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原文传递用于具有两种不同化学成分的蓄电池的无源结构

专利名称：	用于具有两种不同化学成分的蓄电池的无源结构
摘要：	一种12伏汽车蓄电池系统，包括：与电气系统直接耦接的第一蓄电池，其中，所述第一蓄电池包括第一蓄电池化学成分；以及，与第一蓄电池并联耦接且与电气系统直接耦接的第二蓄电池，其中，所述第二蓄电池包括第二蓄电池化学成分，该第二蓄电池化学成分的库仑效率高于第一蓄电池化学成分的库伦效率。所述第一蓄电池和第二蓄电池非电压匹配，使得所述第二蓄电池的电压范围高于第一蓄电池的电压范围。利用第一蓄电池的内部电阻，所述第一蓄电池将在再生制动期间产生的电力转向第二蓄电池，以使第二蓄电池能够获取再生制动期间产生的电力大部分，并且第二蓄电池具有正电荷状态时，由于第二蓄电池的电压范围更高，第二蓄电池向电气系统供电。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	约翰逊控制技术公司
发明人：	丹尼尔·B·勒;佩里·M·怀亚特;赖安·S·马什卡雷尼亚什;布莱恩·C·西斯科
专利状态：	有效
申请日期：	2014-01-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910276475.6
公开号：	CN110091721A
代理机构：	上海脱颖律师事务所
代理人：	脱颖
分类号：	B60L7/18(2006.01);B;B60;B60L;B60L7
申请人地址：	美国密歇根州
主权项：	1.一种汽车，所述汽车包括： 12伏蓄电池模块，其中所述12伏蓄电池模块包括：第一蓄电池，所述第一蓄电池电耦接在所述12伏蓄电池模块的正极端子与负极端子之间，其中，所述第一蓄电池包括第一蓄电池化学成分；第二蓄电池，所述第二蓄电池与所述第一蓄电池并联地电耦接在所述12伏蓄电池模块的所述正极端子与所述负极端子之间，其中，所述第二蓄电池包括第二蓄电池化学成分，所述第二蓄电池化学成分的充电吸收率高于所述第一蓄电池化学成分的充电吸收率；以及交流发电机，所述交流发电机电耦接至所述12伏蓄电池模块的所述正极端子和所述负极端子；以及控制单元，所述控制单元与所述交流发电机通信耦接，其中，所述控制单元被编程为：当所述汽车正在加速或者巡航时，通过如下方式使所述12伏蓄电池模块微循环：当所述第一蓄电池的第一电荷状态降低至电荷状态的下限阈值时，指示所述交流发电机输出电力以用于为所述12伏蓄电池模块充电；以及当所述第一蓄电池的所述第一电荷状态充电至电荷状态的上限阈值时，指示所述交流发电机停止向所述12伏蓄电池模块输出电力。 2.如权利要求1所述的汽车，其中所述控制单元被编程为：在所述12伏蓄电池模块进行微循环期间，指示所述交流发电机以第一电压输出电力，以使得能够将所述第二蓄电池的第二电荷状态充电至第一值；以及当所述汽车正在减速时，指示所述交流发电机以大于所述第一电压的第二电压输出电力，以使得能够将所述第二蓄电池的所述第二电荷状态充电至大于所述第一值的第二值。 3.如权利要求1所述的汽车，其中所述控制单元被编程为：当所述汽车正在减速时，指示所述交流发电机以大于所述第一蓄电池在所述电荷状态的上限阈值时的开路电压的电压输出电力，以便于甚至在所述第一蓄电池充电至所述电荷状态的上限阈值之后，继续为所述第二蓄电池充电。 4.如权利要求1所述的汽车，其中所述第一蓄电池和所述第二蓄电池为局部电压匹配，以使得所述第一蓄电池的第一电压范围和所述第二蓄电池的第二电压范围局部重叠，其中：所述第一电压范围包括所述第一蓄电池在0-100％电荷状态时的开路电压；所述第二电压范围包括所述第二蓄电池在0-100％电荷状态时的开路电压；以及所述第二电压范围的与所述第一电压范围重叠的部分对应于所述第二蓄电池的总电荷状态范围的1-74％。 5.如权利要求1所述的汽车，其中所述第一蓄电池被配置为在95％电荷状态和100％电荷状态之间进行微循环，以便采用所述第一蓄电池的内部电阻将所述汽车正在减速时从所述交流发电机输出的电力转向所述第二蓄电池。 