一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制方法及系统与流程

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制方法及系统。

背景技术：

随着汽车保有量急剧增加、环境污染的加重，以及环保节能意识的逐渐增强，对清洁能源的追求也日益迫切，使得电动汽车的发展受到极大的重视。由于现有电池存在安全隐患和充电速度慢等方面的瓶颈，限制电动汽车的发展。

为了解决现有技术在电池容量方面的不足，现有技术中，电动汽车上安装锂电池，以减少蓄电池的体积。利用在电动汽车的制动过程中，将动能或重力势能转化为电能并储存在锂电池中，以提高电动汽车的续航里程。在电动汽车中增加辅助动力，以锂电池为主动力，以超级电容为辅助动力，利用超级电容具有功率密度大、寿命长等特点，为电动汽车加速时提供瞬时功率，以及电动汽车制动时储存电能。

在现有制动能量回收以及电量分配策略中，在电量回收和效率的提高以及电池寿命的提高方面还存在很大的问题。车辆在行驶过程中，当锂电池电量相对比较充足时，驱动电机电量来源完全来自锂电池，车辆进入纯电动汽车模式，此时锂电池会长时间处于大电流充放电状态，对锂电池形成较大的损害，影响锂电池寿命，当锂电池电量不足时，电动汽车减少行驶时，回收输出电能和驱动再生能量。在电动汽车行驶过程中锂电池处于不断地充放电过程中，降低了锂电池的使用寿命。

技术实现要素：

本申请提供了一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制方法及系统，以解决电动汽车锂电池使用寿命低的问题。

第一方面，本申请提供了一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统，该系统包括：与石墨烯锂电池连接的用于检测所述石墨烯锂电池电压的第一检测单元；与所述第一检测单元连接的用于输出所述石墨烯锂电池电压的输出单元；与所述第一检测单元连接的用于控制电压传输的控制单元；与所述控制单元连接的用于采集电动汽车的运动状态的采集单元；与所述控制单元连接的用于将电动汽车制动的动能转化成电能的制动输入单元；与所述制动输入单元连接的用于电压转换的双向dc-dc单元；与超级电容连接的用于检测所述超级电容电压的第二检测单元；所述第二检测单元与所述控制单元连接；所述第二检测单元与所述双向dc-dc单元连接；所述双向dc-dc单元还与所述输出单元连接。采用本实现方式，回收电动汽车在制动状态下的能量，并将该能量通过制动输入单元为超级电容充电，而不是为石墨烯锂电池充电，能相对的减少石墨烯锂电池的充放电次数，从而增加石墨烯电池的使用寿命。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述系统还包括：与所述石墨烯锂电池连接用于为所述石墨烯锂电池充电的充电单元。采用本实现方式，为石墨烯锂电池设计专门的充电单元，充电单元可以对充电器输出的电压进行稳压，限流等控制，以进一步保障为石墨烯锂电池充电的稳点性。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述系统还包括：与所述控制单元连接的用于检测环境温度的温度传感单元；与所述控制单元连接的用于加热所述石墨烯锂电池的加热单元；所述加热单元与所述石墨烯锂电池连接；所述加热单元包括：与所述石墨烯锂电池的外壳贴合的用于产生热量的加热板；与所述加热板连接的用于将直流电压转换成交流电压的逆变模块；所述逆变模块与所述石墨烯锂电池连接。采用本实现方式，可以为石墨烯锂电池加热，以解决锂电池在低温环境中性能下降的问题。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述石墨烯锂电池包括壳体，以及在所述壳体内部的并联的石墨烯锂离子电池单体，所述石墨烯锂电池单体的数量至少为一个；所述石墨烯锂电池单体包括单体壳体、电芯组件和电解液；所述单体壳体上端设有壳体盖，所述壳体盖上还设有出气阀，所述单体壳体是铝塑材料；所述电芯组件一端设置在所述壳体盖上，所述电芯组件的另一端设置在所述单体壳体与所述壳体盖组成的腔体内部；所述电解液位于所述单体壳体与所述壳体盖组成的腔体内，所述电芯组件的外侧；所述电解液包括：60-65质量份的二氟草酸硼酸锂、30-35质量份的三氟甲基磺酰亚胺锂、10-15质量份的碳酸乙烯亚乙酯、1-2质量份的磺酸甘油和1-3质量份的硫酸乙烯酯。采用上述实现方式，通过壳体将并联的石墨烯锂电池单体封装，以便于石墨烯锂电池的安装。在电池单体中采用电解液能够承载大量的锂离子，以保证在供电和储电过程中能够以大电流传输锂离子，提高石墨烯锂电池的充电速度。

