一种具有供电电池与超级电容的供电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有供电电池与超级电容的供电系统，包括供电电池、超级电容、负载和控制系统，所述供电电池与超级电容分别与控制系统连接，供电电池与超级电容连接，在系统对负载进行供电时，所述控制系统根据负载的功率需求和所述供电电池和超级电容的工作状况，对所述供电电池和超级电容的输出功率进行调配，在系统待机时，所述控制系统控制供电电池对超级电容进行充电。实现了超级电容能够适用于大功率、大容量需求供电的系统，满足在各种工况下负载的功率需求。
【专利说明】
一种具有供电电池与超级电容的供电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种供电系统，特别涉及一种具有供电电池与超级电容的供电系统。
【背景技术】
[0002]超级电容是一种介于传统电容与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容可以反复充放电数十万次。超级电容功率大而且能量密度高，与传统电容相比，其能量密度高达100倍以上，功率密度高10倍以上。在实际应用中，很小的体积下达到法拉级的电容量，无须特别的充电电路和控制放电电路，和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响，从环保的角度考虑，它是一种绿色能源，超级电容可焊接，因而不存在像电池接触不牢固等问题，因此广泛适用于大脉冲功率输出的应用场合。然而，超级电容与一般的高能量的供电电池相比能量密度较低，不适用于大容量的供电需求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于，克服现有超级电容不适用于提供高能量与大功率需求，为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0004]—种具有供电电池与超级电容的供电系统:包括供电电池、超级电容、负载和控制系统，所述供电电池与超级电容分别与控制系统连接，供电电池与超级电容连接，在系统对负载进行供电时，所述控制系统根据负载的功率需求和所述供电电池和超级电容的工作状况，对所述供电电池和超级电容的输出功率进行调配，在系统待机时，所述控制系统控制供电电池对超级电容进行充电。
[0005]根据一种具体的实施方式，所述的具有供电电池与超级电容的供电系统还包括电池状态监测模块和电容状态监测模块。
[0006]其中，所述电池状态监测模块与所述供电电池和控制系统连接，用于对所述供电电池当前的工作状况进行实时监测，并将监测的数据传输到控制系统；
[0007]所述电容状态监测模块与所述超级电容和控制系统连接，用于对超级电容当前的工作状况进行实时监测，并将监测的数据传输到控制系统。
[0008]根据一种具体的实施方式，所述的具有供电电池与超级电容的供电系统还包括单向DC/DC变换器和双向DC/DC变换器。
[0009]其中，所述单向DC/DC变换器分别与所述供电电池和所述控制系统相连，所述双向DC/DC变换器分别与所述超级电容和所述控制系统连接，控制系统通过控制所述单向DC/DC变换器和双向DC/DC变换器，对供电电池和超级电容的输出功率进行调配。
[0010]根据一种具体的实施方式，当负载为动力负载时，所述控制系统控制超级电容通过所述动力负载对超级电容进行充电。
[0011]优选的，所述供电电池为金属空气电池或者金属硫电池，并且所述供电电池的能量密度大于或等于200Wh/Kg。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:本实用新型提供一种具有供电电池与超级电容的供电系统，通过供电电池与超级电容分别与控制系统连接，在系统待机时，控制系统控制供电电池对超级电容进行充电，在系统对负载进行供电时，控制系统根据负载的功率需求和供电电池和超级电容的工作状况，对供电电池和超级电容的输出功率进行调配。实现了超级电容能够适用于大功率、大容量需求供电的系统，满足在各种工况下负载的功率需求。
【附图说明】
:
[0013]图1为本实用新型的结构不意图；
[0014]图2为本实用新型的实施例结构示意图；
