可再充电可以被定义为能够多次存储能量和对能量放电，而存储能量和对能量放电的能力对于至少多个循环(例如，5、10、50、100、500、1000、10k、100k、1M、10M、100M等)没有显著下降。虽然各种优选实施方案可以包括电能的化学存储，但是在另外的实施方案中，一个或多个电池305可以被配置为以各种合适的方式存储能量，诸如机械能、压缩流体、热能等。

在一些实施方案中，一个或多个电池305可以包含可移除盒或由可移除盒限定，所述可移除盒允许一个或多个电池305缩放或更换。在一些示例中，电池组可以由可以轻易地移除的小型子电池组构成。在一些示例中，这可以允许更换旧的或有故障的电池单元。另外，在一些示例中，此类配置允许对电池系统300的网络内的电池组大小进行微调，如本文所讨论的。例如，一个或多个电池305最初可以设置大小并且与预期负载源200位于同一位置。

当电池系统300(或电动建筑物系统100或电池网络500)监控并学习负载源200的特定行为、与负载源200相关的用户行为等时，可以做出如下确定：电池系统300的一个或多个电池305的大小太大或太小。同样，电池系统300的网络上的不同电池系统300可以确定其电池组太大或太小，或者另一个装置可以做出如本文所讨论的这种确定。在一些实施方案中，电池系统300可以经由界面460指示如果子电池组(例如，多个电池中的一个或多个电池305)从一个负载源200移动到另一负载源(例如，通过将一个或多个电池305从电动建筑物系统100内的第一电池系统300移动到第二电池系统300)，则电池系统300将被更好地利用。本文更详细地讨论了确定电动建筑物系统100或电池网络500(参见图5)的一个或多个电池305的配置的方法。

应当明白，图4的示例仅是电池系统300的一个示例性实施方案，并且具有更少或更多元件或者具有更少或更多复杂性的电池系统300在本公开的范围和精神内。例如，图4的元件中的一者或多者在一些实施方案中可以具体地不存在，可以以任何合适的多个存在，等等。在一些实施方案中，通信系统450可能缺少，并且电池系统300可以不可操作用于与其他装置进行有线和/或无线通信。在一些实施方案中，可能不存在诸如处理器410和时钟430的元件。在一些示例中，界面460可以包括多个界面元素或复杂界面，或者在一些实施方案中可以是简单界面460，或者可以不存在。在一些实施方案中，用于电池系统300的界面可以体现在诸如用户装置(例如，智能电话、膝上型计算机、家庭自动化系统或其他合适的装置)的单独的装置上。另外，电池系统300可以具有各种合适的大小，包括重量为1至5磅、10至30磅、50至100磅、150至500磅、500至1,500磅等的系统。

在确定一些实施方案中哪些负载最能得到解决时，我们可以查看来自EIA住宅能源消耗调查的数据。假设住宅能源使用电气化，我们可以将当前的电力使用与在家庭使用的天然气和丙烷(假设通常获得的性能系数，如果适用)结合起来以计算总能源。我们发现，在住宅用途中，最大的用户(HVAC)无论如何都需要专业安装，并且是热存储的更好候选者。其他用户(例如，照明)广泛分布在整个家庭的许多装置中，并且在一些实施方案中可能不是电池集成的良好的第一目标。其余用途足够大到在住宅能源使用图中具有重要意义(每户家庭每年>100千瓦时)并被包装为单一商品电器。这些包括冰箱、电视、干衣机、炉灶、冷冻箱、除湿机、微波炉等。其中，干衣机和电磁炉在一些实施方案中可能特别令人感兴趣，因为它们通常需要专用的大容量240V电路，这在各种实施方案中可以通过电池集成(例如，如本文讨论的电池系统300)来避免。一些实施方案可以包括直接集成到灯泡中的(例如，小型)电池，所述电池在断电或电网需求处于最大或使用时间(TOU)费率较高时自动开启。

表1：按最终用途比较电气化住宅能源总量。一些较大的用户(HVAC)需要专业安装，并且在一些实施方案中可能不是装置集成的良好候选者。在一些实施方案中，一些用户可能太小而不能保证电池集成。表1中所示的示例性实施方案中的候选者的非限制性列表包括冰箱、电视、干衣机、炉灶、冷冻箱、除湿机和微波炉。数据来自RECS。*根据ResStock模型得出的每小时峰值负载与每小时平均负载的比率的估计值。该示例性实施方案不应当被解释为限制或指示所命名的示例性电器是或不是各种实施方案的一部分。事实上，在另外的实施方案中，上文、本文或以其他方式讨论的电器中的任一者可以是或可以不是一些实施方案的一部分，并且在给定实施方案中包括或排除给定系统或电器可以出于各种合适的原因或原理。

以家用烹饪电器的电气化为案例研究，数据表明大多数住宅烹饪负载可能发生在晚上，这可能远离太阳能发电高峰时间。每年烹饪使用.112亿立方英尺天然气和2.11亿加仑丙烷，分别表示6和1.2MT CO2e的排放。此外，由于与主导现有电器库存的电阻炉相比，燃气烹饪仍然被视为“高端”，因此燃气灶的饱和度正在增加，而不是减少。比较2009年和2015年的住宅能源消耗调查，使用天然气或丙烷作为其主要烹饪燃料的家庭比例增加了5％。为了有效地使住宅部门实现碳减排，必须扭转这种趋势。除了这一趋势对碳排放的影响之外，越来越多的科学文献证明化石燃料烹饪造成的室内空气污染对健康产生负面影响，包括引发如哮喘的呼吸道疾病。

转向图5，示出了电池网络500的示例性实施方案，所述电池网络包括经由网络530可操作地连接的三个电池系统300A、300B、300C、电池服务器510和用户装置520。在各种实施方案中，网络可以包括各种合适的有线和/或无线网络，包括Wi-Fi、蓝牙、有线连接、蜂窝网络、互联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、有线连接等。在各种实施方案中，电池系统300A、300B、300C可以经由通信系统450(参见图4)彼此通信和/或与电池服务器510和用户装置520通信。

在一些实施方案中，电池系统300可以从电池服务器510和用户装置520中的一者或两者获得数据、向其发送数据或受其控制，如本文更详细讨论的。在一些实施方案中，电池服务器510和/或用户装置520可以远离或接近电池网络500的电池系统300。例如，在一些实施方案中，电池系统300可以设置在房屋的负载源200内或与房屋的负载源相关联，并且用户装置520可以用于单独或共同配置电池系统300。在一些示例中，用户装置520可以是智能电话，并且可以由用户在房屋内或房屋周围时使用或者在用户远离房屋时使用。在一些示例中，电池服务器510可以是远程物理或基于云的服务器或服务器系统，其可以被配置为存储与电池系统300相关的数据、存储由电池系统300和/或用户装置520提供的数据，或者配置电池系统300和/或用户装置520，如本文更详细讨论的。

