一种双电池节能系统的制作方法

本发明涉及能量回收技术，更具体而言，涉及一种双电池节能系统以及使用该系统的节能方法。

背景技术：

在当前的社会，保护环境，节约能源的需求日益增长。特别是在交通工具中，在制动过程中或者发动机的工作过程中，有许多能量无法有效利用，造成了能源的浪费。例如在车辆领域中，为了能够提高整车效率，降低油耗，提高燃油经济性，目前各大汽车厂商均致力于研究各种各样的新型汽车技术。其中，在汽车减速时，回收制动能量并存储在电池中，以在将来供给车用电器设备使用，是一种重要的降低油耗的方法，已经广泛的用于各类新能源车型，如纯电动车和混合动力车型上。

由于现代交通工具越来越多地配备了各种电器设备，导致整体耗电量也在逐步增加，供电系统的压力也越来越大。必须有足够的电能储备以满足众多的电器需求，通常传统的用电设备在不同的工况下，对能量的消耗是很大的。例如在汽车中，车用用电器的电能实际上都是从燃油通过发动机的做功发电得到，如果制动时回收电能，再生的能量可供发动机附件、前灯、空调、音响、仪表等电子部件使用。在频繁加速和减速的行驶条件下，这种系统能够大幅度提高燃油经济性。

举例来说，在车辆中，一般设置有一个或者多个电池组成的电池系统，以在车辆起动时驱动起动发动机的起动机，在发电机工作的情况下，存储能量，并在车载发电机停止工作的情况下，输出电流驱动车上的电气负载。通常来讲车上的电气负载包括安全系统、发动机管理系统、娱乐系统、照明系统、空调系统、雨刷等等。目前大多数所知的发动机驱动的车辆上，均采用铅酸电池作为电池系统以驱动车用负载和起动发动 机。而在车辆行驶过程中通常需要发动机输出功率，驱动发电机以给整车负载供电和给铅酸电池充电。常规的铅酸电池由于内阻较大，可用充电功率较低，导致用于减速能量回收系统时可回收能量较少，达不到预期的节能效果。

因此，需要一种有效的能量回收系统，能够有效回收在交通工具中被浪费的能量。

技术实现要素：

为了解决上述问题，提出了一种双电池节能系统，包括：第一电池组，该电池组主要用于储存能量，具备较大存储容量；第二电池组，该第二电池组与所述第一电池组并联，所述第二电池组能够被快速充电以储存来自能量转换装置的电能；以及布置在第一电池组与第二电池组之间的电流控制装置，该电流控制装置在预定条件下可以使得第一电池组与第二电池组之间断开、闭合或单向导通。

电流控制装置在需要第一电池和第二电池各自独立工作时，可以使得两个电池组之间断开；在需要双电池系统协同工作时，可以使得两个电池组之间闭合或者电流单向导通。

在根据本发明的实施方式中，第一电池组和/或第二电池组可以通过能量转换装置进行充电。

优选地，所述能量转换装置电压是可控的。

对所述能量转换装置的输出电压可以以如下的方式进行控制：在需要进行充电的情况下，提高能量转换装置输出电压，提高对所述第二电池组和/或第一电池组的充电功率；在非充电状态下，降低能量转换装置输出电压，减少/停止能量转换装置发电量，使电池组释放所回收的电能。

在一个实施方式中，在能量转换装置充电时，所述电流控制装置使得第一电池组与第二电池组之间断开、闭合或者单向导通。可选地，在能量转换装置充电时，所述电流控制装置使得第一电池组与第二电池组之间闭合，共同充电。优选地，在所述第一电池组和第二电池组中的一个电池组所被施加的充电电流或电压达到不能承受的程度时，所述电流 控制装置使得第一电池组与第二电池组之间断开或使得电流只能从该达到不能承受程度的电池组向另一个电池组单向流动。

第一电池组和第二电池组中的一个电池组或者两个电池组可以对一个大电流负载进行供电。当大电流负载工作时，会对对其供电的电池组的电流和电压造成影响。

可选的，电流控制装置可以使得第一电池组与第二电池组之间断开或者使得电流只能通过第二电池组向第一电池组单向流动，在第一电池组和第二电池组中的只有第二电池组为所述大电流负载供电。第一电池组的电流和电压不受所述大电流负载影响。

可选地，所述电流控制装置可以使得第一电池组与第二电池组之间断开或者使得电流只能通过第一电池组向第二电池组单向流动，在第一电池组和第二电池组中的只有第一电池为所述大电流负载供电。第二电池组的电流和电压不受所述大电流负载影响。

进一步优选地，第二电池组的电池可以为用于大倍率回收充电电能的储能装置，具有较好的功率特性。

优选地，所述第二电池组的电池为高性能铅酸电池、锂离子电池、超级电容，或者其他大倍率充电性能优越的储能装置。

第一电池组的电池可以为主要用于存储能量的储能装置，具有较好的能量特性；优选地，第一电池为铅酸电池，或者锂离子电池，或者其他可用于大量存储能量的储能装置；

优选地，所述节能系统根据第一电池组和第二电池组的状态，包括电压、SOC、温度，以及车辆工况等因素中的一种或者多种，来控制/设计电流控制装置，和/或控制能量转换装置。

