[發明專利]儲能裝置

有效

• 申請號: 201210320499.5
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102801198A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 陳樂茵;鄭世和
• 申請（專利權）人: 無錫富洪科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 羅曉聰

技術領域：

本發明涉及一種儲存能量的設備，尤其是基于超級電容器模組的儲能裝置。

背景技術：

傳統的儲能裝置，主要以鉛酸電池為主，其性能雖然較為穩定，成本也比較低廉，但由于其體積較大，結構笨重，且所采用的原材料鉛對環境污染非常嚴重，將逐漸被社會所淘汰。

而近年來發展起來的鋰離子電池，其與傳統的儲能裝置鉛酸電池相比，在放電倍率和能量密度都有一定的提高，且對環境污染較小；但由于其自身特性，其大倍率充放電性能較差；也就限制了其在電動汽車、電動自行車等需要大倍率充放電場合的應用。

為了迎合社會的需求，近年來出現了一種新型儲能設備超級電容器，由于超級電容器具有低內阻、高容量、大功率放電性能好等多種優點，且對環境無污染，其有效的彌補了傳統儲能裝置如鉛酸電池、鋰離子電池等不足；但在使用過程中發現，超級電容器的能量密度相對較低；這也限制了超級電容器的進一步的應用。

為了集合各種儲能裝置的優點，人們設計了一種復合能源儲存設備，即把各超級電容器單體通過串聯或/和并聯的方式連接形成超級電容器模組，然后與儲能電池組相連接，而形成復合能源儲存裝置；該種復合儲能裝置功率密度高、能量密度也高，實現了傳統儲能電池與超級電容器之間的優勢互補，滿足了當前社會對大功率、高容量儲能設備的需求。

然而，由于超級電容器模組和儲能電池自身特性的不同，在將超級電容器模組與能量儲存設備相連時，如果對其內部電路比如充放電過程不進行控制，能量儲存設備往往會因過充或過放而導致儲能設備的損壞；另一方面，如該能量儲存設備在充電完畢而擱置長時間不使用時候，由于超級電容器的漏電流比較大，如果不對超級電容器模組和傳統的儲能電池之間的能量流動做出一定的調度，超級電容器模組有可能會將與之相連接的儲能電池的電壓過放，使該能量儲存設備的性能受到嚴重影響，在極端的情況下，甚至可引發安全隱患。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就在于克服現有儲能裝置所存在的不足，提供一種基于超級電容器模組的儲能裝置，該儲存裝置能對內部的充放電過程進行控制，有效減小通過儲能電池組的瞬間大電流，延長儲能電池組的使用壽命，又可防止儲能電池組因過放而發生損壞，防止出現安全隱患。

為解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：該儲能裝置，包括儲能電池組以及與該儲能電池組相連接的超級電容器模組，在所述儲能電池組和超級電容器模組相連接的電路上設置有用以對儲能電池組和超級電容器模組的進行充放電控制的控制裝置，所述的控制裝置包括：一中央處理單元，該中央處理單元用以采集儲能電池組和超級電容器模組的電氣參數，并將采集的數值與預設數值比較后發出相應控制指令；一預充控制電路，該預充控制電路與中央處理單元連接，并受中央處理單元控制，中央處理單元將采集的數值與預設數值比較后，當儲能電池組和超級電容器模組的電壓差值大于預設值，中央處理單元發出控制指令而啟動預充控制電路對超級電容器模組充電；充電至所述儲能電池組和超級電容器模組的電壓差值小于或等于預設值時，中央處理單元發出控制指令而切斷預充控制電路；一分流控制電路，該分流控制電路與中央處理單元連接，并受中央處理單元控制，中央處理單元將采集的數值與預設數值比較后，當儲能電池組的電流值大于預設值，中央處理單元將啟動分流控制電路進行分流。

進一步而言，上述技術方案中的控制裝置還包括：放電控制及欠壓保護電路，該放電控制及欠壓保護電路與中央處理單元連接，并受中央處理單元控制，中央處理單元將采集的數值與預設數值比較后，當儲能電池組的電壓值小于預設值，中央處理單元將啟動放電控制及欠壓保護電路，切斷電路，防止儲能電池組過放。

進一步而言，上述技術方案中的中央處理單元包括：一用于采集來自儲能電池組和超級電容器模組電路的電壓信號和/或電流信號的信息采集模塊；一用于分析上述信息采集模塊采集的信號并發出對應指令的邏輯控制模塊；以及一通過邏輯控制模塊控制、調節電壓的脈寬調制驅動模塊，所述脈寬調制驅動模塊用以對預充控制電路的充電脈沖寬度進行調節。

進一步而言，上述技術方案中的分流控制電路包括與儲能電池組相串聯的限流電阻以及與該限流電阻相并聯的第一開關，所述第一開關與所述中央處理單元相連并在中央處理單元的控制作用下斷開或閉合。