虽然图5的电池网络500的实施方案示出了一个示例，但是应当明白，电池网络500的多种合适的附加配置也在本公开的范围和精神内。例如，在另外的实施方案中，任何合适的多个电池系统300可以是电池网络500的一部分，包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、50、100、1k、10k、100k、1M、5M、10M、50M等。类似地，可以存在任何合适数量的电池服务器510和用户装置520，或者可以不存在电池服务器510和用户装置520中的一者或两者。另外，在一些示例中，电池服务器510和/或用户装置可以是一个或多个电池系统300的一部分并且不需要是如图5的示例中所示的单独元件。例如，在一些实施方案中，可以存在具有多个电池系统300的网络，其中此类电池系统中的一者或多者具有电池服务器510和用户装置520中的一者或两者的能力、功能性、元件等。例如，具有多个电池系统300的网状网络可以具有控制整个网络、存储整个网络的数据或向整个网络提供数据的中央集线器电池系统300。

在各种实施方案中，可以存在与电池网络500中的给定用户或管理员相关联的不同电池组。例如，在一些实施方案中，可以存在多个单独的电动建筑物系统100(参见例如图1)，每个电动建筑物系统包括多个电池系统300，并且这些单独的电动建筑物系统100中的每一者可以与不同的用户或管理员相关联，并且分别由与不同用户或管理员相关联的不同用户装置520控制。然而，在一些实施方案中，所有此类单独的电动建筑物系统100可以与相同的电池服务器510通信，所述电池服务器可以被配置为存储与不同的用户或管理员账户相关联的数据，所述不同的用户或管理员账户与不同的电动建筑物系统100相关联。此类汇集数据可以用于配置信息或向多个不同的电动建筑物系统100提供信息，如本文更详细讨论的，包括网络范围、世界范围、国家范围、州范围、县范围、城镇范围、街区范围等。

尽管列出了电器集成电池和与本文讨论的电器相关联的电池(例如，电池系统300)的优点，但是在一些示例中，各种实施方案的所描述的方法可能对现状造成显著干扰并且可能带来许多风险。例如，使用点电池的简单实施可能会导致家庭所需存储总容量的增加。如果电器电池305或电器相关联电池305的大小与能量需求模式匹配不佳，则一些容量可能保持未使用，从而导致储备浪费。这种风险的缓解策略可以包括以下一项或多项。

例如，在一些实施方案中，电池305的大小设定可以基于数据分析和使用预测模型，以实现负载转变的估计与现场性能之间的最佳相关性。在一些示例中，此类大小设定可以包括基于给定的电动建筑物系统100内的预期使用、电动建筑物系统内的位置、区域位置等来确定将整体安装在给定负载源200内的一个或多个电池305的大小。类似地，在一些实施方案中，可以向用户提供关于与给定负载源200相关联的电池305的大小的建议，其可以包括关于与负载源200相关联的模块化电池305的大小的建议(例如，在内部、在外部、在壁式插座内等)。

另外，如本文所讨论的，电动建筑物系统100或电池网络500可以包括与相应负载源200相关联的多个电池系统300，其中电池系统300中的每一者包括一个或多个模块化电池305。在各种实施方案中，电动建筑物系统100或电池网络500可以监控多个电池系统300并确定模块化电池305是否应当从电池系统300移除；是否应当被添加到电池系统300；是否应当从一个电池系统300移动到另一个电池系统300；是否应当被移除并被更换为更大或更小的模块化电池305；是否应当被移除并被更换更健康的电池305；等等。在一些实施方案中，此类监控可以由多个电池系统300中的一个电池系统300、由电池服务器510、由用户装置520等来完成。

例如，确定电动建筑物系统100或电池网络500内的多个电池系统300的多个电池305的配置的方法可以包括获得关于多个电池305的当前配置的数据。例如，在一些实施方案中，插入电池系统300中的电池305可以具有指示电池305的特性的标识符(例如，唯一的电池标识符、电池型号标识符等)，或者用户可以输入关于电池配置的信息。在一些实施方案中，此类电池配置数据可以直接从多个电池系统300的询问获得，可以存储在用户电力分布中、由用户指示等。

方法还可以包括监控多个电池305和/或电池系统300的使用和/或性能。例如，此类使用和/或性能数据可以存储在用户电力分布中。可以基于使用和/或性能数据、当前电池配置，电池305、电池系统300、电动建筑物系统100、电池网络500等的期望和/或不期望性能的特性来确定是否应当对当前电池配置进行改变。如果确定应当对当前电池配置进行改变(例如，将期望进行改变)，则可以(例如，经由界面460、用户装置520等)向用户指示一个或多个建议的改变。可以基于可用的附加容量(例如，附加电池可以耦合到一个或多个电池系统300的开放电池槽)、置换不同大小的电池的能力(例如，允许置换更大和/或更小电池的电池槽)等来做出此类确定。

例如，可以确定电动建筑物系统100或电池网络500将能够存储和/或使用更多的可再生能量(例如，来自太阳能电池板115)，而不是通过增大一个或多个电池305的大小来使用来自电网110的电力。在一些示例中，无论电池系统300的位置如何(例如，无论与电池系统相关联的负载源200如何)，增大电动建筑物系统100或电池网络500的总电池存储容量可能是合适的。

然而，在一些示例中，增大与频繁地消耗比电池系统300的一个或多个电池305的容量更多的能量的特定负载源200相关联的电池系统300的容量可能是期望的。换句话说，可以确定增大给定电池系统300处的存储容量可以允许存储足够的可再生电力，使得当可再生电力不直接可用时与该给定电池系统300相关联的负载源200的典型使用不需要(或需要较少)电网电力来为该负载源200供电，这从成本和/或环境角度来看可能是期望的。

在一些示例中，诸如当电池系统300的一个或多个电池305的能量存储容量仅被最低限度地或很少使用(例如，最多使用了电池存储容量的5％至10％)时，可以确定减小与特定负载源200相关联的电池系统300的容量。在此类示例中，可能期望将一个或多个电池305重新部署到可以更好地利用存储容量的另一个电池系统300，或者期望减小电池系统300的物理大小，这可能是期望的以减少电池系统300的可见性或允许在电池系统300周围更理想地放置负载源200(例如，电器)。

在另一个示例中，可以确定电池系统的一个或多个电池305随着时间的推移而降低性能，这可以指示一个或多个电池发生故障并且可以使得期望指示此类一个或多个电池305被更换或移除(例如，由于性能不佳、火灾危险等)。

在另一示例中，考虑到如何使用或操作给定负载源200，可以确定不同类型的电池305可能适合与和给定负载源200相关联的电池系统300耦合。例如，在给定负载源200通常以大功率使用短时间段的情况下，则可以确定用对于这种用电量具有更好性能的第二电池来更换第一电池305。类似地，在负载源200以低功率持续开启的情况下，则可以确定用对于这种用电量具有更好性能的第二电池来更换第一电池305。

