ES2868082T3 - Sistema de alimentación de respaldo de conmutación rápida que emplea celdas electroquímicas recargables - Google Patents

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Abstract

Un sistema de alimentación de respaldo para su uso junto con una fuente de energía eléctrica primaria, comprendiendo el sistema: un sensor de potencia primaria configurado para detectar una característica de la energía eléctrica primaria proporcionada por la fuente de energía eléctrica primaria a una carga, estando el sensor de potencia primaria configurado para emitir una señal de umbral, indicando la señal de umbral un modo de descarga o un modo de carga basado en la característica detectada; un controlador de sistema; un sistema de batería que comprende una pluralidad de celdas de batería recargables que pueden conectarse en serie, comprendiendo cada celda: (i) un controlador de celda; (ii) al menos un sensor en estado estable acoplado al controlador de celda para detectar una o más condiciones de la celda para determinar si la celda de batería recargable está en un modo de carga lista para la carga, y si la celda de batería recargable está en un modo de descarga lista para la descarga; (iii) un interruptor de derivación de celda acoplado al controlador de celda, pudiendo el interruptor de derivación de celda conmutarse entre un estado normal para permitir que dicha celda se acople eléctricamente en dicha serie y un estado de derivación que derive la celda dentro de la serie; y (iv) un interruptor de corriente conmutable entre un estado cerrado que acopla eléctricamente la celda de batería dentro de la serie para comunicar la potencia entre la batería y la carga, y un estado abierto que desacopla eléctricamente la celda de batería de la serie; en el que el controlador del sistema está acoplado a cada controlador de celda y cada controlador de celda está configurado para recibir señales de comunicación desde el controlador del sistema; en el que el sensor de potencia primaria está acoplado eléctricamente en paralelo al controlador de sistema y a cada celda para transmitir la señal de umbral directamente al mismo; evitando así el paso de la transmisión de la señal de umbral a las celdas a través del controlador de sistema; en el que cada celda está configurada para conmutar su interruptor de corriente respectivo a dicho estado cerrado en respuesta a la recepción de la señal de umbral; en el que cada controlador de celda está configurado para conmutar dicho interruptor de derivación entre dicho estado de derivación y dicho estado normal en respuesta a dicho al menos un sensor en estado estable.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de alimentación de respaldo de conmutación rápida que emplea celdas electroquímicas recargables
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Campo de la invención
La invención se refiere a sistemas de alimentación de respaldo de conmutación rápida que emplean celdas electroquímicas recargables.
Antecedentes
Los sistemas de alimentación de respaldo tienen que responder rápidamente cuando se interrumpe una fuente de energía primaria. Cuando una fuente de energía primaria se cae o tiene una caída en los niveles de alimentación, una pérdida de potencia con respecto a una carga, incluso por una fracción de segundo, puede ser problemática, especialmente con los sistemas informáticos complejos de hoy en día.
En los sistemas de respaldo de la técnica anterior que usan baterías como fuente de energía de respaldo con interruptores de conexión operados a nivel de celda, la comunicación de la caída o pérdida de potencia se proporciona a un controlador central, que a su vez envía una señal a las celdas para activar sus interruptores para conectar las baterías al circuito. Debido a que puede haber un retraso al poner las baterías en línea para satisfacer las demandas de potencia cuando se produce una pérdida de potencia, a menudo se utilizan condensadores de alta velocidad de descarga para evitar la interrupción. Los condensadores de alta velocidad de descarga pueden descargar potencia extremadamente rápido, pero típicamente tienen una baja densidad de energía y son costosos.
Los condensadores de alta velocidad también se utilizan para aplicaciones en las que la carga de carga puede aumentar o saturarse rápidamente antes de que las baterías se puedan poner en línea para carga/almacenamiento. Por ejemplo, la eliminación de la cobertura de la nube o los cambios en el patrón de viento pueden hacer que la energía disponible en un parque de aerogeneradores o celdas solares aumente rápidamente más allá de las necesidades de la red que alimenta, y se utilizan condensadores de alta velocidad para amortiguar los bancos de baterías hasta que la capacidad suficiente viene en línea para aceptar la potencia suministrada.
Las celdas electroquímicas recargables tienen otras características específicas que hacen que su utilización en un sistema de alimentación de respaldo sea un desafío. Las celdas electroquímicas recargables, tales como las celdas de metal-aire, las baterías de plomo-ácido y las baterías de litio, deben someterse a un mantenimiento en el que la celda se desconecta de la línea para evitar que se acoplen con la fuente de energía primaria y/o la carga. Tal mantenimiento puede incluir balanceo de carga, descarga profunda, reinicio forzado, o similares. Además, las celdas electroquímicas recargables pueden tener un estado de carga reducido que no es suficiente para permitir la utilización de las celdas en un modo de alimentación. Debido a que cada celda se comporta de forma individual, una fuente de alimentación de respaldo de respuesta rápida que utiliza dichas celdas puede plantear problemas únicos.
Ejemplos de diseños según las técnicas de la técnica anterior se analizan en la sección de descripción detallada con referencia a las figuras 1-3. Estos diseños tienen el inconveniente de que la transición de las celdas a un estado en el que están listas para descargarse o cargarse se gestiona por el controlador de sistema, que es lento y está dedicado a diversas otras funciones que crean posibles retrasos en la transición.
La publicación de patente JPH08140287A describe una fuente de alimentación de respaldo que comprende dos baterías y medios de detección para medir la tensión de alimentación. En respuesta a una tensión de alimentación estable a 5 V, las baterías se conectan en paralelo y se permite la carga de las mismas a través de un circuito de carga. En respuesta a una tensión de alimentación por debajo de 5 V, las baterías se conectan en serie y se permite la descarga a través de un circuito reductor para alimentar una memoria volátil.
La publicación de patente US2014/0184161A1 describe una disposición en serie de celdas de batería. Cada una de las celdas tiene, asociado a las mismas, un primer interruptor bidireccional en serie con la celda y un segundo interruptor bidireccional en paralelo a la disposición en serie que comprende el primer interruptor bidireccional y la celda, de modo que, cuando el primer y segundo interruptores bidireccionales (i) se cierran y se abren, respectivamente, la celda está, de hecho, en la serie y se puede cargar y/o descargar, y (ii) cuando se abren y se cierran, respectivamente, la celda se retira de la serie y se deriva, de modo que las otras celdas que quedan en la serie todavía se pueden cargar y/o descargar. Cada celda tiene su propio ASIC dedicado para controlar los interruptores asociados. Basándose en que el SOC en una celda particular es alto durante la carga o bajo durante la descarga antes que en otras celdas, el ASIC respectivo puede ordenar la derivación para que el proceso de carga pueda completarse y se pueda extraer la máxima energía de un proceso de descarga.
La publicación de patente WO2016/197109A1 describe una arquitectura de batería de celdas conectadas en serie que pertenece a la química de batería de metal-aire y que comprende un ánodo independiente, o electrodo de combustible de metal, para cada subcelda. Una primera subcelda electroquímica comprende un ánodo que puede ser un electrodo de combustible de cinc metálico, un cátodo de aire y un electrodo de desprendimiento de oxígeno (OEE). La estructura comprende interruptores de derivación.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La invención se define por las reivindicaciones adjuntas. En particular, la invención está dirigida a un sistema de alimentación de respaldo.
El sistema de alimentación de respaldo de la invención es adecuado para su uso junto con una fuente de energía eléctrica primaria. El sistema comprende un sensor de potencia primaria configurado para detectar una característica de la energía eléctrica primaria proporcionada por la fuente de energía eléctrica primaria a una carga. El sensor de potencia primaria está configurado para emitir una señal de umbral, que indica un modo de descarga o un modo de carga según la característica detectada. El sistema también comprende un controlador de sistema y un sistema de batería.
