鉛酸電池一般地作為離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)和遠(yuǎn)程能量系統(tǒng)（RES）中的主要存儲介質(zhì)已經(jīng)使用了數(shù)年。鉛酸電池的流行主要由其低購買價格所促成。然而，在RES的整個壽命期上，鉛酸電池經(jīng)常成為主要的成本動因，因為鉛酸電池必須每1到3年被更換，導(dǎo)致用于獲取和更換若干電池的高成本。相比于例如備用系統(tǒng)中的鉛酸電池的該相對短壽命是由于遠(yuǎn)程能量應(yīng)用的性質(zhì)所致。例如，在離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)中，電池在白天期間取決于地理位置和天氣而在若干小時內(nèi)部分充電，并且主要在夜間期間放電，例如用于運行燈泡、用于運行電視機(jī)或用于其它裝備和機(jī)器。由于這些條件，鉛酸電池大部分時間保持在低電荷狀態(tài)（SOC）中并且很少被充滿電。這些方面影響鉛酸電池的容量，因為它們傾向于增加鉛酸電池中的硫酸化過程。

US6353304公開了提供兩個電池串，其可以經(jīng)由AC/DC轉(zhuǎn)換器和開關(guān)而連接到AC功率源，使得一個電池串被加載而另一電池串被放電。該布置可以提供用于除太陽能電池之外具有發(fā)電機(jī)的太陽能混合系統(tǒng)的改進(jìn)的電池管理。

本申請的目的是提供一種改進(jìn)的電池充電裝置。這些目的通過獨立權(quán)利要求解決。另外的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中公開。

本申請?zhí)峁┌▋蓚€或更多混合電池充電設(shè)備的改進(jìn)的電池充電裝置。

每一個混合電池充電設(shè)備具有用于連接光伏面板的輸入端子和用于連接鉛酸電池的第一電池連接。根據(jù)本申請的鉛酸電池包括各種類型，諸如液體酸電池、鉛凝膠電池或吸收性玻璃纖維板（AGM）鉛酸電池。鉛酸電池還被稱為鉛電池。

另外，電池充電設(shè)備包括用于連接高循環(huán)化學(xué)電池的第二電池連接。優(yōu)選地，諸如鋰離子電池或鋰聚合物電池之類的鋰電池提供高循環(huán)化學(xué)電池，但是還可以使用諸如鎳鐵電池之類的其它高循環(huán)化學(xué)電池。

在本申請的上下文內(nèi)，“化學(xué)電池”是指其中電池的充電或放電牽涉離子的移動和電池的相應(yīng)電極處的化學(xué)反應(yīng)的電池。這對立于電容器、諸如極板電容器、電解電容器或雙層電容器，其還已知為超級電容器，其中充電或放電僅僅牽涉電子或其它帶電粒子的重布置而沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。另外，根據(jù)本申請的高循環(huán)化學(xué)電池是可再充電電池。

根據(jù)本申請，高循環(huán)化學(xué)電池的特性補(bǔ)充鉛酸電池的特性。鉛酸電池很好地適于被充滿電或甚至略微過度充電，而高循環(huán)化學(xué)電池很好地適于較深放電水平。鉛酸電池相對不昂貴并且經(jīng)常用于遠(yuǎn)程能量系統(tǒng)。這樣的鉛酸電池可以甚至由簡單的車輛電池提供，但是更有利的是使用容許較深放電的經(jīng)特殊適配的電池。

電池充電設(shè)備包括雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器，其還已知為雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器。雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器用于在第一電流方向上對鋰電池充電以及在第二電流方向上使鋰電池放電。

雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第一集合與第二電池連接相連接，并且雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第二集合與第一電池連接相連接。到端子的第二集合的輸入得自混合電池充電設(shè)備的輸入端子。在本文中，B的輸入“得”自A意味著B從A接收輸入，其中輸入可以從A經(jīng)由電線直接傳輸?shù)紹，或者間接地經(jīng)由諸如開關(guān)、晶體管等之類的其它組件。

另外，提供了一種充電和放電控制系統(tǒng)，其經(jīng)由相應(yīng)控制線和用于連接電阻負(fù)載的輸出端子而連接到雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器。輸出端子的輸入經(jīng)由用于將輸出端子連接到第一電池連接的連接構(gòu)件（諸如磁開關(guān)或半導(dǎo)體開關(guān)）而得自第一電池連接。

在混合電池充電設(shè)備的直流電路中，任一極可以以已知方式連接到公共接地。例如，第一電池連接的負(fù)極連接和輸出端子的負(fù)極端子可以連接到公共接地電勢。換言之，相應(yīng)電池連接中的一個和輸出端子中的一個可以通過到公共接地電勢的相應(yīng)連接來提供。雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端子還稱為“系統(tǒng)端子”并且跨系統(tǒng)端子的電壓還稱為“系統(tǒng)電壓”。

在本申請的方面中，混合電池充電設(shè)備的輸出端子并聯(lián)連接。

這允許混合電池充電設(shè)備的輸出端子連接到一個鉛酸電池。這避免不平衡的電流分布，所述不平衡的電流分布可能發(fā)生在若干鉛酸電池而不是一個鉛酸電池的布置中。不平衡的電流分布可能要求昂貴的電路和開關(guān)設(shè)計電路以用于管理電流分布。

混合電池充電設(shè)備的輸入端子可以串聯(lián)連接。

該布置具有減少用于連接光伏面板的電纜的優(yōu)點。光伏面板正常安裝在屋頂上，而混合電池充電設(shè)備正常安裝在地面水平上。該布置要求兩條導(dǎo)線，而不是四條或更多導(dǎo)線，以用于將光伏面板連接到混合電池充電設(shè)備。

電池充電裝置通常包括高循環(huán)化學(xué)電池以用于容易的實現(xiàn)。

在一個實現(xiàn)方式中，高循環(huán)化學(xué)電池包括鋰電池。

另外，混合電池充電設(shè)備可以包括用于更好地控制電池的充電電壓的控制設(shè)備，諸如受控的通/斷開關(guān)、脈沖寬度調(diào)制（PWM）、最大功率點追蹤器等。控制設(shè)備連接在系統(tǒng)的輸入端子與DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端子（其進(jìn)而連接到鉛酸電池的端子）之間。另外，控制設(shè)備經(jīng)由控制線而連接到充電和放電控制系統(tǒng)。例如，控制線可以被配置用于對控制設(shè)備中的PWM的晶體管進(jìn)行切換。

雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器可以包括例如降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器或升壓轉(zhuǎn)換器以用于提供用于對鋰電池充電或放電的合適電壓比。特別地，雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器可以包括上升型轉(zhuǎn)換器以用于向鋰電池提供比鉛酸電池的充電結(jié)束電壓更高的電壓。

特別地，雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器可以包括至少兩個半導(dǎo)體開關(guān)，其中晶體管的相應(yīng)輸入連接經(jīng)由相應(yīng)控制線而連接到充電控制系統(tǒng)。以此方式，雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器易于經(jīng)由電信號來控制。特別地，晶體管可以實現(xiàn)為功率晶體管。

另外，混合電池充電設(shè)備可以包括用于連接第一和第二電壓傳感器的第一和第二電壓測量連接。第一電壓傳感器連接到鉛酸電池的端子并且第一電壓測量連接被連接到充電和放電控制系統(tǒng)。第二電壓傳感器連接到鋰電池的端子并且第二電壓測量連接被連接到充電和放電控制系統(tǒng)，其中連接可以是直接的或者也可以經(jīng)由用于管理鋰電池的電荷狀態(tài)的分離控制器（諸如電壓監(jiān)視芯片）而是間接的。電壓監(jiān)視芯片可以連接到鋰電池的電壓傳感器并且經(jīng)由控制線連接到充電控制系統(tǒng)。

特別地，鋰電池、雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器和用于鋰電池的電壓監(jiān)視芯片可以一起裝配在能量存儲子系統(tǒng)中，其中能量存儲子系統(tǒng)提供用于將能量存儲子系統(tǒng)插入到混合電池充電設(shè)備中的輸入端子。由此，包括鋰電池的構(gòu)建塊可以與混合電池充電設(shè)備的其余部分分離地被使用和服務(wù)。

第一和第二電壓傳感器可以被提供為混合電池充電設(shè)備的組件，例如在充電和放電控制系統(tǒng)內(nèi)，或者它們可以被提供為相應(yīng)電池的組件。

混合電池充電設(shè)備還可以包括用于鋰電池的分離的電池管理系統(tǒng)，所述分離的電池管理系統(tǒng)連接到充電和放電控制系統(tǒng)。以此方式，現(xiàn)有電池充電設(shè)備，例如用于鋰電池的電池充電設(shè)備，或其部分可以使用在根據(jù)本申請的混合電池充電設(shè)備中。

一個混合電池充電設(shè)備的一個電池管理系統(tǒng)可以被提供為主控制器，而另一混合電池充電設(shè)備的另一電池管理系統(tǒng)被提供為從控制器。

主控制器向從控制器提供同步控制信號使得相應(yīng)鋰電池的管理基本上同時完成。管理可以是指鋰電池的充電或鋰電池的放電。

控制線允許主控制器向從控制器發(fā)送命令或控制信號。此后，從控制器關(guān)于鋰電池的充電和放電遵循主控制器。

充電步驟和放電步驟可以通過時間延遲而分離以用于避免或防止充電或放電電流和電壓的振蕩。

本申請還提供一種改進(jìn)的混合存儲系統(tǒng)。存儲系統(tǒng)包括以上電池充電裝置，其包括至少兩個混合電池充電設(shè)備，以及連接到電池充電裝置的鉛酸電池。

混合電池充電設(shè)備通常包括高循環(huán)化學(xué)電池。

另外，混合存儲系統(tǒng)還可以包括諸如超電容器之類的電容器，其并聯(lián)電連接到鋰電池，以用于快速響應(yīng)于所連接的負(fù)載的高負(fù)載峰值。