在根据本发明的节能系统中，还可以包括有电池管理系统，该电池管理系统对电池进行管理，所述对电池的管理包括对电池的剩余电量、可用充放电功率情况、可用能量和可存储能量情况中的一种或者多种进行检测评估。

例如，电流控制装置为以下形式中的一种：单向导通元件；可控开关；单向导通元件同时并联可控开关；或者一直闭合。

优选地，所述单向导通元件为二极管、二极管阵列或者其他可以单向导通的电子器件。

优选地，所述可控开关为继电器、IGBT、MOSFET或者其他可用于控制电路通断的元器件。

本发明还提供了一种带有发动机的车辆，该车辆装备前述的双电池节能系统，其中，所述第一电池组为车辆的起动机供电；车辆正常行驶等情况下则车用负载由第二电池组、第一电池组和发电机进行驱动，驱动功率的分配比例依赖各电池组的状态/连接方式，通过控制电流控制装置和发电机输出电压进行调节；所述车辆中的能量转换装置为发电机，所述发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电。优选的，所述发电机为输出电压可控的发电机。特别的，在车辆减速时，提高输出电压，以更多的回收减速能量，对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电。在车辆非减速状态下，降低输出电压，减少发电机发电量，使电池组释放回收的电量，从而节省燃油。或者，在车辆正常行驶等情况下也根据电池的状态控制发电机对第一电池组和/或第二电池组进行补电，驱动整车负载。在充电状态下的主要充电电流由第二电池组回收，同时第一电池组也可以回收一定的电量。

所述车辆中的大电流负载为起动机，所述起动机在车辆起动时起动发动机，需要所述第一电池组输出非常大电流；优选的，所述电流控制装置在起动机工作时使得两个电池组之间断开或者使得电流只能通过第一电池组向第二电池组单向流动，从而使得第一电池全力为起动机供电，同时不影响第二电池组电压以及第二电池组所供电的负载的使用效果。

本发明还提供了另一种带有发动机的车辆，所述车辆装备有前述的双电池节能系统，其中，所述第二电池组为车辆的起动机供电；其中，车辆正常行驶等情况下车用负载由第二电池组、第一电池组和发电机进行驱动，驱动功率的分配比例依赖各电池组的状态/连接方式，通过控制电流控制装置和发电机输出电压进行调节；所述车辆中的能量转换装置为发电机，所述发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电；优选的，所述发电机为输出电压可 控的发电机。优选的，在车辆减速时，所述输出电压可控的发电机提高输出电压，以更多的回收减速能量，对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电；在车辆非减速状态下，降低输出电压，减少发电机发电量，使电池组释放回收的电量，从而节省燃油；或者在车辆正常行驶等情况下也根据电池的状态控制发电机对第一电池组和/或第二电池组进行补电，驱动整车负载；在充电状态下的主要充电电流由第二电池组回收，同时第一电池组也可以回收一定的电量；所述车辆中的大电流负载为起动机，所述起动机在车辆起动时起动发动机，需要所述第一电池组输出非常大电流；优选的，所述电流控制装置在起动机工作时使得两个电池组之间断开或者使得电流只能通过第一电池组向第二电池组单向流动，从而使得第一电池全力为起动机供电，同时不影响第二电池组电压以及第二电池组所供电的负载的使用效果。

此外，本发明还提供了一种双电池节能方法，包括：

利用第一电池组来存储能量；设置第二电池组，该第二电池组与所述第一电池组并联，将所述第二电池组配置为主要被快速充电以储存来自能量回收装置的电能，并且能够快速放电提供大功率输出；以及在第一电池组与第二电池组之间设置电流控制装置，该电流控制装置在预定条件下使得第一电池组与第二电池组之间断开、闭合。

优选地，在根据本发明的节能方法中，在能量转换装置回收能量转换为电能的时候，快速向第二电池组充电回收电能，同时向第一电池组充电回收电能，控制系统根据电池的状态控制电流控制装置分配两个电池组的充电功率，保护电池并实现最大化的能量回收；回收的能量将用于车辆电气负载，优选的，通过控制能量转换装置输出电压，控制回收电能的功率和时刻：提高输出电压用于增大回收功率，降低电压用于减少回收功率；在发动机启动时，电流控制装置合理分配第一和第二电池组的输出功率，保证启动的功率需求；同时尽力避免车辆其他负载的供电电压变化过大或电压过低。

本发明的目的在于提出一种双电池节能系统，特别的，可用于车用减速能量回收系统，通过并联连接的双电池系统，包括能够大功率回收减速能量的电池和能够存储较多能量用于驱动起动机来起动发动机的电池，一方面可以在车辆减速时控制可控发电机回收减速能量，并用于车用用电设备，从而提高燃油经济性，另一方面可以存储较多能量，在起动时驱动起动机，此外在车辆正常行驶时可以驱动车用用电负载，或者由发电机进行慢速充电。