El sistema de batería comprende una pluralidad de celdas de batería recargables que pueden conectarse en serie. Cada celda comprende:
(i) un controlador de celda;
(ii) al menos un sensor en estado estable acoplado al controlador de celda para detectar una o más condiciones de la celda para determinar si la celda de batería recargable está en un modo de carga lista para la carga, y si la celda de batería recargable está en un modo de descarga lista para la descarga;
(iii) un interruptor de derivación de celda acoplado al controlador de celda, pudiendo el interruptor de derivación de celda conmutarse entre un estado normal para permitir que dicha celda se acople eléctricamente en dicha serie y un estado de derivación que derive la celda dentro de la serie; y
(iv) un interruptor de corriente conmutable entre un estado cerrado que acopla eléctricamente la celda de batería dentro de la serie para comunicar la potencia entre la batería y la carga, y un estado abierto que desacopla eléctricamente la celda de batería de la serie.
El controlador del sistema está acoplado a cada controlador de celda y cada controlador de celda está configurado para recibir señales de comunicación desde el controlador del sistema.
El sensor de potencia primaria está acoplado eléctricamente en paralelo al controlador de sistema y a cada celda para transmitir la señal de umbral directamente al mismo. Esto evita pasar la transmisión de la señal de umbral a las celdas a través del controlador de sistema. Cada celda está configurada para conmutar su interruptor de corriente respectivo al estado cerrado en respuesta a la recepción de la señal de umbral. Cada controlador de celda también está configurado para conmutar el interruptor de derivación entre el estado de derivación y el estado normal en respuesta al menos a un sensor en estado estable.
Otros medios en el nivel del sistema regulan la corriente y/o la salida de tensión desde o la entrada a la celda, y el funcionamiento del interruptor de corriente (y posiblemente otros interruptores) permite la transición rápida de las celdas disponibles a una condición para la carga o la descarga, como puede ser aplicable. Para cualquier celda que no esté lista, la función del interruptor de derivación se puede usar para derivar esa celda mientras se mantiene la serie.
El sensor de potencia primaria puede acoplarse en paralelo al controlador de celda de cada celda para transmitir la señal de umbral directamente al mismo. Como alternativa, el sensor de potencia primaria puede acoplarse en paralelo a circuitos dedicados para gestionar los interruptores relevantes a nivel de celda.
Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se apreciarán a partir de la siguiente descripción detallada, los dibujos adjuntos y las reivindicaciones adjuntas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una comprensión adicional de la invención y se incorporan y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran realizaciones de la invención, y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención.
La figura 1 muestra un sistema de alimentación de respaldo de la técnica anterior acoplado a una carga y configurado para medir la tensión de una fuente de alimentación primaria mediante un sensor de tensión que está acoplado a un controlador que se comunica con cada celda.
La figura 2 muestra un sistema de alimentación de respaldo de la técnica anterior acoplado a una carga y configurado para medir la corriente de una fuente de alimentación primaria mediante un sensor de corriente que está acoplado a un controlador que se comunica con cada celda.
La figura 3 muestra un diagrama de una celda de la técnica anterior que tiene un microcontrolador, y una pluralidad de interruptores, un interruptor de descarga y un interruptor de carga, y en el que la celda recibe una señal de un controlador con respecto al estado de la fuente de alimentación primaria.
La figura 4 muestra una realización del sistema de alimentación de respaldo de ejemplo de la invención acoplado a una carga y configurado para medir la tensión de una fuente de alimentación primaria mediante un sensor de tensión que está acoplado a cada uno de los controladores de celda.
La figura 5 muestra otra realización del sistema de alimentación de respaldo de ejemplo de la invención acoplado a una carga y configurado para medir la corriente de una fuente de alimentación primaria mediante un sensor de corriente que está acoplado a cada uno de los controladores de celda.
La figura 6 muestra una realización del sistema de alimentación de respaldo de ejemplo de la invención acoplado a una carga y configurado para medir la tensión de una fuente de alimentación primaria mediante un sensor de tensión que está conectado por cable a cada una de las celdas.
La figura 7 muestra una realización del sistema de alimentación de respaldo de ejemplo de la invención acoplado a una carga y configurado para medir la corriente de una fuente de alimentación primaria mediante un sensor de corriente que está conectado por cable a cada una de las celdas.
La figura 8 muestra un diagrama de una celda de ejemplo que tiene un microcontrolador, y una pluralidad de interruptores, un interruptor de descarga y un interruptor de carga, y en el que el sensor de alimentación primaria está conectado por cable a la celda.
La figura 9 muestra un diagrama de control de ejemplo para un sistema de alimentación de respaldo de ejemplo que conecta las celdas que están en un modo de descarga lista a la carga, para suministrar potencia a la carga cuando el sensor detecta que la fuente de energía primaria está por debajo de un nivel de umbral; en el que el sensor está conectado con un controlador que se comunica con cada una de las celdas.
La figura 10 muestra un diagrama de control de ejemplo para un sistema de alimentación de respaldo de ejemplo que conecta celdas que están en un modo de carga lista a la fuente de alimentación primaria cuando el sensor detecta que la fuente de energía primaria está por encima de un nivel de umbral; en el que el sensor está conectado con un controlador que se comunica con cada una de las celdas.
La figura 11 muestra un diagrama de control de ejemplo para un sistema de alimentación de respaldo de ejemplo que conecta las celdas que están en un modo de descarga lista a la carga, para suministrar potencia a la carga cuando el sensor detecta que la fuente de energía primaria está por debajo de un nivel de umbral; en el que el sensor está conectado directamente con cada una de las celdas.
La figura 12 muestra un diagrama de control de ejemplo para un sistema de alimentación de respaldo de ejemplo que conecta las celdas que están en un modo de carga lista a la fuente de energía primaria cuando el sensor detecta que la fuente de energía primaria está por encima de un nivel de umbral; en el que el sensor está conectado directamente con cada una de las celdas.
Las figuras 13 y 14 muestran celdas electroquímicas de ejemplo.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES ILUSTRADAS
Los caracteres de referencia correspondientes indican las partes correspondientes en las distintas vistas de las figuras. Las figuras representan una ilustración de algunas de las realizaciones de la presente invención y no se deben interpretar como limitantes del alcance de la invención de ninguna manera. Además, las figuras no están necesariamente a escala, y algunas características pueden estar exageradas para mostrar los detalles de los componentes particulares. Por lo tanto, los detalles estructurales y funcionales específicos descritos en esta invención no se han de interpretar como limitantes, sino meramente como una base representativa para enseñar a un experto en la técnica el empleo de la presente invención de diversas maneras.
Como se usan en esta invención, los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "tiene", "que tiene" o cualquier otra variación de los mismos, tienen la intención de cubrir una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, un proceso, procedimiento, artículo o aparato que comprende una lista de elementos no necesariamente está limitado solamente a esos elementos, sino que puede incluir otros elementos no mencionados expresamente o inherentes a tal proceso, procedimiento, artículo o aparato. Además, "un" o "una" se utilizan para describir los elementos y componentes descritos en esta invención. Esto se hace únicamente por conveniencia y para dar un sentido general al alcance de la invención. Se debe interpretar que esta descripción incluye uno o al menos uno y el singular también incluye el plural, a menos que sea obvio que quiere decir otra cosa.
En los casos en que la presente memoria descriptiva y un documento incorporado por referencia incluyan una descripción contradictoria y/o inconsistente, la presente memoria descriptiva prevalecerá.
Determinadas realizaciones ejemplares de la presente invención se describen en esta invención y se ilustran en las figuras adjuntas. Las realizaciones descritas únicamente tienen el fin de ilustrar la presente invención y no se deben interpretar como limitativas del alcance de la invención.