虽然确定电池配置的一些示例可以涉及具有多个电池系统300的电动建筑物系统100或电池网络500，但是在一些实施方案中，此类电池配置确定可以涉及仅具有单个电池系统300的电动建筑物系统100或电池网络500，或者可以应用于单个电池系统300的水平(例如，无论并且不知道电动建筑物系统100或电池网络500中是否存在其他电池系统300)。

此外，虽然各种实施方案涉及确定长期使用的电池配置以支持负载源200的典型使用，但是在一些实施方案中，可以识别非典型或紧急电力需求并且可以建议临时电池配置。例如，在特殊情况下，当使用模式偏离常态时，一个或多个电池305可以在最终用途之间(例如，在不同电池系统300之间)移动。在一些示例中，可以将子电池组从一个负载源200带到另一个负载源以促进这一需要。在另一个示例中，可以建议向电池系统300添加电池305或置换更换的电池305，以适应临时或非典型电力需求(例如，在电网断电期间、在烹饪可能更多的假期期间、在热浪期间等)。

在各种实施方案中，电池305的移除、插入或置换可以由用户手动执行。然而，一些实施方案可以包括经由便携式电池或电池置换在电器之间传送电力的移动自主装置。

另外，在一些实施方案中，机载或网络控制法则可以适应使用模式，这可以允许给定的电池容量适应预期需求。此外，各种实施方案中的这些法则可以被配置为适应当地使用时间费率，从而允许幕后能量套利。这些控制法则的实施可以基于强化学习和控制技术，并伴随有允许房主监控和调节的最佳实践用户界面。例如，图6a示出了更新用户电力分布的示例性方法600，其开始于框605，在框605中获得用户电力数据。在框610中，获得电力成本数据，并且在框615中，更新用户电力分布。方法601循环回到框605，使得用户电力分布可以继续更新，这可以包括实时更新或以各种合适的间隔(例如，数秒、数分钟、数小时、数天等)定期更新。

例如，在一些实施方案中，用户用电量数据可以由电池网络500的一个或多个电池系统300获得，其中此类数据存储在电池系统300、电池服务器510和用户装置520中的一者或多者处。此类数据可以包括一个或多个用电量阶段的时间和持续时间、与此类用电量阶段相关联的负载源的身份、用电量阶段的类型(例如，做晚餐、做早餐、运行洗碗机、洗衣服、烘干衣服、看电视、玩视频游戏机、操作计算机、为房屋供暖、为房屋制冷等)，以及与此类用电量阶段相关联的效率或问题(例如，电力耗尽、无法输出足够的电力来满足需求等)。另外，此类数据可以包括关于由一个或多个电池系统300的一个或多个电池305消耗的电力、从电网能源110消耗的电力、从太阳能能源消耗的电力等的信息。

电力成本数据可以从各种合适的来源获得，诸如直接经由公共或私人公用事业服务器或从提供能量成本数据的多个来源收集数据的服务器(例如，电池服务器510)而获得。此类数据可以包括能源成本的实时变化、基于当日时间、周中此日、季节等的计划的成本变化。此类电力成本数据可以与给定电池系统300、电动建筑物系统100等所处的位置(例如，影响在此类电池系统300和/或电动建筑物系统100所处的位置消耗的电力成本的数据)相关。另外，一些实施方案中的电力成本数据可以包括将为提供给电网110的能量支付的价格，其可以包括实时、当日时间、周中此日和季节性价格。

在各种实施方案中，用户电力分布可以与一个或多个电动建筑物系统100相关联，并且可以包括建筑物级、电池系统级300、电池级、负载源级等的数据。例如，电力分布可以包括建筑物105的位置、建筑物105中的电池系统300的位置和类型以及关于由一个或多个电池305、负载源200、电池系统300、电网电源110、太阳能电源115等使用、存储或提供的电力的实时和历史数据。如本文所讨论的，此类数据可以包括关于用电量以及一个或多个电池305、电池系统300、负载源200、太阳能源115、电网电源110等的健康状况、容量等的数据。此类用户电力分布可以存储在各种合适的位置处，包括在一个或多个电池系统300、电池服务器510、用户装置520等处。

转向图6b，示出了确定电力输出配置的示例性方法601，其包括获得当前用电量数据的框620和获得当前电力输出容量数据的框625。在框630处，确定电力输出配置，并且在635处，确定所确定的电力输出配置是否不同于当前电力输出配置。如果是，则在640处，修改当前电力输出配置(例如，修改为所确定的输出配置)。然而，如果没有，则在645处维持当前电力输出配置。无论当前电力输出配置是否被改变或修改，方法601都返回到620，这可以允许监控电力配置的改变是否是必要的、期望的等。此类监控可以是实时的或者以各种合适的间隔(例如，数秒、数分钟、数小时、数天等)周期性地进行。

在一些实施方案中，此类方法601可以由一个或多个电池系统300单独地和/或分开执行，或者可以由一个或多个电池系统300、用户装置520或电池服务器510执行以配置一个或多个电池系统300。例如，使用图5用于说明目的，在一些实施方案中，电池系统300A、300B、300C中的每一者可以单独地控制其自身的配置(例如，经由方法601)，和/或电池系统中的一者或多者可以由另一个装置(例如，另一个电池系统300、电池服务器510、用户装置520等)配置。换句话说，在一些实施方案中，单独的电池系统300可以是自控制的，和/或一组电池系统300可以单独地或作为组由另一个装置或电池系统300中的一者(例如，原电池系统300)控制。因此，用电量数据和电力输出容量数据可以从多个电池系统300或从单个电池系统300获得，这可以包括或可以不包括经由网络(例如，网络530)传送此类数据。

确定输出配置可以用于各种合适的目的，诸如最大程度地使用可再生能源(例如，太阳能电池板115)；最大程度地存储来自可再生能源的电力；当来自电网110的电力的成本为低或较低时，最大程度地存储此类电力；最大化负载源200的性能；最大化负载源的能量效率；最大化一个或多个电池305的能量存储；最小化一个或多个电池305的充电时间；等等。例如，在一些示例中，较短的夜间烹饪阶段可以由机载或相关联的电池305完全覆盖，在白天利用充足的太阳能资源充电，而较长、要求更高的夜间烹饪阶段可以由电池305和低容量插座(例如，插座165)联合供电。通过这种方式，在一些示例中，系统和/或网络的充电和放电控制法则可以最大程度地使用可再生电力，而不影响用户体验。

在各种实施方案中，一个或多个电池系统300的电池305的大小不需要被设定成完全涵盖电器的负载转变(例如，24小时)即可有效地增大可再生能量覆盖范围或用于其他合适的目的。基于能源使用统计数据，分配的电池容量的小幅减少可以显著提高平均利用率，而在非高峰发电时段期间仅会最小程度地增加电力消耗。

