CN205039222U - 用于使电池升温的系统 - Google Patents

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Abstract

本申请一般地公开了用于使电池升温的系统。根据一个方面，用于使电池升温的系统包括一个或多个整流器，每个整流器具有用于接收输入电压的输入端和被配置成向负载提供输出电压的输出端。该系统还包括至少一个电池，其具有用于接收输入电压以对电池进行充电的输入端。电池耦接至负载并且被配置成向负载提供输出电压。该系统还包括控制器，其耦接至电池并且被配置成使电池的输出电压升高以高于一个或多个整流器的输出电压，使得电流从电池流出，从而使电池升温。

Description

用于使电池升温的系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年6月10日提交的美国临时专利申请No.62/010,311的权益。上述申请的全部公开内容通过引用被合并到本文中。
技术领域
本公开内容涉及用于使电池升温的系统及方法。
背景技术
该部分提供与本公开内容相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。
电子设备机柜可以用于封闭电子部件并且保护电子部件不受水、污垢或其他杂质等损害。机柜通常可以包括框架、面板、门等以封闭电子部件，并且可以被定形，确定尺寸等以容纳不同尺寸的电子部件、不同数量的电子部件等。
实用新型内容
该部分提供了本公开内容的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
根据本公开内容的一个方面，用于使电池升温的系统一般地包括一个或多个整流器，每个整流器具有用于接收输入电压的输入端和被配置成向负载提供输出电压的输出端。该系统还包括至少一个电池，其具有用于接收输入电压以对电池进行充电的输入端。该电池耦接至负载，并且被配置成向负载提供输出电压。该系统还可以包括控制器，该控制器耦接至电池并且被配置成使电池的输出电压升高以高于一个或多个整流器的输出电压，使得电流从电池流出，从而使电池升温。
根据本公开内容的另一方面，公开了一种用于使电力系统中的电池升温的方法。该系统包括一个或多个整流器，其被配置成向负载提供输出电压。电池耦接至负载并且被配置成向负载提供输出电压。该方法包括确定电池的温度，以及当电池的温度低于最小温度阈值时，使电池的输出电压升高以高于一个或多个整流器的输出电压，使得电流从电池流出，从而经由电池的内部电阻使电池升温。
根据任意其他系统，其中，所述控制器被配置成：当所述至少一个电池的温度高于或等于定义的温度阈值时，将所述至少一个电池的输出电压设置成低于所述一个或多个整流器的输出电压。
根据任意其他系统，其中，所述控制器被配置成：当所述至少一个电池的温度低于定义的温度阈值时，使所述至少一个电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压。
根据任意其他系统，其中，所述控制器被配置成：当所述一个或多个整流器的输出电压保持恒定时，使所述至少一个电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压。
根据任意其他系统，其中，所述控制器被配置成：当所述电池未充满电时，使所述至少一个电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压。
根据任意其他系统，其中，所述控制器被配置成：当所述至少一个电池的温度足以使所述电池能够提供指定的输出功率量时，提供信号。
根据任意其他系统，其中，当所述一个或多个整流器不能向所述负载提供足够的功率时，所述至少一个电池是被配置成向所述负载提供功率的备用电池。
根据任意其他系统，其中，所述至少一个电池包括内部电阻，当所述电池的输出电压高于所述一个或多个整流器的输出电压时，由于电流从所述电池提供至所述负载时电流流经所述内部电阻，所述内部电阻由此使所述电池升温。
根据任意其他系统还包括转换器，所述转换器耦接至所述至少一个电池的输出端，所述控制器被配置成通过改变所述转换器的设定点使所述电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压。
根据任意其他系统还包括搁板，其中，所述一个或多个整流器、所述至少一个电池和所述控制器至少部分地封闭在所述搁板内。
根据任意其他系统，其中，所述一个或多个整流器和所述至少一个电池包括组合的总共9个整流器和电池。
根据本文中提供的描述，适用性的另外的方面和领域将变得明显。应当理解的是，该公开内容的各个方面可以单独地或与一个或多个其他方面组合地来实现。还应当理解的是，本文中的描述和具体示例仅意在用于说明的目的，而并非意在限制本公开内容的范围。
附图说明
本文中所描述的附图的目的在于仅说明所选择的实施例而并非说明所有可能的实现，而且并非意在限制本公开内容的范围。
图1是根据本公开内容的一个方面的用于使电池升温的示例系统的框图。
图2是包括电池输出转换器的图1的系统的框图。
图3是包括具有多个整流器和多个电池的搁板的用于使电池升温的另一示例系统的框图。