6.如权利要求1所述的汽车，其中：所述12伏蓄电池模块包括继电器，所述继电器在所述第二蓄电池和所述正极端子之间电耦接；以及所述控制单元被编程为：确定预计造成过电压的状况何时出现；以及当所述状况出现时，指示所述继电器从连接位置切换至断开位置，以阻止所述第二蓄电池的充电和放电。 7.如权利要求1所述的汽车，其中：所述第一蓄电池包括多个第一蓄电池单元，其中所述多个第一蓄电池单元中的每一个蓄电池单元包括铅酸蓄电池单元；以及所述第二蓄电池包括多个第二蓄电池单元，其中所述多个第二蓄电池单元中的每一个蓄电池单元包括钛酸锂阳极。 8.如权利要求1所述的汽车，其中所述控制单元被编程为：确定所述第一蓄电池的开路电压；以及至少部分基于所述第一蓄电池的开路电压确定所述第一蓄电池的所述第一电荷状态。 9.一种用于操作在汽车中实施的蓄电池模块的方法，所述方法包括：采用至少一个处理器确定在所述蓄电池模块中与第二蓄电池并联电耦接的第一蓄电池的第一电荷状态，其中，所述第一蓄电池包括多个第一蓄电池单元，所述多个第一蓄电池单元中的每一个蓄电池单元采用第一蓄电池化学成分，所述第一蓄电池化学成分具有比所述第二蓄电池中的多个第二蓄电池单元中的每一个蓄电池单元所采用的第二蓄电池化学成分低的库伦效率；在所述汽车正在加速或者巡航时，采用所述至少一个处理器指示所述汽车中的发电机至少部分基于所述第一蓄电池的所述第一电荷状态而以第一电压周期性地输出第一电力，从而使得所述蓄电池模块进行微循环；以及在所述汽车正在减速时，采用所述至少一个处理器指示所述汽车中的所述发电机以大于所述第一电压的第二电压连续地输出第二电力，以便于增加所述蓄电池模块的用于捕捉再生制动能量的储存容量，从而捕获再生制动能量。 10.如权利要求9所述的方法，其中，使得所述蓄电池模块进行微循环包括：当所述第一蓄电池的所述第一电荷状态降低至电荷状态的下限阈值时，指示所述发电机输出所述第一电力；以及当所述第一蓄电池的所述第一电荷状态充电至电荷状态的上限阈值时，指示所述发电机停止输出所述第一电力。 11.如权利要求9所述的方法，其中，确定所述第一蓄电池的所述第一电荷状态包括：确定所述第一蓄电池的开路电压；以及至少部分基于所述第一蓄电池的开路电压来确定所述第一蓄电池的所述第一充电状态。 12.如权利要求9所述的方法，其中：使得所述蓄电池模块进行微循环包括：当所述第一蓄电池处于100％电荷状态时，指示所述发电机输出所述第一电力，以使得所述第一电压小于或等于所述第一蓄电池的开路电压；以及捕捉再生制动能量包括：当所述第一蓄电池处于100％电荷状态时，指示所述发电机输出所述第一电力，以使得所述第二电压大于所述第一蓄电池的开路电压。 13.如权利要求9所述的方法，其中：使得所述蓄电池模块进行微循环包括：指示所述发电机输出所述第一电力，以使得能够将所述第二蓄电池的第二电荷状态充电至第一值；以及捕捉再生制动能量包括：指示所述发电机输出所述第二电力，以使得能够将所述第二蓄电池的所述第二电荷状态充电至大于所述第一值的第二值。 14.如权利要求9所述的方法，所述方法包括：采用所述至少一个处理器确定预计造成过电压的状况何时出现；以及当所述状况出现时，采用所述至少一个处理器指示第一继电器、第二继电器或两者从闭合位置切换至断开位置，以阻止充电和放电，其中，所述第一继电器电耦接在所述第一蓄电池和所述蓄电池模块的端子之间，所述第二继电器电耦接在所述第二蓄电池和所述蓄电池模块的所述端子之间。 15.如权利要求14所述的方法，其中确定预计造成所述过电压的状况何时出现包括：当所述发电机输出大于所述蓄电池模块的最大充电电压时，确定所述状况出现。 16.