基于电池和电容的复合动力储能单体、模组和设备及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电池和电容的复合动力储能单体，包括单体外壳，所述单体外壳内设有至少一个电池和/或至少一个电容。本发明专利技术还公开了一种基于电池和电容的复合动力储能模组和基于电池和电容的复合动力储能设备。本发明专利技术基于电池和电容的复合动力储能单体、模组和设备通过将电池和/或电容集成为一体，并采用灵活多变的接线方式，使其可根据应用场景并通过智能优化电控切换实施控制，进而控制所述电池与电容的输出能源比例，以实现电池始终在最佳倍率下运行，达到长距离、长寿命循环使用的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于电池和电容的复合动力储能单体、模组和设备及其控制方法
本专利技术属于储能设备
，具体的涉及一种基于电池和电容的复合动力储能单体、模组和设备及其控制方法。
技术介绍
电动汽车以电能为动力，具有清洁、高效、环保等特点，随着电动车辆的不断发展，电动车的占有率越来越高。电动车在不同状态行驶，对电池的要求也不一样。当低速行驶时，电动车对电池的放电功率要求不高，电池在低放电倍率工况下工作；当高速行驶时，电动车的放电对功率要求高，这个时候往往是需要大功率放电，即要求电池在高放电倍率工况下工作。另外，当电动汽车在不同应用场景行驶时需要满足不同的工况条件，由于不同应用场景所需的输出功率不同，因此，要求储能设备适应不同的应用场景而输出不同的动力功率，如电动汽车在遇到长距离爬坡状态时，需要长时间的提供大功率的动力输出，现有的电池由于受到大功率输出的限制，不能满足这一需求；如使陷入坑中的电动汽车从坑中驶出时，也需要储能设备在短时间内输出大功率。若电池一直保持低放电倍率工况工作，则其续航时间和使用寿命均会得到极大的提高。而高放电倍率工况对会造成电池的过快损耗，当电池使用一段时间后，电池的储存容量和放电性能等性能均有所下降，不仅导致电池的续航能力和使用寿命下降，而且甚至会出现无法进行大功率输出的情况，直接影响用户的使用体验。随着储能
的发展，本领域技术人员发现，电容器和电池均有其各自的特点和优缺点。电容器具有充放电快和使用寿命长的优点，可用于输出大功率，但储能容量较电池小。电池具有储能容量大的优点，但存在充放电较慢的缺点，若用于输出大功率，则对其使用寿命影响很大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于电池和电容的复合动力储能单体、模组和设备及其控制方法，可根据用电设备不同以及用电设备工况的不同，合理选择电池供电、电容供电或电池电容联合供电。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术首先提出了一种基于电池和电容的复合动力储能单体，包括单体外壳，所述单体外壳内设有至少一个电池和/或至少一个电容；所述单体外壳上与每一个所述电池的正极和负极分别对应设有正极连接点和负极连接点，所述正极连接点与对应的所述正极之间电连接，所述负极连接点与对应的所述负极之间电连接；或，当所述电池包括至少2个时，所有的所述电池可以进一步组成至少一个电池组，所有的所述电池组中，至少有一个所述电池组包括至少两个相互串联或并联的电池；所述电池组上设有一个正极内连点和一个负极内连点；所述单体外壳上与每一个所述电池组的正极内连点和负极内连点分别对应设有正极连接点和负极连接点，所述正极连接点与对应的所述正极内连点之间电连接，所述负极连接点与对应的所述负极内连点之间电连接；所述单体外壳上与每一个所述电容的第一电极和第二电极分别对应设有第一连接点和第二连接点，所述第一连接点与对应的所述第一电极之间电连接，所述第二连接点与对应的所述第二电极之间电连接；或，当所述电容包括至少2个时，所有的所述电容可以进一步组成至少一个电容组，所有的所述电容组中，至少有一个所述电容组包括至少两个相互串联或并联的电容；所述电容组上内设有一个第一内连点和一个第二内连点；所述单体外壳上与每一个所述电容组的第一内连点和第二内连点分别对应设有第一连接点和第二连接点，所述第一连接点与对应的所述第一内连点之间电连接，所述第二连接点与对应的所述第二内连点之间电连接。