虽然各种实施方案包括服务于单个负载源200的单个电池305和/或电池系统300，但是在另外的实施方案中，给定电池305和/或电池系统300可以不止向负载源200供电或者可以向一个或多个其他电池305和/或电池系统300供电。例如，图7示出了包括电池系统组705的电动建筑物系统100的实施方案，所述电池系统组包括三个电池系统300A、300B、300C，所述三个电池系统被配置为经由多条电力共享线710共享电力。在一些实施方案中，一些或全部电力共享线可以是单向或双向的。例如，在一些实施方案中，第一电池系统300A可以向第二电池系统300B和第三电池系统300C提供电力，并且第一电池系统300A可以从第二电池系统300B和第三电池系统300C接收电力。然而，在一些实施方案中，第一电池系统300A可以向第二电池系统300B和第三电池系统300C提供电力，但是第一电池系统300A只能直接从第二电池系统300B(而不是从第三电池系统300C)接收电力。然而，在各种实施方案中，即使给定电池系统300不能直接从另一个特定电池系统300接收电力，其也可以被配置为经由另一个电池系统300间接地从该电池系统接收电力。

电池系统300之间经由电力共享线710进行的电力共享可以以各种合适的方式完成，包括墙壁内、双向电力共享线710或经由以其他合适的方式(诸如穿过房间、在天花板中或其上、在HVAC元件中或其上、在地板中或其下方、在地面中或地面下方等)在电池系统之间延伸的电力线。

在各种实施方案中，边缘存储可以实现用于电器之间的负载共享的策略，包括在插头处使用双向功率转换器以及专用有线连接。例如，在感恩节马拉松式烹饪阶段期间，可以调用干衣机电池容量(例如，与干衣机相关联的电池系统300A)来(例如，经由与炉子相关联的电池系统300B)补充炉子的容量。另外，如果需要，可以从其他来源汲取电池容量，诸如如果来自干衣机的电池系统300A的电力已经耗尽并且不期望使用来自电网110的电力或者如果可再生能量(例如，来自太阳能电池板115)基于当日时间或条件不可用，则从热水器(例如，与热水器相关联的电池系统300C)汲取电池容量，以进一步在晚上晚些时候向炉子供电和/或向干衣机供电。

对电池系统组705内的电力共享的控制可以以各种合适的方式来完成。例如，在一些实施方案中，多个电池系统300可以充当单独的同等节点并且可以在它们之间协商以共享电力。在另外的实施方案中，电池系统组705的一个电池系统300可以是主导电池系统300并控制电力共享和/或电力共享并且由另一个装置(诸如电池服务器510、用户装置520等)控制。

在一些实施方案中，电池305连同电池系统300可以用于允许负载源200(例如，电器)共享单个断路器。在一些实施方案中，这可以是120v 15amp电路或208v/240v 30/40/50amp电路。例如，图8和图9示出了包括配电系统150的电动建筑物系统100和电池网络500的示例性实施方案800，所述配电系统包括与100A服务相关联的40A断路器820，所述断路器经由电力线155向第一插座165A和第二插座165B传输电力。第一负载源200A和第二负载源200B与相应的插座165A、165B耦合。第一负载源200A和第二负载源200B与包括相应电池305A、305B的相应的第一电池系统300A和第二电池系统300B相关联，所述电池被配置为向负载源200A、200B提供电力和从负载源接收电力。电池系统300A、300B可以是第一负载源200A和第二负载源200B的一部分(参见例如图3a)；然而，在另外的实施方案中可以存在其他配置(参见例如图3b和图3c)。

在一些实施方案中，控制算法可以使用各种因素(诸如充电状态、预期需求、潜在TOU节省和其他合适的因素)来确定每个电器200使用电路820的最佳或合适时间，同时在一些示例中确保两个电器200在任何时候都不会同时从共享电路820汲取电力(例如，以保持电流汲取始终低于断路器820的最大额定值、相关规范所允许的接线的安全使用等)。

在各种实施方案中，电路820的使用可以由作为对等体的电池系统300A、300B协商，由主导电池系统300控制，由电池服务器510、用户装置520等控制。在一些实施方案中，电池系统300A、300B(和/或负载源200A、200B)可以经由网络530(诸如如图8和图9的非限制性示例中所示的Wi-Fi网络)彼此通信或与其他装置(例如，电池服务器510或用户装置520)通信。

例如，图8示出了示例性实施方案800的第一状态，其中第一负载源200A经由第一插座165A从断路器820汲取电力，其中第一电池系统300A的第一电池305A由来自断路器820的电力充电。相反，第二负载源200B不经由第二插座165B从断路器820汲取电力，其中第二电池系统300B的第二电池305B放电以向第二负载源200B供电。

图9示出了示例性实施方案800的第二状态，其中第二负载源200B经由第二插座165B从断路器820汲取电力，其中第二电池系统300B的第二电池305B由来自断路器820的电力充电。相反，第一负载源200A不经由第一插座165A从断路器820汲取电力，其中第一电池系统300A的第一电池305A放电以向第一负载源200A供电。

除了允许多个负载源200(例如，电器)利用相同的电路155和断路器820之外，在一些实施方案中，此类电池系统控制方法还可以允许添加/使用原本需要全面服务升级的电器(例如，增大通过家用主配电板的允许电流)。在各种实施方案中，任何合适数量的电器200可以在不同时间利用相同的家用电路来为其操作供电或为其电池305充电，而电池305允许同时使用电器200，并且控制开关可以防止它们在一些实施方案中同时使用家用电路。

在各种实施方案中，电池305和/或电池系统300可以按比例插入彼此。另外，在各种示例中，电动建筑物系统100或电池网络500的大小不受限制，并且可以在不中断网络或系统的情况下添加新节点、存储/负载组合等。在各种示例中，这可以通过允许网络生长的共享网络协议来完成。例如，图13示出了多个电池系统300的示例性实施方案1300，所述多个电池系统串联连接并且通过将电池系统300中的一者插入配电系统150的插座165中来至少从配电系统150接收电力。在一些实施方案中，电池系统300可以以各种合适的方式向负载源200或其他合适的装置提供电力。图14示出了如图13中所示的电池系统300的示例，所述电池系统可以包括可移除的模块化电池305。

在各种实施方案中，电池305和/或电池系统300的完全可扩展网络允许小型网络被开发、单独生长、部分或临时与其他网络连接、或完全组合以形成更大型网络。各种实施方案的电池网络500和/或电动建筑物系统100可以由合租环境内的个人创建和控制。例如，拥有多个联网电池电器的个人可能移动到合租环境内的房间。这个人可以选择与房屋中的其他人加入他们的网络以形成更大型网络，从而允许连接的电池305和/或电池系统300通过共享无线网络和/或通过已经安装到房屋或者建筑物中的电网(例如，经由图50的网络530)进行通信。然后，各种示例中的电器可以共享电力、共享有限的电路空间而不使其过载，并且以其他方式优化家庭电力负载。