"Directamente", como se usa en esta invención en referencia a la comunicación o transmisión de señales, significa que una comunicación se transfiere desde un elemento, tal como un sensor o controlador, directamente a otro elemento del sistema, tal como un controlador, un circuito de control de carga, un circuito de controlar de descarga o una puerta inversora sin pasar por ningún controlador o microprocesador adicional responsable de otras funciones. Directamente puede incluir pasar del primer elemento a través de un transceptor de comunicación y la señal puede ser una señal inalámbrica. La noción de comunicación directa pretende excluir la señal que pasa a través de un componente que puede retrasar la transmisión debido a la dedicación a otros procesos. Por ejemplo, el microprocesador o el microcontrolador del controlador de sistema generalmente es responsable de una serie de funciones de alto nivel, y el enrutamiento de la señal de umbral a través de ese microcontrolador puede crear un retraso inaceptable.
Las figuras 1-3 se proporcionan como una referencia para ilustrar una topología de control utilizando una técnica más convencional. Como se muestra en las figuras 1 y 2, un sistema de alimentación de respaldo 10 de ejemplo está acoplado a una carga 12 y está configurado para detectar, tal como al medir un nivel de potencia de una fuente de alimentación primaria 14 por un sensor de fuente de energía primaria 22. El sensor de fuente de energía primaria 22 está acoplado a un controlador 70 en forma de un microprocesador que se comunica con cada celda 80 a 80'', comprendiendo cada una una batería recargable 81. El controlador 70 está en el nivel del sistema y es responsable de una amplia diversidad de funciones en el nivel del sistema y en la recopilación/envío de datos y comandos hacia y desde las celdas individuales. Este controlador 70 también puede gestionar la electrónica de potencia para la conexión a la carga/fuente de energía y la conversión CC-CC o CC-CA. El sensor de potencia primaria detecta una característica de la energía eléctrica primaria proporcionada por la fuente de energía eléctrica primaria a una carga.
En la figura 1, el sensor de fuente de energía primaria 22 es un sensor de tensión 24 que detecta la tensión como característica, y en la figura 2, el sensor de fuente de energía primaria 22 es un sensor de corriente 26 que detecta la corriente como característica. De otro modo, estas realizaciones son generalmente las mismas.
Un conjunto de líneas eléctricas 78, 78' acopla eléctricamente las celdas de batería a un BUS 40 que acopla las celdas de batería a la fuente de energía primaria 14 y la carga 12. Cuando se utiliza una fuente de energía de CA, la señal de CA se puede convertir a CC, tal como mediante el rectificador 44. Cuando el sensor de fuente de energía primaria 22 detecta una reducción de la energía eléctrica primaria por debajo de un umbral, por ejemplo, un nivel de umbral más bajo, el controlador de sistema 70 enviará un comando para hacer que los controladores de celda cierren sus interruptores de corriente 75 (para aquellas celdas que están listas para la descarga y no se derivan de la manera que se analiza a continuación) para acoplar las baterías en serie a la carga para suministrar energía de batería a la carga. Lo mismo ocurre para la carga, excepto que la potencia se suministra a la serie de celdas conectadas. Un regulador de potencia 77 puede controlar la energía eléctrica producida por el sistema de batería para el suministro a la carga. Por ejemplo, la carga se puede configurar para recibir potencia a 44-54 voltios, y el regulador de potencia se puede usar para controlar la cantidad de potencia suministrada a la carga. Como ejemplo, si la tensión del bus baja a 30 voltios, el regulador de potencia puede limitar la tensión producida a 14-24 voltios adicionales para mantener la tensión del bus en un intervalo aceptable para soportar la carga. Asimismo, si la potencia disponible para la carga es mayor, el regulador 77 puede desviar el exceso de tensión a las celdas con fines de recarga. Este regulador de potencia es convencional y conocido, y puede incorporarse en componentes separados, tal como un regulador dedicado a la carga y otro dedicado a la descarga. La operación del regulador o reguladores de potencia 77 se maneja por el controlador de sistema 70.
El regulador de potencia 77 también puede incluir un acondicionador de potencia, tal como un convertidor CC-CC o CC-CA, dependiendo de la aplicación. Como alternativa, la regulación de potencia (por ejemplo, la capacidad de limitar la salida de tensión o corriente desde o la entrada a la serie de celdas) y el acondicionamiento de potencia (por ejemplo, la conversión o correspondencia de la señal) pueden realizarse mediante componentes separados.
Cada una de las celdas de batería 80-80'' tiene un sensor en estado estable 82-82'' que mide uno o más parámetros de la batería que se usan para determinar si la batería está en estado estable para el modo de descarga o el modo de carga. El sensor en estado estable puede determinar si la celda de batería es defectuosa y puede proporcionar una señal al controlador de celda y/o al controlador de sistema para colocar la celda en un modo defectuoso. El sensor en estado estable también puede medir un estado de carga de la batería y si el estado de carga es demasiado bajo, entonces el interruptor de derivación 85 (y opcionalmente el interruptor de corriente 75 y/o el interruptor de descarga 90) puede abrirse para evitar que la batería se acople con la carga en un modo de descarga. Cuando el estado de carga de la celda está por encima de un límite de umbral superior, el interruptor de derivación 85 (y, opcionalmente, el interruptor de corriente 75 y/o el interruptor de carga 92) puede abrirse para evitar que la celda entre en modo de carga, por lo que la sobrecarga puede tener efectos perjudiciales en la celda de batería. El sensor en estado estable proporciona una entrada para determinar si la celda está en un modo listo para la carga o descargar, y el sensor de alimentación primaria 22 también proporciona una entrada al sistema para conmutar las celdas a un modo de carga o un modo de descarga. Los dos sensores trabajan en conjunto para permitir que solo las celdas que están en un modo listo adecuado se acoplen con la carga o la fuente de alimentación primaria.
El sensor de fuente de energía primaria 22 se comunica con el controlador de sistema de batería 70 y el controlador de sistema de batería 70 se comunica con cada una de las celdas a través de una línea de comunicación 79. Un transceptor de comunicación 72, que comprende un transmisor de señal y, en algunos casos, un receptor de señal, se comunica con el controlador de sistema de batería 70 y con cada una de las celdas. La línea de comunicación 79 acopla el controlador de sistema de batería 70 con los controladores de celda 87. Cada una de las celdas 80-80'' tiene un controlador de celda 87 que recibe señales de comunicación del controlador de sistema de batería 70 y controla los interruptores 75, 85, 90, 92 de las celdas.
Cada celda tiene un interruptor de descarga 90. Cada interruptor de descarga 90 es conmutable entre una posición cerrada para acoplar la celda 80, 80', 80'' a la serie por el cátodo del mismo para descargar la celda, y una posición abierta para desacoplar el cátodo de la serie. En el ejemplo de una celda de metal-aire, el cátodo es el cátodo de aire.
Cada celda tiene también un interruptor de carga 92. Cada interruptor de carga 92 es conmutable entre una posición cerrada para acoplar la celda a la serie mediante el electrodo de carga para la carga, y una posición abierta para desacoplar el electrodo de carga de la serie. En el ejemplo de una celda de metal-aire, el electrodo de carga puede ser un electrodo de desprendimiento de oxígeno, tal como uno a base de níquel.
Cada celda tiene también un interruptor de corriente 75. Cada interruptor de corriente 75 es conmutable entre un estado cerrado que acopla eléctricamente la celda de batería dentro de la serie para comunicar la potencia entre la batería y la carga, y un estado abierto que desacopla eléctricamente la celda de batería de la serie. Como se puede ver en los dibujos, el interruptor de corriente 75 acopla la celda a la serie mediante el electrodo negativo, tal como el electrodo de combustible metálico (por ejemplo, cinc) en una celda de metal-aire.