进一步，所述单体壳体内设有填充在所述电池之间、所述电容之间以及所述电池与电容之间的阻燃透气透液的填充体。本专利技术还提出了一种基于电池和电容的复合动力储能模组，包括模组壳体，所述模组壳体内设有至少一个如上所述的复合动力储能单体。进一步，所述复合动力储能单体可拆换地设置在所述模组壳体内。进一步，还包括用于控制所述复合动力储能单体输出电能的单体控制电路；所述正极连接点和负极连接点与所述单体控制电路电连接；和/或所述第一连接点和第二连接点与所述单体控制电路电连接。本专利技术还提出了一种基于电池和电容的复合动力储能设备，包括设备箱体，所述设备箱体内设有至少一个如上所述的复合动力储能模组。进一步，所述复合动力储能模组可拆换地设置在所述设备箱体内。进一步，所述设备箱体采用框架结构或具有密闭性的箱体结构。进一步，还包括用于控制所述复合动力储能模组输出电能的模组控制电路；所述复合动力储能模组上设有与所述单体控制电路相连的第一电池连接点组和/或第一电容连接点组，所有的所述复合动力储能模组的第一电池连接点组和/或第一电容连接点组均与所述模组控制电路电连接；或，当所述设备箱体内设有至少两个所述复合动力储能模组时，所有的所述复合动力储能模组之间可以进一步构成至少一个复合动力储能组；所有的所述复合动力储能组中，至少一个所述复合动力储能组内包括至少两个采用内部线路连接的复合动力储能模组，所述复合动力储能组上设有与所述单体控制电路相连的第二电池连接点组和/或第二电容连接点组，所有的所述复合动力储能组的第二电池连接点组和/或第二电容连接点组均与所述模组控制电路电连接。本专利技术还提出了一种如上所述基于电池和电容的复合动力储能设备的控制方法，其特征在于：根据应用场景并通过智能优化电控切换实施控制：所述储能模组之间的连接关系，和/或所述储能单体之间的连接关系，和/或，所述储能电池与电容之间的连接关系；进而控制所述电池与电容的输出能源比例，以实现电池始终在最佳倍率下运行，达到长距离、长寿命循环使用的目的。本专利技术的有益效果在于：本专利技术基于电池和电容的复合动力储能单体，通过在单体外壳上与每一个电池或者每一个电池组分别对应设置正极连接点和负极连接点，如此，即可通过外部电路控制每一个电池之间或者每一个电池组之间的串联、并联、串并混联以及相互独立断开等连接方式对外输出电能，电能输出方式灵活多变；同理，通过在单体外壳上与每一个电容或者每一个电容组分别对应设置第一连接点和第二连接点，如此，即可通过外部电路控制每一个电容之间或者每一个电容组之间的串联、并联、串并混联以及相互独立断开等连接方式对外输出电能，电能输出方式灵活多变；另外，通过外部电路还可以控制电池与电容之间串联、并联、串并混联以及相互独立断开等方式对外输出电能；综上，本专利技术基于电池和电容的复合动力储能单体通过将电池和/或电容集成为一体，并采用灵活多变的接线方式，使其可根据应用场景并通过智能优化电控切换实施控制，进而控制所述电池与电容的输出能源比例，以实现电池始终在最佳倍率下运行，达到长距离、长寿命循环使用的目的。同理，本专利技术基于电池和电容的复合动力储能模组，通过在模组壳体内设置基于电池和电容的复合动力储能单体，可根据用电设备不同以及用电设备工况的不同，可以合理选择电池供电、电容供电或电池电容联合供电。