利用电流反馈的下垂补偿
本发明请求于2012年9月28日提交的美国临时申请序列号 No.61/707,478的优先权，其整体通过引用并入在此。
技术领域
本发明通常涉及电源，并且更具体涉及与其关联的控制器。
背景技术
将不同的电源耦合到一起来提供比任一单独电源可能提供的 更大量的功率通常是有利的。例如，电化学电池单元通常被耦合 在一起来形成电化学电池单元系统(即，电池)。在一些电化学 电池单元系统中，有利的可能是控制其中的每个电化学电池单元 或其中的电化学电池单元的子集，从而增加整个系统向负荷供电 的效率。例如，在电化学电池单元系统中的一个或多个电化学电 池单元(例如，分组为模块)失效或相对于其他电化学电池单元 或模块经历性能下降，可能理想的是试图均衡不同电池单元之间 的电流，同时共享所述模块之间的功率。尤其是，通常该系统的 平均模块使用寿命可能更多基于与每个模块有关的汲取电流而不 是由该模块提供的总能量或功率。这样的配置可以有助于通过一 般地均衡该系统的每个模块的使用寿命来进行模块的统一更换计 划。
传统地，为了在电化学电池单元之间共享电流，从属电池单 元或模块被绑定到主电池单元或模块，使得主电池单元或模块确 定为该系统汲取的电流。然而，当该主电池单元或模块失效或经 历其他性能降低时，该整个系统的性能可能相应地降低。除了其 他的缺陷之外，该常规方法也无法维持模块的独立性。
因此，本申请的公开致力于实现这些和其他结果。
发明内容
根据一个实施例，一种系统，包括升压转换器，被配置为将 从一个或多个电源接收到的输入电压放大为输出电压。该系统还 包括电流传感器，其被配置为感测该输入电压的电流。电流可以 通过磁性法(即感应)或纯电阻法(即精确的电阻器)或这些方 法的组合而被测量。该系统进一步包括控制器，其被配置为响应 于通过所述电流传感器感测到的所述电流来调节所述升压转换器 的放大率。
根据另一个实施例，一种系统，包括多个电源模块。每个电 源模块包括升压转换器，其被配置为将从一个或多个电源接收的 输入电压放大为输出电压。每个电源模块还包括电流传感器，其 被配置为例如通过感应来感测该输入电压的电流。每个电源模块 进一步包括控制器，其被配置为响应于通过所述电流传感器感测 的所述电流来调节所述升压转换器的放大率。所述多个电源模块 通过所述输出电压耦合到共同负荷。所述多个电源模块响应于通 过所述共同负荷的需求而改变的输入电压的感测到的电流，朝着 均衡他们的输出电压和他们的电流，来调节他们的升压转换器的 放大率。
根据另一个实施例，一种在耦合到共同负荷的多个电源之间 均衡电流的方法包括，对于每个电源，使用升压转换器将从一个 或多个电源接收到的输入电压放大为输出电压。对于每个电源， 该方法还包括利用电流传感器通过感应来感测该输入电压的电 流。对于每个所述电源，所述方法进一步包括响应于通过所述电 流传感器感测到的电流，调节所述放大的量。通过调节所述放大 的量，所述多个电源趋向输出电压和电流的稳定平衡。
本发明的其他方面将从下列详细说明、附图和所附权利要求 中变得明显。
附图说明
现在将仅以举例的方式参照所附示意图描述本发明的实施例，其 中相同的附图标记指示相同的部分，并且其中：
图1描绘了具有多个模块的电化学电池单元系统的示意性视图， 其中每个模块包含多个电化学电池单元；以及
图2描绘了与每个模块关联的控制电路的示意性控制图，被配置 为执行针对与图1的电化学电池单元系统的其他模块关联的模块的下 垂补偿。
具体实施方式
图1示出电化学电池单元系统100的示意性视图。在示出的实施 例中，电化学电池单元系统100包括多个电池模块(分别为电池模块 110a、110b，并且110N，N为3或以上的整数)，每个模块在其中 包括多个电化学电池单元。应该理解电化学电池单元系统100可以在 其中包括任何适当数量的电池模块(例如，两个或更多)。在各个实 施例中，电池模块110可以在其中包括不同数量的电化学电池单元 120。在示出的实施例中，每个模块110包括八个电化学电池单元120 (具体地说，在电池模块110a中的电化学电池单元120a(i-viii)， 在电池模块110b中的电化学电池单元120b(i-viii)，以及在电池模 块110N中的电化学电池单元120a(i-viii))。