在各种实施方案中，与合租、工作或操作环境中的不同用户相关联的不同电力网络可以允许将电力成本和/或信用分摊给每个给定用户。例如，由每个用户的负载源消耗的电力可以连同共享或开销负载源200一起被跟踪，并且连同由提供给其他用户的电力网络或由其他用户的电力网络使用的可再生能源(例如，太阳能电池板115)生成的电力的信用一起被跟踪。

然后可以将这些网络连接起来形成诸如整个公寓楼、街区、学校、大学或城镇的更大型网络。各种示例中的网络协议可以允许共享和优化存储，同时维持对所有权的理解并允许像在正常市场中一样进行电力交易。

在一些示例中，这种方法的第二潜在风险可以是有效地管理电器环境中的电池的热需求。由于能量密度高，锂电池的热失控可能是安全问题，并且在各种示例中应当防止这种情况。另外，在灾难级较小的情况下，在高温下操作电池可能影响使用寿命。由于这些因素，电池管理系统可以具有集成的温度感测和热联锁。因此，各种实施方案可以包括此类电池管理系统连同仔细的热设计，以将电池隔室与具有不安全操作温度的电器区域或局部环境隔离。例如，在各种实施方案中用于热管理的有效设计策略是构建邻近周围环境的高纵横比电池组。附加策略可以是在单独的电池系统300中的电器级中并入灭火装置。例如，在一些实施方案中，电池系统300可以包括灭火系统，所述灭火系统包括可操作以确定电池中是否发生火灾的传感器，并且如果是，则执行灭火措施，诸如释放泡沫、液体、气体，生成真空等来灭火。

第三潜在风险涉及获得足够的安全认证以将电池直接放入电器中，并获得电器制造商的足够支持以采用该技术。缓解策略可以包括以下一项或多项：首先，一些实施方案可以包括数据分析和软件建模以估计最有效的电器目标并量化价值主张。例如，一些示例可以包括基于使用时间电价、电网规模和启用的分布式可再生能源以及避免的电力升级成本对每个电器的每瓦时容量的价值进行本地化估计。其次，一些实施方案可以包括在与电器集成之前可以位于现有电器与电源插座之间的硬件单元。这些硬件单元可以验证在现实世界使用中可实现的需求响应方面的价值主张，以及测试硬件、网络和控制电子器件的稳健性，并且可以用于代替具有集成电池的电器使用、连同具有集成电池的电器、在用电池集成电器替换之前与常规电器一起使用等。第三，各种实施方案可以包括通过UL或其他机构的安全认证，以及通过新生的能源之星连接功能性计划或类似计划的绿色认证。

在许多实例中(参见例如图3a)，电池可以驻留在电器本身内，无论是炉子、冰箱、HVAC系统、洗衣机、干衣机、电视、游戏机、工具、烧烤架、照明装置、割草机、草坪鼓风机、真空吸尘器、搅拌机、榨汁机、食品加工机、地下室冷冻箱、扬声器、音频设备、冷却风扇还是其他电器。在一些示例中，这些电池可以在工厂安装并直接与电器的控制电子器件集成。在其他实例中，电池可以放置在电器与其电源之间(参见例如图3c)。这种形式的示例可以包括内置有存储装置的通用“延长线”或“电源板”，这使得其作为电器的改造。其他示例可以包括具有电力存储设施的通用“壁式插头”(参见例如图3b)。这可以是或代替通常安装在您的墙壁中在干墙后面的螺柱之间的插头或插座。例如，在一个实施方案中，房屋中可以有约50个这些电池插座，并且每个电池插座有等于或大于1千瓦时将满足房屋的几乎所有电力存储需求。

在各种实施方案中，此类电器的控制方案可以以包括以下示例中的一者或多者的多种模式操作。首先，此类电器可以基于估计的使用需求在壁式插头与电池之间有效地共享负载，而不妨碍用户体验。在一些示例中，可以使用该方案来最大化从太阳能装置或其他替代能源使用的能量，或者能够使用从110v插口延伸的大容量装置，或者能够使用分时电价。另一种控制方案可以在电器不使用或预期在不久的将来使用时操作，其中电器提供能源套利服务，这可以使得房屋能够吸收和存储来自电网的廉价电力以供后续使用。

在一些示例中，电池集成电器可以通过联网进行协调，以最小化整个房屋级的峰值电力消耗。这可以通过无线网络(例如，802.11或网状网络)或有线网络(例如，以太网)来实现。第四，在一些示例中，电池集成电器可以通过外部布线(AC、低压DC、PoE等)或通过现有布线实现电器之间的负载共享。在一些示例中，可以通过在插头盒中添加气隙开关来使用现有布线，所述气隙开关可以将一系列布线与断路器隔离并在其上改变/运行DC。电力也可以通过现有布线通过DC转变为AC进行传递。

在各种实施方案中，用于电池集成电器的控制方案可以使用包括以下示例中的一者或多者的若干级别的数据来起作用。首先，他们可能仅依靠日历和当日时间来预测负载和供应。其次，他们可以结合历史使用数据来根据用户的习惯定制算法。第三，他们可以将数据报告回中央系统，在那里汇总数据并将数据用于提供控制法则。第四，它可以接受用户输入来切换控制模式(例如，用户可以按下按钮来准备炉子烹饪一顿大餐，在此期间它将预充电到满容量和/或在操作期间在电池与插头之间共享负载)。第五，他们可以使用来自公用事业的关于电费(例如，使用时间费率)的数据来定制控制法则以使用来自电网的最便宜电力。第六，他们可以使用来自屋顶太阳能阵列的数据来预测并最大程度地利用可用的太阳能电力。

根据另外的实施方案，电池可以向电器提供附加益处。例如，许多常规电器的性能受到由壁式插座提供的峰值电力的限制。电池可以允许有更高的峰值电力，其可以用于提高电器性能。例如，电磁炉可以实现极快的升温、更高的峰值输出和更低的噪声。按需水加热可具有更高的容量，从而使得无存储热水器具有更高输出。电热水壶可以更快地沸腾。对于带马达的装置，这些马达可以以更高的峰值电力运行，并且如果需要，可以以比来自墙壁的AC更佳的电压运行。在一些情况下，电池热管理可以与电器性能发挥协同作用。例如，来自电池组的热量可以提高如电动烘干机的热泵装置的性能系数。

对于家用电力系统，许多成本可能与峰值电力成正比。以最终用途安装电池可以降低峰值电力，并且因此降低这些成本。通过启用混合AC/DC系统，电池集成电器还可以使得能够使用更高效率的固态电力转换，包括逆变器和DC/DC电压转换。