图4是示出了搁板、电池和整流器的波形图的图。
贯穿附图中的几个图，相应的附图标记表示相应的部分或特征。
具体实施方式
现参照附图更全面地描述示例实施例。
提供了示例实施例，使得本公开内容是全面的，并且给本领域中的普通技术人员完全地传达该范围。阐述了大量具体的细节如具体的部件、装置和方法的示例，以提供本公开内容的实施例的全面的理解。对本领域中的普通技术人员而言明显的是，不一定利用具体的细节，示例实施例可以以多种不同的形式来体现，以及其不应当被理解为限制本公开内容的范围。在一些示例实施例中，不具体描述众所周知的过程、众所周知的结构以及众所周知的技术。
本文中所使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，而并不意在进行限制。如本文所使用的，除非上下文另行明确指出，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”可以意在也包括复数形式。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(including)”和“具有(having)”是包括性的，并且因此指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。除非所讨论或示出的特定顺序被特别标识为执行的顺序，否则本文所描述的方法步骤、过程和操作不应被理解为一定要求以所讨论或示出的特定顺序来执行。还应当理解的是，可以使用另外的或替选的步骤。
虽然可以在本文中使用术语第一、第二、第三等来描述各种要素、部件、区域、层和/或部分，这些要素、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语可以仅用于区分一个要素、部件、区域、层或部分与另外的区域、层或部分。除非上下文清楚地表示以外，当在本文中使用术语如“第一”、“第二”或其他数值术语时并不暗示序列或顺序。从而，在不偏离示例实施例的教示的情况下，下面讨论的第一要素、部件、区域、层或部分可以被命名为第二要素、部件、区域、层或部分。
为了便于描述，可以在本文中使用空间上相关的术语如“内部”、“外部”、“下方”、“下面”、“较低”、“上面”、“较高”等来描述如图中所示一个要素或特征与另外的要素或特征的关系。空间上相关的术语可以意在除了包括图中描绘的取向以外还包括装置在使用或操作中不同的取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其他要素或特征“下面”或“下方”的要素将被取向成在其他要素或特征“上面”。从而，示例术语“下面”可以包括取向上面和下面两者。装置可以以其他方式被取向(旋转90度或在其他方向)，并且本文中所使用的空间上相关的描述符相应地来解释。
图1中示出了根据本公开内容的一个示例实施例的用于使电池升温的系统，将其一般地用附图标记100表示。如图1所示，系统100包括整流器102和电池106，该整流器102被配置成向负载104提供输出电压，该电池106耦接至负载并且被配置成向负载提供输出电压。系统100还包括控制器108，该控制器108耦接至电池106并且被配置成使该电池的输出电压升高至高于整流器102的输出电压，使得电流从该电池流出，从而使电池升温。
在电池106的冷浸之后，在电池能够提供指定的输出功率量之前，会需要升温期。冷浸可以广泛地包括使电池106暴露于低于电池的正常工作温度的温度的任何情况。作为示例，如果容纳电池106的建筑物中的加热系统故障，则电池温度会暴露于较冷的温度，从而使电池的温度降低。
电池单元需要具有高于指定阈值(例如，最小阈值等)的温度(例如，电池周围的环境温度、电池的外部温度、电池的内部温度等)以提供指定的放电。例如，在基于锂的电池中，电池单元需要等于或高于指定的环境温度以便利锂通过该电池单元的移动。如果电池106在事件发生时不能提供功率，使得整流器102不能向负载104提供所需要的总功率，则电池可能持续负载从零步进至尽可能的负载的全额定功率，这可以导致系统100的瞬变，提供比负载所需的较少的功率、电压、电流等，等等。
在一些示例实施例中，该系统可以是以下配电系统：在该配电系统中，整流器102被配置成向负载104提供功率。整流器102具有输入端103，输入端103被配置为从公共设施、其他源等接收交流(AC)输入，并且可以向负载104输出直流(DC)。电池106可以是备用电池(例如，备用电池单元(BBU)的一部分，等)，被配置成在整流器不能向负载提供足够的功率的情况下向负载104提供功率。例如，如果整流器106故障、整流器的输入端故障等，则电池106可以向负载104提供备用功率以保持该负载正常工作。由电池106提供的功率的量可以取决于电池的特性。类似地，电池106可以提供备用功率的时长可以取决于电池特性。
整流器102可以是能够向负载提供输出电压的任何适当的整流器。例如，整流器102可以是被配置成从公共设施接收AC输入并且向负载提供DC电力的AC至DC整流器。整流器102可以包括被配置成将整流器的输出电压控制在设定点处的控制器。
