电池荷电状态补偿的制作方法

航空航天装置制造技术1.本主题一般涉及电力系统的电池的荷电状态补偿器，例如混合电动航空推进系统的电池系统。背景技术：2.某些飞行器利用电力来驱动或补充飞行器的推进设备、各种飞行器负载或两者。飞行器包括多个电池来提供这种电力，或补充这种电力，这并不罕见。在操作期间，由于不均匀充电、电池的年龄、电池的使用等原因，各种电池的荷电状态不同，这也并不罕见。3.电池荷电状态的不均匀可能导致系统性能的损失。减少电池之间荷电状态不均匀的系统和/或方法将是有用的。技术实现要素：4.本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或从描述中明显看出，或通过本发明的实践得知。5.在本公开的一个示例性实施例中，提供了电力源。该电力源包括：电池，该电池限定了荷电状态；转换器，该转换器与电池电连通；以及控制器，该控制器与转换器可操作的连通，控制器包括：补偿触发电路，该补偿触发电路被构造为基于电池的电力输出来提供补偿触发值；动态下垂控制电路，该动态下垂控制电路被构造为接收补偿触发值，并将动态下垂控制电路的输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值，其中，下输出下垂测量值基于电池的荷电状态。6.本发明的这些和其他特征、方面和优点将通过参考以下描述和所附权利要求得到更好的理解。结合入并构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。附图说明7.本说明书参考附图阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：8.图1是根据本公开内容的各种示例性实施例的飞行器的俯视图。9.图2是根据本公开内容的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图，该燃气涡轮发动机可安装在图1的示例性飞行器上。10.图3是根据本公开内容的示例性实施例的电风扇组件的示意性横截面图，该电风扇组件可安装在图1的示例性飞行器上。11.图4是包括根据本公开内容的另一个示例性实施例的推进系统的飞行器的俯视图。12.图5是根据本公开内容的示例性实施例的电源的特写图。13.图6是根据本公开内容的示例性实施例的电源的示意图。14.图7是图6的电源的第一控制器的特写示意图。15.图8是根据本公开内容的示例性实施例的查找表。16.图9是操作电力源的方法的流程图。具体实施方式17.现在将详细参考本发明的现有实施例，附图中图示了其中的一个或多个示例。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。在附图和描述中，相似或类似的标号被用来指代本发明的相似或类似部分。18.正如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以区分一个部件和另一个部件，而不是为了表示各个部件的位置或重要性。19.单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数，除非上下文有明确规定。20.本文在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言被应用于修饰可以允许变化而不导致与之相关的基本功能改变的任何定量表示。因此，由一个或多个术语，如“约”、“近似”和“基本上”，所修饰的值并不限于指定的精确值。至少在某些情况下，近似的语言可以对应于测量值的仪器的精度，或构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似的语言可以指在单个值、值的范围和/或限定值的范围的端点的1、2、4、5、10、15或20％的余量内。在这里以及整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，这种范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。21.如本文所用，术语“处理器”和“计算机”以及相关术语，例如“处理装置”、“计算装置”和“控制器”，并不限于本领域中称为计算机的那些集成电路，而是进一步泛指一个或多个处理装置，包括微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(plc)、特定应用集成电路和其他可编程电路中的一个或多个，而且这些术语在本文中可互换使用。在本文所述的实施例中，计算机或控制器可额外包括存储器。该存储器可以包括但不限于计算机可读介质，如随机存取存储器(ram)，计算机可读非易失性介质，如闪存。替代地，也可以使用软盘、光盘‑‑只读存储器(cd-rom)、磁光盘(mod)和/或数字多功能光盘(dvd)。另外，在本文所述的实施例中，计算机或控制器可以包括一个或多个输入通道和/或一个或多个输出通道。输入通道可以是，但不限于，与操作界面相关的计算机外围设备，如鼠标和键盘，或传感器，如与发动机(如燃气涡轮发动机)相关的发动机传感器，用于确定发动机的操作参数。此外，在示例性的实施例中，输出通道可以包括，但不限于，操作界面显示器。此外，存储器可以储存软件或其他指令，这些指令由控制器或处理器执行时，允许控制器执行某些操作或功能。术语“软件”可包括储存在存储器中的任何计算机程序，或可由存储器访问的任何计算机程序，以便由例如控制器、处理器、客户端和服务器执行。22.