[发明专利]能量存储系统

说明书

一种集成能量存储系统可以包括第一、第二和第三能量存储单元和控制器。第一能量存储单元在高于0℃的环境温度下其重量能量密度可以大于180Wh/kg且体积能量密度大于450Wh/L，第二能量存储单元在高于0℃的环境温度下其重量功率密度可以大于450W/kg且体积功率密度大于1080W/L，并且第三能量存储单元可以配置为在低至‑100℃的环境温度下操作。可以对控制器进行编程，以接收来自电压传感器、电流传感器和温度传感器的输入，并根据来自应用负载和环境温度的功率消耗在第一、第二或第三能量存储单元之间分配电流或功率。

技术领域

本发明涉及用于制造能量存储装置的技术。更具体地，本发明提供了集成能量存储系统，其向需要高脉冲功率和/或需要低操作温度的应用装置和/或系统提供电源。

背景技术

能量存储装置可用于多种应用，比如消费电子装置、车辆或电网；其中，消费电子装置包括但不限于：MP3播放器、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、活动跟踪器和其他可穿戴装置；其中车辆包括但不限于：混合动力电动巴士、电动巴士、混合动力电动汽车、电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动踏板车、电动高尔夫球车、火车、轮船、飞机、电动飞机、直升机、无人驾驶飞行器、电动无人飞行器、无人驾驶飞机、其他飞行器、空间站、航天飞机、太空飞机、卫星、无人驾驶航天器、其他航天器以及其他混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和电动车辆；其中电网包括但不限于用于住宅、商业建筑和社区的独立微电网以及集中式电网。此外，这种能量存储装置可用于电信系统、手机和天线塔、数据中心及不间断电源。

发明内容

随着应用继续要求从诸如电池的能量源提供更大的功率和效率，用于改进固态薄膜电池装置的技术仍是高度期望的。本发明包括固态能量存储电池装置，其配置成为需要高脉冲功率并且需要低温启动的各种应用提供能量。此外，本发明包括一种混合集成能量存储系统，以向需要高脉冲功率和/或低操作温度的应用装置和/或系统提供电源。

在一些实施例中，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低至-100℃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。