[实用新型]一种多能源复合供电的能源系统

权利要求书

1.一种多能源复合供电的能源系统，所述能源系统包括复合电源系统及电源管理系统；

所述的复合电源系统包括微弱电源模块、储能模块及燃料电池；微弱电源模块用于收集外界环境中的微弱能量并将其转化为电能，燃料电池将高储能化学燃料转化为电能，储能模块用于缓存微弱电源模块和燃料电池发出的电能并平滑复合电源系统的功率输出；

所述电源管理系统包括微弱电源管理模块、燃料电池升压模块及中央控制单元；所述微弱电源管理模块用于管理控制微弱电源模块的功率输出以提升能量转化效率，所述燃料电池升压模块用于提升燃料电池的输出电压，从而提升燃料电池能量转化效率，所述中央控制单元用于协调控制微弱电源管理模块和燃料电池升压模块，使得复合电源系统与外部负载能够实现功率平衡；

其中，所述微弱电源模块包括振动式能量收集器及太阳能电池；振动式能量收集器用于收集环境中的振动能量并将其转化为电能，太阳能电池用于收集环境中的光能并将其转化为电能。

2.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于，所述微弱电源管理模块包括全桥整流电路、降压-升压Buck-Boost开关电源电路、线性稳压器电路以及比较器电路；全桥整流电路用于将振动式能量收集器输出的交流电整流成为系统所需的直流电，Buck-Boost开关电源电路用于调节储能模块的输出电压以实现微弱电源模块的稳定电平转换，线性稳压器电路用于平滑Buck-Boost开关电源电路的功率输出并提升电能质量，比较器电路用于产生Buck-Boost开关电源电路所需的驱动信号，实现储能模块输出电压的反馈控制。

3.根据权利要求2所述的能源系统，其特征在于，所述的微弱电源管理模块还包括一个连接在输出端口的第一电子开关，用于控制微弱电源管理模块与外部负载之间的物理通断，避免电能倒灌导致能量损失。

4.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于，所述的燃料电池升压模块为升压Boost电路，该电路用于实现燃料电池直流输出的电压变换，提高能量变换效率。

5.根据权利要求4所述的能源系统，其特征在于，所述的燃料电池升压模块还包括一个连接在输出端口的第二电子开关，用于控制燃料电池升压模块与外部负载之间的物理通断，避免电能倒灌损坏燃料电池装置。

6.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于，所述的储能模块包括超级电容器和锂电池，所述超级电容器及所述的锂电池连接在所述的微弱电源管理模块；所述超级电容器用于实现储能模块的大功率、短时间能量缓存功能，所述锂电池用于实现储能模块的小功率、长时间能量缓存功能，二者相互配合实现能源系统不同功率需求下的能量缓存。

7.根据权利要求6所述的能源系统，其特征在于，所述的锂电池输出端连接在第三电子开关的一端，第三电子开关的另一端连接充电管理芯片；第三电子开关用于控制锂电池与充电管理芯片之间的物理通断，避免锂电池通过充电管理芯片放电导致能量损失。

8.根据权利要求1所述的能源系统，其特征在于，所述的中央控制单元包括信息采集模块及逻辑控制模块，所述的信息采集模块连接在所述的复合电源系统、所述的微弱电源模块及所述的燃料电池升压模块两端；所述信息采集模块采集能源系统中除中央控制单元以外的复合电源系统及电源管理系统的各项参数及运行状态，用于作为逻辑控制的基本依据；所述逻辑控制模块基于信息采集模块获取得到的系统信息对除中央控制单元以外的复合电源系统及电源管理系统进行控制，确保能源系统能够稳定运行。

9.根据权利要求6所述的能源系统，其特征在于，所述微弱电源管理模块包括一个连接在输出端口的第一电子开关；所述的燃料电池升压模块还包括一个连接在输出端口的第二电子开关；所述的锂电池输出端连接在第三电子开关的一端，第三电子开关的另一端连接充电管理芯片；所述第一电子开关、第二电子开关及第三电子开关的控制端均连接在中央控制单元，同时控制端配备有必备的限流及去耦电阻电容。

10.根据权利要求1所述的能源系统，所述的中央控制单元是一个超低功耗单片机。