现在参考附图，其中相同的数字在整个图中表示相同的元件，图1提供了示例性飞行器10的俯视图，该飞行器10可以包含本公开的各种实施例。如图1所示，飞行器10限定了延伸穿过飞行器10的纵向中心线14，横向方向l，前端16，和后端18。此外，飞行器10包括机身12，机身12从飞行器10的前端16纵向延伸到飞行器10的后端18，以及包括左舷和右舷的机翼组件。更具体地说，机翼组件的左舷是第一、左舷机翼20，而机翼组件的右舷是第二、右舷机翼22。第一机翼20和第二机翼22各自相对于纵向中心线14横向向外延伸。第一机翼20和机身12的一部分共同限定了飞行器10的第一侧24，而第二机翼22和机身12的另一部分共同限定了飞行器10的第二侧26。对于所描述的实施例，飞行器10的第一侧24被构造为飞行器10的左舷，而飞行器10的第二侧26被构造为飞行器10的右舷。23.所描述的示例性实施例的每个机翼20、22包括一个或多个前缘襟翼28和一个或多个后缘襟翼30。飞行器10进一步包括垂直稳定器32，其有用于偏航控制的方向舵襟翼(未显示)，以及一对水平稳定器34，每个都有用于桨距控制的升降襟翼36。机身12另外还包括外表面或皮肤38。然而，应该理解的是，在本公开的其他示例性实施例中，飞行器10可以另外或替代地包括任何其他合适的构造。例如，在其他实施例中，飞行器10可以包括任何其他构造的稳定器。24.现在还参考图2和图3，图1的示例性飞行器10还包括推进系统50，其有第一推进器组件52和第二推进器组件54。图2提供了第一推进器组件52的示意性横截面图，并且图3提供了第二推进器组件54的示意性横截面图。如图所示，第一推进器组件52和第二推进器组件54中的每一个都被构造为翼下安装的推进器组件。25.特别参照图1和图2，第一推进器组件52被安装或构造为安装在飞行器10的第一侧24上，或更具体地说，安装在飞行器10的第一机翼20上。第一推进器组件52一般包括涡轮机102和主风扇(参照图2简单称为“风扇104”)。更具体地说，对于所描述的实施例，第一推进器组件52被构造为涡轮风扇发动机100(即，涡轮机102和风扇104被构造为涡轮风扇100的一部分)。26.如图2所示，涡轮风扇100限定了轴向a1(平行于被提供用于参考的纵向中心线101延伸)和径向方向r1。如前所述，涡轮风扇100包括风扇104和布置在风扇104下游的涡轮机102。27.所描述的示例性涡轮机102通常包括基本上为管状的外壳106，该外壳106限定了环形入口108。外罩106以串行流动关系包住压缩机区段，包括增压或低压(lp)压缩机110和高压(hp)压缩机112；燃烧区段114；涡轮区段，包括第一、低压(lp)涡轮118和第二、高压(hp)涡轮116；和喷射排气喷嘴区段120。28.涡轮风扇100的示例性涡轮机102还包括一个或多个轴，一个或多个轴可与涡轮区段的至少一部分一起旋转，对于所描述的实施例，一个或多个轴可与压缩机区段的至少一部分一起旋转。更特别的是，对于所描述的实施例，涡轮风扇100包括高压(hp)轴或线轴122，其将高压涡轮116驱动地连接到高压压缩机112。此外，示例性涡轮风扇100包括低压(lp)轴或线轴124，其将低压涡轮118驱动地连接到低压压缩机110。29.此外，所描述的示例性风扇104被构造为可变桨距风扇，其具有以间隔开的方式联接到盘130的多个风扇叶片128。正如可以理解的那样，风扇104包括风扇叶片128的总数量(即，计数)并限定了风扇直径126。风扇直径126指的是两倍于风扇叶片128的半径的测量值，风扇叶片128的半径是指沿径向方向r1从风扇叶片128的尖端到纵向中心线轴线101的测量值。30.风扇叶片128大致沿径向方向r1从盘130向外延伸。每个风扇叶片128可相对于盘130围绕相应的桨距轴p1旋转，这是因为风扇叶片128可操作地联接到适当的致动构件132，该致动构件132被构造为共同改变风扇叶片128的桨距。风扇104机械地联接到低压轴124，从而风扇104由第一、低压涡轮118机械地驱动。更特别的是，风扇104，包括风扇叶片128、盘130和致动构件132，通过动力齿轮箱134机械地联接到lp轴124，并可通过lp轴124穿过动力齿轮箱134围绕纵向轴线101旋转。动力齿轮箱134包括多个齿轮，用于将lp轴124的旋转速度降至更有效的风扇旋转速度。因此，风扇104由涡轮机102的lp系统(包括lp涡轮118)提供动力。31.仍然参照图2的示例性实施例，盘130被可旋转的前轮毂136覆盖，该前轮毂136具有空气动力学的外形，以促进气流通过多个风扇叶片128。此外，涡轮风扇100还包括环形的风扇壳体或外机舱138，它周向地环绕着风扇104和/或涡轮机102的至少一部分。因此，所描述的示例性涡轮风扇100可被称为“管道式”涡轮风扇发动机。此外，机舱138被多个周向间隔开的出口导向轮叶140相对于涡轮机102支撑。机舱138的下游区段142延伸到涡轮机102的外部，以便在其间限定旁路气流通道144。32.仍然参照图2，推进系统50还包括电机，对于所描述的实施例，该电机被构造为发电机56。在所描述的实施例中，发电机56被定位在涡轮风扇发动机100的涡轮机102内，并与涡轮风扇发动机100的一个轴进行机械连通。更具体地说，对于所描述的实施例，发电机由第一、低压涡轮118通过低压轴124驱动。发电机56被构造为将低压轴124的机械动力转换为电力。因此，发电机56也由涡轮机102的低压系统(包括低压涡轮118)提供动力。33.然而，应该理解的是，在其他示例性实施例中，发电机56可以代替地定位在涡轮机102内的任何其他合适的位置或其他地方，并且可以，例如，以任何其他合适的方式被提供动力。