CN102437635A - 具有可切换超级电容供电的电池装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有可切换超级电容供电的电池装置及其控制方法，其中电池装置包括有一超级电容、与该超级电容并联的一第一电池单体、第二电池单体及一电控模块，该电控模块包括有一开关单元及一控制单元，该开关单元串接该超级电容，并与该第二电池单体构成并联回路，该控制单元耦接于该开关单元；其控制方法包括有控制单元发出一闭合控制信号控制该开关单元闭合及超级电容、第一电池单体及第二电池单体同时供应电能。

Description

具有可切换超级电容供电的电池装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电池装置的设计，特别是关于一种具有可切换超级电容供电的电池装置及其控制方法。
背景技术
一般电能***内部所需的工作电源是由电池所提供，电池用来作为例如启动汽车引擎或是储存电能及供应电能的装置，而电池在实际应用上即为般人所熟知的铅酸电池。
铅酸电池为一种历史悠久的电池***，因为该电池具有结构简单、技术成熟与价格低廉等优势，再加上好的循环寿命，使得此种电池的产量与产值在电池产出中具有相当重要的地位，但也同时具备有重量重等大缺点。
详言之，车用的铅酸电池通常电容量约65安培小时，而重量约15～20公斤，其重量偏重，对于汽车等车辆的耗油有一定程度的影响，因此随着愈来愈讲究的环保意识及省油的趋势下，目前使用的车用电池已有逐渐淘汰的必要。
发明内容
现有车用的铅酸电池具备有重量的问题。为解决上述问题，本发明提供一种具有可切换超级电容供电的电池装置，包括有一超级电容、与超级电容并联的一第一电池单体、一第二电池单体及一电控模块，在该电控模块的控制下，用以供应电能，该电控模块包括：一开关单元，串接该超级电容，并与该第二电池单体成并联回路，而供应电能；以及一控制单元，耦接于该开关单元，并经由一闭合控制信号及一断开控制信号控制该开关单元；其中，在一第一状态下，该控制单元发出该闭合控制信号控制该开关单元闭合，致使该超级电容、该第一电池单体及该第二电池单体同时供应电能；其中，在一第二状态下，该控制单元发出该断开控制信号控制该开关单元断开，致使该第二电池单体供应电能。
此外，本发明更提供一种具有可切换超级电容供电的电池装置的控制方法，其中该电池装置包括有一超级电容、与该超级电容并联的一第一电池单体、一第二电池单体及一电控模块，该电控模块包括有一开关单元及一控制单元，该开关单元串接该超级电容，并与该第二电池单体构成并联回路，该控制单元耦接于该开关单元，该控制方法包括：该控制单元发出一闭合控制信号控制该开关单元闭合；以及该超级电容、该第一电池单体及该第二电池单体同时供应电能。
本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步说明。
附图说明
图1为显示本发明较佳实施例具有可切换超级电容供电的电池装置的透视图；
图2为显示本发明较佳实施例的应用电路方块图；
图3为显示本发明较佳实施例的应用示意图；
图4为显示本发明较佳实施例的控制流程图。
附图标号：
100   电池装置
1     超级电容
21    第一电池单体
22    第二电池单体
3     电控模块
31    开关单元
32        控制单元
S1        闭合控制信号
S2        断开控制信号
4         汽车电路负载
9         汽车
S11-S17   步骤
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
同时参阅图1与图2所示，图1为显示本发明较佳实施例具有可切换超级电容供电的电池装置之透视图。图2为显示本发明较佳实施例的应用电路方块图。本发明可应用在一般动力供应装置的电能***，例如：汽车、船、飞机、载具、电能动力装置、电动马达等等。在本实施例中，以一汽车作为本发明的应用实施说明。
本发明提供一种具有可切换超级电容供电的电池装置100，包括有一超级电容1、一第一电池单体21及一第二电池单体22及一电控模块3。在该电控模块3的控制下，用以供应电能至一汽车电路负载4。在本实施例中第一电池单体21为一锂铁电池，第二电池单体22为一铅酸电池，但本发明并不以此为限，也可为燃料电池等。在此须特别说明的是，第一电池单体21及第二电池单体22是具有不同充放电特性的电池单体。
在本发明中，电控模块3包括有一开关单元31及一控制单元32。开关单元31串接超级电容1(其中，超级电容1更与第一电池单体21构成并联回路)后，与第二电池单体22构成并联回路，而供应电能至该汽车电路负载4。控制单元32耦接于该开关单元31，并经由一闭合控制信号S1及一断开控制信号S2控制该开关单元31。
通过以上的电路架构可知，本发明具有可切换超级电容1供电的电池装置100重量可以大幅减少，并且本电池装置100安装于汽车9时，如图3，可通过汽车发电装置(未图示)对超级电容1进行充电后，在启动状态下，本发明的电池装置100的供电储电特性能具效应用超级电容1的稳压、大启动电流快速供给特性。在停止状态下，经由电控模块12有效地断开超级电容1电压。因此，本发明具有可切换超级电容1供电的电池装置100应用在汽车9上时，能减少汽车汽油的消耗，达到一定效益以上的节能特性，增加***的整体效率，加上超级电容本身就具有的优点，故能供应交通工具的电路负载一稳定优良的电力。
然而，本领域技术人员当知，此电池装置100规格也可以作适当变化，而可安置在机车或电动轮椅等交通载具，无论是倒卧或站立式的安置，皆可依据该些交通载具所提供的安装空间以作调整。
请参考图4，图4为显示本发明较佳实施例的控制流程图。首先，在第状态下(亦即使用者开启汽车电门的启动状态)，控制单元32发出闭合控制信号S1控制开关单元31闭合(S11)，致使超级电容1、第一电池单体21及第二电池单体22同时供应电能至汽车电路负载4(S13)。接着，在第二状态下(亦即使用者关闭汽车电门的停止状态)，控制单元32发出断开控制信号S2控制开关单元31断开(S15)，致使第二电池单体22供应电能至汽车电路负载4(S17)，例如汽车的防盗装置，也就是停止超级电容1及第一电池单体21供应电能至汽车电路负载4，仅以第二电池单体22供应电能。
由以上的实施例可知，本发明所提供的具有可切换超级电容供电的电池装置确具产业上的利用价值，故本发明业已符合于专利的要件。惟以上的叙述仅为本发明的较佳实施例说明，凡精于此项技艺者当可依据上述的说明而作其它种种的改良，只是这些改变仍属于本发明的发明精神及权利要求所界定的专利范围中。