在一个实施例中，每个电池模块110的电化学电池单元120可以 再分成两个接口组，每个组具有相关联的电池单元接口单元130。如 所示，电池单元接口单元130a(a)可以集合电池单元120a(i)-(iv)， 而电池单元接口单元130a(b)可以集合电池单元120a(v)-(viii)。 同样地，电池单元接口单元130b(a)可以集合电池单元120b(i)- (iv)，而电池单元接口单元130b(b)可以集合电池单元120b(v) -(viii)。此外，电池单元接口单元130N(a)可以集合电池单元120N (i)-(iv)，而电池单元接口单元130N(b)可以集合电池单元120N (v)-(viii)。在一个实施例中，电池单元接口单元130可以将相关 联的电池单元120串联连接。另外，电池单元接口单元130可以自身 串联连接。这样，在给定的电池模块110中的每个电池单元120的电 压可以加在一起。在示出的实施例中，在每个电池模块110中有八个 电化学电池单元120，如果每个电化学电池单元110提供1VDC伏特， 那么八个串联的电池单元120可以提供8VDC。应该理解不同的电池 模块110可以提供不同的电压(例如，一个电池模块提供8VDC，而 另一个提供6VDC)。
尽管实施例之间的电化学电池单元120可以变化，但是在一些实 施例中，电化学电池单元系统100的一个或多电池单元120和/或其他 特征可以包括来自美国专利申请序列号No.12/385,217(公开为美国专 利No.8,168,337)、No.12/385,489(公开为美国专利No.8,309,259)、 No.12/549,617(公开为美国专利No.8,491,763)，No.12/631,484、 No.12/776,962、No.12/885,268、No.13/028,496、No.13/083,929、 No.13/167,930、No.13/185,658、No.13/230,549、No.13/299,167、 No.13/362,775、No.13/531,962、No.13/532,374、No.13/566,948和 No.13/668,180中的一个或多个，它们中每一个通过引用将其整体包括 在此。也就是说，这些电池单元(和由这些电池单元组成的系统)可 以为可再充电的电源(也被称为二次电池单元)，其可以由外部电源 (例如，太阳能电池单元、风轮机、地热发电、水力发电、引擎/制动 器发电、主电网等)充电并且根据需要/要求(例如作为备用功率，释 放所存储的功率，代替化石燃料引擎等)。
在一些实施例中，电池单元接口单元130可以被配置为监视与其 关联的每个电池单元120的状态，并且可以提供被配置来隔离或以其 他方式将故障的电池单元120旁路的开关或其他功能，例如在通过上 述引用所包括的美国专利申请No.13/299,167中描述的那样。作为另 一个例子，在其中电化学电池单元120中的一个或多个是金属空气电 池单元的实施例中，电池单元120可以被使用来至少部分地为与电池 模块110关联的阴极增压器(cathode blower)140(如所示，分别为 阴极增压器140a、140b、以及140N)，其可以被配置来将空气或其 他氧化剂的流动引导到与每个电池单元120关联的氧化电极，如在上 面通过引用将其整体包括在此的发明名称为"用于电化学电池单元系 统的可浸入气态氧化剂阴极(Immersible Gaseous Oxidant Cathode for Electrochemical Cell System)"的美国专利申请No.13/531,962那样。