另外，本申請公開了一種具有根據(jù)本申請的混合充電設(shè)備的混合存儲系統(tǒng)，其還包括連接到第一電池連接的鉛酸電池。

混合存儲系統(tǒng)還可以包括第一電壓傳感器，其連接到第一電池的一個或多個端子以及充電和放電控制系統(tǒng)，和第二電壓傳感器，其連接到第二電壓電池的一個或多個端子以及充電和放電控制系統(tǒng)。

另外，本申請公開了一種用于通過諸如光伏面板之類的電功率源對混合存儲系統(tǒng)的鉛酸電池和鋰電池充電的方法。

根據(jù)本申請，鉛酸電池在第一電池充電階段中充電直到鉛酸電池達(dá)到第一預(yù)確定電荷狀態(tài)為止。在其中鉛酸電池充電的第一電池充電階段期間，充電可以僅通過限制到最大電流或執(zhí)行不受限的充電或大量充電來被控制，例如通過使用充電電壓和電流作為輸入數(shù)據(jù)的PID控制器。

在均等化階段中，其還已知為加注（topping）或升壓階段，鉛酸電池和鋰電池二者被充電直到鉛酸電池達(dá)到第二預(yù)確定電荷狀態(tài)為止。此外，鉛酸電池和鋰電池還可以在鉛酸電池的“吸收階段”或升壓階段期間充電。在均等化和吸收階段中，系統(tǒng)電壓以對應(yīng)于所述階段的不同設(shè)定點而保持恒定。

在均等化階段期間，可以使在鉛酸電池處施加的電壓以在預(yù)確定的較低電壓和預(yù)確定的較高電壓之間振蕩。特別地，電壓可以通過脈沖充電來施加，并且特別地通過經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的充電。充電脈沖的電壓可以高于鉛酸電池的充電結(jié)束電壓。充電脈沖可以通過均等化電池單元上的充電、混合電解質(zhì)并且減少硫酸化來有助于鉛酸電池的較高充電和壽命預(yù)期。另外，在均等化階段期間，鉛酸電池的端子處的均值電壓接近于鉛酸電池的充電結(jié)束電壓。在均等化階段期間，到鉛酸電池的充電電流將減小，因為鉛酸電池的電荷狀態(tài)逼近100%。

鋰電池在第三電池充電階段中充電，在所述第三電池充電階段期間，基本上恒定的系統(tǒng)電壓被施加到鉛酸電池的系統(tǒng)端子并且將第一電壓轉(zhuǎn)換成鋰電池的端子處的充電電壓。

有利地，使在第三電池充電階段中在鋰電池的充電期間向系統(tǒng)端子施加的基本上恒定的系統(tǒng)電壓等于鉛酸電池的最大開路電壓。由此，鉛酸電池將不顯著放電，即使其保持連接到鋰電池。另一方面，通過將鉛酸電池的端子保持在其最大開路電壓處來避免鉛酸電池的過度充電。此外，涓流或備用充電可以應(yīng)用于鉛酸電池，在此期間所施加的電壓可以高于鉛酸電池的最大開路電壓。

另外，本申請公開了一種用于使混合存儲系統(tǒng)的鉛酸電池和鋰電池放電的方法。根據(jù)本申請，通過經(jīng)由鉛酸電池的系統(tǒng)端子使鋰電池放電來為負(fù)載供應(yīng)功率。系統(tǒng)端子處的電壓然后維持基本上等于鉛酸電池的最大開路電壓，直到鋰電池的端子處的電壓達(dá)到鋰電池的放電結(jié)束電壓為止。

由此，不要求提供鋰電池與負(fù)載之間的直接連接。這確保鉛酸電池沒有已經(jīng)放電，即便其沒有斷開。受控的DC/DC轉(zhuǎn)換器可以例如提供所要求的電壓。

如果鋰電池的輸出電壓已經(jīng)達(dá)到鋰電池的放電結(jié)束電壓，則鉛酸電池放電直到鉛酸電池的電壓達(dá)到鉛酸電池的放電結(jié)束電壓為止。鉛酸電池的放電結(jié)束電壓是鉛酸電池可以安全放電到的電壓。鉛酸電池的放電結(jié)束電壓對應(yīng)于鉛酸電池的大約30-40%的SOC。

類似地，如果負(fù)載從鋰電池汲取電流使得鉛酸電池的端子處的電壓降至鉛酸電池的最大開路電壓以下，則鉛酸電池與鋰電池并行放電直到鋰電池達(dá)到放電結(jié)束電壓為止。

此外，鉛酸電池可以在使鉛酸電池放電之后斷開和/或混合存儲系統(tǒng)可以進(jìn)入備用模式直到確定了電功率源可以供應(yīng)足夠的功率以加載第一電池為止。鉛酸電池的斷開可以通過用于斷開負(fù)載的通/斷開關(guān)實現(xiàn)和/或通過鉛酸電池處提供的分離的通/斷開關(guān)實現(xiàn)。特別地，備用模式可以通過掛起第二電池的端子處的電壓和第一電池的端子處的系統(tǒng)電壓的測量來提供降低的功率消耗。

另外，本申請公開了一種根據(jù)本申請的混合電池充電設(shè)備，其中充電和放電控制系統(tǒng)操作用于執(zhí)行根據(jù)本申請的充電或放電方法。這可以例如通過提供在混合電池充電設(shè)備的充電和放電控制設(shè)備中所提供的專用電路或可編程微控制器的計算機(jī)可讀程序來實現(xiàn)。

一般而言，根據(jù)本申請的混合存儲系統(tǒng)可以使用在存在對于來自能量源的能量的高效中間存儲的需要的無論什么情況下。這特別地適用于其中來自能量源的供應(yīng)和/或能量消費者的能量需求隨時間變化的能量系統(tǒng)。更具體地，這些條件適用于離網(wǎng)應(yīng)用，所述離網(wǎng)應(yīng)用通過諸如太陽能或風(fēng)能之類的變化的能量源來被供應(yīng)。具有根據(jù)本申請的混合存儲系統(tǒng)的離網(wǎng)太陽能功率站可以使用在例如遠(yuǎn)程地理位置中，諸如非洲或巴西內(nèi)部。另外，其還可以用于為典型地位于聚集之外的裝置、諸如通信天線、氣象站、火情觀測塔、緊急庇護(hù)所、外部空間中的設(shè)備等供電。

本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步改進(jìn)的電池充電裝置。

電池充電裝置包括一個或多個混合電池充電設(shè)備。

混合電池充電設(shè)備包括輸入端子、第一電池連接、第二電池連接、具有可調(diào)電壓轉(zhuǎn)換比的雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器、充電和放電控制系統(tǒng)和輸出端子。

特別地，提供用于連接到光伏面板的輸入端子。提供用于連接到鉛酸電池的第一電池連接。提供用于連接到高循環(huán)化學(xué)電池的第二電池連接。

雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第一集合與第二電池連接相連接，而雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第二集合與第一電池連接相連接。充電和放電控制系統(tǒng)經(jīng)由相應(yīng)控制線而連接到雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器。提供用于連接到電阻負(fù)載的輸出端子，其中到輸出端子的輸入得自第一電池連接。

充電和放電控制系統(tǒng)包括第一設(shè)備、第二設(shè)備和處理器。

詳細(xì)來說，第一設(shè)備被提供以用于提供第一電池連接的至少一個電測量，所述第一電池連接被提供用于連接到鉛酸電池。第二設(shè)備被提供以用于提供第二電池連接的至少一個電測量，所述第二電池連接被提供用于連接到高循環(huán)化學(xué)電池。

處理器被適配成根據(jù)所述至少一個鉛酸電池電測量和所述至少一個高循環(huán)化學(xué)電池電測量來控制或調(diào)節(jié)雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換比。

該處理器提供控制鉛酸電池和高循環(huán)化學(xué)電池的充電和放電的構(gòu)件。一旦被安裝，該構(gòu)件可以獨立且可靠地操作而不需要監(jiān)督系統(tǒng)。

在一般含義上，電壓轉(zhuǎn)換比可以是指上升比，其中其輸出電壓小于其輸入電壓，或者是指下降比，其中其輸出電壓大于其輸入電壓。

第一設(shè)備通常包括用于提供鉛酸電池的電壓測量的電壓測量設(shè)備和/或用于提供鉛酸電池的電流測量的電流測量設(shè)備。

類似地，第二設(shè)備通常包括用于提供高循環(huán)化學(xué)電池的電壓測量設(shè)備和/或高循環(huán)化學(xué)電池的電流測量設(shè)備。

處理器通常被提供有預(yù)確定的電壓值。DIP開關(guān)可以用作用于允許用戶針對預(yù)確定的電壓值的列表而選擇一個預(yù)確定的電壓值的構(gòu)件。

處理器然后被適配成根據(jù)預(yù)確定的電壓值而控制雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器。

混合電池充電設(shè)備可以包括混合電池充電設(shè)備的堆疊或分組，其包括至少兩個混合電池充電設(shè)備。

將混合電池充電設(shè)備連接在一起的不同方式是可能的。所述至少兩個混合電池充電設(shè)備的輸出端子可以并聯(lián)或串聯(lián)連接。

本申請還提供一種混合存儲系統(tǒng)。

混合存儲系統(tǒng)包括以上描述的電池充電裝置，其中所述電池充電裝置包括至少一個混合電池充電設(shè)備。

混合存儲系統(tǒng)還包括高循環(huán)化學(xué)電池，其連接到每一個混合電池充電設(shè)備的第二電池連接。

高循環(huán)化學(xué)電池通常包括鋰電池。

混合存儲系統(tǒng)還可以包括電容器，其并聯(lián)連接到高循環(huán)化學(xué)電池以用于減少或移除電流尖峰。

混合存儲系統(tǒng)還可以包括被連接到混合電池充電設(shè)備的第一電池連接的鉛酸電池。

本申請還提供一種操作電池充電裝置的方法，其中電池充電裝置包括至少一個混合電池充電設(shè)備。

方法包括測量鉛酸電池的步驟。此后，測量高循環(huán)化學(xué)電池。雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第一集合與高循環(huán)化學(xué)電池連接，并且雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第二集合與鉛酸電池連接。