电池106可以是能够向负载104提供输出电压的任何适当的电池。例如，电池106可以是备用电池单元中的备用电池，备用电池单元中的备用电池被配置成在整流器102不能向负载提供足够的功率的情况(例如，在整流器故障的情况下、在整流器的输入端处损耗功率的情况下、在从该系统取出整流器的情况下，等等)向负载104提供备用功率。电池106可以包括被配置成将电池106(或电池备用单元)的输出控制在设定点处的控制器108。电池106可以具有任何适当的电池化学特性，并且可以是基于锂的电池。电池106可以是可再充电电池。
负载104可以是能够从整流器和/或电池接收输出功率的任何适当的负载。例如，在一些实施例中，负载104可以包括计算机、服务器、数据存储设备、通信设备等。
控制器108可以是适合于控制电池106的输出电压的任何控制器，并且可以被配置成使用任何适当的技术来控制输出。例如，控制器108可以是微控制器、微处理器、集成电路、控制电路等。控制器108可以被配置成通过感测电池的输出电压，改变电池和/或耦接至电池的输出端的转换器的操作，执行被设计成控制电池输出电压的计算机指令，执行集成电路逻辑等等来控制电池106的输出电压。
温度传感器105可以耦接至电池106并且被配置成监视该电池的温度。(例如，电池周围的环境温度、电池的外部温度、电池的内部温度等等)。例如，温度传感器105可以被布置在电池106周围的环境大气中，温度传感器可以与电池的外部接触，温度传感器可以在电池内部，等等。
温度传感器105可以耦接至控制器108，其可以被配置成当电池温度降低至低于指定阈值时使电池106升温。指定阈值可以是基于如下温度的最小阈值，在该温度下电池性能开始退化(例如，电池的放电速率降低、电池的放电容量降低、电池的存储容量降低，等等)。示例阈值可以包括房间温度(例如，大约21摄氏度、70华氏度)、结冰温度(0摄氏度、32华氏度)等。
电池106可能需要向负载104提供指定的放电功率量。指定量可以取决于在来自整流器102的功率损耗的情况下负载104所需要的功率量。如果整流器102故障，电池106可能需要供应指定的功率量。指定的功率量可以使得负载设备能够在整流器处的临时功率损耗期间工作，可以使得负载设备能够安全掉电，可以使得负载设备能够在功率损耗之前备份信息，等等。例如，指定的功率量可以是大约3000W/大约90秒。电池106可以耦接至与整流器102相同的DC总线，其中，负载104也连接至DC总线。电池106例如会需要保持DC总线的输出电压高于耦接至DC总线的负载所需的指定阈值。
电池106可以被配置成当其能够提供指定的功率量时输出信号(例如，DCOK信号、就绪信号等)。就绪信号可以基于电池106的温度。例如，当电池温度低于指定阈值，没有信号可以被输出/发送，由此指示电池太冷而不能提供期望的输出功率量。一旦电池106的温度等于或高于最小阈值，将会输出就绪信号，表示电池能够提供指定的功率量。
为了使电池升温，控制器被配置成使电池106的输出电压升高至高于整流器102的输出电压。当整流器102的输出电压保持恒定时，当整流器102向负载提供功率时等等，电池106的输出电压可以被升高。这可以导致电流从电池106流出并且流入至负载104。电池106可以具有内部电阻，流出电池的电流可以将内部电池加热(例如，由于流经内部电阻的电流的功率损耗，等)，从而使电池升温。使电池106升温的这种方法从内部将电池加热，并且可以比与电池的外部接触或加热电池周围的空气的加热元件更快地使电池升温。在一些实施例中，电池的内部升温可以与外部加热元件等组合。
控制器108可以被配置成：当电池的温度等于或高于最小阈值温度时，保持电池106的输出电压低于整流器102的输出电压。控制器108可以将电池106的输出电压保持在低于整流器102的输出电压的任何适当的值处，足以使电池不会干扰整流器的工作。在一些示例实施例中，控制器108可以保持电池106的输出电压低于整流器102的输出电压大约300毫伏。
当控制器108使电池106的输出电压升高至高于整流器102的输出电压以使电池升温时，控制器可以将电池的输出电压升高足以使电池向负载104提供电流的任意适当的量。在一些示例实施例中，控制器108可以使电池106的输出电压升高高于整流器的输出电压大约100毫伏至大约200毫伏范围的量。其他实施例可以使电池的输出电压升高比整流器的输出电压高出其他适当的电压量，包括大于200毫伏、小于100毫伏等。
控制器108可以被配置成：仅在某个时间段使电池106的输出电压升高(即，脉冲周期)。时间的脉冲时段可以是任意适当的时段，并且可以被选择作为足以经由通过电池的内部电阻的电流放电至少部分地使电池106升温的时间量。还可以选择脉冲周期来防止电池容量的过度耗尽。可以选择脉冲周期来防止电池放电干扰整流器102的工作(例如，在电池106以高于整流器102的电压电平的电压电平提供电流持续延长的时间段的情况下，防止系统触发错误)。例如，在一些实施例中，脉冲周期可以在大约0.5秒与大约1秒之间、大约2秒与大约5秒之间的范围内，等。其他实施例可以包括更长或更短的脉冲周期。在该脉冲周期之后，控制器108可以被配置成使电池106的输出电压降低返回至或低于整流器102的输出电压。
电池106的输出电压的升高和降低可以被视为一个循环。控制器108可以被配置成通过将电池106的输出电压升高至高于整流器102的输出电压然后将其降低返回至或低于整流器102的输出电压来使电池106的输出电压循环。每个循环可以被视为电流脉冲，因为在循环的升高部分期间，电池将向负载104输出电流。