附图说明

为了更清楚地说明本公开内容的技术方案，下面参照附图描述本申请的具体实施方式。

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。在附图中：

图1是示出了根据本发明的双电池节能系统的一个实施方式的示意图；

图2是示出了根据本发明的双电池节能系统的另一个实施方式的示意图；

图3是示出了根据本发明的双电池节能系统的又一个实施方式的示意图，其中该系统中的电流控制装置中的单向导通元件还并联有可控开关；

图4是示出了根据本发明的双电池节能系统的又一个具体实施方式的示意图，其中该系统中的电流控制装置中包括有可控开关；

图5是示出了图4所示的双电池节能系统的一个变型的实施方式的示意图，其中该系统中的电流控制装置中的可控开关为一直闭合的；

图6是示出了根据本发明的双电池节能系统的一个实施方式用于车辆的示意图，其中用作大流量负载的起动机和用作能量回收装置的发电机分别位于电流控制装置两侧，其中该系统中的电流控制装置中的单向导通元件还并联有可控开关，单向导通元件使得电流能够从第二电池组向第一电池组单向流动。

图7是示出了根据本发明的双电池节能系统的又一个实施方式用于 车辆的示意图，其中用作大流量负载的起动机和用作能量回收装置的发电机分别位于电流控制装置两侧，其中该系统中的电流控制装置中的单向导通元件还并联有可控开关，单向导通元件使得电流能够从第一电池组向第二电池组单向流动。以及

图8是示出了根据本发明的双电池节能系统的又一个实施方式用于车辆的示意图，其中用作大流量负载的起动机和用作能量回收装置的发电机分别位于电流控制装置两侧，其他车用负载全部由电池一直接驱动，且该系统中的电流控制装置中包括有可控开关。且该系统中的电流控制装置中包括有可控开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。在本公开内容中所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明的保护范围并不受下文所描述的具体实施方式的限制。

在下文的公开内容中，可以理解的是，所示出的实施方式和实例仅仅是示例性的。除非在本文中有特别的说明，本公开内容中所提到的各种与元件、部件、设备、方法相关的术语以及措辞与本领域普通技术人员所普遍理解的定义和含义是一致的。需要注意的是，附图中所示出的各种设备、装置、电路、元件和组件等等的形状构造以及位置仅仅是示意性的，应该理解，图中所示的各个元素在实践中根据实际情况可以采取不同的形态和形式，这并不偏离本发明的精神和主旨。

本领域技术人员可以理解的是，本文中所提到的电池组可以包括一个或更多个电池单体，根据不同的使用环境，电池组中的电池可以是铅酸电池、锂电池、碱性电池、镍氢电池、储能电池、燃料电池、太阳能电池中的一种或多种。

本发明提出了一种双电池节能系统，该节能系统可以用于交通工具中，或者其它需要储存能量的设备中，例如动力机械或者机械加工设备， 或者其它能够利用根据本发明的系统来储存多余的能量的设备中。

优选地，根据本发明的双电池节能设备可以用于车辆中，特别是用于具有发动机的车辆例如陆地车辆或水陆两用车辆等。优选地，根据本发明的双电池节能系统用于具有内燃机或者电动机的车辆中，例如四轮车，三轮车，两轮车，或者独轮车中。

本发明提出了一种双电池节能系统，包括：第一电池组，该电池组主要用于储存能量，具备较大存储容量；第二电池组，该第二电池组与所述第一电池组并联，所述第二电池组能够被快速充电以储存来自能量转换装置的电能；以及布置在第一电池组与第二电池组之间的电流控制装置，该电流控制装置在预定条件下可以使得第一电池组与第二电池组之间断开、闭合或单向导通。

电流控制装置在需要第一电池和第二电池各自独立工作时，可以使得两个电池组之间断开；在需要双电池系统协同工作时，可以使得两个电池组之间闭合或者电流单向导通。

在根据本发明的实施方式中，第一电池组和/或第二电池组可以通过能量转换装置进行充电。

优选地，所述能量转换装置电压是可控的。

对所述能量转换装置的输出电压可以以如下的方式进行控制：在需要进行充电的情况下，提高能量转换装置输出电压，提高对所述第二电池组和/或第一电池组的充电功率；在非充电状态下，降低能量转换装置输出电压，减少/停止能量转换装置发电量，使电池组释放所回收的电能。

在一个实施方式中，在能量转换装置充电时，所述电流控制装置使得第一电池组与第二电池组之间断开、闭合或者单向导通。可选地，在能量转换装置充电时，所述电流控制装置使得第一电池组与第二电池组之间闭合，共同充电。优选地，在所述第一电池组和第二电池组中的一个电池组所被施加的充电电流或电压达到不能承受的程度时，所述电流控制装置使得第一电池组与第二电池组之间断开或使得电流只能从该达到不能承受程度的电池组向另一个电池组单向流动。

第一电池组和第二电池组中的一个电池组或者两个电池组可以对一 个大电流负载进行供电。当大电流负载工作时，会对对其供电的电池组的电流和电压造成影响。

可选的，电流控制装置可以使得第一电池组与第二电池组之间断开或者使得电流只能通过第二电池组向第一电池组单向流动，在第一电池组和第二电池组中的只有第二电池组为所述大电流负载供电。第一电池组的电流和电压不受所述大电流负载影响。