对于每个模块110，簇控制单元150(在示出的实施例中分别为 簇控制单元150a、150b、以及150N)将电池单元接口单元130链接 起来，并经由与每个单元关联的串行通信接口(SCI)提供它的程序 化控制。簇控制单元150可以通过控制器局域网(CAN)总线160彼 此连接。电池模块110的程序化或其他控制可以从主控制单元170提 供，其还可以被连接到CAN总线160。这种程序化控制的实施例可 以在下面进行更详细的描述。在一些实施例中，例如如图所示，AC 失效电路180可以在电化学电池单元系统100中实现，并且可以与主 控制单元170和每一个簇控制单元150耦合。AC失效电路180可以 被配置为根据需要来引导电池模块110的簇控制单元150以为AC母 线190供电。例如，如果电网中的AC功率失效，AC失效电路180 可以被配置为从电化学电池单元120中汲取功率。应该理解，在一些 实施例中，AC母线190通常可以从电池模块110接收输出功率，然 而也可以与被配置来将DC功率转换为AC功率的逆变器关联。在其 他实施例中，每个电池模块110可以包括一个或多个逆变器，被配置 来在AC母线190两端供应AC电压。在一些实施例中，AC母线190 可以与主控制单元170耦合(例如，通过任何适当的传感器或传感系 统)，如在图1中通过虚线示出的。在一个实施例中，主控制单元170 可以控制与AC母线190关联的逆变器。在一些实施例中，AC失效 电路180的功能可以与CAN总线160组合，或者与任何其他合适的 另一个控制链接组合。
理想的是在电化学电池单元系统100中执行下垂补偿，从而有助 于均衡电流，其可以相应地均衡电池模块110和其中的电化学电池单 元120的使用寿命。通过电流的均衡，应该理解一般来说或者基本上， 下垂补偿可以有助于均衡电流(例如，朝向均衡驱动电流进入如本领 域一般来说作为均衡的状态)。在一个实施例中，下垂补偿可以利用 与每个簇控制单元150中的控制器关联的控制电路来执行。因此，在 一些实施例中，下垂补偿可以在逐个电池模块的基础上来执行。在其 他实施例中，下垂补偿可以在电池模块110的子集之中执行，例如通 过在电池单元接口单元130的水平上实施。在其他的实施例中，下垂 补偿可以在逐个电池单元的基础上执行，以与每个单独的电化学电池 单元120关联而实施。其他的实施方式也是可能的。
图2示出用于控制电路200的控制模块，示出了根据一个实施例 的下垂补偿的例子是如何实现的(例如，在电化学电池单元系统100 上)。在示出的实施例中，控制电路200示出经由升压电路225(即， 转换器)操作从升压输入电压210到升压输出电压220的转换的控制 方案，升压电路225在下面进行更详细的描述。在示出的例子中，升 压输入电压210被示出为标称8VDC。应该理解这样的输入电压可以 来自与每个电化学电池模块110关联的八个电化学电池单元120中的 每一个(每一个输出1VDC)的串联的总和)。另外，如所示，在一 个实施例中，升压输出电压220可以通过升压电路225升压(即，放 大)到标称52VDC。在示出的例子中，52VDC至42VDC范围可能是 基于电信需求，其中全部负荷在52VDC时处于使用中，非关键负荷 (NCL)在48VDC时丢弃，且在约42-45VDC时，仅关键负荷(CL) 保持活动。尽管具有CL电压范围，而不是固定值，是不寻常的，但 是该范围可以基于任何用户期望的范围。应该理解可以调节缩放因子 以适应范围。如在下面更详细描述的，升压电路225的放大率可以是 变化的，从而提供期望的下垂补偿。在一个实施例中，升压输出电压 220可以输出到电化学电池单元系统100的AC母线190。