控制器108可以被配置成使电池106经受一系列多个电流脉冲(或循环)以使电池升温。可以使用任意适当数量的循环来使电池106升温，并且该数量可以基于足以使电池升温而不浪费过多量的电池容量所需要的循环数量来选择。例如，在一些实施例中，控制器108可以被配置成执行10次循环和20次循环之间的循环、近似3次循环，等。
虽然在本文中已经描述了循环的示例数量以及每个循环的时间段，但是应当理解的是，在不偏离本公开内容的范围的情况下，可以使用其他时间段或循环量。例如，在一些实施例中，控制器108可以被配置成提供恒定的电流消耗而非电流脉冲，持续更延长的时间段。
在指定的时间段(例如，循环周期)内可以执行一定数量的循环。例如，控制器108可以在少于1分钟内使电池106的输出电压高于整流器102的输出电压和低于整流器102的输出电压循环10次与20次之间。其他实施例可以包括更短或更长的循环周期。一些实施例可以继续使电池的输出电压循环，直到电池被升温至高于最小就绪阈值为止。
在一些实施例中，控制器108可以根据占空比使电池106的输出电压在高于整流器102的输出电压和低于整流器102的输出电压之间循环。可以使用任何适当的占空比，并且占空比可以足够短以使得电池106将不被消耗过多，而又足够长以随时时间提供电池的足够的升温。例如，电池106的输出电压可以以大约1％的占空比循环。其他实施例可以包括更长或更短的占空比。电池106可以以固定的占空比、可变的占空比等被循环。电池106可以连续地循环，直到电池的温度高于最小阈值为止，可以仅在循环周期循环等。
控制器108可以被配置成：在电池106的温度低于最小阈值的任何时间，使电池106的输出电压升高以高于整流器102的输出电压。在其他实施例中，控制器108可以被配置成：仅当温度低于最小阈值时，使电池106的输出电压升高。
另外，控制器108可以被配置成：当电池未充满电时，使电池106的输出电压升高以高于整流器102的输出电压。换言之，控制器108可以不等到电池106被充满电而开始使电池升温。这可以是有利的，因为电池106可以很快被升温，而不需等到其被充满电才开始升温。与在升温之前等待电池较长时间来达到充满电状态相比，这可以使得电池106能够达到就绪温度阈值，并且准备好立刻向负载提供足够的功率。
在电池106充满电之前使电池106的电压升高可以使电池消耗至如下水平：其没有足够的电荷来提供指定的功率量。因此，在一些实施例中，控制器108可以监视电池106的储备容量，并且可以仅当电池中存在足够的储备容量时，才使电池的输出电压升高至高于整流器102的输出电压以向负载104提供电流来使电池升温。
控制器108可以基于温度阈值和容量阈值的组合来提供电池106的输出电压的循环。例如，当电池温度低于最小温度阈值并且电池容量高于最小容量阈值(其可以小于满容量)时，控制器108可以开始循环。循环可以继续，直到电池温度达到最小温度阈值或电池容量降低至最小容量阈值为止。多个阈值可以被用于温度和容量两者、可以被组合地使用、单独地使用，可以被迟滞地使用以避免循环的重复开始/结束等。另外，温度阈值可以基于电流容量值被调整，容量阈值可以基于电流温度阈值被调整，等。
图2示出了另一示例系统200，其类似于图1的系统100，但是包括耦接至电池206的电池输出转换器210。电池206可以是电子电池(例如，具有控制器、一个或多个输出转换器等的电池)。转换器210在电池206的输出侧上，并且可以调整电池的输出电压。转换器210可以由控制器208控制、可以包括其自己的控制器等。
如图2所示，控制器208控制电池206和整流器202两者。因此，控制器208能够控制整流器202、电池208、电池输出转换器210等的任何适当的组合。一些实施例可以包括多于一个控制器，并且每个控制器可以被配置成控制系统200的元件中的一个或多个元件。
整流器202可以基本上类似于图1的整流器102，并且负载204可以基本上类似于图1的负载104。
示例系统可以包括一个或多个整理器102、一个或多个电池106、一个或多个电池备用单元、一个或多个负载104、一个或多个控制器108、任何其他配电系统部件等。
例如，图3示出了具有两个整流器302(整流器A和整流器B)和两个电池306(电池A和电池B)的搁板312。搁板312可以是用于容纳用于向负载304提供功率的一个或多个整流器302和/或一个或多个电池306的任何适当的搁板。例如，搁板可以是机柜、机架等。整流器302和/或电池306可以部分地由搁板312封闭，完全由搁板312封闭，等等。搁板312还可以包括其他适当的设备(例如，转换器、控制器等)，其可以结合整流器和电池来使用，耦接至整流器和电池，与整流器和电池分离等。在一些实施例中，系统300可以是用于数据机架、48V系统的12VDC功率系统，等等。
在一个实施例中，搁板312可以包括组合总共9个电池306和整流器302。例如，电池306和整流器302在搁板312的9个存储插槽中是可互换的。
如图3所示，控制器308可以耦接至所有整流器302和电池306。在其他实施例中，可以存在多于一个控制器308，并且每个控制器可以耦接至整流器302和电池306中的一个或多个。