例如，在其他实施例中，发电机56可以与涡轮区段内的低压轴124同轴安装，或者可以与低压轴124偏移，并通过合适的齿轮组被驱动。此外，或替代地，在其他示例性实施例中，发电机56可以由高压系统提供动力，即通过高压轴122由高压涡轮116提供动力，或者经由双驱动系统由低压系统(例如，低压轴124)和高压系统(例如，高压轴122)两者提供动力。34.应该进一步理解的是，图2中描述的示例性涡轮风扇发动机100在其他示例性实施例中可以有任何其他合适的构造。例如，在其他示例性实施例中，风扇104可以不是可变桨距风扇，而且进一步，在其他示例性实施例中，lp轴124可以直接机械地联接到风扇104(即，涡轮风扇发动机100可以不包括齿轮箱134)。此外，应该理解的是，在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机100可以代替构造为任何其他合适的飞行器发动机，包括机械地联接到主风扇的涡轮机。例如，在其他实施例中，涡轮风扇发动机100可以代替被构造为涡轮螺旋桨发动机(即，主风扇可以构造为螺旋桨)、非管道式涡轮风扇发动机(即，燃气涡轮发动机可以不包括外机舱138)，等等。35.仍然参照图1和图2，所描述的推进系统50还包括电力总线58，以允许发电机56与推进系统50和/或飞行器10的一个或多个其他部件电连通。对于所描述的实施例，电力总线58包括连接到发电机56的一个或多个电线60，并且对于所描述的实施例，一个或多个电线60延伸通过一个或多个出口导向轮叶140。此外，所描述的推进系统50进一步包括一个或多个能量储存装置55(如一个或多个电池或其他电能储存装置)，该能量储存装置55与电力总线58电连接，用于例如向电风扇组件54提供电力和/或从发电机56接收电力。在某些示例性的实施例中，一个或多个能量储存装置55可以靠近电风扇组件54定位，以达到重量分布的目的。包括一个或多个能量储存装置55可以提供性能增益，并且可以在例如瞬时操作期间增加推进系统50的推进能力。更具体地说，包括一个或多个能量储存装置55的推进系统50可以更迅速地响应速度变化需求。36.现在特别参考图1和图3，示例性推进系统50还包括第二推进器组件54，第二推进器组件54被定位在或被构造为定位在与第一推进器组件52(包括例如涡轮机和主风扇)间隔开的位置。更具体地说，对于所描述的实施例，第二推进器组件54被安装在沿横向方向l远离第一推进器组件52的位置，这样它们沿横向方向l摄入不同的气流。然而，在其他实施例中，第一推进器组件52和第二推进器组件54可以各自使用共用的支架安装到飞行器10上。然而，通过这样的构造，第一推进器组件52和第二推进器组件54仍然可以以例如沿横向方向l彼此间隔开的方式被定位在支架上，以便它们沿横向方向l摄入不同的气流。37.仍然参照图1和图3的示例性实施例，第二推进器组件54安装在飞行器10的第二侧26上，或者说安装在飞行器10的第二机翼22上。特别参考图3，第二推进器组件54一般被构造为电风扇组件，其包括电风扇200。电风扇200限定了沿纵向中心线轴线202延伸的轴向方向a2，纵向中心线轴线202延伸穿过其中用于参考，以及径向方向r2。此外，电风扇200一般包括风扇204和电机，对于所描述的实施例，该电机被构造为电动机206。对于所描述的实施例，风扇204可围绕中心线轴线202旋转。38.风扇204包括多个风扇叶片208和风扇轴210。多个风扇叶片208附接到风扇轴210/可与风扇轴210一起旋转，并大致沿电风扇200(未显示)的周向方向间隔开。更具体地说，电风扇200的风扇204一般包括风扇叶片208的总数量，并限定了风扇直径211。风扇直径211指的是两倍于风扇叶片208的半径的测量值，风扇叶片208的半径是指沿径向方向r2从风扇叶片208的尖端到纵向中心线轴线22的测量值。39.在某些示例性实施例中，多个风扇叶片208可以以固定方式附接到风扇轴210上，或者可替代地，多个风扇叶片208可以相对于风扇轴210旋转，例如在所描述的实施例中。例如，多个风扇叶片208各自限定了相应的桨距轴p2，并且对于所描述的实施例，附接到风扇轴210上，以便多个风扇叶片208中的每个的桨距可以例如通过桨距改变机构211被一致地改变。改变多个风扇叶片208的桨距可以提高第二推进器组件54的效率和/或可以允许第二推进器组件54实现所需的推力轮廓(profile)。通过这样示例性实施例，风扇204可以被称为可变桨距风扇。40.此外，对于所描述的实施例，所描述的电风扇200还包括风扇壳体或外机舱212，其通过一个或多个支柱或出口导向轮叶216被附接到电风扇200的核心214。对于所描述的实施例，外机舱212基本上完全包围了风扇204，特别是多个风扇叶片208。因此，对于所描述的实施例，电风扇200可以被称为管道式电风扇。41.仍然特别参考图3，风扇轴210与核心214内的电动机206机械地联接，这样，电动机206通过风扇轴210驱动风扇204。对于所描述的实施例，电动机206被构造为变速电动机，这样，不管向其提供的电力量，电动机206可以以各种旋转速度驱动风扇204。此外，对于所描述的实施例，电风扇200还包括齿轮箱215，其允许风扇轴210的旋转速度相对于电动机206的旋转速度进一步增加或减少。因此，对于所描述的实施例，电动机206进一步穿过齿轮箱215并通过风扇轴210而驱动风扇204。42.风扇轴210由一个或多个轴承218支撑，例如一个或多个辊轴承、球轴承或任何其他合适的轴承。