各种实施方案的电池集成电器可以提供阻燃能力，以防止锂电池热失控，并且可以包括火灾警报器以警告紧急情况。还可以并入另外的装置健康状况监控来监控电池组的健康状态。这可以通过容量监控、内阻测量或阻抗谱来实施。此类装置还可以被制成防水以保护电池和电子器件。这些装置还可以为家庭电气系统提供电压调节服务。

在各种实施方案中，电池可以允许大功率电器能够与110插座一起使用，而不是必须安装220。在一些示例中，电池可以具有4至24小时的存储时间。

一些实施方案可以获得房间、房屋、建筑物、街区、城市、州等的实时或历史使用数据。

在各种示例中，最小化反转可能是有益的(例如，位于DC总线上的电池模块中的逆变器可以防止多次反转)。

一些实施方案可以在电器之间共享电力(例如，经由延长线、现有的或新的墙内布线、以太网等)。

一些实施方案可以在其他位置具有电池模块，诸如在壁式插座中、在壁式插座与电器之间等。

一些示例可以包括向用户建议放置电池模块的位置。

一些示例可以具有在电器内为整体的或可更换的电池模块。此类电池模块可以被配置为防水、耐热的独立单元，并且可以提供电池的浅循环、灭火、电池监控等。包括控制系统的整个模块可以是可更换单元，因为与电池相比，控制系统可能更便宜。

各种示例中的电池模块可以获得并使用不同类型的数据来控制电池使用。这可能取决于网络连接性或系统的复杂性。简单的电池模块可以简单地包括时钟和查找表，其中电池模块基于时间、日期、季节等进行操作。另一个更复杂的版本可以仅存储来自电池模块本身或本地电池模块的使用历史记录，并使用时钟来控制电池操作。另一个更复杂的版本可以具有网络连接性(例如，连接到互联网)，其可以提供对来自电网的数据的访问、使用来自远程模块的数据等。

各种实施方案可以被配置为基于上面讨论的数据等来预测使用。一些实施方案可以被配置为基于用户输入来操作(例如，用户指示他即将或将在稍后的时间或日期做饭)。预测可以基于诸如用户日历、用户定义的时间表等的数据。

在一些示例中，房屋可以充当混合AC/DC总线。

在一些实施方案中，插座165可以具有气隙断路器，并且各种装置可以开启/关断插座(例如，与插座165耦合的电池系统300；不与插座165耦合的电池系统300；电池服务器510；用户装置520；等等)。对气隙断路器的这种控制可以经由有线和/或无线通信(例如，网络530)。

一些装置可具有大的上升要求，并且具有本地电池305可以减少这种要求，从而导致电器更快、更好(例如，加热更快)。电器可以被配置为根据需要调高电压，以提供改进的电器。其他益处可以包括洗衣机/烘干机中的静电、超音速感应带来的更安静的操作、提高的逆变器效率等。

虽然本文讨论了特定示例，但是这些示例不应当被解释为限制在本公开的范围和精神内的各种替代和附加实施方案。例如，可以与如本文所讨论的一个或多个电池相关联的电器、装置或系统可以包括下表中的示例中的一者或多者。此外，虽然住宅示例是本文中的一些示例的焦点，但是另外的实施方案可以包括多户建筑物、商业建筑物、车辆等。

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本公开的至少一个实施方案可以根据以下条款来描述：

1.一种电动建筑物系统，其包括：

建筑物，所述建筑物具有从电网和/或一个或多个太阳能电池板接收电力的配电系统，所述配电系统包括延伸穿过所述建筑物的墙壁的多条电力线，所述多条电力线围绕所述建筑物将电力分配给所述建筑物周围的不同位置处的多个插座；

多个负载源，所述多个负载源设置在所述建筑物周围的所述不同位置处，所述负载源包括热泵、电炉、冰箱和热水器中的一者或多者；以及

多个电池系统，所述多个电池系统设置在所述建筑物周围的所述不同位置处，其中所述电池系统中的每一者与所述多个插座中的不同的相应插座相关联并且分别与所述负载源中的一者相关联，所述多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统是所述多个负载源中的第一负载源的整体部件并设置在所述第一负载源的壳体内，所述第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述第一插座获得的电力两者部分地供电；

第二电池系统，所述第二电池系统包括第二电池和所述多个插座中的第二插座，所述第二电池系统设置在所述建筑物的墙壁内，其中第二负载源包括插入所述多个插座中的第二插座中的第二电源线，其中所述第二电池被配置为获得并存储来自所述配电系统的电力，所述第二负载源被配置为由通过所述第二电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述配电系统获得的电力完全供电并且被配置为由所述第二电池和从所述配电系统获得的电力两者部分地供电；以及

第三电池系统，所述第三电池系统电气地设置在第三负载源与所述多个插座中的第三插座之间，所述第三电池系统包括插入所述第三插座中的第三电源线，其中所述第三负载源包括插入所述第三负载源的第四插座中的第四电源线，所述第三电池系统包括第三电池，所述第三电池被配置为获得并存储来自所述第三插座的电力，所述第三负载源被配置为由通过所述第三电池存储的电力完全供电并且被配置为由经由所述第三电池系统从所述第三插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第三电池和经由所述第三电池系统从所述第三插座获得的电力两者部分地供电；

其中所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统各自还包括：

处理器，

存储器，

电池控制系统，

接口，以及

电力总线。

2.根据条款1所述的电动建筑物系统，其中所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统各自还包括通信系统，所述通信系统被配置为允许所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统：

经由无线网络彼此通信；

与远程电池服务器通信；以及

与至少一个用户装置通信。

3.根据条款1或2所述的电动建筑物系统，其中所述第一电池系统、所述第二电池系统所述和第三电池系统被配置为经由所述配电系统彼此共享存储的电力，包括：

所述第一电池被配置为向所述第二电池系统和所述第三电池系统提供存储的电力；

所述第二电池被配置为向所述第一电池系统和所述第三电池系统提供存储的电力；以及

所述第三电池被配置为向所述第一电池系统和所述第二电池系统提供存储的电力。

4.根据条款1至3中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统的所述电池控制系统各自被配置为：

获得与和所述电池系统相关联的相应负载源相关联的当前用电量数据；

获得所述电池系统的相应电池的当前电力输出容量；

确定新电力输出配置，所述新电力输出配置使来自所述一个或多个太阳能电池板的能量的使用和存储优先于来自所述电网的电力的使用；以及

将当前电力输出配置更换为所述新电力输出配置以：

停止使用来自所述电网的电力，并且

导致将从所述一个或多个太阳能电池板获得的电力存储在所述电池系统的所述电池处和/或导致与所述电池系统相关联的所述负载源由从所述一个或多个太阳能电池板获得的电力供电。

5.一种电动建筑物系统，其包括：

建筑物，所述建筑物具有从电网和一个或多个可再生电源接收电力的配电系统，所述配电系统围绕所述建筑物将电力分配给所述建筑物周围的不同位置处的多个插座；

多个负载源，所述多个负载源设置在所述建筑物周围的所述不同位置处；以及

多个电池系统，所述多个电池系统设置在所述建筑物周围的所述不同位置处，其中所述电池系统中的每一者与所述多个插座中的不同的相应插座相关联并且分别与所述负载源中的一者相关联。

