多电源单元的制作方法_2

文档序号:8436005阅读:来源:国知局
力的发电机可能在产 生和/或操作方面比具有较慢时间常数的发电机更贵。在一些实施例中,该里讨论的单元 可W被适配为协作地使用该种发电机的组合从而一起作为单个单元操作。具有广泛变化的 负载的应用的示例包括向例如家庭的建筑物供电和向车辆供电。
[0024] 在确定哪些发电机在多发电机单元中操作时,维护可能是重要的考虑。例如,可能 重要的是确保在任何给定时间不超过某一部分的发电容量应被维护,或可能重要的是同时 维护全部发电机。在具有不相同的发电机的单元中,一些发电机比其他发电机可能维护更 贵,因此将有利的是较不昂贵的发电机比较昂贵的发电机的占空比更高。在一些实施例中, 该里讨论的单元可W被适配为运行该种发电机的组合W解决该问题。
[00巧]在单元的一些实施例中,发电机中的至少一些(W及实际上单元本身)可W被构 造为模块化的并且与其他模块化构造的发电机和/或单元可互换。因此,一些实施例可W 具有被配置为适应可互换性的配件(mountings)。例如,通过适应发电机的模块化,发电机 可W被滑入具有将单元引导到某一位置的配件的地点。如果需要的话,发电机可W通过插 入连接接合;错夹或错子或其他固定机构可W用于固定发电机处于一位置处。在一些情况 下,弹黃或其他偏置设备可W用在将发电机定位在一位置处中。一些实现方式可W使用可 固定和可释放而不需要使用工具(例如,使用具有对应的翼形螺母和锁紧垫圈的一个或多 个螺钉等)的固定部件。在实施例中其他可互换方式包括咬合、夹紧和扭曲。取决于期望 的实现方式,单元可W因此从可互换的发电机集合提供基本上相同或不同特性。发电机可 W被布置为独立节流、与机器连接、断开、或交换为另一发电机,从而改变或维护单元的发 电容量,例如W便允许对交换出的发电机进行服务,同时操作其他发电机模块。可替换的应 用是对机器的输出增加或减少单个模块的输出(1)导致或(2)不导致由机器生成的功率和 负载之间的平衡的物料改变(materialchange)。如在其他实施例中,功率组合器组合发电 机的输出并且控制器将发电机节流例如W匹配可变负载。
[0026]因此为了示例,混合动力车辆动力系统可W包括可互换功率(目P,发电机)模块 和控制器,其中功率模块能够生成电功率、存储电功率、存储燃料或它们的任何组合。示例 功率模块包括超级电容器、电池、燃料电池、化学加热热发射器电池(即,如通过引用合并 的)、马达发电机和燃料容器。经由模块化W及接受交换模块的可接受的配置,可W将放电 后的电池与充电后的电池交换W及重新配置系统W将其优化用于不同主要目的(例如,短 途通勤对长途通勤对自驾游对用于牵引或爬山的额外发电容量)。该种模块可W被合并在 租赁(或等效)系统中W使交换更容易,和/或可W存在包括剩余电量和/或循环次数的 折价值等,W及用于执行该操作的计算机支持。
[0027] 在一些实施例中,可W存在对离开缓冲器的功率和进入缓冲器的功率的测量,使 得控制器将保持缓冲器被充电。在其他实施例中,可W存在对输出电压的监控并且调节电 压。另一实施例是使得一个或多个负载与控制器通信。再一方式是用于控制器监测一个或 多个负载,使得控制器预计对功率的需要。例如,单元可W被配置为监测冰箱的温度W预计 压缩机将何时接通。
[0028] 取决于配置,单元可W使用监控到的功率的指示或相应的指示(在算法中),W将 监控到的功率调节或匹配到一个或多个负载。也就是说,功率监控器或传感器(或者对于 每一个单元,多个功率监控器或传感器)测量单元提供多少功率并且匹配或调节传递到一 个或多个负载的功率。例如,考虑负载是灯泡。灯泡的额定值为特定功率。如果单元并未 被提供足够功率,则输出的电压将下降到期望电压W下,并且控制器将使(多个)发电机增 流(throttleup)。因此,输出上的传感器可W用于测量实际传递的功率。在缓冲器的情况 下,控制器将发电机节流W匹配该情况并且保持缓冲器被充电。在任何时刻,取决于期望配 置,传递的功率不需要完全匹配,但是偏差将会被平均。
[0029] 作为另一示例,考虑分布式发电的情况,其中机器是在建筑物处的发电机集合,负 载在建筑物中,并且组合器是电网。可W经由相应的传感器监控每一个建筑物中的负载,并 且控制器可W选择将发电机中的哪一个节流W供应负载。在该个意义上说,控制器可W考 虑的"区别"变量是从相应的发电机到负载的距离。