可选地，所述电流控制装置可以使得第一电池组与第二电池组之间断开或者使得电流只能通过第一电池组向第二电池组单向流动，在第一电池组和第二电池组中的只有第一电池为所述大电流负载供电。第二电池组的电流和电压不受所述大电流负载影响。

进一步优选地，第二电池组的电池可以为用于大倍率回收充电电能的储能装置，具有较好的功率特性。

优选地，所述第二电池组的电池为高性能铅酸电池、锂离子电池、超级电容，或者其他大倍率充电性能优越的储能装置。

第一电池组的电池可以为主要用于存储能量的储能装置，具有较好的能量特性；优选地，第一电池为铅酸电池，或者锂离子电池，或者其他可用于大量存储能量的储能装置；

优选地，所述节能系统根据第一电池组和第二电池组的状态，包括电压、SOC、温度，以及车辆工况等因素中的一种或者多种，来控制/设计电流控制装置，和/或控制能量转换装置。

在根据本发明的节能系统中，还可以包括有电池管理系统，该电池管理系统对电池进行管理，所述对电池的管理包括对电池的剩余电量、可用充放电功率情况、可用能量和可存储能量情况中的一种或者多种进行检测评估。

例如，电流控制装置为以下形式中的一种：单向导通元件；可控开关；单向导通元件同时并联可控开关；或者一直闭合。

优选地，所述单向导通元件为二极管、二极管阵列或者其他可以单向导通的电子器件。

优选地，所述可控开关为继电器、IGBT、MOSFET或者其他可用于控 制电路通断的元器件。

下面，将结合附图，具体说明本发明的一些实施方式。

图1示出了根据本发明的双电池节能系统(下文简称为节能系统)100的一个实施方式的示意图，该视图示出了本发明的双电池节能系统的最基本的结构。如图所示，节能系统100可以包括有第一电池组110，该电池组主要用于存储能量，具备较大存储容量，提供较大容量的后备电池，从而提供充足的后备电量；第二电池组120，该第二电池组可以与所述第一电池组并联，所述第二电池组能够被快速充电以储存来自能量回收装置的电能，并且能够快速放电提供大功率输出。此外，节能系统100还可以包括布置在第一电池组110与第二电池组120之间的电流控制装置130，该电流控制装置在预定条件下使得第一电池组与第二电池组之间断开、闭合。该第一电池组和第二电池组可以在预定条件下断开或者闭合

图2示出了根据本发明的双电池节能系统的另一个实施方式200的示意图，图3示出了根据本发明的双电池节能系统的又一个实施方式300的示意图。在图2所示的节能系统200中，可以包括有第一电池组210，该电池组主要用于存储能量，为大电流负载240提供较大容量的后备电池，从而提供充足的后备电量；第二电池组220，该第二电池组220与第一电池组210并联，第二电池组能够被快速充电以储存来自能量回收装置250的电能，并且提供并且能够快速放电提供大功率输出；以及布置在第一电池组210与第二电池组220之间的电流控制装置。在该实施方式中，该大电流负载例如可以是电动机和起动机等；能量回收装置250可以是发电机。在电流控制装置中可以包括有单向导通元件231，从而使得电流仅仅能够从第一电池组210流向第二电池组220，自第一电池组朝向第二电池组单向流动。

在图3所示的节能系统300中，该系统与节能系统200类似，同样包括有第一电池组310，该电池组可以用于存储能量，具备较大存储容量，为大电流负载340提供较大容量的后备电池，从而提供充足的后备；第二电池组320，该第二电池组320与第一电池组310并联，第二电池组能 够被快速充电以储存来自能量回收装置350的电能，并且提供并且能够快速放电提供大功率输出；以及布置在第一电池组310与第二电池组320之间的电流控制装置。

在节能系统300的电流控制装置中，不仅包括有单向导通元件331，该单向导通元件331还可以并联有可控开关332。

可控开关332可以连接在第一电池组310和第二电池组320之间，在第一电池组为大电流负载340供电时，可控开关332断开；在第二电池组320处于被充电状态时，可控开关332能够闭合；当第二电池组320的电压高于第一电池组310的电压时，可控开关332断开。

优选地，可控开关332可以是继电器、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)或者其他可用于控制电路通断的元器件。

图4示出了根据本发明的又一个具体实施方式的双电池节能系统400的示意图，该系统同样包括有第一电池组410，该电池组主要用于存储能量，为大电流负载440提供较大容量的后备电池，从而提供充足的后备；第二电池组420，该第二电池组420与第一电池组410并联，第二电池组能够被快速充电以储存来自能量回收装置450的电能；以及布置在第一电池组410与第二电池组420之间的电流控制装置。在节能系统400的电流控制装置中可以包括有可控开关433。该可控开关连接在第一电池组和第二电池组之间。可控开关433在需要第一电池组和第二电池组各自独立工作时断开；可控开关433在需要两个电池组系统协同工作时闭合。优选地，可控开关433可以为继电器、IGBT、MOSFET或者其他可用于控制电路通断的元器件。

图5示出了图4所示的双电池节能系统的一个变型的实施方式500，该节能系统中同样包括为大电流负载540供电第一电池组510、用于储存来自能量回收装置550的电能的第二电池组520。在节能系统500中，可控开关535连接在第一电池组和第二电池组之间，并且该系统中的可控开关为一直闭合的。