[0015]图3为本实用新型的实施例的功率输出图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0017]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018]如图1所示，一种具有供电电池与超级电容的供电系统，包括供电电池、超级电容、负载和控制系统，所述供电电池与超级电容分别与控制系统连接，供电电池与超级电容连接，在系统对负载进行供电时，所述控制系统根据负载的功率需求和所述供电电池和超级电容的工作状况，对所述供电电池和超级电容的输出功率进行调配，在系统待机时，所述控制系统控制供电电池对超级电容进行充电。
[0019]如图2所示，本实用新型的一种具体的实施例方案，所述的具有供电电池与超级电容的供电系统还包括电池状态监测模块和电容状态监测模块。
[0020]其中，所述电池状态监测模块与所述供电电池和控制系统连接，用于对所述供电电池当前的工作状况进行实时监测，并将监测的数据传输到控制系统;所述电容状态监测模块与所述超级电容和控制系统连接，用于对超级电容当前的工作状况进行实时监测，并将监测的数据传输到控制系统。本实用新型对供电电池和超级电容的实时工作状态数据进行监测，可以对超级电容和供电电池的功率输出进行更合理准确的调配。
[0021]如图3所示，本实用新型的实施例的功率输出图，对超级电容和供电电池的功率输出进行更合理准确的调配。
[0022]具有的供电电池与超级电容的供电系统还包括单向DC/DC变换器和双向DC/DC变换器。
[0023]其中，所述单向DC/DC变换器分别与所述供电电池和所述控制系统相连，所述双向DC/DC变换器分别与所述超级电容和所述控制系统连接，控制系统通过控制所述单向DC/DC变换器和双向DC/DC变换器，对供电电池和超级电容的输出功率进行调配。采用这种结构，能更方便、快捷的对超级电容和供电电池的功率输出进行调配，实用性高。
[0024]具体的，当负载为动力负载时，所述控制系统控制超级电容通过所述动力负载对超级电容进行充电。
[0025]具体的，所述供电电池的能量密度大于或等于200Wh/Kg。供电电池采用金属空气电池或者金属硫电池，金属空气电池可以采用铝空气电池、镁空气电池、铝镁合金空气电池、锌空气电池、钠空气电池、和任何金属空气电池的组合;金属硫电池可以是锂硫电池、钠硫电池、镁硫电池、钠合金硫电池、镁合金硫电池、和任何金属硫电池的组合，有能量密度高、原材料成本低、能源消耗少、低毒等特点。
[0026]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有供电电池与超级电容的供电系统，其特征在于:包括供电电池、超级电容、负载和控制系统，所述供电电池与超级电容分别与控制系统连接，供电电池与超级电容连接，在系统对负载进行供电时，所述控制系统根据负载的功率需求和所述供电电池和超级电容的工作状况，对所述供电电池和超级电容的输出功率进行调配，在系统待机时，所述控制系统控制供电电池对超级电容进行充电；其中， 还包括单向DC/DC变换器和双向DC/DC变换器;所述单向DC/DC变换器分别与所述供电电池和所述控制系统相连，所述双向DC/DC变换器分别与所述超级电容和所述控制系统连接，控制系统通过控制所述单向DC/DC变换器和双向DC/DC变换器，对供电电池和超级电容的输出功率进行调配。2.如权利要求1所述的具有供电电池与超级电容的供电系统，其特征在于:所述的具有供电电池与超级电容的供电系统还包括电池状态监测模块和电容状态监测模块;其中， 所述电池状态监测模块与所述供电电池和控制系统连接，用于对所述供电电池当前的工作状况进行实时监测，并将监测的数据传输到控制系统； 所述电容状态监测模块与所述超级电容和控制系统连接，用于对超级电容当前的工作状况进行实时监测，并将监测的数据传输到控制系统。3.如权利要求1所述具有供电电池与超级电容的供电系统，其特征在于，所述供电电池为金属空气电池或者金属硫电池，并且所述供电电池的能量密度大于或等于200Wh/Kg。4.如权利要求1所述具有供电电池与超级电容的供电系统，其特征在于，当负载为动力负载时，所述控制系统控制超级电容通过所述动力负载对超级电容进行充电。
【文档编号】H02J7/00GK205565827SQ201620352475
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】刘焕明, 刘禹, 陈彦秋, 耿东生
【申请人】中物院成都科学技术发展中心