此外，电动机206可以是内转子电动机(即，包括径向位于定子内侧的转子)，或者也可以是外转子电动机(即，包括径向位于转子内侧的定子)。如上简要所述，推进系统50的发电机56与电风扇200电连通，以便为电风扇200供电。更特别的是，电风扇200的电动机206与电力总线58电连通，对于所描述的实施例，电力总线58包括电连接到电动机206的一个或多个电线60。因此，电动机206更特别地通过电力总线58的一个或多个电线60与电力总线58电连通，并且电力总线58可以向电动机206输送电力以驱动电动机206，并接着驱动风扇204。43.再次简要地参考图1，所描述的推进系统50，或者说，所描述的电力总线58，还包括电控制器62。所描述的示例性发电机56通过电力总线58的电控制器62与电风扇200电连通。电控制器62可以可操作地连接到飞行器的一个或多个附加控制器，以控制提供给电风扇组件的电力量。44.此外，应该理解的是，在某些示例性实施例中，电风扇200的风扇204可以与涡轮风扇发动机100的风扇104不同。更具体地说，涡轮风扇发动机100的风扇104的风扇直径126或风扇叶片128的总数量中的至少一个可以与电风扇组件的电风扇200的风扇204的风扇直径211或风扇叶片208的总数量不同。此外，或可替代地，在其他示例性实施例中，在额定速度下操作相应风扇期间，涡轮风扇发动机的风扇104可以限定与电风扇200的风扇204的风扇压力比不同的风扇压力比。如本文所用，术语“风扇压力比”是指紧靠风扇下游的空气压力与紧靠相应风扇上游的空气压力的比。此外，在此使用的术语“额定速度”，关于电风扇200和涡轮风扇发动机100，指的是电风扇200和涡轮风扇发动机100在正常操作时可以达到的最大转速。例如，电风扇200和涡轮风扇发动机100在最大负载操作期间，例如在起飞操作期间，可以以它们相应的额定速度进行操作。45.鉴于第一推进器组件被构造为安装在飞行器的第一侧的涡轮风扇发动机，并且第二推进器组件被构造为安装在飞行器的第二侧的电驱动风扇，根据上述一个或多个实施例的推进系统可被称为气-电，或混合推进系统。这样的构造可允许单个相对较大的发动机为两个或更多个推进器(可构造为例如风扇、螺旋桨等)提供动力。因此，根据本公开内容的一个或多个实施例的推进系统可以允许包含相对较大的发动机，这接着又可以允许发动机具有提高的效率(与相对较小的发动机相比)。46.然而，应该理解的是，在其他实施例中，电风扇组件可以包括具有任何其他合适构造的电风扇200。例如，在其他实施例中，电风扇200可以构造为没有外机舱212(即，构造为非管道式电风扇)。因此，应该理解的是，在某些示例性实施例中，电风扇组件可以包括非管道式电风扇。47.此外，在其他实施例中，该示例性推进系统可以以任何其他合适的方式集成到飞行器10中。例如，现在参考图4，描述了根据本公开内容的另一个示例性实施例的飞行器10和推进系统50。图4的示例性飞行器10和推进系统50可以以与图1至图3的示例性飞行器10和推进系统50基本上相同的方式构造，因此，相同或类似的数字可以指相同或类似的部分。48.例如，图4的示例性飞行器10一般包括机身12和机翼组件，该机翼组件包括左舷机翼20和右舷机翼22。此外，推进系统50包括第一推进系统52，第一推进系统52包括涡轮机和风扇，涡轮机和风扇例如被构造为涡轮风扇发动机的一部分。推进系统50还包括由涡轮机机械地驱动的发电机56(见图2)。此外，推进系统50包括第二推进组件54，第二推进组件54是电风扇组件。发电机56与电风扇组件电连接，用于为电风扇组件供电。49.然而，值得注意的是，对于图4的实施例，电风扇组件包括多个电风扇200。更具体地说，图4的电风扇组件包括安装在飞行器10的左舷机翼20上的第一电风扇200a，其相对于涡轮风扇发动机100位于机身12的横向外侧。图4的电风扇组件进一步包括安装在右舷侧翼22上的第二电风扇200b和同样安装在右舷侧翼22上的第三电风扇200c。第二电风扇200b和第三电风扇200c沿飞行器10的横向方向l间隔开。因此，对于图4的示例性实施例，电风扇组件包括多个电风扇200，多个电风扇200包括至少两个电风扇200，并且更具体地说，对于所描绘的实施例，包括至少三个电风扇200。然而，值得注意的是，在其他示例性实施例中，电风扇组件可以包括任何其他合适数量的电风扇200。例如，在其他示例性实施例中，电风扇组件可以包括两个电风扇200，四个电风扇200，或任何其他合适数量的电风扇200。此外，多个电风扇200可以以任何其他合适的方式布置，并在任何合适的位置附接到飞行器10(包括尾部安装构造)。50.此外，对于所描述的实施例，多个电风扇200可以至少部分地由电源供电。该电源包括多个电池55，多个电池55与图4中描述的电力总线58电连通，并进一步与第一推进器52的发电机56(未显示)电连通。可以提供发电机56为电池供电/充电，通过电力总线58直接向一个或多个电风扇200提供电力，或两者。此外，电源包括多个控制器62。51.现在参考图5，提供根据本公开的示例性实施例的电源300的特写图。例如，在某些示例性实施例中，图5的电源300可以以类似于上面参照图4描述的电源300的方式构造。52.如图所示，电源300包括电池302和电力调节器304，电力调节器304包括与电池302电连通的转换器306和与转换器306可操作连通的控制器308。更具体地说，对于所示的实施例，电源300包括多个电池302和对应的多个电力调节器304。