一种可编程高效储能单元 |
|||||||
| 申请号 | CN201710576881.5 | 申请日 | 2017-07-14 | 公开(公告)号 | CN107482784A | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 张从峰; | 发明人 | 张从峰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种可编程高效储能单元，包括第一储能单元、第二储能单元和 功率分配单元 ，所述第一储能单元和第二储能单元均连接所述功率分配单元。本发明的可编程高效储能单元通过功率分配单元对具有快速充放 电能 力 和长寿命特征的第一储能单元和具有高功率 密度 第二储能单元进行整合，从而可以有效利用第一储能单元和第二储能单元的优点，得到寿命可编程， 能量 密度可编程具有超高可靠性和安全性等各方面性能均更好的可编程可编程高效储能单元。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可编程高效储能单元，其特征在于，包括第一储能单元、第二储能单元和功率分配单元，所述第一储能单元和第二储能单元均连接所述功率分配单元。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种可编程高效储能单元技术领域[0001] 本发明涉及一种可编程高效储能单元。 背景技术[0002] 当前市场上的电池大多数采用一种材料来完成，如铅酸电池，锂电池，超级电容等等一种电池进行供电，但是每种电池都有自身的优缺点，如铅酸电池的安全稳定低成本等特性突出，但是其能量密度低，产品使用寿命短等这些优点和缺点是无法改变的，这极大的限制了其优点的发挥，这有些特殊情况下不得不忍受其缺点而勉强使用，这极大的限制了整个应用系统的优化和产品的可靠性及经济性。 [0003] 因此，需要一种新的可编程高效储能单元以解决上述问题。 发明内容[0005] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案： [0006] 一种可编程高效储能单元，包括第一储能单元、第二储能单元和功率分配单元，所述第一储能单元和第二储能单元均连接所述功率分配单元。 [0007] 更进一步的，所述功率分配单元包括开关装置、第一二极管和第二二极管，所述开关装置包括串联连接的第一开关装置和第二开关装置，所述第一二极管和第二二极管分别与所述第一开关装置和第二开关装置并联，所述第一储能单元与所述第一开关装置的两端连接，所述第二储能单元与所述开关装置的两端连接。 [0009] 更进一步的，所述第一储能单元为电容、超容或锂超容，所述第二储能单元为电池组。第一储能单元为具有一种或者多种具有理想快速充放电和超长使用寿命的储能单元，如：电容、超容，锂超容等，第二储能单元为具有高能量密度的电池组单元。 [0011] 更进一步的，还包括通信模块，所述通信模块连接所述功率分配单元。通过通信模块，该储能单元可以通过移动终端或者网络进行远程的故障诊断和管理控制。 [0012] 更进一步的，所述通信模块为无线通信模块和/或有线通信模块。可以通过外置的有线或无线通信模块对功率分配单元进行控制，使得充电或放电时，可编程高效储能单元均能达到最佳的效能。 [0013] 更进一步的，还包括控制单元，所述控制单元控制所述功率分配单元。具体的，控制单元分别控制第一开关装置和第二开关装置，通过控制第一开关装置和第二开关装置的通断完成对第一储能单元和第二储能单元的充放电控制。可以通过控制单元对储能单元的使用寿命进行编程控制，在设定的寿命范围内该储能单元能够在最优的充放电策略下高效协调第一储能单元和第二储能单元的工作参与比重。可以通过控制单元对储能单元的能量密度进行编程控制，在设定的功率密度范围内该储能单元能够功率分配单元的高效协调管理第一储能单元和第二储能单元的工作参与比重，从而达到最高能量密度。 [0014] 更进一步的，所述控制单元为PLC芯片或MCU芯片。 [0015] 发明原理：功率分配单元实现双向功率变换功能，在充电时可以根据储能单元的客户需求状态：电池寿命，能量密度期望及充电速度等特性及自动分配充电的功率给不同的储能单元；在放电时可以根据储能单元的的使用寿命，续航里程及动力电池的特性需求自动分配放电的功率给不同的储能单元，通过优化控制达到最佳的放电特性。功率分配单元根据设定的充放电速率和能量密度要求通过功率变换装置调节对第一储能单元和第二储能单元的充放电的速率，电流，电压，温度等进行控制。还可以根据寿命或者能量密度的要求分配第一储能单元和第二储能单元在整个工作中输出能量和能力的分配，从而达到最优的充放电策略。 [0016] 有益效果：本发明的可编程高效储能单元通过功率分配单元对第一储能单元和第二储能单元进行整合，从而可以有效利用第一储能单元和第二储能单元的优点，得到各方面性能均更好的可编程高效储能单元。 [0018] 图1是可编程高效储能单元的原理示意图； [0019] 图2是电池组和电容组合的储能单元的原理示意图； [0020] 图3为功率分配单元的结构示意图； [0021] 图4为采用三极管的功率分配单元的结构示意图。 具体实施方式[0022] 以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。 [0023] 请参阅图1所示，本发明的可编程高效储能单元，包括第一储能单元、第二储能单元和功率分配单元，所述第一储能单元和第二储能单元均连接所述功率分配单元。 [0024] 请参阅图3和图4所示，功率分配单元包括开关装置、第一二极管和第二二极管，开关装置包括串联连接的第一开关装置和第二开关装置，第一二极管和第二二极管分别与第一开关装置和第二开关装置并联，第一储能单元与第一开关装置串联，第二储能单元与开关装置串联。优选的，第一开关装置为三极管、电子开关、拨码开关或机械开关。尤其，对于三极管，通过设置控制单元，对三极管的基极进行控制，从而控制电流的通断，从而自动完成功率分配控制。 [0025] 其中，第一二极管的正极连接第二二极管的负极或者第一二极管的负极连接第二二极管的正极。 [0026] 请参阅图2所示，优选的，第一储能单元为电容单元，第二储能单元为电池组单元。电池组为碱性电池、酸性电池和/或有机电解液电池。 [0027] 优选的，还包括通信模块，通信模块连接功率分配单元。通信模块为无线通信模块和/或有线通信模块。可以通过外置的有线或无线通信模块对功率分配单元进行控制，使得充电或放电时，可编程高效储能单元均能达到最佳的效能。 [0028] 还包括控制单元，控制单元控制开关装置。控制单元为PLC芯片或MCU芯片。具体的，控制单元分别控制第一开关装置和第二开关装置，通过控制第一开关装置和第二开关装置的通断完成对第一储能单元和第二储能单元的充放电控制。控制单元通过内置程序控制功率分配单元在充电时可以根据储能单元的客户需求状态：电池寿命，能量密度期望及充电速度等特性及自动分配充电的功率给不同的储能单元；在放电时可以根据储能单元的的使用寿命，续航里程及动力电池的特性需求自动分配放电的功率给不同的储能单元，通过优化控制达到最佳的放电特性。方便实现自动化控制。 [0029] 发明原理：功率分配单元实现双向功率变换功能，在充电时可以根据储能单元的客户需求状态：电池寿命，能量密度期望及充电速度等特性及自动分配充电的功率给不同的储能单元；在放电时可以根据储能单元的的使用寿命，续航里程及动力电池的特性需求自动分配放电的功率给不同的储能单元，通过优化控制达到最佳的放电特性。功率分配单元根据设定的充放电速率和能量密度要求通过功率变换装置调节对第一储能单元和第二储能单元的充放电的速率，电流，电压，温度等进行控制。还可以根据寿命或者能量密度的要求分配第一储能单元和第二储能单元在整个工作中输出能量和能力的分配，从而达到最优的充放电策略。 [0030] 本发明的可编程高效储能单元通过功率分配单元对第一储能单元和第二储能单元进行整合，从而可以有效利用第一储能单元和第二储能单元的优点，得到各方面性能均更好的可编程高效储能单元。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