[发明专利]具有多个能量存储装置的能源系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2011年3月16日提交的题为“用于车辆应用的结合电池和超级电容器的系统”的美国临时专利申请No.61/453,474、2011年7月16日提交的题为“具有集成的控制器的电荷和能量存储系统”的美国临时专利申请No.61/508,621、2011年4月21日提交的题为“用于车辆应用的多电池系统”的美国临时专利申请No.61/477.730以及2011年7月16日提交的题为“提高充电能力的不同电荷状态电池”的美国临时专利申请No.61/508622的非临时申请，上述临时申请通过引用结合于此。

本专利申请总体上涉及下面的共同未决的专利申请，这些专利申请于此结合到本申请中以供参考：于同一日期由Ou Mao等人提交的题为“具有带不同电荷状态的装置的能源系统(Energy Source Systems Having Devices with Differential States of Charge)”的美国专利申请No.____，于同一日期由Brian C.Sick等人提交的题为“用于控制多个存储装置的系统和方法(Systems and Methods for Contro11ing Multiple Storage Devices)”的美国专利申请No.___，于同一日期由Perry M.Wyatt等人提交的题为“具有电池和超级电容器的能源装置和系统(Energy Source Devices and Systems Having a Battery and An Ultracapacitor)”的美国专利申请No.____，以及于同一日期由Junwei Jiang等人提交的题为“用于组合能源系统中过充电保护和充电平衡的系统和方法(Systems and Methods for Overcharge Protection and Charge Balance in Combined Energy Source Systems)”的美国专利申请No.____。

技术领域

当前公开的实施例总体上涉及能够为下游应用提供能量的能源系统。具体而言，当前公开的实施例涉及用于车辆应用的包括结合电池和超级电容器的装置的能源系统。更具体地说，当前公开的实施例涉及在封装体中的结合电池和超级电容器的系统，该系统满足车辆负载的所有电需求，包括启动、照明和点火，该封装体比传统的车辆电池系统占据更小的空间并具有更轻的重量。

背景技术

这部分是为了提供权利要求书中所详述的本发明的背景或环境。这里的描述可包括可能被寻求的构思，但不必是先前已被想到或寻求的构思。因此，除非这里另有说明，在这部分中所描述的内容并不是本申请说明书和权利要求书的现有技术，并且并不承认包括在这部分中的内容为现有技术。

一般已知的是，提供典型的铅酸电池来用于车辆中的启动、照明和点火(SLI)应用。这类铅酸电池通常具有大约70Ah的容量和大约12V的电压。这类铅酸电池的重量通常为大约21kg，能量密度通常为大约40Wh/kg。用于SLI应用的这类铅酸电池的一个性能要求称为“冷起动电流”，其在零下18℃时为大约700Ah。如此高的冷起动电流要求是为了车辆发动机启动的目的，用于在几秒钟内传送，尤其是在冷天气情况下。然而，为了满足冷起动电流要求，这类已知的铅酸电池的大小尺寸趋于占据相当大的空间，并且显著增加车辆平台的重量。

传统的电池系统的另一缺陷是充电接受能力弱的问题。也就是说，在某些情况下，电池可能不能处理高充电电流，这会对车辆的能量再生能力产生不良影响。因此，期望提供一种或多种先进的能源系统，当被封装在较小且较轻的装置中时，其能够有效地满足用于发动机启动的冷起动电流要求。另外，还期望提供一种或多种先进的能源系统，其适合用于与车辆的启停技术或部件相关的部件(例如，以允许在停车期间关闭车辆发动机并且在驾驶者需要时重新启动)，或者适合用于与车辆的轻度混合技术或部件相关的部件(例如，以提供马达驱动的增加或帮助，使车辆达到巡航速度)，以及适合于电车应用，并且电压在大约10-400V的范围内，尤其是，在大约10-100V的范围内。

发明内容