更具体地说，还是对于所示的实施例，电池302是第一电池302a，并且电力调节器304是第一电力调节器304a(这样，转换器306是第一转换器306a，并且控制器308是第一控制器308a)。进一步对于所描述的实施例，电源300进一步包括第二电池302b和第二电力调节器304b，该第二电力调节器304b具有与第二电池302b电连通的第二转换器306b和与第二转换器306b可操作连通的第二控制器308b。53.对于所示的实施例，第一电池302a和第一电力调节器304a与电力总线310(类似于总线58)电连通，并且同样地，第二电池302b和第二电力调节器304b也与电力总线310电连通。以这种方式，第一电池302a和第二电池302b可以通过电力总线310向负载312提供电力，可以从电力总线310接收电力，为第一电池302a和第二电池302b充电，或两者。54.在某些示例性实施例中，负载312可以是电动或混合电动推进器(例如在上面参照图1至图4描述的实施例中)，可以是飞行器系统负载，等等。55.可以理解的是，虽然在图5中描述了单个负载312，但在其他示例性实施例中，电源300可以向任何合适数量和类型的负载提供电力。例如，电源300可以被构造为向图1中描述的第二推进器组件54、图4中描述的多个电风扇200等提供电力。56.以这种方式，可以理解的是，电池302可以是相对强大的电池302，能够向负载312(或多个负载312)提供相对大量的电力。例如，在某些示例性实施例中，每个电池302可以限定至少200伏(v)的最大电力输出。或者，在其他实施例中，每个电池302可以限定至少250伏、至少300伏、至少400伏、至少500伏、并达到例如5000伏的最大电力输出。每个电池302可以限定基本上相同的最大电力输出57.然而，值得注意的是，多个电池302中的每一个，更具体地说，第一电池302a和第二电池302b可以限定不同的荷电状态(即，电池的荷电水平)。例如，第一电池302a可以限定第一荷电状态，第一荷电状态与第二电池302b限定的第二荷电状态不同。当限定不同荷电状态的两个电池电连接到负载312时，具有较低荷电状态的电池302可能拉出较高的电流，因此可能比具有较高荷电状态的电池302更快地消耗。一般来说，期望的是维持电池302具有基本上相同的荷电状态，以确保所需的系统性能。在推进系统中尤其如此，例如在航空推进系统中。58.现在参考图6，描绘了根据本公开内容的示例性实施例的电源300的示意图，该电源300具有用于使多个电池302的荷电状态标准化的一个或多个特征。在某些实施例中，图6中描绘的电源300可以类似于上面参考图5等描述的示例性电源300。例如，图6的电源300一般包括第一电池302a和第二电池302b，以及第一电力调节器304a和第二电力调节器304b。对于所示的实施例，第一电池302a和第二电池302b以并行的电连通布置与负载312电连通。59.第一电力调节器304a一般包括与第一电池302a电连通的第一转换器306a和与第一转换器306a可操作连通的第一控制器308a。同样，第二电力调节器304b一般包括与第二电池302b电连通的第二转换器306b和与第二转换器306b可操作连通的第二控制器308b。第一控制器308a被构造为指示第一转换器306a修改从第一电池302a提供给负载312的电力，其方式是利用第二电池302b的荷电状态使第一电池302a的荷电状态标准化。同样地，第二控制器308b被构造为指示第二转换器306b修改从第二电池302b提供给负载312的电力，其方式是利用第一电池302a的荷电状态使第二电池302b的荷电状态标准化。60.例如，正如下文将详细解释的那样，控制器308a、308b各自被构造为，在至少某些情况下，从具有比具有较低荷电状态的电池302更高荷电状态的电池302提取更多的电力。这一概念在此被称为动态下垂控制。下垂控制系统可以通过在下垂控制电路中施加下垂电阻来控制电池的电力输出，以在电池的荷电状态范围内提供更一致的电力输出。本公开内容进一步在某些情况下动态地控制下垂电阻(例如，低于高电力要求的情况)，以使多个电池的荷电状态标准化。61.值得注意的是，在所示的实施例中，第一控制器308a和第二控制器308b是彼此通信隔离的。以这种方式，可以理解的是，第一电池302a在第二电池302b中的荷电状态的标准化是在第一控制器308a和第二控制器308b和/或第一转换器306a和第二转换器306b之间不连通的情况下完成的，而是基于本地感测的量。如本文所使用的，关于特定控制器308和/或转换器306的术语“本地感测”是指在包括相应电池的电路中、在电路遇到电力总线310的上游感测到的量/参数。62.现在将参照第一电池302a和第一电力调节器304a更具体地描述该示例性系统的操作。仍然参照图6，可以理解的是，电源300包括各种传感器，用于感测贯穿相应电路的电流和电压。例如，电源300包括用于感测来自第一电池302a的电流的第一电池电流传感器314，用于感测从第一电池302a提供的电力的电压的第一电池电压传感器316，用于感测流向负载312的电流的第一负载电流传感器318，以及用于感测提供给第一负载312的电力的电压的第一负载电压传感器320。此外，电源300包括第一荷电状态电路322，用于基于从第一电池电流传感器314和第一电池电压传感器316感测到的数据来确定第一电池302a的第一荷电状态。可以理解的是，虽然没有标注，但对于所描述的示例性电源300，电源300包括用于第二电池302b电路的类似传感器。63.仍然参考图6，并且现在也参考图7，提供了第一控制器308a的特写示意图。