[發明專利]基于超級電容器的能量存儲設備

有效

• 申請號: 201780056520.6
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN109690901B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 瓦塞姆·阿什拉夫·庫雷希
• 申請（專利權）人: 千瓦實驗室股份有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H01M10/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王小衡;胡彬

1.一種能量存儲設備，包括：

電荷存儲組件，其包括超級電容器陣列；

輔助存儲元件；

充電控制電路，其被配置為在充電操作期間向所述超級電容器陣列提供充電電流，其中所述充電控制電路被配置為選擇性地在所述超級電容器陣列中的至少一個超級電容器與所述輔助存儲元件之間傳輸電荷，其特征在于，所述充電控制電路包括多個充電控制電路，其中所述多個充電控制電路中的每個被耦合到所述超級電容器陣列中的超級電容器中的一個，

所述電荷存儲組件還包括多個電池，其中所述多個電池中的每個與所述超級電容器陣列中的對應的超級電容器耦合。

2.根據權利要求1所述的能量存儲設備，還包括不平衡檢測電路，其中所述充電控制電路被配置為：當所述不平衡檢測電路檢測到陣列中的至少一個超級電容器與所述陣列中的一個或多個剩余超級電容器之間的電荷不平衡時，在所述至少一個超級電容器和所述輔助存儲元件之間傳輸電荷。

3.根據權利要求2所述的能量存儲設備，其中，所述不平衡檢測電路被配置為檢測過充電不平衡或充電不足不平衡中的一個，并且其中所述充電控制電路被配置為當檢測到過充電不平衡時將電荷從所述至少一個超級電容器傳輸到輔助存儲元件，并且其中所述充電控制電路被配置為當檢測到充電不足不平衡時將電荷從所述輔助存儲元件傳輸到所述至少一個超級電容器。

4.根據權利要求1所述的能量存儲設備，其中，所述充電控制電路包括：

至少一個脈沖寬度調制控制器；

多個絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，其被電耦合到所述至少一個脈沖寬度調制控制器，并且

其中，所述至少一個脈沖寬度調制控制器包括數字信號處理器和至少一個IGBT控制器，所述至少一個IGBT控制器被電耦合到所述數字信號處理器并且被配置為生成用于多個IGBT的第一控制信號和第二控制信號。

5.根據權利要求1所述的能量存儲設備，其中，所述多個電池中的每個包括鋰離子電池。

6.根據權利要求1所述的能量存儲設備，其中，所述輔助存儲元件包括超級電容器。

7.根據權利要求1所述的能量存儲設備，包括電荷保持電路，其被配置為：當每個超級電容器空閑時維持所述超級電容器陣列中的每個超級電容器的充電狀態，其中，所述電荷保持電路被配置為生成預定的泄漏電流。

8.根據權利要求1所述的能量存儲設備，還包括控制邏輯元件，其被耦合到所述充電控制電路，其中所述控制邏輯被配置為生成用于所述充電控制電路的一個或多個控制信號。

9.根據權利要求1所述的能量存儲設備，其中所述超級電容器陣列被串聯耦合；并且還包括：

電荷保持電路，其被配置為當每個超級電容器處于空閑狀態時維持所述超級電容器陣列中的每個超級電容器的充電狀態，

所述電荷保持電路包括多個電荷保持電路，并且其中所述多個電荷保持電路中的每個被耦合到所述超級電容器陣列中的對應的超級電容器，并且其中，

所述電荷保持電路被配置為從與空閑超級電容器相關聯的多個電池中的所選擇的一個生成泄漏電流，其中所述泄漏電流維持所述空閑超級電容器的充電狀態。

10.根據權利要求9所述的能量存儲設備，其中，所述多個電池中的每個包括鋰離子電池。

11.根據權利要求1所述的能量存儲設備，其中，所述超級電容器陣列被串聯耦合；并且還包括：

多個電荷保持電路，其中所述多個電荷保持電路中的每個被耦合到所述超級電容器陣列中的對應的超級電容器，并且其中所述多個電荷保持電路中的每個被配置為：當所述對應的超級電容器處于空閑狀態時維持所述超級電容器陣列中的所述對應的超級電容器的充電狀態。