Cada celda tiene un interruptor de derivación de celda 85 que se utiliza para desacoplar o derivar la celda de la carga o descarga, como se describe en esta invención. El interruptor de derivación de celda 85 está acoplado al controlador de celda 87. El interruptor de derivación de celda 85 es conmutable entre un estado normal para permitir que la celda 80, 80', 80'' se acople eléctricamente en la serie y un estado de derivación que derive la celda dentro de la serie.
Como se muestra en la figura 3, la línea de comunicación 79 está acoplada con el controlador de celda 87 y el controlador de celda 87 controla la apertura y cierre de uno o más de los interruptores de celda, es decir, el interruptor de derivación de celda 85, el interruptor de corriente 75, el interruptor de descarga 90 y/o el interruptor de carga 92. El controlador de celda 87 puede cerrar el interruptor de derivación 85 para poner la celda en modo de derivación cuando la celda está en modo de mantenimiento, modo de servicio, modo no listo o modo de fallo. El uso de dichos modos derivados es conocido, con el fin de mantener una celda fuera de línea para ciertas actividades, tales como la descarga profunda, el reemplazo, el restablecimiento, etc., mientras se permite que las celdas restantes permanezcan conectadas en serie.
El inconveniente de este enfoque anterior, como se ha mencionado anteriormente en la sección de antecedentes, es que el controlador de sistema 70 es responsable de enviar la señal para activar las celdas para cerrar sus respectivos interruptores de corriente y para cerrar el interruptor de descarga o carga de cada celda basándose en si se introduce el modo de descarga o carga. Debido a que el controlador de sistema 70 también tiene varias responsabilidades diferentes, puede haber un retraso en el suministro de potencia o al hacer que la capacidad esté disponible para la carga.
Las siguientes realizaciones abordan este problema utilizando una técnica más directa para conmutar las celdas a un estado para la carga o descarga. Las similitudes entre la topología en las figuras 1-3 no se repetirán en detalle.
Como se muestra en las figuras 4 y 5, un sistema de alimentación de respaldo 10 de ejemplo está acoplado a una carga 12 y configurado para detectar, tal como por medición, una característica de un nivel de potencia de una fuente de alimentación primaria 14 por un sensor de fuente de energía primaria 22 (por ejemplo, tensión o corriente). Por ejemplo, en una aplicación de red que suministra potencia a un banco de ordenadores como la carga, la fuente de energía primaria puede detectar una característica indicativa de la potencia disponible en esa red para tomar una decisión informada sobre si hay suficiente potencia para operar los ordenadores, potencia insuficiente que requiere energía de respaldo de las baterías, o energía más que suficiente para que haya un exceso que pueda usarse para cargar las baterías. En una aplicación de parque solar, la fuente de energía eléctrica puede ser la cantidad de energía que genera el parque solar a una red de área amplia según la carga, y el sensor puede detectar una característica de la potencia generada por el parque solar para tomar la misma decisión informada. En diferentes aplicaciones, se pueden dar diferentes prioridades a la carga y la descarga, o pueden tener la misma prioridad. En el ejemplo de los ordenadores, mantener un nivel suministro de energía sin interrupción es crítico y, por lo tanto, tal sistema puede ser diseñado para reaccionar más rápidamente con fines de descarga. Para una aplicación de parque solar, debido a que pueden producirse picos en la producción que deben ser almacenados por las baterías, el sistema puede estar diseñado para reaccionar más rápidamente con fines de carga. En algunos sistemas, tanto las funciones de carga como de descarga se pueden priorizar por igual. El contexto de estas diferencias se mencionará a continuación en referencia a la funcionalidad de derivación.
El sensor de fuente de energía primaria 24/26 se comunica directamente en las figuras 4 y 5, tal como mediante cableado fijo, a cada uno de los controladores de celda 87 para las celdas 80-80".
Específicamente, como se muestra en la figura 4, el sensor de fuente de energía primaria es un sensor de tensión 24, y como se muestra en la figura 5, el sensor de fuente de energía primaria es un sensor de corriente 26. El sensor de fuente de energía primaria también se comunica directamente al controlador de sistema de batería 70. Por lo tanto, el sensor de potencia primaria 24/26 está acoplado en paralelo al controlador 87 de cada celda y al controlador de sistema 70. Las señales directas se transfieren mediante una línea directa 95 a cada una de las celdas 80-80''. En esta realización, los controladores de celda 87 están configurados para (a) conmutar el interruptor de corriente 75 y el interruptor de descarga 90 al estado cerrado de los mismos en respuesta a una señal de umbral (que se analiza a continuación) que indica el modo de descarga, y (b) conmutar el interruptor de corriente 75 y el interruptor de carga 92 al estado cerrado de los mismos en respuesta a la señal de umbral que indica el modo de carga. Debido a que el sensor de fuente de energía primaria 24/26 está conectado directamente a cada uno de los controladores de celda 87, el controlador de sistema de batería 70 se deriva. Esto proporciona velocidades más altas para la conmutación a una fuente de alimentación de batería.
Cualquiera de los sensores 24/26 está configurado para producir una señal de umbral que indica un modo de descarga o un modo de carga para el sistema. La señal de umbral es una señal emitida cuando el sensor 24/26 detecta que la característica relevante pasa de un umbral aplicable. Usando la tensión como ejemplo, el sensor 24 puede tener un solo umbral y producir una señal de umbral que indica un modo de carga cuando la tensión está por encima del umbral, y una señal de umbral que indica un modo de descarga cuando la tensión está por debajo del umbral. Se pueden usar múltiples umbrales, tales como un umbral más alto que activa el envío de la señal de umbral que indica el modo de carga cuando la tensión se excede y un umbral más bajo que activa el envío de la señal de umbral que indica el modo de descarga cuando la tensión cae debajo de ésta. Por lo tanto, la señal de umbral es una señal que indica la ruptura de un umbral y si esa ruptura indica la carga o descarga para el sistema. La señal de umbral es un comando global o unitario o señal de datos a la que responden todas las celdas, en contraste con las señales dirigidas que indican la dirección de una celda específica y están destinadas a una celda específica. Un comando global o unitario permite enviar un comando en paralelo a todas las celdas, y también al controlador de sistema 70. La señal de umbral puede ser tan simple como un bit de datos alto/bajo o una señal de tipo hardware. En el controlador de sistema 70, el sistema tomará decisiones sobre la cantidad de potencia requerida para un evento de descarga y operará el regulador 77 responsable de controlar y gestionar la salida de potencia (o para un evento de carga hará lo inverso y decidirá cuánta potencia está disponible para la carga).
Cuando el sensor de fuente de energía primaria 24/26 detecta una reducción en la energía eléctrica primaria por debajo de un umbral, o un nivel de umbral más bajo, envía una señal de umbral que indica un modo de descarga. El controlador de celda 87 a su vez recibe esa señal y reacciona de forma acorde. Preferentemente, el sensor de fuente de energía primaria está conectado a una entrada de interrupción (también denominada pin de interrupción) del controlador de celda 87, que activa la acción de respuesta como la mayor prioridad y acelera el proceso sin esperar que el controlador de celda 87 realice otros procesos que puedan retrasar la respuesta. La reacción del controlador de celda a una señal de umbral que indica el modo de descarga es cerrar (es decir, conmutarlo a su estado cerrado) el interruptor de corriente 75 y el interruptor de descarga 90 para proporcionar un flujo de energía eléctrica desde la celda 80 a la carga 12.
Si la celda está en el modo de mantenimiento o no listo, incluyendo no estar lista para la descarga, el interruptor de derivación 85 se cerrará, haciendo que la celda se derive, sin proporcionar potencia desde la celda a la carga. En ese caso, el controlador no necesita cerrar el interruptor de corriente 75 y el interruptor de descarga 90. De hecho, es preferible (pero opcional) que no lo haga, ya que dichas conexiones pueden permitir cierta conectividad entre la celda y la serie.