结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述电芯组件包括正极极片、负极极片以及设置于所述正极极片与所述负极极片之间的锂离子电池隔膜；所述正极极片包括正极铝箔集流体及双面涂覆于所述正极铝箔集流体上的正极微孔材料层；所述正极极片的一端与所述壳体盖连接，所述正极极片的另一端放置于所述单体壳体内部；所述正极极片与所述单体壳体的第一侧壁间设有间隔；所述负极极片包括负极铜箔集流体及双面涂覆于所述负极铜箔集流体上的负极微孔材料层；所述负极极片的一端与所述壳体盖连接，所述负极极片的另一端放置于所述单体壳体内部；所述负极极片与所述单体壳体的第二侧壁间设有间隔；所述壳体盖设有与所述正极铝箔集流体连接的正极极柱和与所述负极铜箔集流体连接的负极极柱。采用本实现方式，能够提高石墨烯锂电池的使用寿命。

第二方面，本申请还提供了一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制方法，该方法应用于石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统，所述系统包括石墨烯锂电池、第一检测单元、输出单元、采集单元、控制单元、制动输入单元、双向dc-dc单元、第二检测单元和超级电容，所述方法包括：获取启动信号；控制所述石墨烯锂电池通过所述第一检测单元向所述输出单元输出主驱动电压；获取所述采集单元采集的电动汽车的运动状态，所述运动状态包括正常行驶、加速、爬坡、减速和下坡；如果所述运动状态为所述加速或所述爬坡，则控制所述超级电容通过所述第二检测单元和所述双向dc-dc单元向所述输出单元输出瞬时高电压；在所述输出单元叠加所述主驱动电压和所述瞬时高电压，生成总输出电压；如果所述运动状态为所述减速或所述下坡，则控制所述制动输入单元输出第一电容充电电压，经过双向dc-dc单元和所述第二检测单元为所述超级电容充电。采用本实现方式，在爬坡或者加速时，超级电容可以提供瞬时高电压，以增加电动汽车的牵引力；在下坡或减速时，能够控制制动输入单元，为超级电容充电。能够增加石墨烯锂电池的使用寿命，并将回收的能量可以提高电动汽车的续航能力。

结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统还包括温度传感单元和加热单元，在获取启动信号之后，所述方法还包括：按照预置周期，获取所述温度传感单元检测的环境温度；如果所述环境温度小于预置低温阈值，则启动所述加热单元，以使得所述石墨烯锂离子电池的温度能够达到工作温度；如果所述环境温度大于或等于所述预置低温阈值，则控制所述石墨烯锂离子电池通过所述第一检测单元输出主驱动电压；如果所述环境温度大于或等于所述预置高温阈值，则停止启动加热单元。采用本实现方式，能够避免低温造成的石墨烯锂电池的性能下降，使得石墨烯锂电池保持在正常工作的温度范围内，以保证电动汽车的正常行驶。

结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：获取所述第一检测单元检测的所述石墨烯锂电池的电池电压；判断所述电池电压是否小于第一预置告警电压；如果判断结果为是，则控制所述超级电容通过所述第二检测单元和所述双向dc-dc单元向所述输出单元输出瞬时高电压。采用本实现方式，能够在石墨烯锂电池的电池电压不足的情况下，启动超级电容输出瞬时高电压，以增加电动汽车的续航能力。

结合第二方面，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述控制所述石墨烯锂电池通过所述第一检测单元向所述输出单元输出主驱动电压之后，所述方法包括：获取所述第二检测单元检测的所述超级电容的电容电压；如果所述电容电压小于第二预置告警电压，则控制所述输出单元输出第二电容充电电压；所述电容充电电压经过所述双向dc-dc模块输出所述超级电容；如果所述电容电压大于或等于第三预置告警电压，则所述输出单元停止输出所述第二电容充电电压。采用本实现方式，能够通过石墨烯锂电池为超级电容充电，以保证在电动汽车加速或者爬坡时，超级电容能够提供瞬时高电压。

