[发明专利]采用可再充电电化学单元的快速切换的备用供电系统

权利要求书

1.一种用于与主电源结合使用的备用供电系统，所述系统包括：

主功率传感器，被配置成检测由所述主电源向负载提供的主电功率的特性，所述主功率传感器被配置成输出阈值信号，所述阈值信号基于检测到的所述特性来指示放电模式或充电模式；

系统控制器；

电池系统，包括布置成串联结构的多个可再充电电池单元，每个单元包括：

(i)单元控制器；

(ii)至少一个就绪状态传感器，被耦合到所述单元控制器，用于感测所述单元的一个或多个状况，以用于确定：所述可再充电电池单元是否处于就绪充电模式以进行充电，以及所述可再充电电池单元是否处于就绪放电模式以进行放电；

(iii)单元旁路开关，被耦合到所述单元控制器，所述单元旁路开关在正常状态和旁路状态之间可切换，所述正常状态用于使得所述单元能够电耦合成所述串联结构，所述旁路状态旁路所述串联结构内的所述单元；以及

(iv)功率开关，在闭合状态和断开状态之间可切换，所述闭合状态电耦合所述串联结构内的所述电池单元以在所述电池和所述负载之间传输功率，所述断开状态将所述电池单元从所述串联结构电解耦；

其中所述主功率传感器被并联耦合到所述系统控制器和每个单元，以用于向每个单元直接传送所述阈值信号；

其中每个单元被配置成：响应于接收到所述阈值信号而将所述功率开关切换到所述闭合状态；

其中每个单元控制器被配置成：响应于所述至少一个就绪状态传感器而在所述旁路状态和所述正常状态之间切换所述旁路开关。

2.根据权利要求1所述的备用供电系统，其中所述单元控制器被配置成：独立于所述阈值信号而在所述正常状态和所述旁路状态之间切换所述旁路开关。

3.根据权利要求1所述的备用供电系统，其中每个单元包括燃料电极、阴极和充电电极，每个单元还包括：

放电开关，在闭合位置和断开位置之间可切换，所述闭合位置用于通过所述阴极将所述单元耦合到所述串联结构以用于对所述单元放电，所述断开位置用于将所述阴极从所述串联结构解耦，以及

充电开关，在闭合位置和断开位置之间可切换，所述闭合位置用于通过所述充电电极将所述单元耦合到所述串联结构以进行充电，所述断开位置用于将所述充电电极从所述串联结构解耦，

其中每个单元还被配置成：响应于所述阈值信号指示所述放电模式而将所述放电开关切换到所述放电开关的闭合位置，并且响应于所述阈值信号指示所述充电模式而将所述充电开关切换到所述闭合位置。

4.根据权利要求3所述的备用供电系统，其中所述单元控制器被配置成：独立于所述阈值信号而在所述正常状态和所述旁路状态之间切换所述旁路开关。

5.根据权利要求3所述的备用供电系统，其中所述主功率传感器被并联耦合到每个单元的所述单元控制器，以用于向所述单元控制器直接传送所述阈值信号，每个单元控制器被配置成：(a)响应于所述阈值信号指示所述放电模式，将所述功率开关和所述放电开关切换到其闭合状态；以及(b)响应于所述阈值信号指示所述充电模式，将所述功率开关和所述充电开关切换到其闭合状态。

6.根据权利要求5所述的备用供电系统，其中每个单元控制器具有中断输入，并且所述主电源被并联耦合到每个单元的所述单元控制器的所述中断输入。

7.根据权利要求3所述的备用供电系统，其中每个单元具有放电控制电路和充电控制电路，所述放电控制电路被耦合到每个单元的单元控制器，所述充电控制电路被耦合到每个单元的单元控制器，

其中所述主功率传感器被并联耦合到每个单元的所述放电控制电路和所述充电控制电路，用于向所述放电控制电路和所述充电控制电路直接传送所述阈值信号；

其中每个放电控制电路被配置成：响应于接收到指示所述放电模式的所述阈值信号和来自所述单元控制器的指示所述单元处于就绪放电状态的就绪放电信号，将所述放电开关切换到所述放电开关的闭合状态；

其中每个充电控制电路被配置成：响应于接收到指示所述充电模式的所述阈值信号和来自所述单元控制器的指示所述单元处于就绪充电状态的就绪充电信号，将所述充电开关切换到所述充电开关的闭合状态。