[发明专利]混合能量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超级电容串并联、扩流扩容、多形式多回路功率模块控制；直流-直流变换器电压均衡控制；直接能量转移电压均衡控制等组成的汽车混合能量/动力系统装置，尤其是一种能充分发挥超级电容的大容量、高能量、高峰值放电电流、低纹波噪声、长充放电使用寿命的均压控制体系性能作为汽车混合能量/动力系统装置使用，且模块或模组组合或混合形式灵活多变，即可串联成大容量高电压的储能模块模组；也可并联成超能量的低压储能模块模组；又可串并联混合成大容量高/低压储能模块模组，以扩容扩流、多形式多回路功率模块控制、直流-直流变换器均压控制、间接/直接能量转移均压控制等构成的电压均衡组合或混合控制模式集控着串、并、混联成为直接物理电荷效应的大容量、高能量、高峰值放电电流、低纹波电压噪声、长充放电使用寿命的电源储能模块模组，能够积聚成物理电荷的大容量、高能量、高峰值放电电流、低纹波电压噪声、长充放电使用寿命的储能(模块组)汽车混合能量/动力系统装置。全面改善及提升整车的电性能、动力性能及减排性能，提高电源能量的综合利用率，拓进整车的有效性能，也决定了其作为混合能量/动力系统装置在车载能量电源及车载新能源领域的应用。 

背景技术

传统工业电容的电荷容量及体积难以匹配，体积小时其电荷容量不大，电荷容量大时其体积也巨大，且受限于其自身容量的容抗和阻抗，该容抗和阻抗削弱了其电能量的吸收及释放(充放电过程)，物理电荷移动响应速度慢，大容量电容的应用因受其体积及制造工艺的制约，局限了其的应用及发展，实际应用中较少。超级电容因其体积小、低电压、电荷容量大、充放电寿命长、高物理电荷的放电电流、高输出功率、快速充电能力及适应温度范围宽，决定了其的应用领域及应用前景广泛，但其单体电压低(一般均为2.0～2.7V)，必须实行串联或串并联方式发挥其大容量/高放电电流/充放电寿命长/快速充电等一系列性能及自身特点；又因其容量大及材料工艺的差异，单体容量误差也会变大，当串联或串并联使用时，因其容量的误差而引起单体电压的差异性，单体容量误差大的会欠充电，单体容量误差小的会过充电，长期过充电的电容会因过压而坏损，长期欠充电的电容能量得不到有效发挥，正因为超级电容单体电压低需要串联或串并联形成电能量模块模组或设备才能得以充分有效的利用， 为保证其单体电压在一定范围内正常工作及能量的发挥，必须实行单体/单体模组电压的均衡或电压能量的转移，电压均衡及电压能量的间接或直接转移的控制效果决定了超级电容的使用寿命及物理电荷大能量释放的性能，也决定了其用作汽车混合能量/动力系统装置的可行性及有效性，能够更深层次的拓扑及利用超级电容的直接物理电荷效应及大容量、高能量、高峰值放电电流、长充放电使用寿命的物理储能性能作为汽车混合能量/动力系统装置。