电池306可以所有一起被升温、单独地被升温、以不同的分组被升温，等等。例如，如果所有电池306受到相同的冷浸并且被冷却至近似相同的温度，则控制器可以使所有电池的输出电压一起升高以高于整流器302的输出电压，使得至负载304的所有电池放电电流使每个电池升温。在一些实施例中，每个电池306可以单独地使其输出电压升高，使得每个电池单独地被升温。
图4示出了当电池的输出电压在高于整流器的输出电压和低于整流器的输出电压之间循环时，搁板402上的部件(例如，多个整流器、电池、负载等)、电池404和整流器406的示例波形。例如，波形404示出了使电池的输出电压升高的三个脉冲(例如，在每个脉冲期间使电池的输出电压从11.7V升高至12.2V，等等)。在这些周期期间，来自电池的输出电流增加，因为，当电池的输出电压增加至高于整流器的输出电压电压时电流从电池流向负载。例如，当电池输出电压低于整流器输出电压时，电池可以是0安培的输出电流。电池的输出电流的该增加经由例如电池的内部电阻使电池升温。如上面所说明的，电池的增加的输出电压和电流产生电池的输出功率的相应的增加。
如波形406中所示，当电池的输出电压被升高至高于整流器的输出电压时，整流器的输出电压保持恒定(例如，大约12V等)。这导致来自整流器的输出电流的下降，因为在电池输出电压增加的脉冲期间负载的电流被来自电池的输出电流替换。来自整流器的输出电流的减小导致整流的输出功率的相应的减小。
如波形402中所示，在电池电流的脉冲期间，搁板的输出功率对于负载保持恒定。然而，在脉冲期间电池输出电压的增加导致搁板的输出电压的增加，所以在脉冲期间搁板的输出电流减小以保持对负载的功率恒定。例如，当电池输出电压较低时，搁板可以具有与整流器的输出电压类似的输出电压(例如，大约12V等)，那么搁板的输出电压可以增加类似于在电池脉冲期间电池的输出电压(例如，大约12.2V等)。
图4的输出电压值仅出于说明的目的，并且其他实施例可以使用不同的电压(例如，48V等)。
根据本公开内容的另一示例实施例，公开了一种使电力系统中的电池升温的方法。该系统包括一个或多个整流器，该一个或多个整流器被配置成向负载提供输出电压。电池耦接至负载并且被配置成向负载提供输出电压。该方法包括确定电池的温度，并且当电池的温度低于最小温度阈值时，使电池的输出电压升高至高于一个或多个整流器的输出电压，使得电流从电池流出，从而经由电池的内部电阻使电池升温。
该方法可以包括使电池的输出电压升高至高于一个或多个整流器的输出电压持续指定的脉冲周期，并且在指定的循环时间段期间使电池的输出电压循环多次。该方法还可以包括以固定或可变的占空比使电池的输出电压循环高于一个或多个整流器的输出电压，当电池未充满电时使电池的输出电压升高至高于整流器的输出电压，等等。
本公开内容的每个示例实施例和方面可以提供下面的优点中的一个或多个优点：在冷浸之后使电池更快地升温、通过从内部使电池升温来使电池更快地升温、使电池较快地进入就绪状态使得电池能够较快地提供指定的功率量、通过使用有限数量的脉冲防止电池容量过度消耗、防止干扰整流器的正常工作，等等。
出于说明和描述的目的，提供了对实施例的前述描述。但其并非意在穷举或限制本公开内容。即使未具体示出或描述，但具体实施例的各自要素或特征通常并不限于该具体的实施例，而是在适用时是可交换的并且可以被用于选定的实施例中。具体实施例的各自要素或特征也可以以多种方式进行变化。这些变化并不被认为是偏离本公开内容，并且所有这样的修改都意在被包含在本公开内容的范围内。

Claims (20)

1.一种用于使至少一个电池升温的系统，所述系统包括：
一个或多个整流器，每个整流器具有用于接收输入电压的输入端和被配置成向负载提供输出电压的输出端；
至少一个电池，具有用于接收输入电压以对所述电池进行充电的输入端，所述电池耦接至所述负载并且被配置成向所述负载提供输出电压；以及
控制器，耦接至所述电池，
其特征在于，所述控制器被配置成使所述电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压，使得电流从所述电池流出，从而在所述电池内部产生热量以使所述电池升温。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成使所述至少一个电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压持续指定的时间段。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述指定的时间段的范围在0.5秒与1秒之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成使所述至少一个电池的输出电压循环，每个循环包括使所述至少一个电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压以及使所述电池的输出电压降低以低于所述一个或多个整流器的输出电压。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成在指定的循环周期期间使所述至少一个电池的输出电压循环多次。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器被配置成使所述至少一个电池的输出电压循环10次循环与20次循环之间的范围内。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述指定的循环周期小于或等于1分钟。