结合第二方面，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：获取所述第二检测单元检测的电容电压；如果所述电容电压等于所述超级电容的最大耐压值，则停止所述制动输入单元向所述双向dc-dc单元输入第一电容充电电压。采用本实现方法，检测电容电压，防止超级电池产生过充情况，避免由于过充引起的超级电容爆炸、损害其他元器件等后果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统的结构示意图；

图2为本申请提供的另一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统的结构示意图；

图3为本申请提供的一种石墨烯锂电池的结构框图；

图4为本申请提供的一种石墨烯锂电池单体的结构示意图；

图5为本申请提供的一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制方法的流程图；

图6为本申请提供的石墨烯锂电池加热控制方法的流程图；

图7为本申请提供的超级电容控制方法的流程图；

图8为本申请提供的一种超级电容充电控制方法的流程图；

图9为本申请提供的另一种超级电容充电控制方法的流程图。

其中，11-石墨烯锂电池，12-第一检测单元，13-输出单元，14-采集单元，15-控制单元，16-制动输入单元，17-超级电容，18-第二检测单元，19-双向dc-dc单元，21-充电单元，22-加热单元，23-温度传感单元，31-壳体，32-石墨烯锂离子电池单体，41-单体壳体，42-电解液，43-壳体盖，431-正极极柱，432-负极极柱，44-电芯组件；441-正极极片，4411-正极铝箔集流体，4412-正极微孔材料层，442-负极极片，4421-负极铜箔集流体，4422-负极微孔材料层，45-出气阀。

具体实施方式

参见图1，为本申请提供的一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统的结构示意图。该系统包括：

与石墨烯锂电池11连接的用于检测所述石墨烯锂电池11电压的第一检测单元12；

与所述第一检测单元12连接的用于输出所述石墨烯锂电池11电压的输出单元13；

与所述第一检测单元12连接的用于控制电压传输的控制单元15；

与所述控制单元15连接的用于采集电动汽车的运动状态的采集单元14；

与所述控制单元15连接的用于将电动汽车制动的动能转化成电能的制动输入单元16；

与所述制动输入单元16连接的用于电压转换的双向dc-dc单元19；

与超级电容17连接的用于检测所述超级电容17电压的第二检测单元18；

所述第二检测单元18与所述控制单元15连接；

所述第二检测单元18与所述双向dc-dc单元19连接；

所述双向dc-dc单元19还与所述输出单元13连接。

石墨烯锂电池11，是指利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。超级电容17，是一种介于传统电容器和电池之间、具有特殊性能的电源。超级电容17在储能过程中不发生化学反应，储能过程是可逆的，所以超级电容17可以反复充放数十万次。超级电容17抵用活性炭多孔电极和电解质组成的双层结构获得超大的容量。超级电容17具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等优点。

本申请提供的石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统，也就是用石墨烯锂电池11和超级电容17两个能源为电动汽车提供动力。在电动汽车运行的过程中，通过控制单元15控制石墨烯锂电池11和超级电容17共同为电动汽车提供能量，输出电动汽车的驱动电压，将驱动电压传输至电机，电机转动然后带动电动汽车的车轮的转动，以实现电动汽车的前进或后退。对于驱动电压传输至电机，以及后续电动汽车的运转，在本发明实施例中不做详细描述。

石墨烯锂电池11是电动汽车的主要供电电源，第一检测单元12能够检测石墨烯锂电池11的电压并且能够接收控制单元15发送的控制信号，并执行控制信号。由石墨烯锂电池11，第一检测单元12，输出单元13和控制单元15，控制输出电动汽车的主驱动电压。控制单元15，包括能够产出控制信号的芯片，并且在芯片内部存储控制程序，是实现石墨烯锂电池11超级电容17的双能源控制。采集单元14能够采集电动汽车的运动状态，在电动汽车的运动状态是上坡或者加速时，需要较大的牵引力，这时控制单元15通过第二检测单元18控制超级电容17输出电压，在经过双向dc-dc单元19，向输出单元13输出辅电压，最后以主驱动电压和瞬时高电压叠加形成最终的输出电压。在电动汽车的运动状态是减速和下坡时，制动输入单元16能够将电动汽车制动的电能转化电压。电动汽车在制动过程中，实际上是减少了势能或动能，通过能量回收单元，将势能或动能回收，转化为电能。控制单元15控制制动输入单元16，将电动汽车制动产生的电能输送至双向dc-dc单元19。在通过第二检测单元18储存至超级电容17。

