[发明专利]电源系统

说明书

本发明提供了一种电源系统，具体包括整流系统，与外部电源连接；电池充电系统，与整流系统连接，电流经整流系统流入电池充电系统；电池组，由若干个电池电连接组成，电池组与电池充电系统的输出端连接；电池放电系统，与电池组连接，电流由电池组流入电池放电系统；超级电容组，由若干个超级电容电连接组成，超级电容组与电池放电系统的输出端连接；电池放电系统的输出端和超级电容组均与外部负载连接。必要时，电池组和超级电容组可分别并联均衡保护系统。本发明提供的电源系统将电池组的充放电系统分开，使得电源系统既能持续输出稳定电流，又能进行脉冲大电流输出，并且使电源系统充放电均在安全稳定的条件下进行，延长了电源系统的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电气技术领域，具体涉及一种包含电池和超级电容的电源系统。

背景技术

在当前的电气技术领域，应用最为广泛的是铅酸电池和锂离子电池。铅酸电池虽对充放电条件不敏感，且具有大电流输出特性，但能量密度低、使用寿命短，一般1至3年必须更换。更为严重的是，铅酸电池含有极高含量的重金属铅，可造成严重生态灾难。而锂离子电池有能量密度高和无记忆效应等优点，但锂离子电池对充放电条件非常敏感，不适合于非稳态充放电条件。特别是在大电流充放电时，发热量较大，且极易在电芯内部造成不可逆的锂偏析，对电池性能造成不可逆负面影响的同时也缩短了电池使用寿命。严重时，偏析的锂枝晶会刺破电池内部的隔膜，造成电池内部短路引起燃烧和爆炸。另外，大容量纯电容系统具有一定的带电量后虽具备大电流放电的性能，但其能量密度低，不具备持续稳定电能输出性能，也就是不可作为电池使用。

在现有技术中，还有将电池和超级电容结合起来的方案，如专利CN206884939U将电池和超级电容直接并联，使电池作为超级电容的充电装置，但未解决电池和超级电容工作时的兼容问题。如在超级电容组大电流放电时，电池的分流作用，使得电池与超级电容组成的电池系统内部出现自充电，明显降低电池系统大电流输出的效果。同时，分流至电池的大电流作为电池的充电电流，会显著降低电池使用寿命，甚至引起燃烧爆炸。又如专利CN205489678U中，电池与大功率二极管串联后再与超级电容并联。但作为汽车电源电池无法充电补能，且二极管的单向导通性虽避免了电池系统自充电的问题，但是大功率二极管的分压作用会降低有效输出电压，不仅降低超级电容的输出性能，产生的热量对电源系统也是重要危险源。

因此，亟待提供一种技术方案，兼容电池和超级电容的充放电特性，使得电源既能持续输出稳定电流，又能进行大电流输出，并且使电源充放电均在安全稳定的条件下进行，延长电源的使用寿命。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种基于常规电池和超级电容的复合电源系统，电源系统既能持续输出稳定电流，又能进行脉冲大电流输出。电池系统的充放电在非常安全的范围内进行，可极大延长电池使用寿命。

本发明提供的电源系统，具体包括

整流系统，与外部电源连接；

电池充电系统，与整流系统连接，电流经整流系统流入电池充电系统；

电池组，由若干个电池电连接组成，电池组与电池充电系统的输出端连接；

电池放电系统，与电池组连接，电流由电池组流入电池放电系统；

超级电容组，由若干个超级电容电连接组成，超级电容组与电池放电系统的输出端连接；

电池放电系统的输出端和超级电容组均与外部负载连接。