[發(fā)明專利]電池和超級(jí)電容器裝置以及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110220477.7
• 申請(qǐng)日: 2011-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102371910A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·C·艾爾德;楊曉光;F·倫娜迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): B60L11/18
• 分類號(hào): B60L11/18;H01M16/00
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單個(gè)電芯水平的電池和超級(jí)電容器裝置以及使用方法。

背景技術(shù)

一些混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEVs)結(jié)合有作為一級(jí)能量源的高壓電池裝置和用于提供短持續(xù)時(shí)間高電流脈沖的超級(jí)電容器。這種裝置設(shè)計(jì)提供卓越的動(dòng)力和足夠的能量來(lái)為HEVs提供動(dòng)力。

使用至少兩個(gè)能量源來(lái)為HEVs提供動(dòng)力需要多重控制裝置，這增加了重量和額外的成本。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本文公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例，用在車輛中的電池和超級(jí)電容器裝置減少了增加重量且占據(jù)車輛空間的控制裝置的數(shù)量。該裝置包括電池和超級(jí)電容器電芯，該電池和超級(jí)電容器電芯具有正極、第一負(fù)極、第二負(fù)極、第一隔板和控制器。第一負(fù)極具有第一組合物并且與正極連通。第二負(fù)極具有第二組合物并且與第一負(fù)極相鄰。第二負(fù)極也與第二隔板相鄰。第二負(fù)極與正極和第一負(fù)極連通。第一隔板設(shè)置在正極與第一和第二負(fù)極之間。控制器與正極、第一負(fù)極和第二負(fù)極連通。第一負(fù)極包括二級(jí)電池負(fù)極，并且第二負(fù)極包括超級(jí)電容器負(fù)極。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，電池和超級(jí)電容器裝置包括至少一個(gè)電池和超級(jí)電容器電芯，該電池和超級(jí)電容器電芯具有二級(jí)電池電芯、電化學(xué)雙層電容器和控制器。二級(jí)電池電芯包括正極和第一負(fù)極，該第一負(fù)極包括第一區(qū)段。電化學(xué)雙層電容器包括正極和第二負(fù)極，該第二負(fù)極包括第二區(qū)段。用于控制該裝置以實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)電芯的充電或放電的控制器與二級(jí)電池電芯和電化學(xué)雙層電容器兩者均連通。

在另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了用于為車輛中使用的電動(dòng)馬達(dá)提供動(dòng)力的方法。車輛具有利用電池和超級(jí)電容器裝置的充電系統(tǒng)。電池和超級(jí)電容器裝置包括至少一個(gè)電池和超級(jí)電容器電芯，該電池和超級(jí)電容器電芯具有羥基氧化鎳正極、組合負(fù)極，該組合負(fù)極具有金屬氫化物負(fù)極部分和活性炭負(fù)極部分。組合負(fù)極與正極連通。正極和活性炭負(fù)極部分包括電芯的超級(jí)電容器部分。正極和金屬氫化物負(fù)極部分包括電池部分電芯。設(shè)置在正極和組合負(fù)極之間的隔板將正極與組合負(fù)極電絕緣。該方法包括以下步驟：當(dāng)對(duì)該裝置放電時(shí)利用與電池和超級(jí)電容器裝置連通的單個(gè)控制器控制來(lái)自組合負(fù)極的電子流。利用該電子流為車輛的電動(dòng)馬達(dá)提供動(dòng)力。

附圖說(shuō)明

圖1示出了具有根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的電池和超級(jí)電容器裝置的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛；

圖2示意性地示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的電池和超級(jí)電容器裝置的電池和超級(jí)電容器電芯；

圖3示意性地示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的電池和超級(jí)電容器電芯構(gòu)造；

圖4示意性地示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的電池和超級(jí)電容器電芯構(gòu)造；

圖5示意性地示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的電池和超級(jí)電容器電芯構(gòu)造；

圖6示意性地示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的電池和超級(jí)電容器電芯的棱柱構(gòu)造；

圖7示意性地示出了根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的電池和超級(jí)電容器電芯的圓柱形構(gòu)造；和

圖8圖解示出了使用根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的電池和超級(jí)電容器電芯的過(guò)程的步驟。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在詳細(xì)參考本文所述的組合物、實(shí)施例和方法，其包括目前對(duì)于發(fā)明人而言已知的實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。但是，應(yīng)當(dāng)理解，所公開(kāi)的實(shí)施例僅僅只是本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以多種和可替代的形式實(shí)施。因此，本文所公開(kāi)的特定細(xì)節(jié)并不被解釋為限制性，而是僅僅作為本發(fā)明任何方面的代表性基礎(chǔ)和/或作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以不同的方式實(shí)施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。

除了在操作實(shí)例中或者以另外的方式明確地指出之外，在描述發(fā)明最寬泛的范圍時(shí)，在本說(shuō)明書中表示材料量、反應(yīng)條件或用途的所有數(shù)字均應(yīng)理解為由詞語(yǔ)“大約”進(jìn)行修飾。通常優(yōu)選的是在所述的數(shù)字限制之內(nèi)進(jìn)行實(shí)施。另外，除非明確地相反指示，否則：

(i)百分比和比值按重量計(jì)；

所述適合于或優(yōu)選用于與本發(fā)明相關(guān)的指定目的的材料組或類暗示這些材料中的任何兩種或更多種可以被混合且可以是同等地適合或優(yōu)選的；

(ii)化學(xué)術(shù)語(yǔ)中所述的組分指的是添加到說(shuō)明書中記載的任何組合中時(shí)的組分，并且不排除一旦混合之后混合物組分中的化學(xué)相互作用；

(iii)只取首字母的第一定義或其它縮寫在這里應(yīng)用于同一縮寫以及對(duì)起始定義的縮寫的正常文法變化所作的必要修正的所有后續(xù)用途；并且

(iv)除非明確地相反指示，否則，性能的量度由對(duì)于同一性能的之前或之后參考的相同技術(shù)確定。