从上述实施例可以看出，回收电动汽车在制动状态下的能量，并将该能量通过制动输入单元16为超级电容17充电，而不是为石墨烯锂电池11充电，能相对的减少石墨烯锂电池11的充放电次数，从而增加石墨烯电池的使用寿命。

优选地，参见图2，为本申请提供的另一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统的结构示意图，所述系统还包括：与所述石墨烯锂电池11连接用于为所述石墨烯锂电池11充电的充电单元21。

对于现有技术中常用的可充电的锂离子电池，通常会配置专门的充电器，以实现充电器在充电过程中的产生电流和电压，与被锂电池的适配。如果锂电池与充电器不适配，那么会降低锂电池的使用寿命。由于环境保护意识的逐步加强，电动汽车的使用量会逐步增加，为了增加电动汽车的续航能量，电动汽车的充电站是必然选择。电动汽车的充电站，与现有的燃油车的加油站类似，这有会出现电动汽车的充电站的充电器与电动汽车的蓄电池不适配的情况。电动汽车中的蓄电池是觉得整个电动汽车性能的关键部分，为了避免出现因充电器与电动汽车的蓄电池不匹配，而降低锂电池使用寿命的情况，所以为石墨烯锂电池11配置专门的充电单元21。充电单元21可以将输出的充电电压进行稳压、限流等操作，以增强充电电压的稳定性，以此保证石墨烯锂电池11的使用寿命。

从上述实施例可以看出，为石墨烯锂电池11设计专门的充电单元21，充电单元21可以对充电器输出的电压进行稳压，限流等控制，以进一步保障为石墨烯锂电池11充电的稳点性，相对的提高石墨烯锂电池11的使用寿命。

优选地，电动汽车在广泛推广后，通常没有地域限制，不同地域其环境温度的变化范围不同，但是电动汽车采用的石墨烯锂电池11的最佳温度适用范围却是有限制的。如果环境温度较低，那么石墨烯锂电池11的容量会降低，以至于减少电动汽车的续航里程。由于续航里程的突变，可能导致用户不能准确的预计电动汽车的行程，出现不能抵达目的地，不能及时充电的情况。所以为了在可能出现环境温度低于最佳工作温度下限的地区也能够正常使用，参见图2，为本申请提供的另一种石墨烯锂电池11超级电容17双能源控制系统的结构示意图，所述系统还包括：

与所述控制单元15连接的用于检测环境温度的温度传感单元23；

与所述控制单元15连接的用于加热所述石墨烯锂电池11的加热单元22；

所述加热单元22与所述石墨烯锂电池11连接；

所述加热单元22包括：

与所述石墨烯锂电池11的外壳贴合的用于产生热量的加热板；

与所述加热板连接的用于将直流电压转换成交流电压的逆变模块；

所述逆变模块与所述石墨烯锂电池11连接。

温度传感单元23能够检测当前环境温度，由于石墨烯锂电池11的最佳工作范围影响电池容量，所以将温度传感单元23与石墨烯锂电池11贴合，能够保证温度传感单元23检测到的当前环境温度也就是石墨烯锂电池11的温度。控制单元15获取温度传感单元23检测到的环境温度，控制单元15根据环境温度，判断时候启动加热单元22，为石墨烯锂电池11加热，以保证石墨烯锂电池11外壳的温度能够处于最佳工作温度范围内。

加热单元22包括加热板和逆变模块，逆变模块与石墨烯锂电池11连接，将石墨烯锂电池11提供的直流电压，转换成加热板需要的交流电压，加热板与石墨烯锂电池11的外壳贴合，通过热传导的方式，将加热板上的热量传递给石墨烯锂电池11。