从这里的讨论中可以了解到，第一电力调节器304被构造为从例如第一电池传感器314、316、318、320和子电路322接收各种本地感测量，并控制从第一电池302a到负载312的电力输出，以使第一电池302a的荷电状态与电源300的其他电池302(即，在所示实施例中与电池302b)标准化。64.具体来说，可以理解的是，对于所示的实施例，控制器308一般包括补偿触发电路324，动态下垂控制电路326，和电压调节器下垂电路328。65.特别参考补偿触发电路324，补偿触发电路324被构造为接收指示从第一电池302a到负载312的电力输出的数据，更具体地说，被构造为接收指示提供给负载312的电力的电压和提供给负载312的电力的电流的数据，每个数据都来自第一电池302a。该信息可由第一负载电流传感器318和第一负载电压传感器320提供。在块330，该信息被接收并用于确定指示从第一电池302a提供给负载312的电力的数据。66.示例性的补偿触发电路324使来自块330的电力输出数据通过电力滤波器332，然后在块334确定电力输出是否高于预定的上阈值或在块334确定电力输出是否低于预定的下阈值。对于所示的实施例，预定的上阈值是第一电池302a的最大电力输出的95％，预定的下阈值是第一电池302a的最大电力输出的90％。然而，在其他实施例中，这些上阈值和下阈值可以设置为任何其他合适的值。此外，对于所描述的实施例，上阈值和下阈值之间限定了间隙，以确保当电力输出正好在这些阈值之一的边界上时，输出不会来回触发。67.补偿触发电路324被构造为在块338处基于电池302的电力输出来确定补偿触发值，并提供补偿触发值作为输出。更具体地说，如果电力输出高于预定的上阈值，则补偿触发电路324提供第一补偿触发值，并且如果电力输出低于预定的下阈值，则补偿触发电路324提供第二补偿触发值。第一补偿触发值和第二补偿触发值可以是“true”和“false”值，“1”和“0”值，等等。68.然后，从第338块输出的补偿触发值被提供给动态下垂控制电路326。动态下垂控制电路326被构造为在切换块340处接收补偿触发值，并至少部分地基于补偿触发值，将动态控制电路的输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值。对于所示的实施例，上输出下垂测量值基于在块342处设置的基线下垂电阻，而下输出下垂测量值基于第一电池302a的荷电状态，在块344处使用第一电池302a的荷电状态来计算。更具体地说，对于所示的实施例，下输出下垂测量值基于在块344处的查找表，而从查找表返回的值是基于电池302的荷电状态。然而，可以理解的是，在某些示例性方面，下输出下垂测量值可以另外基于其他参数，例如转换器(例如，第一转换器306a，如下所述)的可用电力余量。69.更特别的是，简要地参考图8，提供了可在块344处使用的本公开内容的示例查找表。正如可以理解的那样，该查找表包括沿其y轴346的下垂电阻的示例变化，其基于沿其x轴348的第一电池302a的荷电状态。正如可以理解的那样，从查找表返回的下输出下垂测量值(对于所示实施例的下垂电阻测量值的％变化)在第一电池302a的荷电状态的范围内是非线性的。70.现在回到图7，可以理解的是，在350处从动态下垂控制电路326输出下垂电阻。基于在切换块340的位置，下垂电阻是通过滤波器352的上输出下垂测量值(基于块342的输出而计算的，或者是通过滤波器352的下输出下垂测量值(基于块344的输出而计算的。可以理解的是，在此使用的术语“上”和“下”，如关于上输出下垂测量值和下输出下垂测量值使用的，只是为了将这两种测量值区分开来，而不是意味着任何相对值等等。71.如进一步描述的那样，下垂电阻在350处被输出并提供给电压调节器下垂电路328，电压调节器下垂电路328利用输出下垂值在354处确定从第一电池302a提供给负载312的电压基准。更具体地说，电压调节器下垂电路328在块356接收从第一电池302a提供给负载312的电流和输出下垂值，这也是下垂电阻，并通过一系列附加块、滤波器等设置由第一电池302a提供给负载312的基准电压。72.还再次参考图6，在354处从电压调节器下垂电路328输出的基准电压被提供给第一转换器306a，并且第一转换器306a被构造为从第一电池302a接收电力，并修改从第一电池302a提供的电力与电压调节器下垂电路328的输出一致，以向负载312提供所需的电力。73.值得注意的是，对于所示的实施例，第一转换器306a是dc至dc转换器306(即，直流至直流转换器306)。74.可以理解的是，在其他示例性实施例中，电压调节器下垂电路328可以有其他合适的构造，并且类似地，第一转换器306a可以有任何合适的构造以提供所述功能。75.以这种方式，可以理解，第一控制器308a一般被构造为确定向负载312提供多少电力。如果是相对较高的电力(例如，高于上阈值)，则动态下垂控制电路326提供上输出下垂测量值，该上输出下垂测量值是基于在块342处的基线下垂电阻，通过滤波器352。相比之下，如果提供给负载312的电力相对较小(例如，低于下阈值)，则动态下垂控制电路326提供下输出下垂测量值，该输出下垂测量值基于在块344的查找表和第一荷电状态，通过下垂滤波器352。以这种方式，如果需要相对较高的电力量，则控制器308不提供动态下垂控制，而是优先提供所需的电力输出。相比之下，如果需要相对较低的电力，则控制器308提供动态下垂控制，该动态下垂控制在第一电池302a的荷电状态的跨度内是非线性的，以允许多个电池302的荷电状态标准化。