在一个实施例中，为了利用控制电路200执行下垂补偿，在第一 求和节点240处接收固定基准电压230。在示出的实施例中，固定基 准电压230是5VDC。应该理解5VDC可以是示例性的缩放点，并且 在一些实施例中可以是从1VDC到10VDC间的任何点，取决于标称 的板工作电压。固定基准电压230可以通过任何适当的电源提供，例 如包括：最终来自于一个或多个电化学电池单元120，或者来自单独 的电源。在第一求和节点240处，固定基准电压230可以具有从其中 减去的第一电压调节器250。如在下面更详细描述的，第一电压修正 量250可以从与升压输入电压210关联的感测到的电流(I)来计算。 软件电压调节量260也可以应用在第一求和节点240处，同时从固定 电压基准230将其减去。在一些实施例中，软件电压调节量260可以 从该电池单元的性能获得或计算，或者可以作为用户输入而接收。在 一个实施例中，软件电压调节量260可以处于从0V到0.962V的范围， 如下面更详细描述的。应该理解值0.962可以作为基于5VDC基准而 计算的缩放因子。当缩放因子为零时，升压输出电压是52VDC。然 而，当缩放因子为0.962时，升压输出电压是42VDC。调节量变更可 以基于什么负荷处于使用中的用户控制(即关键负荷、非关键负荷)。 该值可以为任何数目并且仅取决于期望的升压输出电压范围。固定基 准电压230的总和，减去软件电压调节量260和第一电压修正量250， 可以输出为电压基准270。
电压基准270可以被输入到第二求和节点280。在第二求和节点 280处，第二电压修正量290可以从电压基准270中减去。如示出的 实施例所示，第二电压修正量290可以基于升压输出电压220计算， 其可以形成PI回路(即，比例积分回路，其中控制电路200包括PI 控制器)。具体地，在一个实施例中，升压输出电压220可以被馈送 进入降压运放300，其在图2的示范性实施例中，具有0.096的增益。 在示出的实施例中之所以这样是因为升压输出电压220为标称 52VDC，而固定基准电压230是5VDC(52VDC*0.096～5VDC)。
如果没有与升压输出电压220关联的负荷，那么就没有与升压输 入电压210关联的电流。因此，与缺失的感测电流关联的第一电压修 正量250将为零，并且(缺少任何软件电压调节量260)电压基准270 将与固定基准电压230相同。随着降压运放300的增益与固定基准电 压230相关联，在这样的条件下电压基准270将会等于第二电压修正 量290，导致为零的误差输出310(即，e(t))。应该理解当升压输出 电压220下降时，第二电压修正量290也下降，产生非零的误差输出 310。如在下面更详细描述的，误差输出310可以被使用来修正升压 电路225从升压输入电压210到升压输出电压220的放大率，以补偿 变化。
当负荷被施加到升压输出电压220时，与升压输入电压210关联 的电流相关联的第一电压修正量250，可以调节电压基准270。具体 地，随着负荷的增加，与升压输入电压210关联的电流可以从零增加 到正值。如在图2中所示，为了检测升压输入电压210的电流，升压 电路225可以在其中包括电流传感器320。在一个实施例中，承载升 压输入电压210的导线可以穿过电流传感器320，这可以获得与此关 联的关联磁场，并且输出与该磁场成比例的电感器电流测量结果325。 该电流可以通过电流传感器320以安培(A)测量。这样的安培电感 器电流测量结果325可能由电流-电压转换器330转换为电压读数(由 于控制电路200中实现的控制通常可以操作为电压)。电感器电流测 量结果325，由于被转换为电压，可以通过控制电路200进行反馈， 以建立第一电压修正量250，如上所述。所以应该理解由于第一电压 修正量250被用来建立电压基准270，电感器电流测量结果325也同 时用来建立误差输出310。在一些实施例中，电流传感器320可以通 过除感应之外的其它方式感测电流。例如，电流感测电阻器可以利用 已知的精密电阻来实现。