同理，本专利技术基于电池和电容的复合动力储能设备，通过在设备箱体内设置基于电池和电容的复合动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电池和电容的复合动力储能单体，其特征在于：/n包括单体外壳，所述单体外壳内设有至少一个电池和/或至少一个电容；/n所述单体外壳上与每一个所述电池的正极和负极分别对应设有正极连接点和负极连接点，所述正极连接点与对应的所述正极之间电连接，所述负极连接点与对应的所述负极之间电连接；或，/n当所述电池包括至少2个时，所有的所述电池可以进一步组成至少一个电池组，所有的所述电池组中，至少有一个所述电池组包括至少两个相互串联或并联的电池；所述电池组上设有一个正极内连点和一个负极内连点；所述单体外壳上与每一个所述电池组的正极内连点和负极内连点分别对应设有正极连接点和负极连接点，所述正极连接点与对应的所述正极内连点之间电连接，所述负极连接点与对应的所述负极内连点之间电连接；/n所述单体外壳上与每一个所述电容的第一电极和第二电极分别对应设有第一连接点和第二连接点，所述第一连接点与对应的所述第一电极之间电连接，所述第二连接点与对应的所述第二电极之间电连接；或，/n当所述电容包括至少2个时，所有的所述电容可以进一步组成至少一个电容组，所有的所述电容组中，至少有一个所述电容组包括至少两个相互串联或并联的电容；所述电容组上内设有一个第一内连点和一个第二内连点；所述单体外壳上与每一个所述电容组的第一内连点和第二内连点分别对应设有第一连接点和第二连接点，所述第一连接点与对应的所述第一内连点之间电连接，所述第二连接点与对应的所述第二内连点之间电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于电池和电容的复合动力储能单体，其特征在于：
包括单体外壳，所述单体外壳内设有至少一个电池和/或至少一个电容；
所述单体外壳上与每一个所述电池的正极和负极分别对应设有正极连接点和负极连接点，所述正极连接点与对应的所述正极之间电连接，所述负极连接点与对应的所述负极之间电连接；或，
当所述电池包括至少2个时，所有的所述电池可以进一步组成至少一个电池组，所有的所述电池组中，至少有一个所述电池组包括至少两个相互串联或并联的电池；所述电池组上设有一个正极内连点和一个负极内连点；所述单体外壳上与每一个所述电池组的正极内连点和负极内连点分别对应设有正极连接点和负极连接点，所述正极连接点与对应的所述正极内连点之间电连接，所述负极连接点与对应的所述负极内连点之间电连接；
所述单体外壳上与每一个所述电容的第一电极和第二电极分别对应设有第一连接点和第二连接点，所述第一连接点与对应的所述第一电极之间电连接，所述第二连接点与对应的所述第二电极之间电连接；或，
当所述电容包括至少2个时，所有的所述电容可以进一步组成至少一个电容组，所有的所述电容组中，至少有一个所述电容组包括至少两个相互串联或并联的电容；所述电容组上内设有一个第一内连点和一个第二内连点；所述单体外壳上与每一个所述电容组的第一内连点和第二内连点分别对应设有第一连接点和第二连接点，所述第一连接点与对应的所述第一内连点之间电连接，所述第二连接点与对应的所述第二内连点之间电连接。


2.根据权利要求1所述基于电池和电容的复合动力储能单体，其特征在于：所述单体壳体内设有填充在所述电池之间、所述电容之间以及所述电池与电容之间的阻燃透气透液的填充体。


3.一种基于电池和电容的复合动力储能模组，其特征在于：
包括模组壳体，所述模组壳体内设有至少一个如权利要求1-3任一项所述的复合动力储能单体。


4.根据权利要求3所述基于电池和电容的复合动力储能模组，其特征在于：
所述复合动力储能单体可拆换地设置在所述模组壳体内。


5.根据权利要求3或4所述基于电池和电容的复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛民昌，李长明，辛程勋，曾庆欣，吴超，
申请(专利权)人：重庆九环新越新能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50