从上述实施例可以看出，为石墨烯锂电池11加热，能够解决锂电池在低温环境中性能下降的问题。

优选地，参见图3，为本申请提供的一种石墨烯锂电池的结构框图，参见图4，为本申请提供的一种石墨烯锂电池单体的结构示意图。所述石墨烯锂电池11包括壳体31，以及在所述壳体31内部的并联的石墨烯锂离子电池单体32，所述石墨烯锂电池单体32的数量至少为一个；

所述石墨烯锂电池单体32包括单体壳体41、电芯组件44和电解液42；

所述单体壳体41上端设有壳体盖43，所述壳体盖43上还设有出气阀45，所述单体壳体41是铝塑材料；

所述电芯组件44一端设置在所述壳体盖43上，所述电芯组件44的另一端设置在所述单体壳体41与所述壳体盖43组成的腔体内部；

所述电解液42位于所述单体壳体41与所述壳体盖43组成的腔体内，所述电芯组件44的外侧；

所述电解液42包括：60-65质量份的二氟草酸硼酸锂、30-35质量份的三氟甲基磺酰亚胺锂、10-15质量份的碳酸乙烯亚乙酯、1-2质量份的磺酸甘油和1-3质量份的硫酸乙烯酯。

由于石墨烯锂电池单体32电压有限，为了能够输出大电压为电动汽车提供牵引力，所述将多个石墨烯锂电池单体32并联，组成石墨烯锂电池11。需要石墨烯锂电池单体32数量，根据石墨烯锂电池11单体电压和电动汽车正常行驶时需要的牵引力，以及续航里程等参数，综合计算得出。

石墨烯锂电池单体32包括单体壳体41、电芯组件44和电解液42，其中电芯组件44和电解液42都在单体壳体41的内部。单体壳体41采用铝塑材料，既能够保持单体壳体41的形状，又能发生一定的形变，使得在石墨烯锂电池单体32在受到外力冲击时，能够以壳体的形变削弱外力的冲击，避免发生单体壳体41受损，电解液42泄漏等损害石墨烯锂电池11的情况。单体壳体41采用铝塑材料，电解液42中的任何化学成分都不能与单体壳体41发生化学反应，电解液42不能腐蚀单体壳体41，保证的单体壳体41的使用寿命。石墨烯锂电池单体32内部的电解液42在大电流，高温条件下会被电解，电解产生气体，导致内部压力升高，气体激烈膨胀，严重会冲破单体壳体41。所以在单体壳体41上还设置有出气阀45，当石墨烯锂电池单体32中气压过高时可以通过出气阀45排除气体，以增加石墨烯锂电池11的使用寿命。出气阀45可以用环氧树脂密封。

本申请采用的电解液42，能够使石墨烯锂电池单体32具有高电导率，硫酸乙烯酯的加入，能够提高电池的低温使用性能，磺酸甘油的加入能够有效防止电解液42沉淀，避免短路。

从上述实施例可以看出，通过壳体将并联的石墨烯锂电池单体32封装，以便于石墨烯锂电池11的安装。在电池单体中采用电解液42能够承载大量的锂离子，以保证在供电和储电过程中能够以大电流传输锂离子，提高石墨烯锂电池11的充电速度。

优选地，参见图4，为本申请提供的一种石墨烯锂电池单体的结构示意图，所述电芯组件44包括正极极片441、负极极片442以及设置于所述正极极片441与所述负极极片442之间的锂离子电池隔膜；

所述正极极片441包括正极铝箔集流体4411及双面涂覆于所述正极铝箔集流体4411上的正极微孔材料层4412；

所述正极极片441的一端与所述壳体盖43连接，所述正极极片441的另一端放置于所述单体壳体41内部；

所述正极极片441与所述单体壳体41的第一侧壁间设有间隔；

所述负极极片442包括负极极片4421及双面涂覆于所述负极极片4421上的负极微孔材料层4422；

所述负极极片442的一端与所述壳体盖43连接，所述负极极片442的另一端放置于所述单体壳体41内部；

所述负极极片442与所述单体壳体41的第二侧壁间设有间隔；

所述壳体盖43设有与所述正极铝箔集流体4411连接的正极极柱431和与所述负极极片4421连接的负极极柱432。

本申请提供的正极极片441，以纳米级石墨为原料，对所述纳米级石墨进行喷雾干燥处理，得到球状改性石墨，将所述改性石墨与硬碳按照8:(1-2)的质量比混合均匀，得到正极活性材料，将所述正极活性材料、导电剂和粘结剂按照92:4:4的质量比混合，得到正极活性材料的浆料；将所述浆料双面涂覆于正极铝箔集流体4411上，经辊压及烘干处理，得到石墨烯锂离子电池的正极极片441。