如所示，误差输出310被用来建立用于控制电路200的电流基准 335(即，"I-ref")。应该理解，在一些实施例中，实现控制电路200 的系统(例如，系统100)可以具有40ADC的电流限制。这样的电 流限制可以对应于控制电路200中的2.5VDC的限制。应该理解， 40ADC限制可以为通过用户需求，并且可以是保护限制，所以，例 如，如果用户负荷从模块汲取电源超过40A，这将限制来自模块的输 入电流。如果母线短路，40A限制就会箝位，从而出于保护的目的， 仅允许40A。在示出的实施例中2.5V限制的例示选择是用户选择的， 并且在一些实施例中可以出于大约1V到10V的范围。如果母线过载 (例如，短路的母线)，输出电压被迫为零，并且误差输出将饱和。 饱和的误差输出可以控制I-ref升高(然而由该限制封顶)。举例来 说，具有40A的电流摆动或用户需求，升压输出电压将处于52VDC 之下，但是理想的是停留在48VDC之上，从而不丢弃关键负荷CL。 因此，当输入电流是40A时，480mV值可以从5VDC示范性选择缩 放，类似于软件调节。在示出的实施例中，与电压基准270关联的误 差输出310穿过电压限制器340，其将误差输出310限制到2.5V，对 应于40ADC。误差输出310，由于被电压限制器340所限制，可以被 认为是电流基准335。同样地，因为40A的限制可能存在于针对电流 传感器320的测量结果，电流-电压转换器330也可以对应于2.5V的 限制，其总计达62.5mV/A。具有增益0.192的降压运放350可以将控 制电路200上的电感器电流的影响减低到12mV/A(480mV＝40ADC)。 在一些实施例中，与电感器电流关联的下降的电压然后可以被馈送进 入定时延迟360。在示出的实施例中，定时延迟360可以为100ms。 在其他实施例中，也可以是其他的定时延迟。应该理解定时延迟360 可以被配置为减缓控制回路的操作，这可以对控制电路200的回路产 生阻尼，以阻止在达到稳定之前出现高振荡，如下面更详细描述的。 应该理解一些实施例可以不包括定时延迟360，但是可能包括其他的 机构来防止控制电路200的回路的不期望的振荡。
与电感器电流关联的下降的电压，其在示出的实施例中由降压运 放350产生，并且可以由时间延迟360进行时间延迟，因此可以作为 电压修正量250被反馈到第一求和节点240，其确定电压基准270。 使用电感器电流来建立与电压基准250关联的误差输出310，那么电 感器电流可以被用来建立与电流基准335关联的误差输出370。具体 地，电流基准335，基于电压基准270和降低的升压输出电压220(作 为第二电压修正量290)建立，可以在第三求和节点380处被调节。 在一个实施例中，电感器电流测量结果325，通过电流-电压转换器 330转换为电压，可以直接从电流基准325中减去。在其他实施例中， 例如图示的，第四求和节点390可以允许电感器电流测量结果325(转 变为电压)通过软件电流调节400而修正。在一些实施例中，软件电 流调节400可以被计算或以其他方式从电池单元的属性得到，或者可 以被作为用户输入而接收。在一个实施例中，软件电流调节400可以 电压进行测量，并且可以处于0和2.5V之间，对应于在0和40ADC 之间，如上所述。无论如何，通过将电感器电流测量结果325(例如， 作为通过电流-电压转换器330转换成为的电压，以及作为通过软件 电流调节400潜在地修正)从电流基准335减去，可以计算与电流基 准335关联的误差输出370。误差输出370继而可以通过升压电路225 接收，并且可以确定用于其脉宽调制器410的误差输入。脉宽调制器 410可以被配置来指示多少电流由升压电路225汲取，并且可以绑定 到升压电路225，如此以修正从升压输入电压210到升压输出电压220 的升压放大率，如下所述。
因为升压输出电压220通过控制电路200以部分地确定与基准电 压270关联的误差输出310的方式进行反馈，并且因为升压输出电压 220连同负荷需求，改变升压输入电压210中提供的电流(由电流传 感器320感测为电感器电流325)，这些变化被反馈来至少部分地确 定电压基准270和电流基准335，应该理解升压电路225总体上将响 应于与耦合到升压输出电压220的负荷关联的电流需求而调制升压。 与共同负荷耦合的多个升压电路225，其中每个升压电路由控制方案 控制，例如在控制电路200中提供的控制方案，升压电路225在他们 的操作中彼此独立，然而可以通过关联的升压输出电压220上的负荷 的需求而彼此响应。该响应的操作在下面讨论。