更具体地说，利用这样的构造，动态下垂控制从具有比具有较低荷电状态的电池更高荷电状态的电池302拉出更多的电力。76.仍然参照图6，将进一步理解，示意性地描绘的示例性电源300包括用于第二电池电路(将第二电池302b连接到电力总线310和负载312)的类似构造。更具体地说，如上所述，电源300进一步包括第二电力调节器304b，第二电力调节器304b包括与第二电池302b电连通的第二转换器306b和与第二转换器306b可操作连通的第二控制器308b。第二控制器308b可以以与第一控制器308a基本上相同的方式构造，如上文参照图7更详细地描述。例如，第二控制器308b可包括被构造为基于第二电池302b的电力输出来提供第二补偿触发值的第二补偿触发电路(未示出，类似于324)，以及第二动态下垂控制电路(未示出，类似于326)，其被构造为接收第二补偿触发值并将第二动态控制电路的输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值。动态下垂控制电路的输出下垂值的下输出下垂测量值可以基于第二电池302b的第二荷电状态。例如，类似于上文参照例如图7和图8描述的构造，动态下垂控制电路的输出下垂值的下输出下垂测量值可以基于查找表，该查找表基于第二电池302b的第二荷电状态。用于第二动态控制回路的查找表可以是与用于第一动态控制回路的查找表相同的查找表，或者，可以是不同的查找表。77.此外，第二控制器308b可进一步包括第二电压调节器下垂电路328，其利用第二动态下垂控制电路326的输出下垂值。78.以这种方式，可以理解的是，两个或更多个电池302(或每个电池302)可以采用选择性动态下垂控制，以更有效地使电池302的荷电状态标准化，而不需要在相应的控制器308、转换器306等之间进行操作性连通。79.现在参考图9，提供操作电力源的方法400的流程图。该方法400可用于上文参照图1至图8描述的一个或多个示例性电源。另外，在其他示例性的实施例中，图9的示例性方法400可以与任何其他合适的电源一起使用。80.该方法400包括在(402)处，确定限定荷电状态的电池的电力输出，以及在(404)处，基于在(402)处确定的电池的电力输出来确定补偿触发值。在至少某些示例性方面，基于在(404)处确定的电池的电力输出来确定补偿触发值包括在(405)处，确定电池的电力输出低于下限电力输出阈值，并响应地设置补偿触发值。81.进一步地，方法400包括在(406)，基于确定的补偿触发值，将输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值，其中下输出下垂测量值基于电池的荷电状态。82.与上述实施例一样，上输出下垂测量值可以基于基线下垂电阻。83.仍然参考图9，对于所描述的示例性方面，在(406)处将输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值包括在(408)处，基于查找表来确定下输出下垂测量值，该查找表基于电池的荷电状态。在这些示例性方面的至少某方面中，下输出下垂测量值在电池的荷电状态的范围内是非线性的。84.该方法400进一步包括在(410)处，使用控制器的电压调节器下垂电路来确定基准输出电压，该电压调节器下垂电路利用动态下垂控制电路的输出下垂值。该方法400还包括在(412)，使用与控制器电连通的转换器来修改电池的电力输出，并且更具体地说，基于在(410)处确定的基准输出电压，使用与控制器电连通的转换器来修改电池的电力输出。85.此外，可以理解的是，在至少某些示例性方面，本文所述的方法400可以与多个电池一起利用。例如，在某些示例性实施例中，上述电池可以是第一电池，荷电状态可以是第一荷电状态，并且方法400可以进一步包括：在(414)处，确定限定第二荷电状态的第二电池的第二电力输出；在(416)处，基于在(414)处确定的第二电池的第二电力输出来确定第二补偿触发值；以及在(418)处，基于确定的第二补偿触发值，将第二输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值。利用这样的示例性方面，下输出下垂测量值可以基于电池的第二荷电状态(例如，利用查找表)。值得注意的是，步骤(414)、(416)和(418)可以与前面的方法步骤并行发生。86.本书面说明使用示例来公开本发明，包括最佳模式，也使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并可包括本领域技术人员所想到的其他示例。这样的其他示例如果包括与权利要求书的字面语言没有差别的结构元件，或者如果包括与权利要求书的字面语言没有实质性差别的等效结构元件，则旨在属于权利要求书的范围。87.本公开的进一步内容在以下条款中阐述：88.一种电力源，其特征在于，包括：电池，电池限定了荷电状态；转换器，转换器与电池电连通；以及控制器，控制器与转换器可操作地连通，控制器包括：补偿触发电路，补偿触发电路被构造为基于电池的电力输出来提供补偿触发值；动态下垂控制电路，动态下垂控制电路被构造为接收补偿触发值，并将动态下垂控制电路的输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值，其中，下输出下垂测量值是基于电池的荷电状态。89.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中,上输出下垂测量值基于基线下垂电阻。90.