超级电容器充电系统及方法技术方案

本发明专利技术为关于一种超级电容器充电系统及一种用于车辆的超级电容器充电系统的超级电容器充电方法。该系统及方法尤其关于但不限于以下各者：至少一个超级电容器；稳定及均衡控制器，其可操作以使噪声电压衰减；充电平衡控制器，其可操作以抑制对该至少一个超级电容器的过度充电；以及能量管理控制器，其可操作以控制对该至少一个超级电容器的充电及放电以达成能量分布，且可操作以通过与该稳定及均衡控制器以及该充电平衡控制器接合来管理该能量分布。另外，该系统及方法尤其关于但不限于该能量管理控制器，其可操作以检测电荷量且基于该电荷量而判定是进行充电抑还是停止充电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超级电容器充电系统及方法
本专利技术是关于一种超级电容器充电系统及一种用于车辆的超级电容器充电系统的超级电容器充电方法。该系统及方法尤其系关于替换车辆的非环境友好蓄电池。
技术介绍
对本专利技术的
技术介绍
的以下论述仅意欲促进对本专利技术的理解。应了解，论述并不确认或承认所提及材料中的任一者为如在本专利技术的优先权日期所公布、已知或在任何司法权中熟习此项技术者的公共常识的部分。习知地，诸如汽车的车辆已使用一或多个非环境友好蓄电池作为用于将电力供应至车辆的电能储存器，例如铅酸蓄电池。铅酸蓄电池能够供应引擎起动所需的电能，在引擎停止或发电机发生故障时将电能供应至车辆电气系统，且通过将电能转换成化学能、储存化学能及在必要时排放化学能来调整发电机的输出与负载之间的暂时差异。特定而言，铅酸蓄电池能够供应汽车的起动及/或操作所需的高电压及电流。换言之，铅酸蓄电池具有相对较大的功率重量比与低成本。因此，铅酸蓄电池对在车辆中使用以提供由起动马达所需的高电流是有吸引力的。然而，铅酸蓄电池具有其为非环境友好蓄电池的缺点。随时间推移，铅酸蓄电池的电极亦可退化且因此所产生的输出电流将不再满足必需的要求。铅酸蓄电池的一些铅化合物是剧毒的。另外，长期曝露于甚至微小量的此等化合物亦可导致人的大脑及肾脏损伤、听力受损及学习问题。因而，需要一种能够至少部分地减轻前述缺陷的改良系统及/或蓄电池。
技术实现思路
在整个说明书中，除非上下文另有规定，否则词「包含(comprise)」或诸如「包含(comprises)」或「包含(comprising)」的变体应理解为暗示包括所陈述整体或整体的群组，但不排除任何其他整体或整体的群组。此外，在整个说明书中，除非上下文另有规定，否则词「包括(include)」或诸如「包括(includes)」或「包括(including)」的变体应理解为暗示包括所陈述整体或整体的群组，但不排除任何其他整体或整体的群组。本专利技术力图用环境友好蓄电池替换车辆的非环境友好蓄电池。此外，本专利技术力图优化对环境友好蓄电池的充电及放电循环的控制。根据本专利技术的第一方案，存在一种用于车辆的超级电容器充电系统，其包含：至少一个超级电容器；稳定及均衡控制器，其可操作以使噪声电压衰减；充电平衡控制器，其可操作以抑制对该至少一个超级电容器的过度充电；以及能量管理控制器，其可操作以控制对该至少一个超级电容器的充电及放电以达成能量分布且可操作以通过与该稳定及均衡控制器以及该充电平衡控制器接合来管理该能量分布，且其中该能量管理控制器可操作以检测电荷量且基于该电荷量而判定进行充电抑或停止充电。优选地，该至少一个超级电容器扩散有扩散至活性碳薄膜上的石墨烯。优选地，该石墨烯扩散至活性碳阳极中将降低电气串联电阻器(ESR)的电阻。优选地，该至少一个超级电容器与该充电平衡控制器整合。优选地，该超级电容器充电系统进一步包含可操作以储存缓冲能量的储存介质。优选地，该储存介质包括磷酸锂铁介质。优选地，该稳定及均衡控制器可操作以使来自以下各者中的至少一者的该噪声电压衰减：交流发电机、发电机、磁电机及点火系统。优选地，该稳定及均衡控制器包含多个电容器及电阻器。优选地，该充电平衡控制器包含串联于各胞元之间的发光二极管(LED)及齐纳二极管。优选地，该LED在该对应超级电容器经充满电时点亮。优选地，该超级电容器充电系统进一步包含作为外部媒体而连接且可操作以捕获在制动情况下的动能的动能回收系统(KERS)。优选地，该能量管理控制器可操作以通过与该KERS接合来管理该能量分布。优选地，该KERS可操作以将该动能转换成电能且将该经转换能量传送于该超级电容器及该储存介质中的至少一者中。优选地，该KERS可操作以加电(powerup)该超级电容器充电系统，使得该超级电容器充电系统可将电力供应至该车辆。