稍后根據(jù)鉛酸電池電測量和高循環(huán)化學(xué)電池電測量來調(diào)節(jié)雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換比。

鉛酸電池的測量可以包括測量鉛酸電池的電壓的步驟和/或測量鉛酸電池的電流的步驟。

類似地，鋰電池的測量可以包括測量鋰電池的電壓的步驟和/或測量鋰電池的電流的步驟。

現(xiàn)在將關(guān)于以下附圖進(jìn)一步詳細(xì)解釋本申請，其中

圖1示出根據(jù)本申請的混合存儲系統(tǒng)的一般布局，

圖2示出圖1的布局的詳細(xì)視圖，

圖3示出圖1和2的混合存儲系統(tǒng)的電路圖，

圖4示出針對在不同條件下圖1的存儲系統(tǒng)的12伏鉛酸電池的電荷狀態(tài)曲線，

圖5示出在典型充電和放電過程期間圖1的混合存儲系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓、鉛酸電池的電荷狀態(tài)和鋰電池的電荷狀態(tài)，以及

圖6示出用于針對高負(fù)載的放電過程的圖1的混合存儲系統(tǒng)的另外的參數(shù)，

圖7示出圖1的存儲系統(tǒng)的充電和放電過程的流程圖，

圖8示出具有第一混合電池充電設(shè)備的另一混合存儲系統(tǒng)，

圖9示出具有第二混合電池充電設(shè)備的另外的混合存儲系統(tǒng)，

圖10示出并聯(lián)電連接到一個公共鉛酸電池的三個另外的混合存儲系統(tǒng)，

圖11示出具有直接連接到鉛酸電池的負(fù)載的圖10的三個另外的混合存儲系統(tǒng)，

圖12示出并聯(lián)電連接到負(fù)載的圖10的三個混合存儲系統(tǒng)，每一個混合存儲系統(tǒng)連接到分離的鉛酸電池，

圖13示出具有串聯(lián)電連接的光伏面板的圖10的三個混合存儲系統(tǒng)，

圖14示出具有主和從控制器的圖10的三個混合存儲系統(tǒng)，

圖15示出具有單獨控制器的圖10的三個混合存儲系統(tǒng)，

圖16示出圖15的單獨控制器的實施例，以及

圖17示出操作圖16的實施例的方法的流程圖。

在以下描述中，提供細(xì)節(jié)以描述本申請的實施例。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明顯的是，可以在沒有這樣的細(xì)節(jié)的情況下實踐實施例。

實施例的一些部分是類似的。類似部分可以具有相同名稱或類似的部分號碼。一個部分的描述在適當(dāng)?shù)那闆r下還通過引用適用于另一類似部分，從而減少文本的重復(fù)而不限制本公開。

圖1示出具有混合電池充電設(shè)備10的混合存儲系統(tǒng)5的布局。根據(jù)本申請，混合存儲系統(tǒng)5包括至少一個電池而混合電池充電設(shè)備不一定包括電池。

混合存儲系統(tǒng)5包括具有光伏面板11的第一能量存儲子系統(tǒng)8以及第二能量存儲子系統(tǒng)9。第一能量存儲子系統(tǒng)8包括鉛酸電池12、單向DC/DC轉(zhuǎn)換器13和充電控制系統(tǒng)14。充電控制系統(tǒng)14包括微控制器15和傳感器16。傳感器16包括鉛酸電池12的端子處的電壓傳感器。DC/DC轉(zhuǎn)換器13連接到最大功率點追蹤器（MPPT）。最大功率點追蹤器提供用于光伏面板11的阻抗匹配并且其可以通過充電控制系統(tǒng)14的部分和另外的硬件組件實現(xiàn)。

典型地，MPPT使用跨光伏面板11的電壓的測量、來自光伏面板11的電流的測量，以及可選地，另外的測量，以生成對應(yīng)于參考電壓和/或參考電流的控制信號。MPPT算法包括恒定電壓、擾亂和觀察以及增量傳導(dǎo)性算法。

特別地對于具有較高輸出功率（例如300瓦以上）的遠(yuǎn)程能量系統(tǒng)，有利的是在根據(jù)本申請的系統(tǒng)中使用最大功率點追蹤器（MPPT）。由此，可能的是實現(xiàn)高效率。然而，根據(jù)本申請的系統(tǒng)還可以如同離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)那樣在沒有MPPT或輸入-DC/DC轉(zhuǎn)換器13的情況下操作。

第二能量存儲子系統(tǒng)9包括鋰電池6、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器17和電壓監(jiān)視芯片18。DC/DC轉(zhuǎn)換器13和17可以以各種方式實現(xiàn)，例如作為降壓轉(zhuǎn)換器、作為升壓轉(zhuǎn)換器或作為降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。

圖2示出圖1的布局的詳細(xì)視圖。根據(jù)圖2的布局，鋰電池6經(jīng)由雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器17并聯(lián)電連接到鉛酸電池12和負(fù)載19。另外，DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出線并聯(lián)電連接到鉛酸電池12。負(fù)載開關(guān)20串聯(lián)電連接到負(fù)載19。提供負(fù)載開關(guān)20以防止深度放電并且其可以實現(xiàn)為半導(dǎo)體開關(guān)，諸如雙極型晶體管、FET、IGBT或其它。箭頭7指示電流的方向。

圖2中的虛線箭頭指示去往充電控制系統(tǒng)14和電壓監(jiān)視芯片18的傳感器信號的流，而雙點虛線箭頭指示充電控制系統(tǒng)14與電壓監(jiān)視芯片之間的信號流和來自充電控制系統(tǒng)14的控制信號的流。

混合存儲系統(tǒng)提供正輸入端子40和負(fù)輸入端子41，其連接到光伏面板（或其它能量源）11的對應(yīng)輸出端子，以及正輸出端子42和負(fù)輸出端子43，其連接到負(fù)載19的對應(yīng)輸入端子。鋰的子系統(tǒng)9包括正輸入端子44和負(fù)輸入端子45，其連接到鉛酸電池12的相應(yīng)端子。另外，鋰的子系統(tǒng)9包括正輸出端子46和負(fù)輸出端子47，其連接到鋰電池6的相應(yīng)端子。

對于包括AC消費者的負(fù)載19，DC/AC轉(zhuǎn)換器可以連接在輸出端子42和43與負(fù)載19之間。DC/AC轉(zhuǎn)換器可以例如通過開關(guān)的H橋或開關(guān)的三相逆變器來提供。

圖3示出根據(jù)圖2的混合存儲系統(tǒng)5的電路圖。在圖3的示例中，鉛酸電池12可以遞送約12V的電壓并且鋰電池6可以遞送約24V的電壓。光伏面板11經(jīng)由反向電流保護(hù)MOSFET 21（還可以是二極管）連接到混合存儲系統(tǒng)5。用于瞬態(tài)電壓抑制（TVS）和過電壓抑制的TVS二極管39并聯(lián)電連接到光伏面板11。

連接到光伏面板11的輸出端和鉛酸電池12的電池端子的DC/DC轉(zhuǎn)換器13包括第一MOSFET 22、第二MOSFET 24和電感器23，其以星型連接而連接。電容器25的第一端子連接到鉛酸電池12的正極電池端子并且電容器25的第二端子連接到鉛酸電池12的負(fù)極電池端子。

另外，第二電容器26并聯(lián)電連接到輸入端子40和41并且作為輸入濾波器而起作用。第一MOSFET 22包括寄生二極管27并且第二MOSFET 24包括寄生二極管28。

在操作期間，光伏面板11或DC/DC轉(zhuǎn)換器13的輸出功率由充電控制系統(tǒng)14測量。充電控制系統(tǒng)14的控制信號根據(jù)光伏面板11的最大功率點、經(jīng)由MOSFET 22和24的斷開和閉合而調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器13的比。

連接到鋰電池6的電池端子和鉛酸電池12的電池端子的DC/DC轉(zhuǎn)換器17包括第一MOSFET 29、第二MOSFET 30和電感器31，其以星型連接而連接。鋰電池6的正極電池端子連接到電容器32的第一端子并且鋰電池6的負(fù)極電池端子連接到電容器32的第二端子。

另一方面，電容器25、26、32和33充當(dāng)用于使輸出電壓平滑的濾波器。

第一MOSFET 29包括寄生二極管34并且第二MOSFET 30包括寄生二極管35。保護(hù)MOSFET 21包括寄生二極管36并且負(fù)載開關(guān)20包括寄生二極管37。寄生二極管27、28、34、35、36和37還充當(dāng)關(guān)于對應(yīng)MOSFET 22、24、29、30、21和20的續(xù)流二極管。取代于MOSFET，也可以使用其它場效應(yīng)晶體管，比如例如IGBT、JFET或其它。

靠近混合存儲系統(tǒng)5的正輸出端子提供熔斷器38以保護(hù)混合存儲系統(tǒng)5的電路免受過載。接地電勢38連接到鉛酸電池12的負(fù)極端子、鋰電池6的負(fù)極端子以及DC/DC轉(zhuǎn)換器13的電容器25、第二MOSFET 24和第二電容器26的相應(yīng)端子。

根據(jù)本申請，不要求電池6、12處的分離開關(guān)。然而，鉛酸電池12和鋰電池6可以分別配備有開關(guān)，以用于連接和斷開鉛酸電池12和鋰電池6。

DC/DC轉(zhuǎn)換器13通過MOSFET 24和22的相應(yīng)柵電極處的控制信號來被控制并且DC/DC轉(zhuǎn)換器17通過MOSFET 29和30的相應(yīng)柵電極處的控制信號來被控制。DC/DC轉(zhuǎn)換器13和17可以通過在相應(yīng)晶體管的相應(yīng)基極或柵極處施加經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的脈沖而操作為充電脈沖生成器。

在充電模式中，充電脈沖可以用于為電池、鉛酸電池12和鋰電池6充電，并且在恢復(fù)模式中，它們可以用于鉛酸電池12的脫硫。關(guān)于充電，術(shù)語“脈沖寬度調(diào)制”（PWM）是指在半導(dǎo)體開關(guān)處施加的信號。所生成的充電或電壓脈沖將一般不采取矩形脈沖的形狀。這不同于例如用于經(jīng)由PWM驅(qū)動馬達(dá)的開關(guān)H橋的輸出。

在操作期間，鋰電池6的電壓由電壓監(jiān)視芯片18測量并且鉛酸電池12的電壓由充電控制系統(tǒng)14測量。充電控制系統(tǒng)14經(jīng)由去往MOSFET 22和24的控制信號而調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器13的電流。類似地，充電控制系統(tǒng)14經(jīng)由去往MOSFET 29和30的控制信號而調(diào)節(jié)通過DC/DC轉(zhuǎn)換器17的電流或功率。經(jīng)由增加通過DC/DC轉(zhuǎn)換器13和17的輸入電壓，光伏面板可以用于甚至在較弱日曬的時段中對電池12和6充電。

另外，充電控制系統(tǒng)14通過相應(yīng)控制信號來控制保護(hù)MOSFET 21和負(fù)載開關(guān)20的斷開和閉合。

現(xiàn)在關(guān)于以下的圖4和5更加詳細(xì)地解釋根據(jù)本申請的充電控制系統(tǒng)12的控制信號的生成。

圖4示出針對在不同條件下的12V鉛酸電池的電荷狀態(tài)曲線。最頂部的曲線示出針對以0.1C的充電速率對鉛酸電池充電所要求的外部電壓。該充電速率表示十小時的電池容量。在0.1C的充電速率下，鉛酸電池在大約90%的電荷狀態(tài)（SOC）處達(dá)到大約13.5V的充電結(jié)束電壓V_EOC，其由圓形符號指示。自上的第二曲線示出針對以0.025C的充電速率對鉛酸電池充電所要求的外部電壓。在該情況中，鉛酸電池在大約90%的電荷狀態(tài)處達(dá)到大約13V的充電結(jié)束電壓V_EOC，其由圓形符號指示。

自下方的第二曲線示出針對鉛酸電池的不同電荷狀態(tài)的開路電壓。通過菱形符號標(biāo)記大約12.5伏的最大開路電壓V_maxOC。最下方的曲線示出當(dāng)負(fù)載被選擇成使得鉛酸電池以大約0.2C的放電速率放電時由鉛酸電池遞送的電壓。在大約35%電池電荷的電荷狀態(tài)處，達(dá)到放電結(jié)束電壓。在放電結(jié)束處的鉛酸電池的電池端子之間的電壓V_EOD（其在大約11.2伏處）通過三角形符號標(biāo)記。

一般而言，在根據(jù)本申請的控制算法中使用以下電壓。

– V_Sys，其對應(yīng)于鉛酸電池12的電壓和DC/DC轉(zhuǎn)換器17的端子的第二集合處的電壓。根據(jù)本申請，關(guān)于哪個電池被充電或放電的決定取決于V_sys，并且作為選項，取決于電流。

– V_EOC，其指代充電結(jié)束電壓。在鋰電池中，該電壓（V_Li_EOC）可以對應(yīng)于大約100%的SOC。相比之下，鉛（Pb）電池中的充電結(jié)束電壓（V_Pb_EOC）對應(yīng)于85-90%的SOC。為了達(dá)到100%的SOC，鉛酸電池必須在已經(jīng)達(dá)到充電結(jié)束電壓之后進(jìn)一步充電。如圖4中所示，電壓V_Pb_EOC可以取決于充電速率。另外，其還取決于鉛酸電池的特性，諸如年齡和操作溫度。

– V_EOD，其指代放電結(jié)束電壓。在鋰電池中，該電壓（V_Li_EOD）對應(yīng)于SOC的某個低水平，而在鉛電池中，為了避免對電池的損壞，該電壓（V_Pb_EOD）將對應(yīng)于例如30-35%的SOC，如圖4中所示。電壓V_Pb_EOD還取決于放電電流、電池的年齡和電池溫度。其不對應(yīng)于控制存儲算法中的預(yù)確定的固定值。

在根據(jù)本申請的充電方法中，脈沖寬度調(diào)制（PWM）充電模式用于對鉛酸電池12充電。PWM充電模式提供用于鉛酸電池的高效充電模式。對于鉛酸電池12的PWM充電而言不需要的過剩能量被自動傳送到鋰的子系統(tǒng)9的鋰電池6。由此，來自光伏單元11的過剩電能用于對鋰電池6充電。

在根據(jù)本申請的放電方法中，控制鋰的子系統(tǒng)以將系統(tǒng)電壓V_sys維持在對應(yīng)于充滿電的鉛酸電池12的電壓的閾值電壓處。系統(tǒng)電壓V_sys在圖2中由箭頭指示并且在到鉛酸電池12的連接線之間被測量，所述連接線連接到鋰的子系統(tǒng)9的端子。

圖5示出在根據(jù)本申請的充電過程期間針對鉛酸電池和針對鋰電池的電壓和電荷狀態(tài)圖。在圖5和6中，由兩個電池的電荷狀態(tài)確定的系統(tǒng)狀態(tài)由字母A到E標(biāo)記。字母對應(yīng)于圖7的流程圖中的標(biāo)記。字母A-E還指代充電和放電階段。如圖6中所示，當(dāng)負(fù)載汲取比鋰電池6可以遞送的更多的功率時存在附加放電階段D-D'。在該情況中，也連接到負(fù)載的鉛酸電池將在系統(tǒng)電壓落至鉛酸電池12的充電結(jié)束電壓以下時同時放電。

在充電和放電過程期間，充電控制系統(tǒng)14基于系統(tǒng)電壓的時間相關(guān)性和/或供應(yīng)到電池6、12的電流來估計電池6、12的電荷狀態(tài)SOC_Pb和SOC_Li。

在第一充電階段A中，僅對鉛酸電池12充電。在圖5的示例中，鉛酸電池12處的電壓在放電結(jié)束電壓V_Pb_EOD處并且鋰電池6處的電壓在放電結(jié)束電壓V_Li_EOD處。

在第一充電階段期間，鉛酸電池12的電荷狀態(tài)增大。以規(guī)律時間間隔測量鉛酸電池12的端子處的系統(tǒng)電壓V_sys。一旦系統(tǒng)電壓V_sys達(dá)到鉛酸電池12的充電結(jié)束電壓V_Pb_EOC，第二充電階段就開始。在第二充電階段B中，為鉛酸電池和鋰電池二者充電。一旦鉛酸電池12的電荷狀態(tài)SOC_Pb達(dá)到近似100%，第三充電階段C就開始，其中利用電流為鋰電池6充電并且利用涓流充電將鉛酸電池12保持在相同的SOC處。這可以在電荷狀態(tài)圖中看到，所述電荷狀態(tài)圖示出鋰電池的電荷狀態(tài)的增大和針對鉛酸電池的恒定電荷狀態(tài)。

圖5還示出針對其中在放電過程的開始處電池6、12二者充滿電的情形的根據(jù)本申請的放電過程。在第一放電階段D中，僅使鋰電池6放電。在圖5的示例中，來自鋰電池6的放電電流近似恒定。一旦鋰電池6的電荷狀態(tài)達(dá)到下界，就在第二放電階段E中僅使鉛酸電池放電。

在圖5的示例中，達(dá)到SOC_Li的下界的時間由鋰電池處的電壓落至充電結(jié)束電壓V_Li_EOC的時刻確定。充電控制系統(tǒng)14在系統(tǒng)電壓V_sys達(dá)到放電結(jié)束電壓V_Pb_EOD時通過斷開負(fù)載開關(guān)12來從負(fù)載斷開鉛酸電池12。

圖6示出第二放電過程，其中，在放電階段D'中，負(fù)載汲取比鋰電池能夠遞送的更多的電流。在該情況中，鉛酸電池12的端子處的系統(tǒng)電壓V_sys落至鉛酸電池的最大開路電壓V_PB_max_OC以下，如圖6的最頂部圖中所示，并且鉛酸電池12與鋰電池6一起放電。放電階段D'和E類似于參照圖5描述的那些。

圖7示出放電和充電過程的流程圖，其指示充電控制系統(tǒng)14的操作原理。

在步驟50中，激活充電/放電控制，例如通過插入鉛酸電池12和鋰電池6。這可以牽涉附加步驟，諸如檢查電池的健康度和電池的正確連接。在判定步驟51中，判定是否有足夠的功率可用于對電池充電。在判定步驟52中，判定鉛酸電池12是否充滿電，例如通過測量系統(tǒng)電壓V_sys。如果鉛酸電池12被確定為充滿電，則在步驟53中，對鋰電池6充電并且鉛酸電池12被提供有涓流充電。如果在步驟52中確定鉛酸電池12尚未充滿電，則在判定步驟54中判定鉛酸電池12是否已經(jīng)達(dá)到充電結(jié)束電壓。

如果鉛酸電池12尚未達(dá)到充電結(jié)束電壓，則在步驟58中對其充電。另一方面，如果確定鉛酸電池已經(jīng)達(dá)到充電結(jié)束電壓，則以恒定電壓對鉛酸電池12充電而同時對鋰電池6充電。