在前文所描述的节能系统100、200、300、400和500中，第二电池 组的电池可以为用于大倍率回收充电电能的蓄电池，具有较好的功率特性；优选地，第二电池组的电池可以为高性能铅酸电池、锂离子电池，或者其他可用于大倍率回收能量的蓄电池。第一电池组的电池可以为主要用于存储能量的蓄电池，具有较好的能量特性；优选地，第一电池可以为铅酸电池，或者锂离子电池，或者其他可用于大量储存能量的蓄电池，或者可用于驱动大电流负载的蓄电池。

优选地，节能系统能够根据第一电池组和第二电池组的状态，包括电压、SOC(State of Charge，即荷电状态或者叫剩余电量)、温度以及车辆工况等因素来控制可控开关。

优选地，在根据本发明的节能系统中还包括电池管理系统(未示出)，该电池管理系统对电池进行管理，所述对电池的管理包括对电池的剩余电量、可用充放电功率情况、可用能量和可存储能量情况中的一种或者多种进行检测评估。

在根据本发明的实施方式中，在第一电池组为大电流负载供电时，可控开关断开，第一电池全力为大电流负载供电，同时不影响第二电池组电压以及第二电池组所供电的负载(如附图中所示的260、360、460和560)的使用效果；优选地，当以大倍率电流向第二电池组充电时，可控开关断开，以使得第一电池组不受大倍率电流影响。

根据本发明的节能系统中还包括有能量转换装置，在所述能量转换装置发电时，所述可控开关闭合；当第一电池的充电电流或电压达到第一电池组不能承受的程度时，所述可控开关断开。

根据本发明的一个实施例，在所述第二电池组为所述大电流负载供电时，可控开关断开，第二电池全力为所述大电流负载供电，同时不影响第一电池组电压以及第一电池组所供电的负载的使用效果。

在下文中，以安装在具有发动机的车辆中的双电池节能系统为例，来进一步说明。

在前述实施方式中的双电池节能系统100至500，都可以应用于具有发动机的车辆中。其中，第一电池组可以为作为大电流负载的起动机供电，第二电池组为车辆的常规车用负载供电。

车辆正常行驶等情况下则车用负载主要由第二电池组进行驱动，或者车用负载部分由第二电池组驱动，部分由第一电池组驱动。

车辆中的能量转换装置设置为发电机，该发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对第二电池组和/或第一电池组进行充电，优选地，发电机为输出电压可控的发电机。

或者，在车辆正常行驶等情况下，也根据电池的状态来控制发电机对第一电池组和/或第二电池组进行补电，驱动整车负载。

在充电状态下的主要充电电流由第二电池组回收，同时第一电池组也可以回收一定的电量。

本发明还公开了一种车辆，所述车辆装备有根据前文所述的双电池节能系统，其中，所述第一电池组为车辆的起动机供电车辆正常行驶等情况下则车用负载由第二电池组、第一电池组和发电机进行驱动，驱动功率的分配比例依赖各电池组的状态/连接方式，通过控制电流控制装置和发电机输出电压进行调节；所述车辆中的能量转换装置为发电机，所述发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电。

优选地，所述发电机为输出电压可控的发电机。特别的，在车辆减速时，提高输出电压，以更多的回收减速能量，对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电。在车辆非减速状态下，降低输出电压，减少发电机发电量，使电池组释放回收的电量，从而节省燃油

可选地，在车辆正常行驶等情况下也根据电池的状态控制发电机对第一电池组和/或第二电池组进行补电，驱动整车负载。

在充电状态下的主要充电电流由第二电池组回收，同时第一电池组也可以回收一定的电量。

所述车辆中的大电流负载为起动机，所述起动机在车辆起动时起动发动机，需要所述第一电池组输出非常大电流；优选的，所述电流控制装置在起动机工作时使得两个电池组之间断开或者使得电流只能通过第一电池组向第二电池组单向流动，从而使得第一电池全力为起动机供电，同时不影响第二电池组电压以及第二电池组所供电的负载的使用效果。

根据本发明的一个实施例，在能量转换装置可以回收能量转换为电能的时候，快速向第二电池组充电回收电能，同时可以向第一电池组充电回收电能，控制系统根据电池的状态控制电流控制装置分配两个电池组的充电功率，保护电池并实现最大化的能量回收；回收的能量将用于车辆电气负载；在发动机启动时，电流控制装置合理分配第一和第二电池组的输出功率，保证启动的功率需求；同时尽力避免车辆其他负载的供电电压变化过大或电压过低。

根据本发明的一个实施方式，公开了一种带有发动机的车辆，该车辆装备有如前文所述的双电池节能系统，其中，所述第二电池组为车辆的起动机供电；其中，车辆正常行驶等情况下车用负载由第二电池组、第一电池组和发电机进行驱动，驱动功率的分配比例依赖各电池组的状态/连接方式，通过控制电流控制装置和发电机输出电压进行调节。