Como resultado de la señal de umbral que indica el modo de descarga, esto permite que cada celda disponible para la descarga realice las conexiones de conmutación apropiadas rápidamente y en paralelo simultáneamente.
Asimismo, cuando el sensor de fuente de energía primaria 24/26 detecta un aumento en la energía eléctrica primaria por encima de un umbral, tal como un nivel de umbral superior, envía una señal de umbral que indica un modo de carga. El controlador de celda 87 a su vez recibe esa señal y reacciona de forma acorde. La reacción del controlador de celda a una señal de umbral que indica el modo de carga es cerrar (es decir, conmutarlo a su estado cerrado) el interruptor de corriente 75 y el interruptor de carga 92 para proporcionar un flujo de energía eléctrica desde la celda 80 a la carga 12.
Si la celda está en el modo de mantenimiento o no lista, incluyendo no estar lista para la descarga, el interruptor de derivación 85 se cerrará, haciendo que la celda se derive, sin proporcionar potencia a la celda. En ese caso, el controlador no necesita cerrar el interruptor de corriente 75 y el interruptor de carga 92. De nuevo, es preferible (pero opcional) que no lo haga, ya que dichas conexiones pueden permitir cierta conectividad entre la celda y la serie.
Como resultado de la señal de umbral que indica el modo de carga, esto permite que cada celda disponible para la carga realice las conexiones de conmutación apropiadas rápidamente y en paralelo simultáneamente.
La decisión de conmutación de derivación puede tomarse por el controlador de celda 87 independientemente de la reacción de señal de umbral. Por lo tanto, la decisión de poner una celda determinada en modo de derivación podría haber tenido lugar de antemano, y la referencia a esa decisión no significa que la acción del interruptor de derivación suceda necesariamente al mismo tiempo que la señalización para cerrar los interruptores de corriente y los interruptores de corriente de descarga/carga 75, 90/92. Algunos sistemas pueden tener una desviación de configuración hacia la descarga o carga según la aplicación. Por ejemplo, como se ha mencionado anteriormente, un sistema para respaldar la potencia en una electrónica sensible, tal como ordenadores, puede poner énfasis en la descarga rápida, mientras que un sistema para respaldar un parque solar o eólico puede poner énfasis en la carga rápida.
En sistemas en los que la descarga rápida es una prioridad, el sistema puede tener una desviación de configuración para mantener estas celdas que no están listas para la descarga en un estado de derivación con el interruptor de derivación 85 cerrado, y aquellas que están listas para la descarga en un estado normal con el interruptor de derivación 85 abierto. Esto es particularmente útil cuando el sensor o sensores en estado estable de celda se usan para identificar celdas que están listas para la descarga pero que no están listas para la carga (por ejemplo, una celda completa que no requiere carga adicional) y viceversa. Cuando la descarga es más una prioridad, los controladores de celda 87 pueden configurarse para ajustar los interruptores de derivación 85 en previsión de que se solicitará la descarga. Esto permite que el sistema reaccione más rápidamente cuando se envía la señal de umbral que indica un modo de descarga porque los interruptores de derivación 85 ya se han ajustado en las posiciones correctas, y la única acción necesaria es el cierre de los interruptores de corriente y descarga 75, 90.
Asimismo, en sistemas en los que la carga rápida es una prioridad, el sistema puede tener una desviación de configuración para mantener estas celdas que no están listas para la carga en un estado de derivación con el interruptor de derivación 85 cerrado, y aquellas que están listas para la carga en un estado normal con el interruptor de derivación 85 abierto. Esto es particularmente útil cuando el sensor o sensores en estado estable de celda se usan para identificar celdas que están listas para la carga, pero no están listas para la descarga (por ejemplo, una celda agotada que no puede descargarse más y necesita ser cargada) y viceversa. Donde la carga es más una prioridad, los controladores de celda 87 pueden configurarse para ajustar los interruptores de derivación en previsión de que se solicitará la carga. Esto permite que el sistema reaccione más rápidamente cuando se envía la señal de umbral que indica un modo de carga porque los interruptores de derivación ya se han ajustado en las posiciones correctas, y la única acción necesaria es el cierre de los interruptores de corriente y carga 75, 92.
Otro sistema puede no tener una desviación de configuración hacia la carga o la descarga.
Con referencia ahora a las figuras 6 a 8, un sistema de alimentación de respaldo adicional 10 está acoplado a una carga 12 y está configurado para medir el nivel de potencia de una fuente de alimentación primaria 14 por un sensor de fuente de energía primaria 22. En la figura 6, el sensor de fuente de energía primaria 22 es un sensor de tensión 24, y en la figura 7, el sensor de fuente de energía primaria 22 es un sensor de corriente 26. El diseño del sistema es el mismo que en las figuras 4 y 5, excepto que el sensor 24/26 está acoplado en paralelo a un circuito de control de descarga 96 y un circuito de control de carga 98 de cada celda para transmitir la señal de umbral directamente al mismo. Estos circuitos 96, 98 controlan los interruptores de descarga y carga 90, 92, respectivamente, y la conexión directa permite una respuesta extremadamente rápida para cerrar el interruptor apropiado.
El circuito de control de descarga 96 puede estar diseñado como una compuerta AND. La compuerta AND tiene una primera entrada conectada al sensor de fuente de energía primaria 24/26 para recibir la señal de umbral apropiada. Es decir, el sensor de fuente de energía primaria 24/26 está acoplado en paralelo al circuito de control de descarga 96 de cada celda, y particularmente a la primera entrada de la compuerta AND en la realización ilustrada, para transmitir la señal de umbral directamente al mismo. La compuerta AND del circuito de control de descarga 96 también tiene una segunda entrada conectada al controlador de celda 87 para recibir una señal que indica si la celda está en un estado de descarga lista. El circuito de control de descarga 96 está configurado para conmutar el interruptor de descarga 90 al estado cerrado en respuesta a dos condiciones que se cumplen: recibir la señal de umbral que indique un modo de descarga en la primera entrada y una señal de descarga lista desde el controlador de celda 87 en la segunda entrada que indique que la celda está en estado de descarga lista. Si se cumplen ambas condiciones, el circuito de control de descarga 96 cerrará el interruptor de descarga 90.
El circuito de control de carga 98 también puede estar diseñado como una compuerta AND. La compuerta AND también tiene una primera entrada conectada al sensor de fuente de energía primaria 24/26 para recibir la señal de umbral apropiada. Es decir, el sensor de fuente de energía primaria 24/26 está acoplado en paralelo al circuito de control de carga 98 de cada celda, y particularmente a la primera entrada de la compuerta AND en la realización ilustrada, para transmitir la señal de umbral directamente al mismo. La compuerta AND del circuito de control de carga 98 también tiene una segunda entrada conectada al controlador de celda 87 para recibir una señal que indica si la celda está en un estado de carga lista. El circuito de control de carga 98 está configurado para conmutar el interruptor de carga 92 al estado cerrado en respuesta a dos condiciones que se cumplen: recibir la señal de umbral que indique un modo de carga en la primera entrada y una señal de carga lista desde el controlador de celda 87 en la segunda entrada que indique que la celda está en estado de descarga lista. Si se cumplen ambas condiciones, el circuito de control de carga 98 cerrará el interruptor de carga 92.
Una puerta inversora 99 evita que ambos interruptores 90, 92 se activen al mismo tiempo, en la que solo uno de los interruptores de carga y descarga puede cerrarse a la vez.