在判定步驟51中，如果確定生成不超過消耗并且消耗大于零，則在判定步驟55中確定鋰電池6是否為空，其中“空”對應(yīng)于低SOC。如果確定鋰電池6為空，則在鉛酸電池12的電荷狀態(tài)SOC_Pb超過例如30-40%的下界時在步驟56中使鉛酸電池12放電。另一方面，如果在步驟55中確定鋰電池6不為空，則在步驟57中使鋰電池6放電。在步驟56的執(zhí)行期間，如果負(fù)載汲取比鋰電池6可以供應(yīng)的更多的電流，則鉛酸電池12的端子處的電壓落至充電結(jié)束電壓V_EOC_Pb以下并且還將使鉛酸電池12放電。

圖8和9示出混合存儲系統(tǒng)5的另外的實施例，其類似于圖1至3的實施例。根據(jù)圖8和9的實施例，電池6和12不形成混合存儲系統(tǒng)5的部分，而是插入到混合存儲系統(tǒng)5中。

根據(jù)圖8的一個實施例，電池6、12被提供有電壓傳感器和用于將電壓傳感器連接到混合存儲系統(tǒng)10'的連接?；旌洗鎯ο到y(tǒng)10'被提供有鉛酸電池電壓傳感器62和鋰電池電壓傳感器63。另外，可以提供輸入電壓傳感器64和供應(yīng)電流傳感器65。圖8中由開放圓圈所符號表示的傳感器可以以各種方式實現(xiàn)。例如，傳感器可以連接到兩個對應(yīng)電線或僅一個電線。電流傳感器還可以被提供為磁場傳感器。

圖9的實施例類似于圖8的實施例，但是與之前的實施例形成對照，混合存儲系統(tǒng)10''包括僅一個DC/DC轉(zhuǎn)換器17，其被提供用于鋰電池6的端子處的電壓的調(diào)節(jié)。取代于第二DC/DC轉(zhuǎn)換器13，提供輸入電流調(diào)節(jié)構(gòu)件13'，例如可控通/斷開關(guān)、可控脈沖寬度調(diào)制（PWM）、過電壓保護(hù)或其它。電流調(diào)節(jié)構(gòu)件可以通過控制線而連接到充電控制系統(tǒng)14，如圖9中所示。

圖10示出能量存儲設(shè)備100。能量存儲設(shè)備100包括多個混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c，多個光伏面板106a、106b和106c，鉛酸電池109和電阻負(fù)載112。

混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c并聯(lián)電連接到彼此?；旌洗鎯ο到y(tǒng)103a、103b和103c還連接到對應(yīng)光伏面板106a、106b和106c?；旌洗鎯ο到y(tǒng)103a、103b和103c還連接到一個鉛酸電池109和一個電阻負(fù)載112。

特別地，每一個混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c包括對應(yīng)單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a、116b和116c，對應(yīng)雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120a、120b和120c，對應(yīng)鋰電池124a、124b和124c，以及對應(yīng)負(fù)載開關(guān)128a、128b和128c。DC/DC轉(zhuǎn)換器還稱為DC到DC轉(zhuǎn)換器。

單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的一對輸出端子130-1a和130-2a連接到雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120a的一對第一端子134-1a和134-2a。雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120a的一對第二端子138-1a和138-2a分別連接到鋰電池124a的正端子和負(fù)端子。單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的一個輸出端子130-1a還連接到負(fù)載開關(guān)128a的第一端子140a。

單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的一對輸入端子144-1a和144-2a連接到光伏面板106a。負(fù)載開關(guān)128a的第二端子148a和單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的輸出端子130-2a連接到電阻負(fù)載112。單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的輸出端子130-1a和130-2a分別連接到鉛酸電池109的正端子和負(fù)端子。

類似地，單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116b的一對輸出端子130-1b和130-2b連接到雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120b的一對第一端子134-1b和134-2b。雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120b的一對第二端子138-1b和138-2b分別連接到鋰電池124b的正端子和負(fù)端子。單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116b的一個輸出端子130-1b還連接到負(fù)載開關(guān)128b的第一端子140b。

單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116b的一對輸入端子144-1b和144-2b連接到光伏面板106b。負(fù)載開關(guān)128b的第二端子148b和單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116b的輸出端子130-2b連接到電阻負(fù)載112。單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116b的輸出端子130-1b和130-2b分別連接到鉛酸電池109的正端子和負(fù)端子。

同樣地，單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的一對輸出端子130-1c和130-2c連接到雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120c的一對第一端子134-1c和134-2c。雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120c的一對第二端子138-1c和138-2c分別連接到鋰電池124c的正端子和負(fù)端子。單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的一個輸出端子130-1c還連接到負(fù)載開關(guān)128c的第一端子140c。

單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的一對輸入端子144-1c和144-2c連接到光伏面板106c。負(fù)載開關(guān)128c的第二端子148c和單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的輸出端子130-2c連接到電阻負(fù)載112。單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的輸出端子130-1c和130-2c分別連接到鉛酸電池109的正端子和負(fù)端子。

另外，負(fù)載開關(guān)128a的第二端子148a連接到負(fù)載開關(guān)128b的第二端子148b和負(fù)載開關(guān)128c的第二端子148c。

單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的輸出端子130-2a連接到單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116b的輸出端子130-2b和單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的輸出端子130-2c。

混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c之間的附加通信不是強(qiáng)制的。然而，所述通信可以使得能夠?qū)崿F(xiàn)另外的功能性，例如通過總計所有混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c中的所測量的放電電流而在電荷放電期間的電流補(bǔ)償。

所述通信還可以增加測量準(zhǔn)確性，諸如計算所測量的鉛酸電池電壓的平均值，而不是瞬時值。這對準(zhǔn)雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器操作狀態(tài)。

總的來說，混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c并聯(lián)電連接到一個公共鉛酸電池109。負(fù)載112經(jīng)由混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c間接連接到鉛酸電池109。

能量存儲設(shè)備100提供鉛酸電池109的“深度放電保護(hù)”的優(yōu)點。所述保護(hù)通過當(dāng)鉛酸電池電壓過低時斷開的負(fù)載開關(guān)128a、128b和128c實現(xiàn)。

能量存儲設(shè)備100還提供通過簡單地添加另外的混合存儲系統(tǒng)而允許增加鋰功率和鋰存儲容量的益處。

光伏面板106a、106b和106c不串聯(lián)連接。串聯(lián)連接將增加其輸出電壓，從而使光伏面板106a、106b和106c在安裝和維護(hù)期間更加難以處置。

能量存儲設(shè)備100具有僅一個鉛酸電池109。這避免不平衡的電流分布，所述不平衡的電流分布可能發(fā)生在若干鉛酸電池的布置中。不平衡的電流分布可能要求昂貴的電路和開關(guān)設(shè)計電路以用于管理電流分布。

圖11示出圖10的能量存儲設(shè)備100的變型。圖11示出三個混合存儲系統(tǒng)的另一布置，其中其負(fù)載連接到其鉛酸電池。

圖11示出能量存儲設(shè)備100'。能量存儲設(shè)備100'包括多個混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c、鉛酸電池109、負(fù)載112以及具有深度放電保護(hù)的逆變器150。深度放電保護(hù)在所連接的負(fù)載112內(nèi)實現(xiàn)。

混合存儲系統(tǒng)103a的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的一對輸入端子144-1a和144-2a連接到光伏面板106a。

混合存儲系統(tǒng)103a的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的輸出端子130-1a和130-2a分別連接到鉛酸電池109的正端子和負(fù)端子。

類似地，混合存儲系統(tǒng)103b的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116b的一對輸入端子144-1b和144-2b連接到光伏面板106b。

混合存儲系統(tǒng)103b的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116b的輸出端子130-1b和130-2b分別連接到鉛酸電池109的正端子和負(fù)端子。

同樣地，混合存儲系統(tǒng)103c的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的一對輸入端子144-1c和144-2c連接到光伏面板106c。

混合存儲系統(tǒng)103c的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的輸出端子130-1c和130-2c分別連接到鉛酸電池109的正端子和負(fù)端子。

鉛酸電池109的正端子和負(fù)端子還連接到具有深度放電保護(hù)的逆變器150，其連接到負(fù)載112。

一般而言，負(fù)載112可以包括深度放電保護(hù)，但是不一定包括逆變器。

圖12示出圖10的能量存儲設(shè)備100的另外的變型。圖12示出并聯(lián)電連接到電阻負(fù)載的三個混合存儲系統(tǒng)，而每一個混合存儲系統(tǒng)連接到分離的鉛酸電池。

圖12示出能量存儲設(shè)備100''。能量存儲設(shè)備100''和能量存儲設(shè)備100具有類似的部分。

能量存儲設(shè)備100''包括多個混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c、多個鉛酸電池109a、109b和109c和負(fù)載112。

混合存儲系統(tǒng)103a的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的輸出端子130-1a和130-2a分別連接到第一鉛酸電池109a的正端子和負(fù)端子。

類似地，混合存儲系統(tǒng)103b的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116b的輸出端子130-1b和130-2b分別連接到第二鉛酸電池109b的正端子和負(fù)端子。

混合存儲系統(tǒng)103c的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的輸出端子130-1c和130-2c分別連接到第三鉛酸電池109c的正端子和負(fù)端子。

能量存儲設(shè)備100''具有僅通過添加更多混合存儲系統(tǒng)而使得能夠?qū)崿F(xiàn)電存儲功率和額定存儲的容易增加的優(yōu)點。

能量存儲設(shè)備100''還在鉛酸電池故障或損壞的情況中提供冗余的鉛酸電池存儲。

能量存儲設(shè)備100''還具有允許鋰電池與鉛酸電池的比在添加附加的混合存儲系統(tǒng)時保持不變的益處。

能量存儲設(shè)備100''具有若干較小鉛酸電池109a、109b和109c，而不是一個大鉛酸電池。在長期使用之后，當(dāng)較小鉛酸電池109a、109b或109c變得有故障時，僅需要更換有故障的鉛酸電池，而不是更換整個一個大電池。