应该理解，与任何一个升压电路225关联的(多个)电池单元输 出最大的升压输出电压220，最初将试图将所有的功率供应到负荷。 试图将所有功率供应到负荷的升压电路225的影响将是电感器电流的 关联的增加，正如以上讨论的。电感器电流的增加继而导致控制电路 200使得用于该升压电路225的升压输出电压220下垂。一旦来自升 压电路225的升压输出电压220下降到低于第二升压电路225的升压 输出电压(具有之前第二最高的升压输出电压220)，那么第二升压 电路22自身将试图将所有功率供应到负荷。这将导致第二升压电路 225使得它的升压输出电压220下垂。然后该过程将重复，产生循环， 该循环中升压电路225和关联的电池单元试图将所有的功率供应到负 荷，并且输出电压作为响应而"下垂"，这导致其他的升压电路225和 关联的电池单元继续该循环。应该理解，升压电路225使得升压输出 电压220下垂的量取决于基于电流基准335建立的误差输出370。例 如，当电流基准335在40A限制处饱和时，升压电路225可以使得升 压输出电压220下垂接近于零进行补偿。
通过该循环，不同的升压电路225和关联的电池单元可以振荡， 从而他们试图完全为负荷供电。最后，全部的升压电路225将倾向于 稳定均衡，其中每一个升压电路225具有相同的升压输出电压220并 且类似地，具有相同的电流基准335。即使电流基准335将被朝着全 部的控制器的平衡而驱动，来自升压电路225的输出电流(例如，与 升压输出电压220关联的，并且与负荷并联耦合的)对于每个转换器 可以是不同的。因此，与升压输入电压210关联的电流(例如，如通 过电流传感器320作为输入电感器电流325测量的)也将被升压电路 225朝着平衡驱动。应该理解电流的平衡，以及不同的电池单元或电 池模块之间的共同升压输出电压220，独立于从电池单元或电池模块 中获得的升压输入电压210。
每个电池单元或模块的试图平衡电流的这种独立能力可能有益 于提高该系统的电池单元的性能和使用寿命。为了在图1中的系统 100的背景下应用这种理解，如果控制电路200的控制方案在簇控制 单元150中的每一个簇控制单元中实现，与AC母线190关联的负荷 可以导致簇控制单元150彼此作用，改变与每个簇控制单元关联的升 压电路225的放大率，以试图在电池模块100之间平衡电流需求。因 而，如果电池模块110a最初具有输出到AC母线190的最高升压输 出电压220，那么电化学电池单元120a(i-viii)将试图为负荷提供所 有功率，并且电流传感器320将识别与此关联的增加的电流。感测到 的电流将通过电池模块110a的控制电路200进行反馈，导致簇控制 单元150a的升压电路225下垂放大率来提供较小的升压输出电压 220。如果随后的电池模块110b具有最大的升压输出电压220，那么 电化学电池单元120b(i-viii)将试图经由AC母线190提供所有功率 给该负荷，导致在簇控制单元150b中感测到的电流相应增大。电流 将通过簇控制单元150b的控制电路200进行反馈，导致升压电路225 同样地下垂放大率。这可以通过与电池模块110的每个簇控制单元 130关联的升压电路225发生，直到升压电路225中的每一个达到稳 定点，其中大体相等的电流由电池模块110汲取。
应该理解升压电路225可以在实施例之间变化，并且可以为任何 适当的配置。升压电路225典型地包括两个或更多个半导体开关。例 如，在示出的实施例中，升压电路225包括场效应晶体管(FET)420， 以及二极管430。FET 420根据由脉宽调制器410提供的占空比440 (即，“D”)打开和闭合。升压电路225可以更进一步包括一个或多 个能量储存元件。在示出的实施例中，升压电路225包括输入电感器 450，以及一对电容器460。在操作中，FET 420的开关，连同在输入 电感器450和电容器460中的储能，导致升压输出电压220大于升压 输入电压210，其中在目前实施例中，取决于来自脉宽调制器410的 占空比440，放大率的量是变化的。