De manera similar, el interruptor de corriente 75 también puede tener un circuito de control de interruptor de corriente 93 para controlar el interruptor de corriente 75. El sensor de fuente de energía 24/26 puede comunicarse directamente al circuito de control de fuente de energía 93 en paralelo a los demás elementos. El circuito de control de interruptor de corriente 93 también puede estar diseñado como una compuerta AND. La compuerta AND también tiene una primera entrada conectada al sensor de fuente de energía primaria 24/26 para recibir la señal de umbral apropiada. Es decir, el sensor de fuente de energía primaria 24/26 está acoplado en paralelo al circuito de control de interruptor de corriente 93 de cada celda, y particularmente a la primera entrada de la compuerta AND en la realización ilustrada, para transmitir la señal de umbral directamente al mismo. La compuerta AND del circuito de control de interruptor de corriente 93 también tiene una segunda entrada conectada al controlador de celda 87 para recibir una señal que indica si la celda está en un estado estable. El circuito de control de interruptor de corriente 93 está configurado para conmutar el interruptor de carga 92 al estado cerrado en respuesta a dos condiciones que se cumplen: recibir cualquier señal de umbral que indique un modo de descarga o carga en la primera entrada y una señal lista desde el controlador de celda 87 en la segunda entrada que indique que la celda está en un estado estable, es decir, no en derivación. Si se cumplen ambas condiciones, el circuito de control de interruptor de corriente 93 cerrará el interruptor de corriente 75.
En algunas realizaciones, la señal aplicada a la segunda entrada de la compuerta AND del circuito de control de interruptor de corriente puede ser una señal genérica lista, es decir, una señal de salida por parte del controlador de celda que indica al circuito de control de interruptor de energía 93 que la celda está lista para que el interruptor de corriente 75 se cierre (pero no distingue entre lista para la carga y lista para la descarga). En algunas realizaciones, la señal aplicada a la segunda entrada de la compuerta AND del circuito de control puede diferenciarse entre los dos estados, es decir, puede ser una señal de descarga lista o una señal de carga lista. El circuito de control de interruptor de corriente 93 puede configurarse para reaccionar a cualquiera de estas señales (suponiendo que también se reciba una señal de umbral). También es posible usar múltiples componentes, tal como una compuerta AND que cierra el interruptor de corriente 75 cuando se recibe una señal de descarga lista desde el controlador de celda 87 y una señal de umbral que indica el modo de descarga, y una compuerta AND que cierra el interruptor de corriente 75 cuando se recibe una señal de carga lista desde el controlador de celda y una señal de umbral que indica el modo de carga. Por lo tanto, el uso de una compuerta AND singular no es limitante, y también se pueden usar otros circuitos de acción rápida.
Esta comunicación directa y conmutación accionada por circuito en las figuras 6-8 proporciona una respuesta muy rápida a una fuente de energía primaria que cae por debajo de un nivel de umbral.
En una realización, el sistema de alimentación de respaldo 10 puede estar acoplado a una carga 12 configurada para recibir potencia de CA. Se utiliza un inversor para convertir la potencia de CC de la fuente de energía primaria 14, por ejemplo, un panel solar, en potencia de CA. El mismo inversor (o uno diferente) convertirá la potencia de CC producida por el sistema de alimentación de respaldo en potencia de CA para su aplicación a la carga cuando la fuente de energía primaria cae por debajo de un nivel de potencia umbral.
En algunas realizaciones, la celda puede no tener interruptores de carga/descarga que acoplen electrodos separados al circuito para las funciones de descarga y carga. Por ejemplo, algunas celdas de batería (por ejemplo, baterías de iones de litio y plomo-ácido) solo tienen un ánodo y un cátodo y pueden descargarse y cargarse utilizando los mismos electrodos simplemente invirtiendo la polaridad. Sin embargo, debido a que puede ser deseable desconectar todas las celdas para fines de mantenimiento/defecto sin interrumpir toda la serie, estas celdas pueden tener el mismo interruptor de corriente 75 y el interruptor de derivación 85 que las realizaciones analizadas anteriormente, sin necesidad de múltiples interruptores para alternar entre diferentes electrodos con fines de carga y descarga. También es posible tener dos interruptores de corriente, uno para el ánodo y otro para el cátodo de tal celda para garantizar que la celda esté completamente aislada de la serie. La conexión, la configuración y la capacidad de respuesta de dichos interruptores en celdas que tienen solo un ánodo y un cátodo son las mismas que las analizadas anteriormente.
Como se muestra en el diagrama de control de la figura 9, un sistema de alimentación de respaldo 10 de ejemplo conecta las celdas que están en un modo de descarga lista a la carga para suministrar potencia de batería a la carga cuando el sensor detecta que la fuente de energía primaria está por debajo de un nivel de umbral. El sensor de fuente de energía primaria 22 se comunica con un controlador de sistema de batería que a continuación se comunica con cada una de las celdas.
Como se muestra en el diagrama de control de la figura 10, un sistema de alimentación de respaldo 10 de ejemplo conecta la fuente de alimentación primaria a las celdas que están en un modo de carga lista para suministrar energía primaria a las celdas cuando el sensor detecta que la fuente de energía primaria está por encima de un nivel de umbral. El sensor de fuente de energía primaria 22 se comunica con un controlador de sistema de batería que a continuación se comunica con cada una de las celdas.
Como se muestra en el diagrama de control de la figura 11, un sistema de alimentación de respaldo 10 de ejemplo conecta las celdas que están en un modo de descarga lista a la carga para suministrar potencia de batería a la carga cuando el sensor detecta que la fuente de energía primaria está por debajo de un nivel de umbral. El sensor de fuente de energía primaria 22 se comunica directamente con las celdas.
Como se muestra en el diagrama de control de la figura 12, un sistema de alimentación de respaldo 10 de ejemplo conecta la fuente de alimentación primaria a las celdas que están en un modo de carga lista para suministrar energía primaria a las celdas cuando el sensor detecta que la fuente de energía primaria está por encima de un nivel de umbral.
El sensor de fuente de energía primaria 22 se comunica directamente con las celdas, tal como a circuitos de control o directamente con los controladores de celda.
Con referencia ahora a las figuras 13 y 14, diversas porciones de la celda electroquímica 100 pueden ser de cualquier estructura o composición adecuada, incluyendo, pero sin limitación, formadas de plástico, metal, resina o combinaciones de los mismos. Por consiguiente, la celda 100 puede ensamblarse de cualquier manera, incluyendo formarse a partir de una pluralidad de elementos, moldeándose integralmente, etc.
La figura 13 ilustra una vista en sección transversal esquemática de una celda electroquímica 100. Como se muestra, los componentes de la celda electroquímica 100 pueden estar contenidos, al menos parcialmente, en un alojamiento asociado 110. La celda 100 utiliza un medio líquido iónicamente conductor 124, tal como un electrolito 126 que está contenido dentro del alojamiento 110, y está configurado para circular dentro del mismo para conducir los iones dentro de la celda 100. Aunque a veces el medio iónicamente conductor puede ser generalmente estacionario dentro del alojamiento 110, tal como en una zona estancada, puede apreciarse que la celda 100 puede configurarse para crear un flujo convectivo del medio iónicamente conductor. En algunas realizaciones, el flujo del medio iónicamente conductor puede ser un flujo convectivo generado por burbujas de gas desprendido en la celda 100.