圖13示出圖10的能量存儲設(shè)備100的另一變型，其中其光伏面板串聯(lián)電連接。

圖13示出能量存儲設(shè)備100'''。能量存儲設(shè)備100'''包括多個混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c、多個光伏面板106a、106b和106c、鉛酸電池109和電阻負(fù)載112。

光伏面板106a、106b和106c串聯(lián)電連接。光伏面板106a的第一端子152-1a連接到混合存儲系統(tǒng)103a的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116a的輸入端子144-1a。光伏面板106a的第二端子152-2a連接到光伏面板106b的第一端子152-1b。光伏面板106b的第二端子152-2b連接到光伏面板106c的第一端子152-1c。光伏面板106c的第二端子152-2c連接到混合存儲系統(tǒng)103c的單路DC/DC轉(zhuǎn)換器116c的第二輸入端子144-2c。

混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c連接到一個鉛酸電池109和一個電阻負(fù)載112。

該能量存儲設(shè)備100'''具有減少用于連接光伏面板106a、106b和106c的電纜的優(yōu)點。光伏面板106a、106b和106c正常安裝在屋頂上而混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c正常安裝在地面水平上。能量存儲設(shè)備100'''的該布置要求兩條導(dǎo)線，而不是六條導(dǎo)線，以用于將光伏面板106a、106b和106c連接到混合存儲系統(tǒng)103a、103b和103c。

圖14示出具有主和從控制器的圖10的能量存儲設(shè)備100。

能量存儲設(shè)備100包括混合存儲系統(tǒng)103a、混合存儲系統(tǒng)103b和混合存儲系統(tǒng)103c。

混合存儲系統(tǒng)103a包括主控制器154a?；旌洗鎯ο到y(tǒng)103b包括第一從控制器154b而混合存儲系統(tǒng)103c包括第二從控制器154c。

主控制器154a經(jīng)由控制線156連接到第一從控制器154b和第二從控制器154c。

在使用中，主控制器154a、第一從控制器154b和第二從控制器154c分別管理鋰電池124a、124b和124c的電荷狀態(tài)。

主控制器154a經(jīng)由控制線156向第一從控制器154b和第二從控制器154c發(fā)送控制信號以用于同步鋰電池124a、124b和124c的電荷狀態(tài)的管理。

實際上，控制線156允許主控制器154a向第一從控制器154b和第二從控制器154c發(fā)送命令或控制信號。

第一從控制器154b和第二從控制器154c關(guān)于鋰電池124a、124b和124c的充電和放電遵循主控制器154a。

充電步驟和放電步驟可以通過時間延遲而分離以用于避免或防止充電或放電電流和電壓的振蕩。

詳細(xì)來說，主控制器154a測量鉛酸電池109的電荷狀態(tài)。主控制器154a然后起作用以激活或禁用雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120a以用于根據(jù)所測量的鉛酸電池109的電荷狀態(tài)來管理鋰電池124a的電荷狀態(tài)。

主控制器154a還向第一從控制器154b和第二從控制器154c傳輸控制信號。

第一從控制器154b從主控制器154a接收控制信號。第一從控制器154b然后起作用以激活或禁用雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120b以用于根據(jù)控制信號來管理鋰電池124b的電荷狀態(tài)。

類似地，第二從控制器154c從主控制器154a接收控制信號。第二從控制器154c然后用來激活或禁用雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120c以用于根據(jù)控制信號來管理鋰電池124c的電荷狀態(tài)。

圖15示出具有單獨控制器的圖10的能量存儲設(shè)備100。

能量存儲設(shè)備100包括混合存儲系統(tǒng)103a、混合存儲系統(tǒng)103b和混合存儲系統(tǒng)103c?；旌洗鎯ο到y(tǒng)103a包括第一控制器158a。混合存儲系統(tǒng)103b包括第二控制器158b而混合存儲系統(tǒng)103c包括第三控制器158c。

在使用中，第一控制器158a、第二控制器158b和第三控制器158c分別管理鋰電池124a、124b和124c的電荷狀態(tài)。

控制器158a、158b和158c一起測量鉛酸電池109的電荷狀態(tài)?？刂破?58a、158b和158c然后用于分別激活或禁用雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器120a、120b和120c以用于根據(jù)所測量的鉛酸電池109的電荷狀態(tài)來管理鋰電池124a、124b和124c的電荷狀態(tài)。

圖16示出圖15的單獨控制器158a、158b和158c的實施例。

圖16描繪了電流控制器158。電流控制器158包括鉛酸電池測量設(shè)備203、鋰電池測量設(shè)備206、DC到DC轉(zhuǎn)換器控制總線210和具有存儲器單元215的處理器214。

處理器214連接到鉛酸電池測量設(shè)備203、鋰電池測量設(shè)備206和DC到DC轉(zhuǎn)換器控制總線210。

鉛酸電池測量設(shè)備203包括鉛酸電池伏特計217和鉛酸電池安培計220。類似地，鋰電池測量設(shè)備206包括鋰電池伏特計224和鋰電池安培計227。

存儲器單元215，其存儲預(yù)確定的鉛酸電池電壓值和預(yù)確定的鋰電池電壓值。

在使用中，鉛酸電池測量設(shè)備203連接到鉛酸電池109。鉛酸電池伏特計217起作用以測量鉛酸電池109的電壓，而鉛酸電池安培計220用于測量鉛酸電池109的電流。

類似地，鋰電池測量設(shè)備206連接到鋰電池124。鋰電池伏特計224起作用以測量鋰電池124的電壓，而鋰電池安培計227用于測量鋰電池124的電流。

DC到DC轉(zhuǎn)換器控制總線210連接到具有可調(diào)電壓轉(zhuǎn)換比的雙路DC到DC轉(zhuǎn)換器120。

雙路DC到DC轉(zhuǎn)換器120將直流（DC）源從第一電壓水平轉(zhuǎn)換到第二電壓水平，其中經(jīng)轉(zhuǎn)換的第二電壓水平具有相對于第一電壓水平的可調(diào)電壓轉(zhuǎn)換比。該比由處理器214調(diào)節(jié)或控制。

在一個實現(xiàn)方式中，DC到DC轉(zhuǎn)換器控制總線210連接到圖3的充電控制系統(tǒng)14的MOSFET 29和30以用于調(diào)節(jié)從雙路DC到DC轉(zhuǎn)換器120到鋰電池124的電流或電功率。

處理器214起作用以從鉛酸電池伏特計217獲得鉛酸電池電壓測量并且從鉛酸電池安培計220獲得鉛酸電池電流測量。

處理器214還用于從鋰電池伏特計224獲得鋰電池電壓測量并且從鉛酸電池安培計220獲得鋰電池電流測量。

處理器214還起作用以從存儲器單元215獲得預(yù)確定的鉛酸電池電壓值和預(yù)確定的鋰電池電壓值。

處理器214被適配成從鉛酸電池電壓測量、從鉛酸電池電流測量、從鋰電池電壓測量和從鋰電池電流測量以及從預(yù)確定的鉛酸電池電壓值和從預(yù)確定的鋰電池電壓值產(chǎn)生設(shè)置電壓值。

處理器214稍后根據(jù)所述設(shè)置電壓值而生成控制信號并且隨后通過DC到DC轉(zhuǎn)換器控制總線210向雙路DC到DC轉(zhuǎn)換器120發(fā)送控制信號。控制信號起作用以調(diào)節(jié)雙路DC到DC轉(zhuǎn)換器120的輸出電流的大小和持續(xù)時間。在充電模式中，輸出電流起作用以對鋰電池124充電。

實際上，電壓轉(zhuǎn)換比的調(diào)節(jié)用于調(diào)節(jié)鉛酸電池109的充電或放電并且調(diào)節(jié)鋰電池124的充電或放電。

在一般含義上，電壓轉(zhuǎn)換比可以是指電壓下降轉(zhuǎn)換比或電壓上升轉(zhuǎn)換比。

圖17示出操作圖15的能量存儲設(shè)備100的方法的流程圖250，其中能量存儲設(shè)備100包括若干混合存儲系統(tǒng)103。每一個混合存儲系統(tǒng)103包括控制器158。

方法包括控制器158的多個鉛酸電池伏特計217單獨測量其對應(yīng)的鉛酸電池109的電壓以及控制器158的多個鉛酸電池安培計220單獨測量其對應(yīng)的鉛酸電池109的電流的步驟254。

在步驟258中，控制器158的處理器214稍后從其鋰電池伏特計224單獨獲得鋰電池電壓測量并且從其鉛酸電池安培計220單獨獲得鋰電池電流測量。

控制器158的多個鋰電池伏特計224然后單獨測量其鋰電池124的電壓。在步驟262中，控制器158的多個鋰電池安培計227還單獨測量其鋰電池124的電流。

在步驟266中，處理器214稍后從其鉛酸電池伏特計217單獨獲得鉛酸電池電壓測量并且從其鉛酸電池安培計220單獨獲得鉛酸電池電流測量。

在步驟270中，處理器214還從其存儲器單元215單獨獲得預(yù)確定的鉛酸電池電壓值和預(yù)確定的鋰電池電壓值。

在步驟274中，處理器214隨后單獨產(chǎn)生設(shè)置電壓值。每一個設(shè)置電壓值根據(jù)其所獲得的鉛酸電池電壓測量、其所獲得的鉛酸電池電流測量、其所獲得的鋰電池電壓測量以及其所獲得的鋰電池電流測量而產(chǎn)生。設(shè)置電壓值還根據(jù)預(yù)確定的鉛酸電池電壓值和預(yù)確定的鋰電池電壓值而產(chǎn)生。

在步驟280中，處理器214稍后根據(jù)其對應(yīng)的設(shè)置電壓值單獨生成控制信號并且隨后通過其對應(yīng)的DC到DC轉(zhuǎn)換器控制總線210向其對應(yīng)的雙路DC到DC轉(zhuǎn)換器120發(fā)送控制信號以用于調(diào)節(jié)雙路DC到DC轉(zhuǎn)換器120的多個電流的大小和持續(xù)時間。