本申请提供的石墨烯锂电池单体32的负极极片442，以天然鳞片石墨为原料，采用氧化还原法制备得到氧化石墨烯，其衍射峰明显强于普通石墨粉的衍射峰，化学性能优于普通石墨粉，并且粒径小，表面积大，分散度大，有利于提高电池的容量；所述方法对氧化石墨烯与二氧化硅的混合物进行热处理，用氢氧氟酸腐刻掉二氧化硅，得到弯曲石墨烯；再将弯曲石墨烯与纳米级硅混合，掺杂软碳，制备硅/石墨烯复合材料，再对其进行炭包覆处理。经炭包覆处理的硅/石墨烯复合材料呈核壳结构，不仅能够提高电池的容量，而且坚硬的石墨烯网状结构还能够缓冲充放电过程中硅的体积膨胀。作为负极活性材料，炭包覆的硅/石墨烯复合材料具有巨大的比表面积和容量，高导电率，其中掺杂的软碳有利于降低电池的最低启动温度。因此，上述方法制备的负极极片442，在应用于石墨烯锂离子电池时，使得石墨烯锂电池单体32也具有高导电率，高容量，性能优越等优势。

石墨烯锂离子电池集流体的腐蚀行为是影响电池使用寿命和安全性的重要因素。传统的正极活性材料如licoo2、limno4和lifepo4。在充放电平台在3v以上，在此高电位下，正极集流体很容易发生氧化腐蚀而缩短电池的使用寿命，因此，本申请采用铝箔作为正极集流体和负极集流体，它具有电导率高，价格低廉的特点，并且通常在铝的表面可以形成一层致密的氧化物钝化膜，从而使得该正极铝箔集流体4411和负极铝箔集流体的氧化的速率减慢，提高的正极集流体的稳定性。

从上述实施例可以看出，本申请提供石墨烯锂电池单体32，具有寿命长，容量大，充电速度快，续航里程长，导电率高，低温性能好等优点，解决了传统锂离子电池容量低，危险易污染，性能差的技术问题。

参见图5，为本申请提供的一种石墨烯锂电池超级电容双能源控制方法的流程图，应用于石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统，所述系统包括石墨烯锂电池11、第一检测单元12、输出单元13、采集单元14、控制单元15、制动输入单元16、双向dc-dc单元19、第二检测单元18和超级电容17，该方法包括如下步骤：

在石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统中，控制单元15是保证该系统正常运行的核心，在控制单元15中编写软件程序，对电动汽车在行驶过程中可能出现的情况进行控制，以增加电动汽车的行驶里程，提高石墨烯锂电池11的使用寿命，提高能量利用率。根据实际电动汽车的需求，以及处理器的技术现状，控制单元15中的控制芯片可选用单片机、arm芯片、dsp芯片、fpga芯片，在本发明实施例中对控制单元15选择的控制芯片的类型不做限定。实现本申请提供的石墨烯锂电池超级电容双能源控制方法，所采用的编程方法、编程语言，根据控制芯片类型适应性的改变。

步骤501，获取启动信号。

启动信号是指电动汽车行驶，需要石墨烯锂电池11提供牵引力的信号。电动汽车的驾驶员发出启动指令生成启动信号，其启动指令通过按键、语音、指纹等等方式实现，在本发明实施例中对启动指令的实现方式不做限定。控制单元15获取启动信号，以便根据启动信号，启动石墨烯锂电池11为电动汽车供电。

步骤502，控制石墨烯锂电池11通过第一检测单元12向输出单元13输出主驱动电压。

第一检测单元12，能够检测石墨烯锂电池11的电压。主驱动电压，是电动汽车驱动的主动力。控制单元15通过第一检测单元12控制石墨烯锂电池11是否负载的连通，进而控制石墨烯锂电池11售出向输出单元13，输出主驱动电压。