Aunque en la realización ilustrada de la figura 13 el alojamiento de celda está configurado de tal manera que el electrodo de reducción de oxidante 150 se sumerja con el módulo de electrodo de reducción de oxidante 160 en la cámara de celda 120, puede apreciarse que en diversas realizaciones, también son posibles otras configuraciones o disposiciones de la celda 100. Por ejemplo, en la figura 14, se presenta otra realización de la celda 100 (específicamente, la celda 100*), por lo que un electrodo de reducción de oxidante 150* define una pared límite para la cámara de celda 120, y se sella a una porción de un alojamiento 110* para evitar la filtración del medio iónicamente conductor entre los mismos. Sin embargo, generalmente no se prefiere tal configuración debido a la preocupación de que un fallo del electrodo de reducción de oxidante 150* dé como resultado una fuga del medio iónicamente conductor fuera de la celda 100*. No obstante, en algunas de dichas realizaciones, el flujo convectivo del medio iónicamente conductor en la cámara de celda 120, descrito en más detalle a continuación, puede estar en una dirección ascendente y lejos del electrodo de reducción de oxidante 150*, a través de la parte superior del electrodo de combustible 130.
Preferentemente, los sistemas según las realizaciones de la invención pueden completar la conmutación en 10 ms o menos del sensor de fuente de energía 22, al detectar que se pasa un umbral aplicable. Más preferentemente, el periodo de tiempo es de 5 ms o menos, o incluso de 2 ms o menos.
Con respecto a las posibles modificaciones, combinaciones y variaciones de la presente descripción, se pretende que la presente invención las cubra si están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de alimentación de respaldo para su uso junto con una fuente de energía eléctrica primaria, comprendiendo el sistema:
un sensor de potencia primaria configurado para detectar una característica de la energía eléctrica primaria proporcionada por la fuente de energía eléctrica primaria a una carga, estando el sensor de potencia primaria configurado para emitir una señal de umbral, indicando la señal de umbral un modo de descarga o un modo de carga basado en la característica detectada;
un controlador de sistema;
un sistema de batería que comprende una pluralidad de celdas de batería recargables que pueden conectarse en serie, comprendiendo cada celda:
(i) un controlador de celda;
(ii) al menos un sensor en estado estable acoplado al controlador de celda para detectar una o más condiciones de la celda para determinar si la celda de batería recargable está en un modo de carga lista para la carga, y si la celda de batería recargable está en un modo de descarga lista para la descarga;
(iii) un interruptor de derivación de celda acoplado al controlador de celda, pudiendo el interruptor de derivación de celda conmutarse entre un estado normal para permitir que dicha celda se acople eléctricamente en dicha serie y un estado de derivación que derive la celda dentro de la serie; y
(iv) un interruptor de corriente conmutable entre un estado cerrado que acopla eléctricamente la celda de batería dentro de la serie para comunicar la potencia entre la batería y la carga, y un estado abierto que desacopla eléctricamente la celda de batería de la serie;
en el que el controlador del sistema está acoplado a cada controlador de celda y cada controlador de celda está configurado para recibir señales de comunicación desde el controlador del sistema;
en el que el sensor de potencia primaria está acoplado eléctricamente en paralelo al controlador de sistema y a cada celda para transmitir la señal de umbral directamente al mismo; evitando así el paso de la transmisión de la señal de umbral a las celdas a través del controlador de sistema;
en el que cada celda está configurada para conmutar su interruptor de corriente respectivo a dicho estado cerrado en respuesta a la recepción de la señal de umbral; en el que cada controlador de celda está configurado para conmutar dicho interruptor de derivación entre dicho estado de derivación y dicho estado normal en respuesta a dicho al menos un sensor en estado estable.
2. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 1, en el que dicho controlador de celda está configurado para conmutar dicho interruptor de derivación entre el estado normal y el estado de derivación independientemente de la señal de umbral.
3. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 1, en el que cada celda comprende un electrodo de combustible, un cátodo y un electrodo de carga, comprendiendo además cada celda:
un interruptor de descarga conmutable entre una posición cerrada para acoplar la celda a la serie por el cátodo para descargar la celda y una posición abierta para desacoplar el cátodo de la serie, y
un interruptor de carga conmutable entre una posición cerrada para acoplar la celda a la serie mediante el electrodo de carga para la carga y una posición abierta para desacoplar el electrodo de carga de la serie,
en el que cada celda también está configurada para conmutar el interruptor de descarga a la posición cerrada del mismo en respuesta a la señal de umbral que indica el modo de descarga y para conmutar el interruptor de carga a la posición cerrada en respuesta a la señal de umbral que indica el modo de carga.
4. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 3, en el que el controlador de celda está configurado para conmutar dicho interruptor de derivación entre dicho estado normal y dicho estado de derivación independientemente de dicha señal de umbral.
5. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 3, en el que el sensor de potencia primaria está acoplado en paralelo al controlador de celda de cada celda para transmitir la señal de umbral directamente al mismo, estando cada controlador de celda configurado para (a) conmutar el interruptor de corriente y el interruptor de descarga al estado cerrado de los mismos en respuesta a la señal de umbral que indica el modo de descarga, y (b) conmutar el interruptor de corriente y el interruptor de carga al estado cerrado de los mismos en respuesta a la señal de umbral que indica el modo de carga.
6. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 5, en el que cada controlador de celda tiene una entrada de interrupción y el sensor de potencia primaria está acoplado en paralelo a la entrada de interrupción del controlador de celda de cada celda.
7. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 3, en el que cada celda tiene un circuito de control de descarga acoplado al controlador de celda del mismo y un circuito de control de carga acoplado al controlador de celda del mismo,
en el que el sensor de potencia primaria está acoplado en paralelo al circuito de control de descarga y al circuito de control de carga de cada celda para transmitir la señal de umbral directamente al mismo;
en el que cada circuito de control de descarga está configurado para conmutar el interruptor de descarga al estado cerrado del mismo en respuesta a la recepción de la señal de umbral que indica el modo de descarga y una señal de descarga lista desde el controlador de celda que indica que la celda está en un estado de descarga lista;
en el que cada circuito de control de carga está configurado para conmutar el interruptor de carga al estado cerrado del mismo en respuesta a la recepción de la señal de umbral que indica el modo de carga y una señal de carga lista desde el controlador de celda que indica que la celda está en un estado de carga lista.
8. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 7, en el que cada celda comprende además un inversor entre los circuitos de control de descarga y carga para evitar el cierre simultáneo de los interruptores de carga y descarga.
9. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 7, que comprende además un circuito de control de interruptor de corriente acoplado al controlador de celda del mismo,
en el que el sensor de potencia primaria está acoplado en paralelo al circuito de control de interruptor de corriente para transmitir la señal de umbral directamente al mismo;
en el que el circuito de control de interruptor de corriente está configurado para conmutar el interruptor de corriente al estado cerrado del mismo en respuesta a la recepción de la señal de umbral que indica el modo de descarga y una señal de descarga lista desde el controlador de celda que indica que la celda está en un estado de descarga lista; y en el que el circuito de control de interruptor de corriente está configurado para conmutar el interruptor de corriente al estado cerrado del mismo en respuesta a la recepción de la señal de umbral que indica el modo de carga y una señal de carga lista desde el controlador de celda que indica que la celda está en un estado de carga lista.
10. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 3, en el que cada una de las celdas de batería es una batería de metal-aire, comprendiendo el electrodo de combustible un electrodo de combustible metálico que comprende un combustible metálico y comprendiendo el cátodo un cátodo de aire.
11. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 10, en el que el electrodo de carga de cada batería de metal-aire es un electrodo de desprendimiento de oxígeno.
12. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 10, en el que el combustible metálico comprende cinc.
13. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 1, en el que el sensor de potencia primaria es un sensor de tensión.