应该理解控制电路200可以在各种系统中实施，包括但不限于图 1的系统100。更进一步的，在实施例之间升压输入电压210的电源 可以变化。尽管在示出的实施例中八个电池单元(例如，120N(i-viii)) 被串联电耦合在一起来提供用于升压输入电压210的8VDC电源，在 其他实施例中，控制电路200可以在单独的电化学电池单元120(例 如，如此升压输入电压210为1VDC)上实现。进一步应该理解其中 的电池模块110和/或电化学电池单元120可以在实施例之间有变化。
如上所述，在一些实施例中，电化学电池单元120可以包括来自 列出的通过引用的方式并入本文的那些申请的特征。例如，在一些实 施例中，电化学电池单元120可以包括多个可渗透电极体。在一些实 施例中，这些多个的可渗透电极体可以被配置来通过电化学电池单元 120的充电来彼此电连接。在一些实施例中，这些可渗透电极体可以 在电化学电池单元120的充电期间有选择地与电化学电池单元120中 的阳极或者阴极耦合，从而形成每个电化学电池单元120内的多个电 化学电池单元(例如，通过可替换地将不同的可渗透电极体与阳极和 阴极关联，使得燃料在可渗透电极体中的一些上朝着可渗透电极体的 其他一些生长)。
同样地，在电池单元120放电期间，在一些实施例中，与AC母 线190关联的外部负荷可以仅与端子的可渗透电极体、来自每个电化 学电池单元120的氧化还原电极的末端耦合，使得燃料消耗可以发生 在可渗透电极体的每一个之间的串联上。在其他实施例中，该外部负 荷可以与一些电极体并联耦合，如在上面通过引用并入的美国专利申 请序列号No.12/385,489中详细描述的那样。在一些实施例中，开关 系统例如为在上面通过引用并入的美国专利申请序列号 No.13/299,167描述的那样，可以有助于在可渗透电极体之间选择性电 连接。在一些实施例中，电池单元可以被配置用于充电/放电模式切换， 如在上面通过引用并入的美国专利申请序列号No.12/885,268描述的。
在一些实施例中，包括开关系统，与之关联的开关可以由控制器 控制，控制器可以是任何适当的结构和配置。在图1的系统100中， 这种控制器可以与每个电池单元120、每个电池单元接口单元130、 每个簇控制单元150，或主控制单元170关联。在一些实施例中，这 些控制器可以具有彼此关联的分层体系，使得较上级的控制器(例如， 在主控制单元170中)可以向下级控制器(例如，在簇控制单元150 中)传送命令。在一些实施例中，一个或多个所述控制器可以包括特 征，这些特征通常与在上面通过引用并入的美国申请序列号 No.13/083,929、No.13/230,549和No.13/299,167中公开的那些特征一 致。在各个实施例中，开关系统的开关的控制可以基于用户选择、传 感器读取或通过任意其他输入确定。在一些实施例中，(多个)控制 器还可以作为管理负荷和AC母线190之间的连接，或可以选择性地 供电(例如，在AC母线190上)到电化学电池单元120以用于它的 再充电。如上所述，在一些实施例中，该控制器可以包括适当的逻辑 或电路以用于响应于检测到电压到达预定阈值(例如下降到预定阈值 之下)，而操纵与耦合在电池单元接口单元130或以其他方式耦合在 电池模块110中的每个电化学电池单元120关联的旁路开关。
前述提供的所示实施例仅用于说明本发明的结构上和功能上的 原理，但并不旨在限制。例如，本发明可以使用各种燃料、氧化剂、 电解液和/或整体的结构形式或材料实现。因而，本发明旨在包含下列 所附权利要求中的精神和范围之内的全部修改、置换、变更和等同。