以此方式，控制器158獨立起作用以用于控制鋰電池124和鉛酸電池109的充電和放電。

總的來說，方法的實施例還可以利用組織成項目列表的特征或要素的以下列表來描述。

在項目列表中公開的特征的相應(yīng)組合分別被視為獨立主題，其還可以與本申請的其它特征相組合。

1. 混合電池充電設(shè)備，包括

- 用于連接光伏面板的輸入端子，

- 用于連接鉛酸電池的第一電池連接，

- 用于連接高循環(huán)化學(xué)電池的第二電池連接，

- 雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第一集合與第二電池連接相連接，并且其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第二集合與第一電池連接相連接，

- 充電和放電控制系統(tǒng)，其經(jīng)由相應(yīng)控制線而連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器，

- 用于連接負(fù)載的輸出端子，其中到輸出端子的輸入得自第一電池連接。

2. 混合電池充電設(shè)備，還包括

- 控制設(shè)備，其連接到充電和放電控制系統(tǒng)，其中控制設(shè)備的輸入端子連接到輸入端子，并且其中控制設(shè)備的輸出端子連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端子。

3. 根據(jù)項目2的混合電池充電設(shè)備，其中控制設(shè)備包括脈沖寬度調(diào)制。

4. 根據(jù)項目2或項目3的混合電池充電設(shè)備，其中控制設(shè)備包括最大功率點追蹤器。

5. 根據(jù)項目2或項目3的混合電池充電設(shè)備，其中控制設(shè)備包括可控開關(guān)。

6. 根據(jù)項目2或項目3的混合電池充電設(shè)備，其中控制設(shè)備包括DC/DC轉(zhuǎn)換器。

7. 根據(jù)前述項目之一的混合電池充電設(shè)備，其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器包括降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器或另一轉(zhuǎn)換器拓?fù)洹?/p>

8. 根據(jù)前述項目之一的混合電池充電設(shè)備，其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器包括至少兩個半導(dǎo)體開關(guān)，其中晶體管的相應(yīng)輸入連接經(jīng)由相應(yīng)控制線而連接到充電控制系統(tǒng)。

9. 根據(jù)前述項目之一的混合電池充電設(shè)備，包括

- 用于連接第一電壓傳感器的第一電壓測量連接，第一電壓傳感器連接到鉛酸電池的端子并且第一電壓測量連接被連接到充電和放電控制系統(tǒng)，

- 用于連接第二電壓傳感器的第二電壓測量連接，第二電壓傳感器連接到高循環(huán)化學(xué)電池的端子并且第二電壓測量連接被連接到充電和放電控制系統(tǒng)。

10. 根據(jù)項目1或項目2的混合電池充電設(shè)備，包括用于高循環(huán)化學(xué)電池的分離的電池管理系統(tǒng)，所述分離的電池管理系統(tǒng)連接到充電和放電控制系統(tǒng)。

11. 具有根據(jù)前述項目之一的混合充電設(shè)備的混合存儲系統(tǒng)，還包括連接到第二電池連接的高循環(huán)化學(xué)電池。

12. 根據(jù)項目11的混合存儲系統(tǒng)，其中高循環(huán)化學(xué)電池包括鋰電池。

13. 根據(jù)項目11的混合存儲系統(tǒng)，還包括并聯(lián)連接到高循環(huán)化學(xué)電池的電容器。

14. 根據(jù)項目11至13之一的混合存儲系統(tǒng)，還包括鉛酸電池，所述鉛酸電池連接到第一電池連接。

15. 根據(jù)項目11至14之一的混合存儲系統(tǒng)，還包括

- 連接到第一電池的端子以及充電和放電控制系統(tǒng)的第一電壓傳感器，

- 連接到第二電壓電池的端子以及充電和放電控制系統(tǒng)的第二電壓傳感器。

16. 用于通過電功率源對混合存儲系統(tǒng)的鉛酸電池和高循環(huán)化學(xué)電池充電的方法，

- 在第一電池充電階段中對鉛酸電池充電直到鉛酸電池達(dá)到第一預(yù)確定的電荷狀態(tài)為止，

- 在加注/升壓/均等化階段中對鉛酸電池和高循環(huán)化學(xué)電池充電直到鉛酸電池達(dá)到第二預(yù)確定的電荷狀態(tài)為止，

- 在第三電池充電階段中對高循環(huán)化學(xué)電池充電，在所述第三電池充電階段期間向鉛酸電池的系統(tǒng)端子施加基本上恒定的系統(tǒng)電壓，并且將系統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)換、特別地上轉(zhuǎn)換成高循環(huán)化學(xué)電池的端子處的充電電壓。

17. 根據(jù)項目16的方法，均等化階段還包括在鉛酸電池處施加在預(yù)確定的較低電壓和預(yù)確定的較高電壓之間振蕩的電壓。

18. 根據(jù)項目16或項目17的用于對混合存儲系統(tǒng)充電的方法，還包括在均等化階段期間將鉛酸電池的端子處的均值電壓維持在鉛酸電池的充電結(jié)束電壓處。

19. 根據(jù)項目16至18之一的用于對混合存儲系統(tǒng)充電的方法，其中，在均等化階段期間，鉛酸電池的端子處的系統(tǒng)電壓被控制為恒定使得到鉛酸電池的充電電流減小并且其余充電功率被傳送至高循環(huán)化學(xué)電池。

20. 根據(jù)項目16至19之一的用于對混合存儲系統(tǒng)充電的方法，其中在第三電池充電階段中在高循環(huán)化學(xué)電池的充電期間施加到系統(tǒng)端子的基本上恒定的系統(tǒng)電壓等于鉛酸電池的最大開路電壓V_Pb_maxOC。

21. 根據(jù)項目16至20之一的用于對混合存儲系統(tǒng)充電的方法，其中用于開始均等化階段的決定和用于開始第三電池充電階段的決定取決于鉛酸電池的端子處的系統(tǒng)電壓而做出。

22. 用于使混合存儲系統(tǒng)的鉛酸電池和高循環(huán)化學(xué)電池放電的方法，方法包括

- 向負(fù)載供應(yīng)功率，這通過經(jīng)由鉛酸電池的系統(tǒng)端子使高循環(huán)化學(xué)電池放電并且維持系統(tǒng)端子處的電壓基本上等于鉛酸電池的最大開路電壓，直到高循環(huán)化學(xué)電池的輸出電壓達(dá)到高循環(huán)化學(xué)電池的放電結(jié)束電壓為止，

- 使鉛酸電池放電直到鉛酸電池的電壓達(dá)到鉛酸電池的放電結(jié)束電壓為止。

23. 根據(jù)項目22的方法，其中

使高循環(huán)化學(xué)電池放電和使鉛酸電池放電的步驟并行執(zhí)行。

24. 根據(jù)項目1至8之一的混合電池充電設(shè)備，其中充電和放電控制系統(tǒng)包括用于執(zhí)行根據(jù)項目16至23之一的方法的步驟的構(gòu)件。

實施例還可以利用另外的項目列表來描述。

1. 一種電池充電裝置，包括

至少兩個混合電池充電設(shè)備，每一個混合電池充電設(shè)備包括

- 用于連接光伏面板的輸入端子，

- 用于連接鉛酸電池的第一電池連接，

- 用于連接高循環(huán)化學(xué)電池的第二電池連接，

- 雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第一集合與第二電池連接相連接，并且其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第二集合與第一電池連接相連接，

- 充電和放電控制系統(tǒng)，其連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器，以及

- 用于連接負(fù)載的輸出端子，其中到輸出端子的輸入得自第一電池連接。

2. 根據(jù)項目1的電池充電裝置，其中

所述至少兩個混合電池充電設(shè)備的輸出端子并聯(lián)連接。

3. 根據(jù)項目1或2的電池充電裝置，其中

所述至少兩個混合電池充電設(shè)備的輸入端子串聯(lián)連接。

4. 根據(jù)以上提及的項目之一的電池充電裝置，還包括高循環(huán)化學(xué)電池。

5. 根據(jù)項目4的電池充電裝置，其中

高循環(huán)化學(xué)電池包括鋰電池。

6. 根據(jù)以上提及的項目之一的電池充電裝置，其中

每一個混合電池充電設(shè)備還包括

- 控制設(shè)備，其連接到充電和放電控制系統(tǒng)，其中控制設(shè)備的輸入端子連接到輸入端子，并且其中控制設(shè)備的輸出端子連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端子。

7. 根據(jù)項目6的電池充電裝置，其中

控制設(shè)備包括脈沖寬度調(diào)制。

8. 根據(jù)項目6或7的電池充電裝置，其中

控制設(shè)備包括最大功率點追蹤器。

9. 根據(jù)項目6至8之一的電池充電裝置，其中

控制設(shè)備包括可控開關(guān)。

10. 根據(jù)項目6至9之一的電池充電裝置，其中

控制設(shè)備包括DC/DC轉(zhuǎn)換器。

11. 根據(jù)以上提及的項目之一的電池充電裝置，其中

雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器包括降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器或另一轉(zhuǎn)換器拓?fù)洹?/p>

12. 根據(jù)以上提及的項目之一的電池充電裝置，其中

雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器包括至少兩個半導(dǎo)體開關(guān)，其中晶體管的相應(yīng)輸入連接被連接到充電控制系統(tǒng)。

13. 根據(jù)以上提及的項目之一的電池充電裝置，其中

混合電池充電設(shè)備包括

- 用于連接第一電壓傳感器的第一電壓測量連接，所述第一電壓傳感器連接到鉛酸電池的端子并且第一電壓測量連接被連接到充電和放電控制系統(tǒng)，

- 用于連接第二電壓傳感器的第二電壓測量連接，所述第二電壓傳感器連接到高循環(huán)化學(xué)電池的端子并且第二電壓測量連接被連接到充電和放電控制系統(tǒng)。