14. El sistema de alimentación de respaldo de la reivindicación 1, en el que el sensor de potencia primaria es un sensor de corriente.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190067986A1 (en) * 2017-08-25 2019-02-28 Saudi Arabian Oil Company Distributed Energy Storage Systems
EP3450623B1 (en) 2017-08-29 2023-06-28 Kemira Oyj Method for controlling growth of microorganisms and/or biofilms in an industrial process
ES2799526T3 (es) 2017-08-29 2020-12-18 Kemira Oyj Método para controlar el crecimiento de microorganismos y/o biopelículas en un proceso industrial
US20210249981A1 (en) 2018-09-05 2021-08-12 Dpm Technologies Inc. Systems and methods for intelligent control of rotating electric machines
CN111446765A (zh) * 2018-12-28 2020-07-24 远景能源（江苏）有限公司 一种电池充放电装置以及可再充电电源
CN111404399B (zh) * 2019-01-03 2021-11-02 台达电子工业股份有限公司 供电系统
US11722026B2 (en) 2019-04-23 2023-08-08 Dpm Technologies Inc. Fault tolerant rotating electric machine
CN111130185B (zh) * 2020-01-16 2021-07-20 易航时代(北京)科技有限公司 一种组合供电系统及供电控制方法
KR102120797B1 (ko) * 2020-03-23 2020-06-09 (주)그린파워 배터리 충방전 장치 및 방법
CN113452099B (zh) * 2020-03-27 2025-11-11 北京小米移动软件有限公司 放电方法及装置、电子设备、存储介质
CN112350432B (zh) * 2020-11-23 2025-01-24 武汉武新电气科技股份有限公司 一种后备电源装置及其供电方法
US11897362B2 (en) * 2021-05-04 2024-02-13 Exro Technologies Inc. Systems and methods for individual control of a plurality of controllable units of battery cells
CN117337545A (zh) 2021-05-13 2024-01-02 Exro技术公司 驱动多相电机的线圈的方法及装置
KR20240046176A (ko) 2021-07-08 2024-04-08 엑스로 테크놀로지스 아이엔씨. 전기 기계의 와인딩들을 이용한 동적으로 재구성가능한 전력 변환기
JP7480762B2 (ja) * 2021-08-25 2024-05-10 トヨタ自動車株式会社 電源システム
JP7613318B2 (ja) * 2021-08-25 2025-01-15 トヨタ自動車株式会社 電源システム
JP7480761B2 (ja) * 2021-08-25 2024-05-10 トヨタ自動車株式会社 電源システム
US12412935B2 (en) * 2021-09-21 2025-09-09 Volvo Car Corporation Battery including smart battery cells with full-bridge configured for charge/discharge and bypass states, and method thereof
CN114448031B (zh) * 2021-12-30 2026-02-10 华为数字能源技术有限公司 一种储能系统和储能系统的控制方法
WO2024103174A1 (en) * 2022-11-16 2024-05-23 Zinc8 Energy Solutions Inc. Electrochemical cell bypass control
CN116031986B (zh) * 2023-03-27 2023-07-18 深圳市安仕新能源科技有限公司 电池管理系统及电池管理方法
CN116865249A (zh) * 2023-06-29 2023-10-10 华为数字能源技术有限公司 供电系统
CN121367304B (zh) * 2025-12-08 2026-03-24 重庆平创数字能源科技有限责任公司 单相储能电源、控制方法和基于单相储能电源的扩容装置

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08140287A (ja) 1994-11-09 1996-05-31 Canon Inc メモリバックアップ制御装置
JP3114673B2 (ja) * 1997-11-07 2000-12-04 日本電気株式会社 冗長機能を有する無停電電源装置
JP2000354333A (ja) * 1999-06-08 2000-12-19 Sony Corp 電源装置及びバッテリーユニット
US8350529B2 (en) * 2006-11-10 2013-01-08 Lithium Balance A/S Battery management system
US7683570B2 (en) * 2007-07-18 2010-03-23 Tesla Motors, Inc. Systems, methods, and apparatus for battery charging
US8168337B2 (en) 2008-04-04 2012-05-01 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Electrochemical cell, and particularly a metal fueled cell with non-parallel flow
US8309259B2 (en) 2008-05-19 2012-11-13 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Electrochemical cell, and particularly a cell with electrodeposited fuel
JP5486780B2 (ja) * 2008-07-01 2014-05-07 株式会社日立製作所 電池システム
US8491763B2 (en) 2008-08-28 2013-07-23 Fluidic, Inc. Oxygen recovery system and method for recovering oxygen in an electrochemical cell
JP2010088202A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Toshiba Corp 電池ユニットおよびこれを用いた電池システム
WO2010065890A1 (en) 2008-12-05 2010-06-10 Fluidic, Llc Electrochemical cells connected in fluid flow series
JP5133926B2 (ja) * 2009-03-26 2013-01-30 株式会社日立製作所 車両用電池システム
TWI484683B (zh) 2009-05-11 2015-05-11 Univ Arizona 金屬－空氣低溫離子液體電池
CA2772935C (en) 2009-09-18 2016-11-01 Fluidic, Inc. Rechargeable electrochemical cell system with a charging electrode charge/discharge mode switching in the cells
AU2010303211B2 (en) 2009-10-08 2014-06-12 Fluidic, Inc. Rechargeable metal-air cell with flow management system
WO2011103142A1 (en) 2010-02-16 2011-08-25 Fluidic, Inc. Electrochemical cell, and particularly a cell with electro deposited
EP3352259B1 (en) 2010-04-13 2020-03-18 NantEnergy, Inc. Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode
CN102893482B (zh) * 2010-04-27 2015-03-25 Abb技术有限公司 用于功率补偿器的能量存储设备以及用于对其进行控制的方法
EP2586092B1 (en) 2010-06-24 2017-01-04 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with stepped scaffold fuel anode
WO2012012364A1 (en) 2010-07-19 2012-01-26 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with catch tray
CN102403525B (zh) 2010-09-16 2016-02-03 流体公司 具有渐进析氧电极/燃料电极的电化学电池系统
US9099871B2 (en) * 2010-10-06 2015-08-04 Southwest Electronic Energy Corporation Module bypass switch for balancing battery pack system modules
CN102456934B (zh) 2010-10-20 2016-01-20 流体公司 针对基架燃料电极的电池重置过程
JP5908251B2 (ja) 2010-11-17 2016-04-26 フルイディック，インク．Ｆｌｕｉｄｉｃ，Ｉｎｃ． 階層型アノードのマルチモード充電
JP2012125122A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電源システム
ES2751166T3 (es) 2011-02-04 2020-03-30 Nantenergy Inc Sistema de células electroquímicas con interrupción de corriente de derivación
EP2721686B1 (en) 2011-06-17 2018-11-28 NantEnergy, Inc. Ionic liquid containing sulfonate ions
US9214708B2 (en) 2011-08-05 2015-12-15 Fluidic, Inc. Gas vent for electrochemical cell
US20130115525A1 (en) 2011-11-04 2013-05-09 Fluidic, Inc. External ptfe layer reinforcement for oxidant electrode
US9444105B2 (en) 2011-11-04 2016-09-13 Fluidic, Inc. Immersible gaseous oxidant cathode for electrochemical cell system
US8906563B2 (en) 2011-11-04 2014-12-09 Fluidic, Inc. Internal convection cell
US9269996B2 (en) 2011-11-04 2016-02-23 Fluidic, Inc. Filter for electrochemical cell
US9362757B2 (en) * 2012-12-31 2016-06-07 Seeo, Inc. Solid-state active switch matrix for high energy, moderate power battery systems
US9269998B2 (en) 2013-03-13 2016-02-23 Fluidic, Inc. Concave gas vent for electrochemical cell
JP2015088344A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 岩崎電気株式会社 停電灯用バックアップ電源及び停電灯ユニット
CN104253469B (zh) * 2014-09-24 2017-03-15 于志章 二次电池组充放电管理系统
WO2016197109A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 Fluidic, Inc. Hybrid electrochemical cell systems and methods of operation
JP2017005779A (ja) * 2015-06-04 2017-01-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電源装置、及び、電源装置の動作方法
CN108604813A (zh) 2016-01-29 2018-09-28 南特能源公司 电池系统中电池节点的自动寻址

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