车辆中的能量转换装置为发电机，所述发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电。

优选地，所述发电机为输出电压可控的发电机。

优选地，在车辆减速时，所述输出电压可控的发电机提高输出电压，以更多的回收减速能量，对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电；在车辆非减速状态下，降低输出电压，减少发电机发电量，使电池组释放回收的电量，从而节省燃油。

或者，在车辆正常行驶等情况下也根据电池的状态控制发电机对第一电池组和/或第二电池组进行补电，驱动整车负载。

在充电状态下的主要充电电流由第二电池组回收，同时第一电池组也可以回收一定的电量。

所述车辆中的大电流负载为起动机，所述起动机在车辆起动时起动发动机，需要所述第一电池组输出非常大电流。优选地，所述电流控制装置在起动机工作时使得两个电池组之间断开或者使得电流只能通过第一电池组向第二电池组单向流动，从而使得第一电池全力为起动机供电，同时不影响第二电池组电压以及第二电池组所供电的负载的使用效果。

本发明还公开一种双电池节能方法，该方法包括：利用第一电池组 来存储能量；设置第二电池组，该第二电池组与所述第一电池组并联，将所述第二电池组配置为主要被快速充电以储存来自能量回收装置的电能，并且能够快速放电提供大功率输出；以及在第一电池组与第二电池组之间设置电流控制装置，该电流控制装置在预定条件下使得第一电池组与第二电池组之间断开、闭合。

在上述节能方法中，优选地，在能量转换装置回收能量转换为电能的时候，可以快速向第二电池组充电回收电能，同时向第一电池组充电回收电能，控制系统根据电池的状态控制电流控制装置分配两个电池组的充电功率，保护电池并实现最大化的能量回收；回收的能量将用于车辆电气负载。

优选地，通过控制能量转换装置输出电压，控制回收电能的功率和时刻：提高输出电压用于增大回收功率，降低电压用于减少回收功率。

在发动机启动时，电流控制装置可以合理分配第一和第二电池组的输出功率，保证启动的功率需求；同时尽力避免车辆其他负载的供电电压变化过大或电压过低。

可选的，可控开关可以为继电器、IGBT、MOSFET或者其他可用于控制电路通断的元器件。

在根据本发明的方法的另一个实施方式中，可以在电流控制装置中可控开关，不设置单项导通元件。该可控开关连接在第一电池组和第二电池组之间，可控开关在需要第一电池组和第二电池组各自独立工作时断开，可控开关在需要双电池系统协同工作时闭合；优选地，所述可控开关为继电器、IGBT、MOSFET或者其他可用于控制电路通断的元器件。

在根据本发明的方法中，第二电池组的电池为用于大倍率回收充电电能的蓄电池，具有较好的功率特性；优选地，所述第二电池组的电池为高性能铅酸电池、锂离子电池，或者其他可用于回收能量的蓄电池；

优选地，所述第一电池组的电池为主要用于存储能量的蓄电池，具有较好的能量特性；优选地，第一电池可以为铅酸电池，或者锂离子电池，或者其他可用于驱动起动机的蓄电池。

在根据本发明的系统的一个实施方案中，第二电池组可以为车辆的 起动机供电，第一电池组为车辆的常规车用负载供电；车辆正常行驶等情况下车用负载由第二电池组、第一电池组和发电机进行驱动，驱动功率的分配比例依赖各电池组的状态，通过控制电流控制装置和发电机输出电压进行调节；所述车辆中的能量转换装置为发电机，所述发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电；优选地，所述发电机为输出电压可控的发电机,优选的，在车辆减速时，所述输出电压可控的发电机提高输出电压，以更多的回收减速能量，对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电。在车辆非减速状态下，降低输出电压，减少发电机发电量，使电池组释放回收的电量，从而节省燃油；或者在车辆正常行驶等情况下也根据电池的状态控制发电机对第一电池组和/或第二电池组进行补电，驱动整车负载；在充电状态下的主要充电电流由第二电池组回收，同时第一电池组也可以回收一定的电量。

在根据本发明的双电池节能系统中，在电流控制装置中的单向导通元件例如可以是二极管或二极管阵列。

例如，参照图3所示，在用于车辆的双电池节能系统300中，第一电池组310和第二电池组320通过一个二极管或者二极管阵列331和一个可控开关332并联。第一电池组310主要用于存储能量，具有较好的能量存储性能，保证能够在任何时候驱动起动机340来起动发动机。第一电池组310可以是目前车上常用的起动铅酸蓄电池，也可以是锂离子电池或者其他可用于驱动起动机的蓄电池。通常来讲，第一电池组需要选用容量较大的电池以保证整车的电平衡。第二电池组320主要用于回收减速能量，具有较好的功率性能，能够大电流大功率进行充电，主要用于在车辆减速时大功率大电流回收制动能量，进而可以将回收的能量用于驱动全部车用负载360或者驱动部分车用负载，第二电池组320可以是锂离子电池，也可以是功率特性好的铅酸电池或者其他可用于回收能量的蓄电池。通常来讲，第二电池组可以选用容量较小的电池以降低成本，但是需要保证其功率性能。

起动机340并联在第一电池组310一侧，在需要起动时，由第一电 池组310直接驱动起动机340起动。而由于二极管332的原因，第二电池320不会直接驱动起动机340，第二电池组320主要用于驱动车用负载。同时，如果在第一电池组310电量严重不足，不够驱动起动机的情况下，也可以通过控制可控开关332闭合，以能够利用第二电池组320的能量和第一电池共同驱动起动机340。

