[发明专利]一种三合一混合式储能电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池产品技术领域，具体涉及一种储能电池。

背景技术

储能电池主要是指使用于太阳能发电设备、风力发电设备、可再生能源、交通工具、备用电源等领域储蓄能源用的蓄电池，常见的储能电池为铅酸电池，其具有非常广阔的应用范围。铅酸电池的优点是便宜，而且生产工艺简单，要求很低；但其缺点也是很明显的，如循环寿命短、自放电大、比能量小、重量大，而且铅和硫酸都污染环境。因此，采用单纯的铅酸电池做为储能电池的缺点是显而易见的。而另一方面，锂电池具有循环寿命长、放电平台平缓、单个电池的电压高、能量密度高也就是电池比较轻，目前同样不适合单独应用。再者，近年来发展起来的超级电容(超电容)具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。但是，超电容并不等同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池，因此如果能相互结合应用，将超电容的功率特性和电池的高能量存储特点结合起来，应会达到更优良的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种功率高、电池续航能力强、充电时间短、寿命长的三合一混合式储能电池。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种三合一混合式储能电池，其特征在于：包括控制部分、锂电池部分、铅酸电池部分及超电容部分，锂电池部分与超电容部分并联且均与控制部分连接，铅酸电池部分与锂电池部分及超电容部分连接；控制部分包括主控板和MOS板，主控板电连接MOS板；锂电池部分为锂电池组，其包括若干锂电池，锂电池组与主控板连接；超电容部分为一超电容(即超级电容)，超电容与锂电池组并联连接，其正极连接锂电池组的正极，负极通过MOS板连接锂电池组的负极；铅酸电池部分为一铅酸电池，铅酸电池的正极连接锂电池组的正极，铅酸电池的负极连接超电容的负极。该处三合一混合式即为指集锂电池组、铅酸电池及超电容于一体。

进一步地，锂电池组与超电容、锂电池组与铅酸电池以及铅酸电池与超电容之间的连接线为比锂电池组与主控板之间的连接线更粗的粗线。

MOS板是一种保护性开关，由主控板控制其开和关，当铅酸电池的温度升高到一定温度时，主控板通过控制铅酸电池的电压和电流使MOS板打开，从而切断铅酸电池的电压和电流，当铅酸电池的电压降低到一定值后，主控板通过控制铅酸电池的电压和电流使MOS板闭合，锂电池就会给铅酸电池充电，主控板的主要作用在于：实现控制铅酸电池的温度，控制铅酸电池和锂电池之间电压和电流的平衡作用。

稀金属超电容最主要的应用是用来稳定直流总线电压。超电容已在汽车领域得到了广泛应用，用于保护各种引擎控制组件和微控制器免受瞬间负载突变导致电压降的干扰。电池的特性系以长时间恒定的化学反应来提供电能，充电时间相对较长。相反，电容的充电是通过加载在其两端的电压来完成的，充电速度多取决外部电阻。电池能够在较长一段时间内以基本恒定的电压输出电能，而电容的放电速度快，输出电压呈指数规律衰减，超电容具有快速吸收和释放能量的能力，比电池更适合于实现再生制动机制，因此电池和超电容之间构成了互补关系。

由于铅酸电池安全性高、低温放电特性较佳、具可过放电及高效率放电等特性、不仅使铅酸电池不再孤单，更可与锂铁电池、超电容成为三合一电池，在成本价格、功能效率上更能互补调合至最佳状态，且毋需修改原系统，因而是近来电池发展设计最经济有效的方式。

本发明通过将锂电池、铅酸电池及超电容集于一体，并采用统一的控制部分控制，如此将锂电池的循环寿命长及能量密度高、铅酸电池的低成本易生产、超电容的快速充电寿命长等特性结合在一起，达到取长补短的效果，其应用领域非常广泛，可用于交通工具(汽车)、备用电源、太阳能或风力发电的储能电池等领域；锂电池及超电容可对铅酸电池起到保护作用，使铅酸电池按需充放电，避免其温度过高，能延长铅酸电池的寿命，具有瞬间充放电能力，能完全满足快速供电设备需求；同时也更为节能环保，符合低碳生活的趋势，因此具有非常大的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明线路结构示意图。

图中，1为锂电池组，2为铅酸电池，3为超电容，4为主控板，5为MOS板。

具体实施方式