步骤503，获取采集单元14采集的电动汽车的运动状态。

运动状态包括正常行驶、加速、爬坡、减速和下坡。电动汽车的运动状态能够反映电动汽车行驶的路况，以及电动汽车的驾驶员的意图。采集到的运动状态，可以通过信号传输线路或者红外或者蓝牙的方式传输，在本发明实施例中对获取运动状态的方法不做限定。采集单元14采集电动汽车的运动状态，通过按照预置周期采集。

步骤504，如果运动状态为加速或爬坡，则控制超级电容17通过第二检测单元18和双向dc-dc单元19向输出单元13输出瞬时高电压。

第二检测单元18，能够检测超级电容17的电压。如果运动状态为加速或爬坡，那么电动汽车在行驶时需要更大的牵引力。在加速或爬坡工况下，由超级电容17通过第二检测单元18和双向dc-dc单元19，向输出单元13输出瞬时高电压。瞬时高电压，是指为了满足电动汽车在多种工况下，都能正常行驶的辅助电压。超级电容17具有功率密度大、寿命长等特点，为电动汽车加速或爬坡提供瞬时功率。

步骤505，在输出单元13叠加主驱动电压和瞬时高电压，生成总输出电压。

如果运动状态为加速或爬坡，由石墨烯锂电池11输出的主驱动电压和超级电容17输出瞬时高电压，都输入输出单元13，输出单元13叠加主驱动电压和瞬时高电压，生成总输出电压。

步骤506，如果运动状态为减速或下坡，则控制制动输入单元16输出第一电容充电电压，经过双向dc-dc单元19和第二检测单元18为超级电容17充电。

在电动汽车减速和下坡过程中，一方面需要通过刹车对电动汽车进行制动处理耗费电能，另一方面刹车过程中的因为动能或势能的减少转换出的热能或动能直接浪费。所以如果运动状态为减速或下坡，回收电动汽车的动能或势能，并通过制动输入单元16输出第一电容充电电压。电容充电电压经过双向dc-dc单元19和第二检测单元18，为超级电容17充电。

将电动汽车制动过程中产生的能量转换为电能并为超级电容17充电，而不是为石墨烯锂电池11充电，既能保证能量的回收，又能相对的减少石墨烯锂电池11的充电次数，增加了石墨烯锂电池11的使用寿命。

从上述实施例可以看出，在爬坡或者加速时，超级电容17可以提供瞬时高电压，以增加电动汽车的牵引力；在下坡或减速时，能够控制制动输入单元16，为超级电容17充电。能够增加石墨烯锂电池11的使用寿命，并将回收的能量可以提高电动汽车的续航能力。

参见图6，为本申请提供的石墨烯锂电池加热控制方法的流程图，该方法在图5所示步骤的基础上实现的。当石墨烯锂电池超级电容双能源控制系统还包括温度传感单元23和加热单元22时，在获取启动信号之后，该方法还包括：

步骤601，按照预置周期，获取温度传感单元23检测的环境温度。

温度传感单元23能够检测当前环境温度，由于石墨烯锂电池11的最佳工作范围影响电池容量，所以将温度传感单元23与石墨烯锂电池11贴合。环境温度，也就是石墨烯锂电池11的外壳温度。温度传感单元23能够实时的检查环境温度，而控制单元15获取环境温度需要按照预置周期，其原因在于环境温度通常不会发生突变，并且控制单元15处理环境温度数据也需要一定的时间处理。预置周期的时间间隔也不能过程，以便能够及时反馈监测到的环境温度。

步骤602，如果环境温度小于预置低温阈值，则启动加热单元22，以使得石墨烯锂离子电池的温度能够达到工作温度。

石墨烯锂电池11通过具有最佳工作范围，一旦石墨烯锂电池11所处的环境温度小于预置低温阈值，石墨烯锂电池11的容量迅速降低，以至于减少电动汽车的续航里程。由于续航里程的突变，可能导致用户不能准确地预计电动汽车的行程，出现不能抵达目的地，不能及时充电的情况。如果电动汽车行驶在高速公路上，那么其危险系数更高。

所以如果检测到环境温度小于预置低温阈值，则启动加热单元22，为石墨烯锂电池11加热，以便石墨烯锂电池11的温度能够达到工作温度。工作温度，是指石墨烯锂电池11能够正常工作的温度，一般会大于石墨烯锂电池11的最近工作范围。