优选地，该超级电容器充电系统进一步包含作为外部媒体而连接且包括感应线圈马达的外部充电器。优选地，该外部充电器包括以下各者中的至少一者：交流发电机、发电机及充电器。优选地，该交流发电机可操作以加电该超级电容器充电系统，使得该超级电容器充电系统可将电力供应至该车辆。优选地，该能量管理控制器可操作以控制对该储存介质的充电及放电以达成该能量分布。优选地，该能量管理控制器可操作以使该储存介质放电以便对该至少一个超级电容器充电。优选地，该能量管理控制器可操作以在该电荷量低于预定量的情况下判定对该超级电容器及该储存介质中的一者充电。优选地，该能量管理控制器可操作以与该稳定及均衡控制器同步。优选地，该能量管理控制器可操作而以预设间隔计算傅立叶变换线积分公式，从而优化对该至少一个超级电容器及该储存介质的该充电及放电。优选地，该能量管理控制器可操作以每11ns计算该傅立叶变换线积分公式。优选地，该能量管理控制器可操作以计算数值积分公式，从而优化对该至少一个超级电容器及该储存介质的该充电及放电。优选地，该能量管理控制器包含多个电容器、多个缓存器、二极管、电感器及算法固件调制解调器。优选地，该算法固件调制解调器是可编程芯片且可操作以支持电子组件。优选地，该算法固件调制解调器可操作以在实际动态模式下触发不同的充电及放电输出量子能级，以便管理该能量分布。优选地，若该车辆为小汽车，则该储存介质将第一初始电荷提供至该超级电容器，且该交流发电机将电力提供至该超级电容器以使该小汽车运行。优选地，若该车辆为堆高车，则该充电器对该储存介质充电，且该储存介质将电力提供至该超级电容器以使该堆高车运行。根据本专利技术的第二方案，存在一种用于车辆的超级电容器充电系统的超级电容器充电方法，其包含：在稳定及均衡控制器处使噪声电压衰减；在充电平衡控制器处抑制对至少一个超级电容器的过度充电；在能量管理控制器处控制对该至少一个超级电容器的充电及放电以达成能量分布；以及在该能量管理控制器处通过与该稳定及均衡控制器以及该充电平衡控制器接合来管理该能量分布，且其中该能量管理控制器可操作以检测电荷量且基于该电荷量而判定进行充电抑或停止充电。优选地，该至少一个超级电容器扩散有扩散至活性碳薄膜上的石墨烯。优选地，该石墨烯扩散至活性碳阳极中将降低电气串联电阻器(ESR)的电阻。优选地，该至少一个超级电容器与该充电平衡控制器整合。优选地，该超级电容器充电系统进一步包含可操作以储存缓冲能量的储存介质。优选地，该储存介质包括磷酸锂铁介质。优选地，该稳定及均衡控制器可操作以使来自以下各者中的至少一者的该噪声电压衰减：交流发电机、发电机、磁电机及点火系统。优选地，该稳定及均衡控制器包含多个电容器及电阻器。优选地，该充电平衡控制器包含串联于各胞元之间的发光二极管(LED)及齐纳二极管。优选地，该LED在该对应超级电容器经充满电时点亮。优选地，该超级电容器充电方法进一步包含作为外部媒体而连接且可操作以捕获在制动情况下的动能的动能回收系统(KERS)。优选地，该能量管理控制器可操作以通过与该KERS接合来管理该能量分布。优选地，该KERS可操作以将该动能转换成电能且将该经转换能量传送于该超级电容器及该储存介质中的至少一者中。优选地，该KERS可操作以加电该超级电容器充电系统，使得该超级电容器充电系统可将电力供应至该车辆。优选地，该超级电容器充电方法进一步包含作为外部媒体而连接且包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的超级电容器充电系统，其包含：至少一个超级电容器；稳定及均衡控制器，其可操作以使噪声电压衰减；充电平衡控制器，其可操作以抑制对所述至少一个超级电容器的过度充电；以及能量管理控制器，其可操作以控制对所述至少一个超级电容器的充电及放电以达成能量分布，且可操作以通过与所述稳定及均衡控制器以及所述充电平衡控制器接合来管理所述能量分布，其中所述能量管理控制器可操作以检测电荷量且基于所述电荷量而判定是进行充电抑还是停止充电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 SG 10201607549Q1.一种用于车辆的超级电容器充电系统，其包含：至少一个超级电容器；稳定及均衡控制器，其可操作以使噪声电压衰减；充电平衡控制器，其可操作以抑制对所述至少一个超级电容器的过度充电；以及能量管理控制器，其可操作以控制对所述至少一个超级电容器的充电及放电以达成能量分布，且可操作以通过与所述稳定及均衡控制器以及所述充电平衡控制器接合来管理所述能量分布，其中所述能量管理控制器可操作以检测电荷量且基于所述电荷量而判定是进行充电抑还是停止充电。