14. 根據(jù)以上提及的項目之一的電池充電裝置，其中

混合電池充電設(shè)備包括

- 用于高循環(huán)化學(xué)電池的分離的電池管理系統(tǒng)，所述分離的電池管理系統(tǒng)連接到充電和放電控制系統(tǒng)。

15. 根據(jù)項目14的電池充電裝置，其中

一個混合電池充電設(shè)備的一個電池管理系統(tǒng)被提供為主控制器并且另一混合電池充電設(shè)備的另一電池管理系統(tǒng)被提供為從控制器。

16. 一種存儲系統(tǒng)，包括

包括至少兩個混合電池充電設(shè)備的根據(jù)以上提及的項目之一的電池充電裝置，以及

連接到電池充電裝置的鉛酸電池。

17. 根據(jù)項目16的存儲系統(tǒng)，

其中混合電池充電設(shè)備包括高循環(huán)化學(xué)電池。

18. 根據(jù)項目17的存儲系統(tǒng)，其中高循環(huán)化學(xué)電池包括鋰電池。

19. 根據(jù)項目17或18的存儲系統(tǒng)，其中一個電容器并聯(lián)連接到高循環(huán)化學(xué)電池。

20. 根據(jù)項目16至19之一的存儲系統(tǒng)，其中

- 第一電壓傳感器連接到第一電池連接的端子以及混合電池充電設(shè)備的充電和放電控制系統(tǒng)，并且

- 第二電壓傳感器連接到第二電池連接的端子以及混合電池充電設(shè)備的充電和放電控制系統(tǒng)。

21. 一種電池充電裝置，包括

至少一個混合電池充電設(shè)備，所述混合電池充電設(shè)備包括

- 用于連接光伏面板的輸入端子，

- 用于連接鉛酸電池的第一電池連接，

- 用于連接高循環(huán)化學(xué)電池的第二電池連接，

- 具有可調(diào)電壓轉(zhuǎn)換比的雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第一集合與第二電池連接相連接，并且其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第二集合與第一電池連接相連接，

- 充電和放電控制系統(tǒng)，其連接到雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器（經(jīng)由相應(yīng)控制線），

- 用于連接負(fù)載的輸出端子，其中到輸出端子的輸入得自第一電池連接，

其中

充電和放電控制系統(tǒng)包括

- 用于提供鉛酸電池的至少一個電測量的第一設(shè)備，

- 用于提供高循環(huán)化學(xué)電池的至少一個電測量的第二設(shè)備，以及

- 被適配成根據(jù)所述至少一個鉛酸電池電測量和所述至少一個高循環(huán)化學(xué)電池電測量而調(diào)節(jié)雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換比的處理器。

22. 根據(jù)項目21的電池充電裝置，其中

第一設(shè)備包括電壓測量設(shè)備。

23. 根據(jù)項目21或22的電池充電裝置，其中

第一設(shè)備包括電流測量設(shè)備。

24. 根據(jù)項目21至23之一的電池充電裝置，其中

第二設(shè)備包括電壓測量設(shè)備。

25. 根據(jù)項目21至24之一的電池充電裝置，其中

第二設(shè)備包括電流測量設(shè)備。

26. 根據(jù)項目21至25之一的電池充電裝置，其中

（處理器包括預(yù)確定的電壓值）

處理器還被適配成根據(jù)預(yù)確定的電壓值來控制雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器。

27. 根據(jù)項目21至26之一的電池充電裝置，其中

所述至少一個混合電池充電設(shè)備包括至少兩個混合電池充電設(shè)備。

28. 根據(jù)項目27的電池充電裝置，其中

所述至少兩個混合電池充電設(shè)備（的輸出端子）并聯(lián)連接。

29. 根據(jù)項目27的電池充電裝置，其中

所述至少兩個混合電池充電設(shè)備（的輸入端子）串聯(lián)連接。

30. 一種混合存儲系統(tǒng)，包括

根據(jù)項目21至29之一的電池充電裝置，

其中電池充電裝置包括至少一個混合電池充電設(shè)備、連接到混合電池充電設(shè)備的第二電池連接的高循環(huán)化學(xué)電池。

31. 根據(jù)項目30的混合存儲系統(tǒng)，其中高循環(huán)化學(xué)電池包括鋰電池。

32. 根據(jù)項目30或31的混合存儲系統(tǒng)，還包括

并聯(lián)連接到高循環(huán)化學(xué)電池的電容器。

33. 根據(jù)項目32至34之一的混合存儲系統(tǒng)，還包括

鉛酸電池，所述鉛酸電池連接到混合電池充電設(shè)備的第一電池連接。

34. 一種操作電池充電裝置的方法，所述電池充電裝置包括至少一個混合電池充電設(shè)備，所述方法包括

測量鉛酸電池，

測量高循環(huán)化學(xué)電池，其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第一集合與高循環(huán)化學(xué)電池連接，并且其中雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子的第二集合與鉛酸電池連接，以及

根據(jù)鉛酸電池電測量和高循環(huán)化學(xué)電池電測量而調(diào)節(jié)雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換比。

35. 根據(jù)項目34的方法，其中

鉛酸電池的測量包括測量鉛酸電池的電壓。

36. 根據(jù)項目34或35的方法，其中

鉛酸電池的測量包括測量鉛酸電池的電流。

37. 根據(jù)項目34至36之一的方法，其中

鋰電池的測量包括測量鋰電池的電壓。

38. 根據(jù)項目34至37之一的方法，其中鋰電池的測量包括測量鋰電池的電流。

在上述描述中，已經(jīng)提供細(xì)節(jié)以描述本申請的實施例。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明顯的是，實施例可以在沒有這樣的細(xì)節(jié)的情況下被實踐。例如，存在用于實現(xiàn)混合存儲系統(tǒng)的組件的各種電路布置。這些電路布置可以具有附加組件或擁有與詳述實施例中所示的那些類似的功能的其它組件。例如，在實施例中，晶體管被示出為n型單極晶體管。然而，技術(shù)人員將認(rèn)識到，布置還可以利用p型晶體管實現(xiàn)。例如從反轉(zhuǎn)電池的極性、在不同位置處放置電壓傳感器等中可以出現(xiàn)其它修改。

參考標(biāo)記

5 混合存儲系統(tǒng)

6 鋰電池

7 電流方向

8 第一能量存儲子系統(tǒng)

9 第二能量存儲子系統(tǒng)

10 混合電池充電設(shè)備

11 光伏面板/模塊

12 鉛酸電池

13 DC/DC轉(zhuǎn)換器

14 充電控制系統(tǒng)

15 微控制器

16 傳感器

17 DC/DC轉(zhuǎn)換器

18 電壓監(jiān)視芯片

19 負(fù)載

20 負(fù)載開關(guān)

21 保護(hù)MOSFET

22 MOSFET

23 感應(yīng)性

24 MOSFET

25 電容器

26 電容器

27 二極管

28 二極管

29 MOSFET

30 MOSFET

31 MOSFET

32 電容器

33 電容器

34 二極管

35 二極管

36 二極管

37 二極管

38 接地電勢

39 TVS二極管

40 正輸入端子

41 負(fù)輸入端子

42 正輸出端子

43 負(fù)輸出端子

44 正輸入端子

45 負(fù)輸入端子

46 正輸出端子

47 負(fù)輸出端子

48 熔斷器

50 步驟

51 判定步驟

52 判定步驟

53 步驟

54 步驟

55 判定步驟

56 步驟

57 步驟

100 能量存儲設(shè)備

103a 混合存儲系統(tǒng)

103b 混合存儲系統(tǒng)

103c 混合存儲系統(tǒng)

106a 光伏面板

106b 光伏面板

106c 光伏面板

109 鉛酸電池

109a 鉛酸電池

109b 鉛酸電池

109c 鉛酸電池

112 電阻負(fù)載

116a 單路DC/DC轉(zhuǎn)換器

116b 單路DC/DC轉(zhuǎn)換器

116c 單路DC/DC轉(zhuǎn)換器

120 雙路DC到DC轉(zhuǎn)換器

120a 雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器

120b 雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器

120c 雙路DC/DC轉(zhuǎn)換器

124 鋰電池

124a 鋰電池

124b 鋰電池

124c 鋰電池

128a 負(fù)載開關(guān)

128b 負(fù)載開關(guān)

128c 負(fù)載開關(guān)

130-1a 輸出端子

130-2a 輸出端子

130-1b 輸出端子

130-2b 輸出端子

130-1c 輸出端子

130-2c 輸出端子

134-1a 第一端子

134-2a 第一端子

134-1b 第一端子

134-2b 第一端子

134-1c 第一端子

134-2c 第一端子

138-1a 第二端子

138-2a 第二端子

138-1b 第二端子

138-2b 第二端子

138-1c 第二端子

138-2c 第二端子

140a 第一端子

140b 第一端子

140c 第一端子

144-1a 輸入端子

144-2a 輸入端子

144-1b 輸入端子

144-2b 輸入端子

144-1c 輸入端子

144-2c 輸入端子

148a 第二端子

148b 第二端子

148c 第二端子

150 逆變器

152-1a 第一端子

152-2a 第二端子

152-1b 第一端子

152-2b 第二端子

152-1c 第一端子

152-2c 第二端子

154a 控制器

154b 控制器

154c 控制器

156 控制線

158 控制器

158a 控制器

158b 控制器

158c 控制器

203 鉛酸電池測量設(shè)備

206 鋰電池測量設(shè)備

210 DC到DC轉(zhuǎn)換器控制總線

214 處理器

215 存儲器單元

217 鉛酸電池伏特計

220 鉛酸電池安培計

224 鋰電池伏特計

227 鋰電池安培計

250 流程圖

254 步驟

258 步驟

262 步驟

266 步驟

270 步驟

274 步驟

280 步驟