车用负载360并联在第二电池组320侧，由第二电池组320直接驱动。在第二电池电量较低情况下，第二电池电压较低，低于第一电池电压，则第一电池也可以通过二极管331，辅助驱动车用负载360。在发电机发电的情况下，发电机输出的电流也可以通过二极管331驱动车用负载，同时给第二电池进行充电。同时根据对电池状态估计结果，在第一电池组310可用电量较低的情况下，即可以主动闭合可控开关332，则由第一电池辅助第二电池共同驱动车用负载360。在发动机起动时，由于起动机需要的电流较大，导致第一电池组310电压大幅度降低，此时二极管331可以防止第二电池组320电压被拉低，从而保证车用负载的用电情况，改善乘客体验。

可控发电机350在汽车非制动情况下，可以给第一电池组310充电；在第二电池组320电压较低的情况下可以通过二极管331给第二电池组320充电，并驱动整车负载360；同时根据对电池状态估计结果，在第二电池组320可用电量较低的情况下，可以主动闭合可控开关332，由发电机直接给第二电池组320充电，并驱动整车负载360，或者提高发电机输出电压，通过二极管驱动整车负载和给第二电池组320充电。而在汽车减速制动情况下，则可以控制发电机回收减速能量，此时发电机发电功率较大，回收电流通常较大，由于第一电池组310通常内阻较高，相应的充入第一电池组310的电流较小，而第二电池组320通常内阻较低，相应的发电机发出的电流主要均充入第二电池组320，从而达到较好的减速能量回收效果。在减速能量回收结束后，通常第一电池组310电压较低，而第二电池组320由于回收了较多的电量，通常其电压较高，此时二极管331可以防止回收的电量从第二电池组320再充回第一电池组310，导致能量的损耗和对电池的冲击，也可以保证电池的寿命。在减速 能量回收之后，第二电池组320可以利用回收的这部分能量驱动车用负载，从而达到节油的效果。

如图2所示的实施方式，在第一电池组和第二电池组的电压匹配恰当的情况下，可以不使用可控开关，仅仅采用一个二极管，也可以保证对第一电池组和第二电池组的恰当连接。在发动机起动时，第一电池可以全力驱动起动机，而第二电池驱动车用负载；在减速能量回收时，发电机输出电压较高，回收电流可以通过二极管给第二电池进行大功率充电；在正常运行过程中，发电机输出电流也可以通过二极管给第二电池进行充电，同时驱动整车负载。图6是示出了根据本发明的双电池节能系统的一个实施方式用于车辆的示意图，其中用作大流量负载的起动机和用作能量回收装置的发电机分别位于电流控制装置两侧。

如图6所示，为了保证车用关键负载用电，则可将一部分车用负载661由第一电池组610进行驱动，而其他一部分车用负载660仍然由第二电池组620进行驱动。考虑到第一电池组存储较多能量，能够更加稳定的长时间供电。则如图6所示的车用负载分配可以保证在第二电池组620、可控开关632出现问题的情况下，仍然可以由存储较多能量的第一电池610驱动车用负载661，保证整车能够跛行。

其中，车用负载可以包括安全系统、发动机管理系统等，还可以包括车内和车外的灯光系统、娱乐系统等等。

在一些实施例中，没有电池管理系统，则相应的整车控制器可以根据电池电压等信息，控制可控开关。

例如如图6所示的实施方式，也可以将起动机和第一电池布置于二极管的一侧，发电机和第二电池布置于二极管的另一侧，从而保证两个电池能够各自完成其所需要的功能，能够保证发动机的起动和减速能量的回收。起动机和第一电池直接并联布置，可以保证在任何时候，起动机均可以直接驱动起动机，保证整车的直接运行。发电机和第二电池组直接并联布置，可以保证在减速能量回收时，直接向第二电池组大功率充电。同时在正常运行过程中，发电机也可以直接发电驱动整车负载，给第二电池组补电，同时通过二极管给第一电池组补电。在图6所示的 实施方式中，该系统中的电流控制装置中的单向导通元件还并联有可控开关，单向导通元件使得电流能够从第二电池组向第一电池组单向流动。

图7是示出了根据本发明的双电池节能系统的一个实施方式用于车辆的示意图，其中用作大流量负载的起动机和用作能量回收装置的发电机分别位于电流控制装置两侧，其中该系统中的电流控制装置中的单向导通元件还并联有可控开关，单向导通元件使得电流能够从第一电池组向第二电池组单向流动。

如图7所示，为了优化第一电池710的寿命，将所有车用负载760均用第二电池720进行驱动，而第一电池仅在起动时直接驱动起动机740，以防止第一电池被过放电。在减速能量回收时，发电机750直接向第二电池大功率充电，同时控制可控开关732断开，此时单向导通元件731可以保证第一电池710不被过充电。在第一电池710需要充电时，闭合可控开关732，发电机750即可以向第一电池充电。在第二电池亏电的情况下，其电压较低，第一电池即可以通过单向导通元件驱动车用负载760，保证车用负载的用电。