步骤603，如果环境温度大于或等于预置低温阈值，则控制石墨烯锂离子电池通过第一检测单元12输出主驱动电压。

经过加热单元22加热后，检测到的环境温度会逐渐上升，如果环境温度大于或等于预置低于阈值，则控制石墨烯锂电池11通过第一检测单元12输出主动电压。如果环境温度不未达到预置低温阈值，则继续启动加热单元22。

步骤604，如果环境温度大于或等于预置高温阈值，则停止启动加热单元22。

在石墨烯电池使用过程中，石墨烯锂电池11的温度是逐渐增加的，为了避免由于高温引起的石墨烯锂电池11爆炸的情况出现，如果检测到的环境温度大于或等于预置高温阈值，则停止启动加热单元22，也及时加热单元22不再加热。

从上述实施例可以看出，能够避免低温造成的石墨烯锂电池11的性能下降，使得石墨烯锂电池11保持在正常工作的温度范围内，以保证电动汽车的正常行驶。

参见图7，为本申请提供的超级电容控制方法的流程图，该方法在图5所示步骤的基础上实现的，该方法还包括：

步骤701，获取第一检测单元12检测的石墨烯锂电池11的电池电压。

步骤702，判断电池电压是否小于第一预置告警电压。

在电动汽车行驶过程中，电池电压是逐步减小的，为了保障电动汽车不会在行驶过程中突然暂停，需要实时检测石墨烯锂电池11的电压，并判断电池电压是否小于低于预置告警电压。

步骤703，如果判断结果为是，则控制超级电容17通过第二检测单元18和双向dc-dc单元19向输出单元13输出瞬时高电压。

如果电池电压小于低于预置告警电压，则控制超级电容17通过第二检测单元18和双向dc-dc单元19向输出单元13输出瞬时高电压，保证电动汽车能够再持续行驶一段距离，以便驾驶员为电动车寻找充电站，或者寻找安全停止位置。

从上述实施例可以看出，能够在石墨烯锂电池11的电池电压不足的情况下，启动超级电容17输出瞬时高电压，以增加电动汽车的续航能力。

超级电容17是为了应对加速或爬坡时，增加电动汽车牵引力而设置的。在电动汽车正常行驶路线中出现爬坡是经常遇到的状况，所以不仅要保证电动汽车石墨烯锂电池11的蓄电量，也要保持超级电容17的电量。参见图8，为本申请提供的一种超级电容充电控制方法的流程图，该方法在图5所示步骤的基础上实现的。控制石墨烯锂电池11通过第一检测单元12向输出单元13输出主驱动电压之后，该方法包括：

步骤801，获取第二检测单元18检测的超级电容17的电容电压。

步骤802，如果电容电压小于第二预置告警电压，则控制输出单元13输出第二电容充电电压。

第二预置告警电压，是电容电压的低压阈值。如果电容电压小于第二预置告警电压，则输出单元13输出第二电容充电电压。第二电容充电电压，是通过石墨烯锂电池11为超级电容17充电。

步骤803，电容充电电压经过双向dc-dc模块输出超级电容17。

步骤804，如果电容电压大于或等于第三预置告警电压，则输出单元13停止输出第二电容充电电压。

第三预置告警电压，是超级电容17的额定电压。当第二电容充电电压达到额定电压是，则停止对超级电容17的充电。

从上述实施例可以看出，能够通过石墨烯锂电池11为超级电容17充电，以保证在电动汽车加速或者爬坡时，超级电容17能够提供瞬时高电压。

参见图9，为本申请提供的另一种超级电容充电控制方法的流程图，该方法在图5所示步骤的基础上实现的。控制制动输入单元16输出第一电容充电电压，经过双向dc-dc单元19和第二检测单元18为超级电容17充电之前，该方法还包括：

步骤901，获取第二检测单元18检测的电容电压。

步骤902，如果电容电压等于超级电容17的最大耐压值，则停止制动输入单元16向双向dc-dc单元19输入第一电容充电电压。

从上述实施例可以看出，检测电容电压，防止超级电池产生过充情况，避免由于过充引起的超级电容17爆炸、损害其他元器件等后果。

具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的呼叫方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：rom)或随机存储记忆体(英文：randomaccessmemory，简称：ram)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于……实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。