8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器被配置成以1％的占空比使所述至少一个电池的输出电压循环多次。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成使所述至少一个电池的输出电压升高以比所述一个或多个整流器的输出电压高出指定值。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述指定值的范围在100毫伏与200毫伏之间。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成：当所述至少一个电池的温度高于或等于定义的温度阈值时，将所述至少一个电池的输出电压设置成低于所述一个或多个整流器的输出电压。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成：当所述一个或多个整流器的输出电压保持恒定时，使所述至少一个电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成：当所述电池未充满电时，使所述至少一个电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成：当所述至少一个电池的温度足以使所述电池能够提供指定的输出功率量时，提供信号。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个电池是被配置成当所述一个或多个整流器不能向所述负载提供足够的功率时，向所述负载提供功率的备用电池。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个电池包括内部电阻，当所述电池的输出电压高于所述一个或多个整流器的输出电压时，由于电流从所述电池提供至所述负载时电流流经所述内部电阻，所述内部电阻由此使所述电池升温。
17.根据权利要求1所述的系统，还包括转换器，所述转换器耦接至所述至少一个电池的输出端，所述控制器被配置成通过改变所述转换器的设定点使所述电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压。
18.根据权利要求1所述的系统，还包括搁板，其中，所述一个或多个整流器、所述至少一个电池和所述控制器至少部分地封闭在所述搁板内。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述一个或多个整流器和所述至少一个电池包括组合的总共9个整流器和电池。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的系统，其中，所述控制器被配置成：当所述至少一个电池的温度低于定义的温度阈值时，使所述至少一个电池的输出电压升高以高于所述一个或多个整流器的输出电压。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105280984A (zh) * 2014-06-10 2016-01-27 艾默生网络能源系统北美公司 用于使电池升温的系统及方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9887577B2 (en) 2015-04-10 2018-02-06 Enovate Medical, Llc Proximity wireless power system using a bidirectional power converter
US10141776B2 (en) * 2016-06-20 2018-11-27 General Electric Company Distribution of power commands in an energy storage system
US10283987B1 (en) * 2018-02-06 2019-05-07 Amazon Technologies, Inc. Dynamic adjustment of capacity threshold for a battery unit
JP2020195178A (ja) * 2019-05-27 2020-12-03 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用バックアップ電源装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5703471A (en) 1996-03-11 1997-12-30 Lucent Technologies Inc. Battery protection circuitry for limiting charging parameters of a battery plant