6.根据条款5所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统是所述多个负载源中的第一负载源的整体部件并设置在所述第一负载源的壳体内，所述第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述第一插座获得的电力两者部分地供电。

7.根据条款5或6所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统包括第一电池和所述多个插座中的第一插座，所述第一电池系统设置在所述建筑物的墙壁内，其中第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，其中所述第一电池被配置为获得并存储来自所述配电系统的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述配电系统获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述配电系统获得的电力两者部分地供电。

8.根据条款5至7中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统电气地设置在第一负载源与所述多个插座中的第一插座之间，所述第一电池系统包括插入所述第一插座中的第一电源线，其中所述第一负载源包括插入所述第一负载源的第四插座中的第二电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由经由所述第一电池系统从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和经由所述第一电池系统从所述第一插座获得的电力两者部分地供电。

9.根据条款5至8中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统中的每一者包括：

电池

处理器，

存储器，

电池控制系统，

接口，以及

电力总线。

10.根据条款5至9中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述电池系统各自还包括通信系统，所述通信系统被配置为允许所述电池系统经由无线网络彼此通信。

11.根据条款5至10中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统包括第一电池系统、第二电池系统和第三电池系统，所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统被配置为经由所述配电系统彼此共享存储的电力，包括：

所述第一电池系统的第一电池被配置为向所述第二电池系统和所述第三电池系统提供存储的电力；

所述第二电池系统的第二电池被配置为向所述第一电池系统和所述第三电池系统提供存储的电力；以及

所述第三电池系统的第三电池被配置为向所述第一电池系统和所述第二电池系统提供存储的电力。

12.根据条款5至11中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统中的至少一个电池系统被配置为：

获得与和所述至少一个电池系统相关联的负载源相关联的当前用电量数据；

获得所述至少一个电池系统的电池的当前电力输出能力；

确定新电力输出配置，所述新电力输出配置使来自所述一个或多个再生能源的能量的使用和存储优先于来自所述电网的电力的使用；以及

将当前电力输出配置更换为所述新电力输出配置以：

停止使用来自所述电网的电力，并且

导致将从所述一个或多个再生能源中的至少一者获得的电力存储在所述至少一个电池系统的所述电池处和/或导致与所述至少一个电池系统相关联的所述负载源由从所述一个或多个再生能源中的至少一者获得的电力供电。

13.一种电动建筑物系统，其包括：

配电系统，所述配电系统被配置为将电力分配给多个插座；

一个或多个负载源；以及

与以下各项相关联的一个或多个电池系统：

所述多个插座中的相应插座，以及

所述一个或多个负载源中的相应负载源。

14.根据条款13所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统设置在所述一个或多个负载源中的第一负载源内，所述第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述第一插座获得的电力两者部分地供电。

15.根据条款13或14所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统包括第一电池和所述多个插座中的第一插座，所述第一电池系统设置在建筑物的墙壁内，其中第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，其中所述第一电池被配置为获得并存储来自所述配电系统的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述配电系统获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述配电系统获得的电力两者部分地供电。

16.根据条款13至15中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统包括插入所述第一插座中的第一电源线，其中所述第一负载源包括插入所述第一负载源的第四插座中的第二电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由经由所述第一电池系统从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和经由所述第一电池系统从所述第一插座获得的电力两者部分地供电。

17.根据条款13至16中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括多个电池系统，所述多个电池系统各自包括通信系统，所述通信系统被配置为允许所述多个电池系统经由网络彼此通信。

18.根据条款13至17中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括第一电池系统和第二电池系统，所述第一电池系统和所述第二电池系统被配置为彼此共享存储的电力，包括：

所述第一电池系统的第一电池被配置为向所述第二电池系统提供存储的电力；以及

所述第二电池系统的第二电池被配置为向所述第一电池系统提供存储的电力。

19.根据条款13至18中任一项所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统中的至少一个电池系统被配置为：

将所述至少一个电池系统的电力输出配置改变为：

停止使用来自电网的电力，并且

导致将从再生能源获得的电力存储在所述至少一个电池系统的电池处和/或导致与所述至少一个电池系统相关联的所述负载源由从再生能源获得的电力供电。

所描述的实施方案容易具有各种修改和替代形式，并且通过举例方式在附图中示出了其特定示例并在本文中对其作出详细描述。然而应当理解，所描述的实施方案不限于所公开的特定形式或方法，而是相反，本公开涵盖所有修改、等效物和替代物。另外，给定实施方案的元件不应当被解释为仅适用于该示例性实施方案，因此一个示例性实施方案的元件可以适用于其他实施方案。另外，在一些实施方案中，在一些实施方案中具体示出的元件可以在另外的实施方案中明确地不存在。因此，对存在于一个示例中的元件的叙述应当被解释为支持其中明确不存在此类元件的一些实施方案。

Claims (19)

1.一种电动建筑物系统，其包括：

建筑物，所述建筑物具有从电网和/或一个或多个太阳能电池板接收电力的配电系统，所述配电系统包括延伸穿过所述建筑物的墙壁的多条电力线，所述多条电力线围绕所述建筑物将电力分配给所述建筑物周围的不同位置处的多个插座；

多个负载源，所述多个负载源设置在所述建筑物周围的所述不同位置处，所述负载源包括热泵、电炉、冰箱和热水器中的一者或多者；以及

多个电池系统，所述多个电池系统设置在所述建筑物周围的所述不同位置处，其中所述电池系统中的每一者与所述多个插座中的不同的相应插座相关联并且分别与所述负载源中的一者相关联，所述多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统是所述多个负载源中的第一负载源的整体部件并设置在所述第一负载源的壳体内，所述第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述第一插座获得的电力两者部分地供电；

第二电池系统，所述第二电池系统包括第二电池和所述多个插座中的第二插座，所述第二电池系统设置在所述建筑物的墙壁内，其中第二负载源包括插入所述多个插座中的第二插座中的第二电源线，其中所述第二电池被配置为获得并存储来自所述配电系统的电力，所述第二负载源被配置为由通过所述第二电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述配电系统获得的电力完全供电并且被配置为由所述第二电池和从所述配电系统获得的电力两者部分地供电；以及

第三电池系统，所述第三电池系统电气地设置在第三负载源与所述多个插座中的第三插座之间，所述第三电池系统包括插入所述第三插座中的第三电源线，其中所述第三负载源包括插入所述第三负载源的第四插座中的第四电源线，所述第三电池系统包括第三电池，所述第三电池被配置为获得并存储来自所述第三插座的电力，所述第三负载源被配置为由通过所述第三电池存储的电力完全供电并且被配置为由经由所述第三电池系统从所述第三插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第三电池和经由所述第三电池系统从所述第三插座获得的电力两者部分地供电；