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中，下输出下垂测量值基于查找表，查找表基于电池的荷电状态。91.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中，在电池的荷电状态的范围内，下输出下垂测量值是非线性的。92.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，控制器进一步包括利用动态下垂控制电路的输出下垂值的电压调节器下垂电路。93.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中电池是第一电池，其中荷电状态是第一荷电状态，其中转换器是第一转换器，其中控制器是第一控制器，并且其中电力源进一步包括：第二电池，第二电池限定了第二荷电状态；第二转换器，第二转换器与第二电池电连通；第二控制器，第二控制器与第二转换器可操作地连通，第二控制器包括：第二补偿触发电路，第二补偿触发电路被构造为基于第二电池的电力输出来提供第二补偿触发；第二动态下垂控制电路，第二动态下垂控制电路被构造为接收第二补偿触发值，并将第二动态下垂控制电路的输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值，其中，下输出下垂测量值是基于第二电池的第二荷电状态。94.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中，第二动态下垂控制电路的输出下垂值的下输出下垂测量值是基于查找表，查找表是基于第二电池的第二荷电状态。95.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中第一控制器和第二控制器彼此之间是通信隔离的。96.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中第一控制器包括利用第一动态下垂控制电路的输出下垂值的第一电压调节器下垂电路，以及其中第二控制器包括利用第二动态下垂控制电路的输出下垂值的第二电压调节器下垂电路。97.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中，第一电池和第二电池与共用负载进行电连通。98.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中，补偿触发电路被构造为当电力输出高于上阈值时提供等于第一输出的补偿触发值，并且当电力输出低于下阈值时提供等于第二输出的补偿触发值。99.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中动态下垂控制电路被构造为当补偿触发值等于第二输出时，将动态下垂控制电路的输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值。100.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中该电力源用于推进系统。101.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中该电力源用于航空推进系统。102.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中第一电池限定的最大电力输出为至少250伏。103.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中第一电池限定的最大电力输出至少为500伏，并且高达5000伏。104.根据这些条款中的一个或多个条款的电力源，其中，该转换器是dc至dc转换器。105.一种操作电力源的方法，包括：确定限定荷电状态的电池的电力输出；基于确定的电池的电力输出来确定补偿触发值；基于确定的补偿触发值，将输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值，其中下输出下垂测量值是基于电池的荷电状态。106.根据这些条款中的一个或多个条款的方法，其中，上输出下垂测量值是基于基线下垂电阻。107.根据这些条款中的一个或多个条款的方法，其中将输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值包括基于查找表来确定下输出下垂测量值，查找表基于电池的荷电状态。108.根据这些条款中的一个或多个条款的方法，其中，在电池荷电状态的范围内，下输出下垂测量值是非线性的。109.根据这些条款中的一个或多个条款的方法，进一步包括使用控制器的电压调节器下垂电路来确定基准输出电压，该电压调节器下垂电路利用动态下垂控制电路的输出下垂值；以及使用与控制器电连通的转换器来修改电池的电力输出。110.根据这些条款中的一个或多个条款的方法，其中电池是第一电池，其中荷电状态是第一荷电状态，以及其中该方法进一步包括确定限定第二荷电状态的第二电池的第二电力输出；基于确定的第二电池的第二电力输出来确定第二补偿触发值；根据确定的第二补偿触发值，将第二输出下垂值从上输出下垂测量值切换到下输出下垂测量值，其中下输出下垂测量值是基于电池的第二荷电状态。111.根据这些条款中的一个或多个条款的方法，其中基于确定的电池的电力输出来确定补偿触发值包括确定电池的电力输出低于下阈值。









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