DE69724583T2 (de) 1996-09-05 2004-08-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Batterielader mit von der temperaturdifferenz zwischen batterie und umgebung abhängiger ladestromvariation
US6002240A (en) 1997-12-12 1999-12-14 Dell Usa, L.P. Self heating of batteries at low temperatures
JP3505124B2 (ja) 2000-03-28 2004-03-08 東京電力株式会社 非常用電源システム及びそのシステムに用いられる電池内の単電池故障有無を自動検出するシステム
US6753651B1 (en) 2002-05-01 2004-06-22 The Bodine Company, Inc. Emergency ballast with battery heater
JPWO2007072781A1 (ja) 2005-12-20 2009-05-28 日本電気株式会社 蓄電装置
US8692506B2 (en) 2006-03-15 2014-04-08 Nec Corporation Charging apparatus and charging/discharging apparatus including temperature adjusting element of secondary battery for buffering
US7737655B1 (en) 2006-07-26 2010-06-15 Koehler-Bright Star, Inc. Electronic control module for a lithium-ion battery powered lantern
JP4458126B2 (ja) 2007-07-30 2010-04-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法
JP4353305B2 (ja) 2008-03-21 2009-10-28 トヨタ自動車株式会社 電源制御回路
WO2011068151A1 (ja) 2009-12-04 2011-06-09 三洋電機株式会社 蓄電ユニットおよび発電システム
US9431688B2 (en) 2010-05-21 2016-08-30 GM Global Technology Operations LLC Method for heating a high voltage vehicle battery
JP5502603B2 (ja) 2010-06-04 2014-05-28 本田技研工業株式会社 車両の電池加温装置
JP5617473B2 (ja) 2010-09-21 2014-11-05 株式会社デンソー 電池加熱装置
JP2012257394A (ja) 2011-06-09 2012-12-27 Toyota Motor Corp 車両の電源システムおよびそれを備える車両
CN202423513U (zh) 2011-12-28 2012-09-05 比亚迪股份有限公司 电池加热装置
KR101317270B1 (ko) 2012-01-02 2013-10-14 ㈜태양기술 충전지 강제 방전장치
JP5849870B2 (ja) 2012-06-28 2016-02-03 三菱自動車工業株式会社 電動車両の充電制御装置
US9209637B2 (en) * 2013-03-15 2015-12-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery control apparatus
CN103165960B (zh) * 2013-03-20 2015-03-18 淮安苏能电动车有限公司 一种用于电动车电池的加热保温系统
JP2015125880A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 川崎重工業株式会社 蓄電デバイスの温度制御装置及び方法、並びに電力貯蔵システム
US9929449B2 (en) * 2014-06-10 2018-03-27 Vertiv Energy Systems, Inc. Systems and methods for warming batteries

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105280984A (zh) * 2014-06-10 2016-01-27 艾默生网络能源系统北美公司 用于使电池升温的系统及方法
CN105280984B (zh) * 2014-06-10 2019-05-14 沃尔缔夫能源系统有限公司 用于使电池升温的系统及方法

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