其中所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统各自还包括：

处理器，

存储器，

电池控制系统，

接口，以及

电力总线。

2.根据权利要求1所述的电动建筑物系统，其中所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统各自还包括通信系统，所述通信系统被配置为允许所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统：

经由无线网络彼此通信；

与远程电池服务器通信；以及

与至少一个用户装置通信。

3.根据权利要求1所述的电动建筑物系统，其中所述第一电池系统、所述第二电池系统所述和第三电池系统被配置为经由所述配电系统彼此共享存储的电力，包括：

所述第一电池被配置为向所述第二电池系统和所述第三电池系统提供存储的电力；

所述第二电池被配置为向所述第一电池系统和所述第三电池系统提供存储的电力；以及

所述第三电池被配置为向所述第一电池系统和所述第二电池系统提供存储的电力。

4.根据权利要求1所述的电动建筑物系统，其中所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统的所述电池控制系统各自被配置为：

获得与和所述电池系统相关联的相应负载源相关联的当前用电量数据；

获得所述电池系统的相应电池的当前电力输出容量；

确定新电力输出配置，所述新电力输出配置使来自所述一个或多个太阳能电池板的能量的使用和存储优先于来自所述电网的电力的使用；以及

将当前电力输出配置更换为所述新电力输出配置以：

停止使用来自所述电网的电力，并且

导致将从所述一个或多个太阳能电池板获得的电力存储在所述电池系统的所述电池处和/或导致与所述电池系统相关联的所述负载源由从所述一个或多个太阳能电池板获得的电力供电。

5.一种电动建筑物系统，其包括：

建筑物，所述建筑物具有从电网和一个或多个可再生电源接收电力的配电系统，所述配电系统围绕所述建筑物将电力分配给所述建筑物周围的不同位置处的多个插座；

多个负载源，所述多个负载源设置在所述建筑物周围的所述不同位置处；以及

多个电池系统，所述多个电池系统设置在所述建筑物周围的所述不同位置处，其中所述电池系统中的每一者与所述多个插座中的不同的相应插座相关联并且分别与所述负载源中的一者相关联。

6.根据权利要求5所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统是所述多个负载源中的第一负载源的整体部件并设置在所述第一负载源的壳体内，所述第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述第一插座获得的电力两者部分地供电。

7.根据权利要求5所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统包括第一电池和所述多个插座中的第一插座，所述第一电池系统设置在所述建筑物的墙壁内，其中第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，其中所述第一电池被配置为获得并存储来自所述配电系统的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述配电系统获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述配电系统获得的电力两者部分地供电。

8.根据权利要求5所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统电气地设置在第一负载源与所述多个插座中的第一插座之间，所述第一电池系统包括插入所述第一插座中的第一电源线，其中所述第一负载源包括插入所述第一负载源的第四插座中的第二电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由经由所述第一电池系统从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和经由所述第一电池系统从所述第一插座获得的电力两者部分地供电。

9.根据权利要求5所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统中的每一者包括：

电池

处理器，

存储器，

电池控制系统，

接口，以及

电力总线。

10.根据权利要求5所述的电动建筑物系统，其中所述电池系统各自还包括通信系统，所述通信系统被配置为允许所述电池系统经由无线网络彼此通信。

11.根据权利要求5所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统包括第一电池系统、第二电池系统和第三电池系统，所述第一电池系统、所述第二电池系统和所述第三电池系统被配置为经由所述配电系统彼此共享存储的电力，包括：

所述第一电池系统的第一电池被配置为向所述第二电池系统和所述第三电池系统提供存储的电力；

所述第二电池系统的第二电池被配置为向所述第一电池系统和所述第三电池系统提供存储的电力；以及

所述第三电池系统的第三电池被配置为向所述第一电池系统和所述第二电池系统提供存储的电力。

12.根据权利要求5所述的电动建筑物系统，其中所述多个电池系统中的至少一个电池系统被配置为：

获得与和所述至少一个电池系统相关联的负载源相关联的当前用电量数据；

获得所述至少一个电池系统的电池的当前电力输出能力；

确定新电力输出配置，所述新电力输出配置使来自所述一个或多个再生能源的能量的使用和存储优先于来自所述电网的电力的使用；以及

将当前电力输出配置更换为所述新电力输出配置以：

停止使用来自所述电网的电力，并且

导致将从所述一个或多个再生能源中的至少一者获得的电力存储在所述至少一个电池系统的所述电池处和/或导致与所述至少一个电池系统相关联的所述负载源由从所述一个或多个再生能源中的至少一者获得的电力供电。

13.一种电动建筑物系统，其包括：

配电系统，所述配电系统被配置为将电力分配给多个插座；

一个或多个负载源；以及

与以下各项相关联的一个或多个电池系统：

所述多个插座中的相应插座，以及

所述一个或多个负载源中的相应负载源。

14.根据权利要求13所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统设置在所述一个或多个负载源中的第一负载源内，所述第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述第一插座获得的电力两者部分地供电。

15.根据权利要求13所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统包括第一电池和所述多个插座中的第一插座，所述第一电池系统设置在建筑物的墙壁内，其中第一负载源包括插入所述多个插座中的第一插座中的第一电源线，其中所述第一电池被配置为获得并存储来自所述配电系统的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由从所述配电系统获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和从所述配电系统获得的电力两者部分地供电。

16.根据权利要求13所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括：

第一电池系统，所述第一电池系统包括插入所述第一插座中的第一电源线，其中所述第一负载源包括插入所述第一负载源的第四插座中的第二电源线，所述第一电池系统包括第一电池，所述第一电池被配置为获得并存储来自所述第一插座的电力，所述第一负载源被配置为由通过所述第一电池存储的电力完全供电并且被配置为由经由所述第一电池系统从所述第一插座获得的电力完全供电并且被配置为由所述第一电池和经由所述第一电池系统从所述第一插座获得的电力两者部分地供电。

17.根据权利要求13所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括多个电池系统，所述多个电池系统各自包括通信系统，所述通信系统被配置为允许所述多个电池系统经由网络彼此通信。

18.根据权利要求13所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统包括第一电池系统和第二电池系统，所述第一电池系统和所述第二电池系统被配置为彼此共享存储的电力，包括：

所述第一电池系统的第一电池被配置为向所述第二电池系统提供存储的电力；以及

所述第二电池系统的第二电池被配置为向所述第一电池系统提供存储的电力。

19.根据权利要求13所述的电动建筑物系统，其中所述一个或多个电池系统中的至少一个电池系统被配置为：

将所述至少一个电池系统的电力输出配置改变为：

停止使用来自电网的电力，并且

导致将从再生能源获得的电力存储在所述至少一个电池系统的电池处和/或导致与所述至少一个电池系统相关联的所述负载源由从再生能源获得的电力供电。