[0030] 更具体地,为了教导的目的,考虑图1(图1是表示单元巧9]的实施例的图),在 该情况下设及S个或更多发电机[100]。发电机[100]可W,但不需要,包括Bloom化ergy ES-5400化ergyServer。发电机[100]由控制器[101]控制。如随后关于图8讨论的,控制 器[101]可W(但不需要)是计算机。控制器[101]根据将发电机[100]节流W匹配或控 制一个或多个负载[103]的算法来运行或操作。发电机[100]的输出可W与组合器[102] 组合。
[0031] 组合器[102]可W(但不需要)是导体(如果发电机正好产生负载需要的类型的 电功率)或诸如逆变器之类的功率转化器。功率流可W由控制器[101]控制,并且在一些 实施例中,通过使用一个或多个功率传感器[105],例如(多个)仪表来控制。取决于期望 的配置,可W仅存在传感器[105],但是在任何情况下,传递到一个或多个负载的被监控功 率的一个或多个指示被传送W由控制器[101]接收。
[0032] 在一些实现方式中,缓冲器[104]位于发电机[100]和负载[103]之间。缓冲器
[104]可W(但不需要)是超级电容器,例如MaxwellTechnologies'K2系列或Beacon PowerSmartElnergy25Flywheel。在一些实施例中,缓冲器[104]可W在发电机[l00]和 功率组合器[102]之间。如果期望的话,假负载[106]可W占用负载[103]不能使用的多 余的生成的功率。假负载[106]可W诸如占用多余的发电容量(例如,如果发电机[100] 不能节流W完全匹配负载,或如果负载比将发电机节流更快地减少)。在一些实施例中,假 负载[106]可W向一个或多个发电机[100]提供能量W在某种意义上W缓冲的形式"回收" 能量。在一些实施例中,控制器可W从假负载接收输入信息和/或向假负载发送控制信号。 在一些实施例中,控制器可W从假负载接收输入信息和/或向假负载发送控制信号。
[0033] 如果负载[103]使用生成的全部功率,使得负载跟随发电机[100],则功率传感器 [10引是不需要的。其示例将是在通过将发电机单元巧9]节流来改变车辆的加速度的车辆 中。可替换地,负载[103]所需的功率可W与发电机单元巧9]独立地控制,在该情况下发 电机单元巧9]可W例如通过功率传感器[10引感知传递到负载的功率,并且可W将发电机
[100]节流W匹配所需的功率。
[0034] 功率组合器[102]的实施例可W取决于负载需要的功率类型和由发电机[100]产 生的功率类型。例如,如果发电机[100]产生DC电功率并且负载[103]需要AC电功率,贝U 组合器[102]可W是逆变器。可替换地,优选的是每一个发电机[100]具有它自己的逆变 器,在该情况下,功率组合器[102]将是导体加上控制器W使每一个发电机[100]上的逆变 器同步。
[0035] 对于小于所有发电机[100]的容量的总和的负载,控制器[101]可W使用算法来 选择哪些发电机[100]被接通和哪些发电机[100]被节流到小于全容量(包括哪些发电机
[100]被完全节流到断开)。
[0036] 在一些实施例中,组成单元巧9]的组件并非全部在相同地理位置处,使得单元 巧9]是逻辑单元而非物理单元。例如,发电机[100]可W位于包含负载[103]的独立建筑物 处,其中组合器[102]是连接到发电机[100]的电网。控制器[101]可W是监控负载[103] 并且协作地控制发电机[100]的、联网在一起的多个计算机。
[0037] 图2示出如何控制S个发电机[100]来生成0. 5和0. 9单位之间的任何输出的示 例算法,该S个发电机[100]即(分别)具有相应的容量1、2和6个单位的1、2和6,每一 个发电机[100]可被节流到容量的50%。通过添加具有18单位的容量的第四发电机,可W 将发电容量增加到27单位。可W在没有限制的情
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