[发明专利]电容器与电池组合

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年3月13日提交的题为“COMBINATION BATTERY AND ELECTRIC DOUBLE LAYER CAPACITOR”的美国临时专利申请第61/610425号、于2012年3月13日提交的题为“ULTRACAPACITOR AND BATTERY COMBINATION WITH SWITCHED POWER MANAGEMENT SYSTEM”的美国临时专利申请第61/610417以及于2012年3月13日提交的题为“CAPACITOR AND BATTERY COMBINATION WITH VOLTAGE MANAGEMENT SYSTEM”的美国临时专利申请第61/610399号的优先权。这些之前申请的公开内容被视为本公开的一部分并且通过引用将其全部内容结合在此。

技术领域

本公开整体涉及一种组合的电容器和电池组合以及制造和使用该组合的相关方法。

背景技术

已知多种不同类型的能量存储系统，诸如，包括电池或者电容器的系统。该常规的能量存储系统可以被实施为将电力提供给其他设备，诸如，车辆中的起动器。

常规车辆电池具有若干种局限性。一种局限性是电池可能具有有限的循环效率，并且由此可能经历降低的再充电性能，或者甚至完全丧失其在给定次数的充电/放电循环之后进行充电的能力。例如，当用于反复性地起动和停止引擎的车辆中时，电池的循环效率可能降低，诸如，有规律地起动起动器以从电力调整为气动力的混合动力车辆。如下面所进一步描述的，在某些温度条件下，还可能影响电池的循环效率。应当理解的是，尽管此处参考混合动力车辆和具有内燃机的车辆，然而，其他车辆或者非机动车辆系统中可以采用本发明中所描述的实施方式。

使用若干种不同的测量评定电池的等级。例如，冷起动安培数(“CCA”)是电池行业中使用评级，以定义电池在低温下起动引擎的能力。对于12伏特的电池，评级是新的完全充电的电池在维持至少7.2伏特的电压的同时可以在0°F下传递30秒的安培数值。CCA评级越高，电池的起动电力越大。

术语“CA”指起动安培数，并且用于描述新的完全充电的电池在32°F(0℃)下能够连续传递30秒并且维持等于或者大于1.2伏特/单元的端子电压的以安培计量的放电负载。有时，其被称之为“海洋起动安培数(Marine Cranking Amps)”。此外，术语“储备容量”(“RC”)是用于定义电池使用不可操作的交流发电机或者风扇皮带为车辆供电的能力的术语。对于12伏特的电池，评级是电池在80°F能够以25安培放电并且维持10.5伏特电压的分钟数。储备评级越高，车辆在交流发电机或者风扇皮带发生故障时能够运行的时间越长。

发明内容

本公开的系统、方法以及设备各自具有若干个创新方面，其中没有任何一个单独承担本发明中所公开的期望的特征。

在能量存储设备中可以实现本公开中所描述的主题的一个创新方面。能量存储设备包括第一设备端子和第二设备端子。能量存储设备包括连接在第一端子与第二端子之间的电池。能量存储设备包括与电池并联连接的电容器。能量存储设备包括连接在第一端子与电容器之间的整流器。整流器被配置为允许充分单向的电流从第一端子流到电容器。

在能量存储设备中可以实现本公开中所描述的主题的另一创新方面。能量存储设备包括第一设备端子和第二设备端子。能量存储设备包括连接在第一端子与第二端子之间的电池。能量存储设备包括与电池并联连接的电容器。能量存储设备包括位于第电容器与第一端子之间的第一开关。第一开关被配置为选择性地控制电容器与第一端子之间的电连接。

在能量存储设备中可以实现本公开中所描述的主题的另一创新方面。能量存储设备包括第一设备端子和第二设备端子。能量存储设备包括连接在第一端子与第二端子之间的电容器。能量存储设备包括与电容器并联连接的第一电池。能量存储设备包括与第一电池和电容器并联连接并且连接在第一电池与电容器之间的第二电池。能量存储设备包括与第一电池和第二电池并联连接并且连接在第一电池与第二电池之间的第一整流器。能量存储设备包括连接在第二端子与第一整流器之间的第二整流器。能量存储设备包括连接在第一整流器与第一端子之间的第三整流器。