[发明专利]混合能量存储模块系统

说明书

技术领域

本发明涉及能量存储模块系统，更详细而言，涉及一种相互弥补锂电池与铅蓄电池，并根据负载要求的电力量的变化而适宜地选择使用的混合能量存储模块系统。

背景技术

能量存储系统是另行存储剩余的电力，在必要的时机进行供应的系统。能量存储系统根据存储方式可以大致分为物理性能量存储系统与化学性能量存储系统。作为代表性的物理性能量存储系统，可以是抽水发电系统和压缩空气存储系统、惯性轮等，作为化学性能量存储，有锂电池、铅蓄电池、NaS电池等。

就能量存储系统而言，如果存储在夜间弃置的电力等并在高峰时段使用，则可以解决电力供求问题，立足以此，正在对能量存储系统进行着活跃的研究。

作为小规模能量存储系统的一个示例，有电动汽车的电池。电动汽车作为利用电动机驱动的汽车，加装有大容量的电池。作为这种电池，过去使用铅蓄电池，但现在主要使用镍氢电池和锂电池等，今后，预计主要使用锂电池。

过去曾使用的铅蓄电池存在价格相对很便宜、具有高可靠性的优点，但每单位重量的功率低，体积大，如果长时间使用，则输出电压低下，放电率低，当经常暴露于要求高功率的负载时，存在寿命因过热而缩短的问题，因而在电动汽车中不优先选择，而是回避使用。另外，还存在通过再生制动而回收的电能不适合充电的问题。

锂电池与其它电池相比，作为高功率、高密度电池而倍受瞩目。但是，锂电池价格非常昂贵，性能极大地被温度所左右，特别是在高温下，出现电解质分解，因此，寿命显著下降。另外，还存在起火及爆炸的危险。为了改善这种问题，在韩国公开专利公报第2010-0001877号、第2003-0100891号、第2003-0100893号等中公开了用于冷却电池的方法。

现在使用的铅蓄电池每10㎏可以存储1kWh左右的电能，利用1kWh左右的电能，电动汽车可以行驶5至10㎞。因此，为了行驶作为现在汽车行驶距离的700㎞左右，即使使用高密度的铅蓄电池，也需要1吨左右的铅蓄电池。因此，无法把诸如铅蓄电池的低密度的二次电池用作电池。

但是，当是通过一次充电便能够行驶100㎞左右的电动汽车时，由于行驶距离短，因而没有必须使用高密度电池的必要。相反，如果能够使用低价的铅蓄电池，则存在节省费用、没有起火及爆炸危险、无需用于冷却的复杂结构的优点。另外，配置电池时，不需要考虑起火或爆炸的危险，因而还具有可以更自由地配置电池的优点。

但是，如上所述，铅蓄电池如果长时间使用，则输出电压降低而难以行驶，与锂电池相比，功率低，难以应对诸如停止后起步或上坡路行驶时那样要求高功率的情形，当经常暴露于要求高放电率的负载时，存在寿命缩短的问题。另外，铅蓄电池存在难以在基于再生制动的电能充电中使用的问题。

另外，当是交替使用互不相同种类的电池的以往的混合电池系统时，能量随着使用的电池种类的变化而急剧变化，存在乘客或使用者会感受到因该变化而导致的冲击的问题。另外，存在能源效率也下降的问题。

另外，在把混合电池系统用于插电式混合动力汽车的情况下，当使增程器(range extender)驱动，在行驶同时进行充电时，存在需要利用铅蓄电池驱动而对锂电池充电的问题。

现有技术文献

韩国公开专利公报第2010-0001877号

韩国公开专利公报第2003-0100891号

韩国公开专利公报第2003-0100893号

韩国注册专利公报第10-1281066号

日本公开专利公报第2010-093993号

发明内容

技术课题

本发明的目的是提供一种能够应对高功率的要求并且可靠性高的混合能量存储模块系统。例如，作为通过一次充电便能够行驶100㎞左右的能量存储模块系统，提供一种可靠性高、价格非常低廉的电动汽车用混合能量存储模块系统。

另外，其目的在于提供一种能量消耗效率提高、功率的急剧变化得到缓和、寿命提高的混合能量存储模块系统。

另外，其目的在于提供一种能够提高再生制动装置的能量回收效率的混合能量存储模块系统。

另外，其目的在于提供一种能够最大化插电式混合动力汽车的增程器的利用率的混合能量存储模块系统。

解决课题的方案

旨在达成所述目的的本发明的混合能量存储模块系统，作为供应驱动负载所需电力的能量存储模块系统，包括能量存储装置、第一感知单元及第二感知单元、控制器。