一种汽车蓄电池模块，所述汽车蓄电池模块包括：正极端子和负极端子，所述正极端子和所述负极端子设置在所述汽车蓄电池模块的壳体上；多个第一蓄电池单元，所述多个第一蓄电池单元设置在所述壳体内，并且与所述负极端子电耦接，其中，所述多个第一蓄电池单元中的每一个蓄电池单元包括第一蓄电池化学成分；多个第二蓄电池单元，所述多个第二蓄电池单元设置在所述壳体内，并且与所述负极端子电耦接，其中，所述多个第二蓄电池单元中的每一个蓄电池单元包括不同于所述第一蓄电池化学成分的第二蓄电池化学成分；第一继电器，所述第一继电器电耦接在所述正极端子和所述多个第二蓄电池单元之间，其中，所述第一继电器被配置为：当处于闭合位置时，使得所述多个第二蓄电池单元能够充电，使得所述多个第二蓄电池单元能够放电，或者两者都有；以及蓄电池控制单元，所述蓄电池控制单元设置在所述壳体内，并且与所述第一继电器通信耦接，其中所述蓄电池控制单元被编程为：确定耦接至所述汽车蓄电池模块的所述正极端子和所述负极端子的电气系统中，预计何时产生第一过电压状况；以及指示所述第一继电器从所述闭合位置切换至断开位置，以便通过阻止所述多个第二蓄电池单元处于所述第一过电压状况而提高所述汽车蓄电池模块的寿命。 17.如权利要求16所述的汽车蓄电池模块，其中：所述蓄电池控制单元被配置为确定包括所述多个第一蓄电池单元的蓄电池的电荷状态；以及所述汽车蓄电池模块的所述正极端子和所述负极端子被配置为与发电机电耦接，以使得所述发电机能够使所述汽车蓄电池模块进行微循环，从而将所述蓄电池的所述电荷状态维持在电荷状态的下限阈值和电荷状态的上限阈值之间。 18.如权利要求16所述的汽车蓄电池模块，其中所述汽车蓄电池模块的所述正极端子和所述负极端子被配置为与发电机电耦接，从而当所述发电机以大于包括所述多个第一蓄电池单元的蓄电池在100％电荷状态时的开路电压的电压输出电力时，所述汽车蓄电池模块能够捕捉再生制动能量。 19.如权利要求16所述的汽车蓄电池模块，所述汽车蓄电池模块包括第二继电器，所述第二继电器电耦接在所述正极端子与所述多个第一蓄电池单元之间，其中：所述第二继电器被配置为：当处于所述闭合位置时，所述第二继电器使得所述多个第一蓄电池单元能够充电，使得所述多个第一蓄电池单元能够放电，或两者皆有；以及所述蓄电池控制单元被编程为：确定耦接至所述汽车蓄电池模块的所述正极端子和所述负极端子的所述电气系统中，预计何时产生第二过电压状况；以及指示所述第二继电器从所述闭合位置切换至所述断开位置，以便于通过阻止所述多个第一蓄电池单元处于所述第二过电压状况下而提高所述汽车蓄电池模块的寿命。 20.如权利要求19所述的汽车蓄电池模块，其中：为了确定预计何时产生所述第二过电压状况，所述蓄电池控制单元被编程为：确定包括所述多个第一蓄电池单元的第一蓄电池的第一最大充电电压；以及当所述电气系统中的交流发电机输出大于所述第一蓄电池的所述第一最大充电电压的电力时，确定预计产生所述第二过电压状况；以及为了确定预计何时产生所述第一过电压状况，所述蓄电池控制单元被编程为：确定包括所述多个第二蓄电池单元的第二蓄电池的第二最大充电电压；以及当所述电气系统中的所述交流发电机输出大于所述第二蓄电池的所述第二最大充电电压的电力时，确定预计产生所述第一过电压状况。 21.如权利要求16所述的汽车蓄电池模块，其中，为了确定预计何时产生所述第一过电压状况，所述蓄电池控制单元被编程为：确定所述汽车蓄电池模块的最大充电电压；以及当所述电气系统中的发电机输出大于所述汽车蓄电池模块的所述最大充电电压的电力时，确定预计产生所述第一过电压状况。 22.如权利要求16所述的汽车蓄电池模块，其中：所述第二蓄电池化学成分被配置为提供比所述第一蓄电池化学成分高的库伦效率；所述第二蓄电池化学成分被配置为提供比所述第一蓄电池化学成分高的充电吸收率；或者所述第二蓄电池化学成分被配置为具有上述两种性质。 23.如权利要求16所述的汽车蓄电池模块，其中：第一蓄电池和第二蓄电池的局部电压匹配，从而所述第一蓄电池的第一电压范围和所述第二蓄电池的第二电压范围局部重叠，其中，所述第一蓄电池包括所述多个第一蓄电池单元，并且所述第二蓄电池包括所述多个第二蓄电池单元，其中：所述第一电压范围包括所述第一蓄电池在0-100％电荷状态时的开路电压；所述第二电压范围包括所述第二蓄电池在0-100％电荷状态时的开路电压；以及所述第二电压范围的与所述第一电压范围重叠的部分对应于所述第二蓄电池的总电荷状态范围的1-74％。 24.如权利要求16所述的汽车蓄电池模块，其中：所述多个第一蓄电池单元中的每一个蓄电池单元包括铅酸蓄电池单元；以及所述多个第二蓄电池单元中的每一个蓄电池单元包括钛酸锂阳极。
所属类别：	发明专利