2.如权利要求1所述的超级电容器充电系统，其中所述至少一个超级电容器扩散有扩散至活性碳薄膜上的石墨烯。3.如权利要求2所述的超级电容器充电系统，其中所述石墨烯扩散至活性碳阳极中将降低电气串联电阻器(ESR)的电阻。4.如权利要求1所述的超级电容器充电系统，其中所述至少一个超级电容器与所述充电平衡控制器整合。5.如权利要求1所述的超级电容器充电系统，其进一步包含可操作以储存缓冲能量的储存介质。6.如权利要求5所述的超级电容器充电系统，其中所述储存介质包括磷酸锂铁介质。7.如权利要求1所述的超级电容器充电系统，其中所述稳定及均衡控制器可操作以使来自以下各者中的至少一者的所述噪声电压衰减：交流发电机、发电机、磁电机及点火系统。8.如权利要求1所述的超级电容器充电系统，其中所述稳定及均衡控制器包含多个电容器及电阻器。9.如权利要求1所述的超级电容器充电系统，其中所述充电平衡控制器包含串联于各胞元之间的发光二极管(LED)及齐纳二极管。10.如权利要求9所述的超级电容器充电系统，其中所述LED在所述对应超级电容器经充满电时点亮。11.如权利要求5所述的超级电容器充电系统，其进一步包含作为外部媒体而连接且可操作以捕获在制动情况下的动能的动能回收系统(KERS)。12.如权利要求11所述的超级电容器充电系统，其中所述能量管理控制器可操作以通过与所述KERS接合来管理所述能量分布。13.如权利要求11所述的超级电容器充电系统，其中所述KERS可操作以将所述动能转换成电能且将所述经转换能量传送于所述超级电容器及所述储存介质中的至少一者中。14.如权利要求13所述的超级电容器充电系统，其中所述KERS可操作以加电所述超级电容器充电系统，使得所述超级电容器充电系统可将电力供应至所述车辆。15.如权利要求5所述的超级电容器充电系统，其进一步包含作为外部媒体而连接且包括感应线圈马达的外部充电器。16.如权利要求15所述的超级电容器充电系统，其中所述外部充电器包括以下各者中的至少一者：交流发电机、发电机及充电器。17.如权利要求16所述的超级电容器充电系统，其中所述交流发电机可操作以加电所述超级电容器充电系统，使得所述超级电容器充电系统可将电力供应至所述车辆。18.如权利要求5所述的超级电容器充电系统，其中所述能量管理控制器可操作以控制对所述储存介质的充电及放电以达成所述能量分布。19.如权利要求18所述的超级电容器充电系统，其中所述能量管理控制器可操作以使所述储存介质放电以便对所述至少一个超级电容器充电。20.如权利要求19所述的超级电容器充电系统，其中所述能量管理控制器可操作以在所述电荷量低于预定量的情况下判定对所述超级电容器及所述储存介质中的一者充电。21.如权利要求1所述的超级电容器充电系统，其中所述能量管理控制器可操作以与所述稳定及均衡控制器同步。22.如权利要求5所述的超级电容器充电系统，其中所述能量管理控制器可操作而以预设间隔计算傅立叶变换线积分公式，从而优化对所述至少一个超级电容器及所述储存介质的所述充电及放电。23.如权利要求22所述的超级电容器充电系统，其中所述能量管理控制器可操作以每11ns计算所述傅立叶变换线积分公式。24.如权利要求5所述的超级电容器充电系统，其中所述能量管理控制器可操作以计算数值积分公式，从而优化对所述至少一个超级电容器及所述储存介质的所述充电及放电。25.如权利要求1所述的超级电容器充电系统，其中所述能量管理控制器包含多个电容器、多个缓存器、二极管、电感器及算法固件调制解调器。26.如权利要求25所述的超级电容器充电系统，其中所述算法固件调制解调器为可编程芯片且可操作以支持电子组件。27.如权利要求26所述的超级电容器充电系统，其中所述算法固件调制解调器可操作以在实际动态模式下触发不同的充电及放电输出量子能级，以便管理所述能量分布。28.如权利要求16所述的超级电容器充电系统，其中若所述车辆为小汽车，则所述储存介质将第一初始电荷提供至所述超级电容器，且所述交流发电机将电力提供至所述超级电容器以使所述小汽车运行。29.如权利要求16所述的超级电容器充电系统，其中若所述车辆为堆高车，则所述充电器对所述储存介质充电，且所述储存介质将电力提供至所述超级电容器以使所述堆高车运行。...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗国安，陈永吉，
申请(专利权)人：新加坡新能钜科技研发私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG