[发明专利]组合电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合电源装置。

背景技术

在我国辽阔疆域能够得到市电覆盖的范围非常有限，大部分“无电” 区域由于无法利用市电而不得不放弃许多技术应用，而这些技术应用领 域大都涉及国家战略利益。如，防灾预警系统网络布置、远距离高压输 电线路的动态监视、远距离通信接力站、万里边防线的无缝监控(即数 字化国防执勤)等，其技术瓶颈就是无人值守电源。依目前的电源技术 尚无法满足尽管功率要求不大但必须长久持续用电的需求，其根本原因 是电源能够连续稳定运行的使用寿命太短，如目前小型汽油机发电机用 汽油机的累计使用寿命不过1,000～2,000小时；最近成为开发热点的直接 醇燃料电池发电系统的使用寿命不过500～1,000小时等。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种组合电源，所述组合电源 主要由发电装置、可反复充/放电的蓄电装置、控制器及充电管理器组成， 其中：所述发电装置的额定输出功率与需电系统额定消耗功率的比值以 尽可能取大为特征，至少应大于1；所述蓄电装置单次被发电装置充电 时间与蓄电装置单次单独工作放电时间的比值以尽可能取小为特征，至 少应小于10。

根据本发明所述的组合电源一优选技术方案：所述发电装置以液态 燃料作为能源。

根据本发明所述的组合电源一优选技术方案：所述发电装置包括基 于电化学原理发电的化学电池；包括基于电磁感应原理并具有直流整流 功能的发电机装置和电磁直流发电机；包括上述发电装置以任意形式组 合而成的复合发电装置。

根据本发明所述的组合电源一优选技术方案：所述蓄电装置包括二 次电池及超级电容器。

根据本发明所述的组合电源一优选技术方案：所述充电管理器是能 够自动适应所述发电装置输出电压的高低变化、并能自动将自身的输出 电压根据所述蓄电装置规定的技术要求调整到合适值的装置。

根据本发明所述的组合电源一优选技术方案：所述组合电源在组合 形式上包括所述的发电装置、可反复充/放电的蓄电装置、控制器及充电 管理器各自形成的独立单元形态及相互间合并组成的任何组合形态的新 的功能体。

本发明的设计原理：

参照图1，本发明的主要组成部分为：发电装置(1)、可反复充/放 电的蓄电装置(2)、控制器(3)及充电管理器(4)。本发明组合电源的 发电装置(1)特别定义采用能以液态燃料作为能源的、能够输出直流电 的电源装置，这是因为液态燃料具有能量密度高、便于储存、可有效地 实施在使用过程中的微量控制等特性。能满足这种要求的电源装置包括 有：以汽油、柴油、煤油、醇类或其他液态烃类物质为燃料、以内燃发 动机或外燃发动机作为动力源发电并经过整流或其他调制手段能够输出 直流电的发电装置；以甲醇、乙醇为首的醇类、汽油或其他液态烃类物 质作为燃料、先通过重整装置制取氢气，再通过高分子质子交换膜燃料 电池以电化学反应方式进行发电的氢氧燃料电池(英文全称Proton Exchange Membrane Fuel Cell，简称PEMFC的)发电系统；以醇类为原料、 直接通过高分子质子交换膜燃料电池、以电化学反应方式进行发电的直 接醇类燃料电池(英文全称Direct Alcohol Fuel Cell，简称DAFC的)发 电系统，尤其是以甲醇为原料、以电化学反应方式进行发电的直接甲醇 燃料电池(英文全称Direct Methanol Fuel Cell简称DMFC的)发电系统 等。本发明组合电源的蓄电装置(2)可以是任何种类的可反复充/放电 的蓄电池(也叫二次电池)，也可以是超级电容器。本发明组合电源的控 制器(3)为自动控制本组合电源系统的电子控制硬件及软件。本发明组 合电源的充电管理器(4)是能够自适应发电装置(1)的电压变动并按 控制器(3)的指令或根据内置软件调节给蓄电池(2)充电电流或电压 的电子器件。