[发明专利]能量存储系统

权利要求书

1.一种集成能量存储系统，包括：

第一多个能量存储单元，其包括铅酸电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池、锂离子聚合物电解质电池、锂离子聚合物凝胶电解质电池、锂离子固态电池、锂离子固态薄膜电池、金属空气电池、钠离子电池、镁离子电池、燃料电池单元、电容器和超级电容器中的一个或多个，其中第一多个能量存储单元在高于0℃的环境温度下其重量能量密度大于180Wh/kg且体积能量密度大于450Wh/L；

第二多个能量存储单元，其包括铅酸电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池、锂离子聚合物电解质电池、锂离子聚合物凝胶电解质电池、锂离子固态电池、锂离子固态薄膜电池、金属空气电池、钠离子电池、镁离子电池、燃料电池单元、电容器和超级电容器中的一个或多个，其中第二多个能量存储单元在高于0℃的环境温度下其重量功率密度大于450W/kg且体积功率密度大于1080W/L；

第三多个能量存储单元，其包括铅酸电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池、锂离子聚合物电解质电池、锂离子聚合物凝胶电解质电池、锂离子固态电池、锂离子固态薄膜电池、金属空气电池、燃料电池单元、电容器和超级电容器中的一个或多个，其中第三多个能量存储单元配置为在至少低至-50℃的环境温度下操作；以及

控制器，其被编程为从一个或多个电压传感器、一个或多个电流传感器和一个或多个温度传感器接收一个或多个输入，并且根据来自应用负载和环境温度的功率消耗在第一多个能量存储单元、第二多个能量存储单元和第三多个能量存储单元之间分配电流或功率。

2.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器被编程为根据来自应用负载的功率消耗分配来自第二多个能量存储单元的电流或功率，并且所述第一多个能量存储单元配置为处理功率以延长操作时间。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述控制器被编程为当环境温度低于设定点值时向第三多个能量存储单元分配电流或功率，并且所述控制器配置为当环境温度高于操作温度下限时向至少第一多个能量存储单元或第二多个能量存储单元分配电流或功率。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述第一多个能量存储单元在高于0℃的环境温度下其重量能量密度大于200Wh/kg且体积能量密度大于500Wh/L。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述第二多个能量存储单元的重量功率密度大于500W/kg且体积功率密度大于1200W/L。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述第三多个能量存储单元配置为在低至-100℃的环境温度下操作。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述控制器被编程为将功率从第三多个能量存储单元传递到至少第一多个能量存储单元或第二多个能量存储单元以加热至少第一多个能量存储单元或第二多个能量存储单元。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述控制器被编程为使用来自一个或多个电压传感器的检测电压值、来自一个或多个电流传感器的检测电流值以及来自一个或多个温度传感器的检测温度来确定至少第一多个能量存储单元、第二多个能量存储单元和/或第三多个能量存储单元的充电状态或剩余容量。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制器被编程为使用至少第一多个能量存储单元、第二多个能量存储单元和/或第三多个能量存储单元的所确定的充电状态或剩余容量来平衡来自第一多个能量存储单元、第二多个能量存储单元和/或第三多个能量存储单元的功率传递。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述控制器包括配置为与能量源连接的电荷管理系统，使得该电荷管理系统可以对第一多个能量存储单元、第二多个能量存储单元和/或第三多个能量存储单元进行再充电。