Claims (9)

1.一种具有可切换超级电容供电的电池装置，其特征在于，包括有一超级电容、与所述超级电容并联的一第一电池单体、一第二电池单体及一电控模块，在所述电控模块的控制下，用以供应电能，所述电控模块包括：
一开关单元，串接所述超级电容，并与所述第二电池单体构成并联回路，而供应电能；以及
一控制单元，耦接于所述开关单元，并经由一闭合控制信号及一断开控制信号控制所述开关单元；
其中，在一第一状态下，所述控制单元发出所述闭合控制信号控制所述开关单元闭合，致使所述超级电容、所述第一电池单体及所述第二电池单体同时供应电能；
其中，在一第二状态下，所述控制单元发出所述断开控制信号控制所述开关单元断开，致使所述第二电池单体供应电能。
2.如权利要求1所述的具有可切换超级电容供电的电池装置，其特征在于，所述第一电池单体为一锂铁电池。
3.如权利要求1所述的具有可切换超级电容供电的电池装置，其特征在于，所述第二电池单体为一铅酸电池。
4.如权利要求1所述的具有可切换超级电容供电的电池装置，其特征在于，所述第二电池单体为一锂铁电池。
5.如权利要求1所述的具有可切换超级电容供电的电池装置，其特征在于，所述第一电池单体为一铅酸电池。
6.如权利要求1所述的具有可切换超级电容供电的电池装置，其特征在于，所述第一状态为启动状态。
7.如权利要求1所述的具有可切换超级电容供电的电池装置，其特征在于，所述第二状态为停止状态。
8.一种具有可切换超级电容供电的电池装置的控制方法，其特征在于，所述电池装置包括有一超级电容、与所述超级电容并联的一第一电池单体、一第二电池单体及一电控模块，所述电控模块包括有一开关单元及一控制单元，所述开关单元串接所述超级电容，并与所述第二电池单体构成并联回路，所述控制单元耦接于所述开关单元，所述控制方法包括：
所述控制单元发出一闭合控制信号控制所述开关单元闭合；以及
所述超级电容、所述第一电池单体及所述第二电池单体同时供应电能。
9.如权利要求8所述的具有可切换超级电容供电的电池装置的控制方法，其特征在于，所述超级电容与所述至少一电池单体同时供应电能后，更包括：
所述控制单元发出一断开控制信号控制所述开关单元闭合；以及
所述第二电池单体供应电能。
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