本发明中，大电流负载可以布置在第一电池组一侧，也可以布置在第二电池组一侧。特别的，在车辆上，其起动机可以由第一电池组直接驱动，也可以由第二电池组直接驱动。

图8示出了根据本发明的双电池节能系统的一个实施方式用于车辆的示意图，其中用作大流量负载的起动机840由第二电池组820直接驱动；用做能量回收装置的发电机850则与第一电池组810直接并联。该视所示的双电池节能系统中，用作大流量负载的起动机和用作能量回收装置的发电机分别位于电流控制装置两侧，其他车用负载全部由电池一直接驱动，且该系统中的电流控制装置中包括有可控开关。且该系统中的电流控制装置中包括有可控开关。

如图8所示，第二电池组在起动时直接驱动起动机840，同时电流控制装置830可以控制电路断开，防止影响第一电池组的电压和车用负载860的供电。在减速能量回收时，电流控制装置830可以控制电路闭合，发电机850同时向第一电池组和第二电池组大电流回馈电能。在车 辆正常行驶过程中，发电机850可以直接驱动车用负载，同时向第一电池组和第二电池组补电。

本发明中，车用负载可以全部由第二电池组直接驱动，如图2、图3、图4、图5、图7中实施例所示；也可以全部由第一电池组直接驱动，如图8中实施例所示；也可以部分由第一电池组直接驱动，部分由第二电池组直接驱动，如图6中实施例所示。

无论车用负载的具体驱动方式如何，均可以通过控制电流控制装置和/或发电机输出电压，分配驱动功率，如各图中实施例所示。

本发明中，可控开关可以为继电器，也可以是其他可用于控制电路通断的电子元器件，如IGBT IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管、MOSFET金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)等。

类似的，如图4所述的节能系统400也能应用于具有发动机的车辆中。在节能系统400中，第一电池组410和第二电池组420通一个可控开关433并联。第一电池组410主要用于存储能量，具有较好的能量存储性能，保证能够在任何时候驱动起动机440起动发动机，第一电池组410可以是目前车上常用的起动铅酸蓄电池，也可以是锂离子电池或者其他可用于驱动起动机的蓄电池。通常来讲，第一电池组需要选用容量较大的电池以保证整车的电平衡，但是第一电池组中的电池的内阻通常也比较大，因此在减速能量回收时无法大功率充电。第二电池组420主要用于回收减速能量，具有较好的功率性能，能够大电流大功率进行充电，主要用于在车辆减速时大功率大电流回收制动能量，进而可以将回收的能量用于驱动全部车用负载460或者驱动部分车用负载，第二电池组420可以是锂离子电池，也可以是功率特性好的铅酸电池或者其他可用于回收能量的蓄电池。通常来讲，第二电池组可以选用容量较小的电池以降低成本，但是需要保证其功率性能好，内阻小。

作为大电流负载的起动机并联在第一电池组410一侧，在需要起动时，可以断开可控开关433，由第一电池组410直接驱动起动机的起动， 此时由于起动机耗电量较大，第一电池组410的电压会迅速降低，同时第二电池组420主要用于驱动车用负载460，可以向车用电器保证足够的供电电压。如果在第一电池组410电量严重不足，不足以驱动起动机的情况下，也可以通过控制可控开关433闭合，以能够利用第二电池组420的能量和第一电池共同驱动起动机，不过此时车用电器的用电会受一定的影响。

在该实施方式中，车用负载460并联在第二电池组420的这一侧，在可控开关433闭合的情况下，由第一电池组410和第二电池组420共同驱动；而在可控开关433断开的情况下，由第二电池组420独立驱动。在车辆正常行驶过程中，可控开关均闭合，第一电池组和第二电池组共同驱动车用负载。在减速能量回收后，第二电池组回收了较多的能量，此时可控开关断开，第二电池组独立驱动车用负载，将回收的能量使用完后再闭合可控开关，以防止第二电池组向第一电池组充电造成能量效率的降低。在发电机不工作的情况下，第一电池电量消耗到一定程度，影响起动性能时，也可以控制可控开关断开，只使用第二电池组驱动车用负载。

可控发电机在汽车正常行驶过程中，可以闭合可控开关，给第一电池和第二电池进行补电，同时驱动整车负载。在汽车减速过程中，可以闭合可控开关，可控发电机回收减速能量，此时发电机大功率发电，回收电流很大，由于第一电池内阻较高，而第二电池内阻较小，因此回收电流主要充入第二电池中。在减速能量回收结束后，可以断开可控开关，以防止电能从第二电池再转移回第一电池，造成能量的损耗，同时发电机可以继续给第一电池进行慢速充电。

可选地，如图5所示，在第一电池组和第二电池电压合理匹配的情况下，可以不使用可控开关，将第一电池组和第二电池组一直闭合或者直接并联。在发动机起动时，第一电池全力驱动起动机，而第二电池辅助驱动；在减速能量回收时，由于第二电池内阻更低，发动机发出的电量主要充入第二电池中，并用于驱动车用负载；在正常运行过程中，发电机输出电流给第一电池和第二电池进行补电，同时驱动整车负载。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。