CN107852003A - 混合电力模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一个混合电力模块。所述混合电力模块包括一个第一储存部件、一个第二储存部件、一个电池管理系统、一个电池平衡电路、一个电容器平衡电路、一个双向开关、一个单极晶体管、一个先输入再输出端口、一个第一单向开关以及一个第二单向开关。所述混合电力模块可以从所述第一存储部件、所述第二存储部件或同时从两个存储部件有选择地汲取电力向一个负载提供持续的直流电力。

Description

混合电力模块
技术领域
本发明涉及混合电力模块。
背景技术
完整说明书中使用术语的定义
在下文说明书中使用的表述“混合电力模块”是指向但不限于包括电池、电容器、控制器、电子部件和电子电路的一个模块。
在下文说明书中使用的表述“存储部件”是指向但不限于诸如电池、电容器的一个电荷存储部件。
在下文说明书中使用的表述“超级电容器”是指向但不限于具有大于1,000法拉电容值的一个高容量电化学电容器。
在下文说明书中使用的表述“放电电流”是指向但不限于由一个存储部件向一个电路中的一个负载提供的电流。
在下文说明书中使用的表述“先输入再输出”是指向但不限于一个双向端口。
在下文说明书中使用的表述“放电路径”是指向但不限于电流从一个存储部件流向一个负载或其他部件的一个路径。
在下文说明书中使用的表达“充电路径”是指向但不限于电流从一个输入源流向一个存储部件的一个路径。
在下文说明书中使用的表述“SOC”(充电状态)是指向但不限于在一个存储部件内存在的最大可能充电量/能量的百分比。
在下文说明书中使用的表述“SOH”(正常状态)是指向但不限于反映一个存储部件的一般状况以及相比一个新存储部件其提供指定性能的能力的“品质”。
在下文说明书中使用的表述“EOC”(充电结束)是指向但不限于在一个存储部件内存在的最小充电量/能量(通常为一个存储部件的全部额定容量的10％)。
铅酸电池被用于一个广泛的应用领域，如用在电动汽车、车辆、太阳能系统、逆变器和不间断电力供给等。如果在铅酸电池的制造过程中，铅酸电池没有妥当固化，则电池的负极端子会开始脱落。此外，由于铅酸电池的过量充电或充电不足，铅酸电池的极板也会开始脱落。铅酸电池通常使用浓硫酸、铅等危险化学物质。浓硫酸生成甚至可能致命的二氧化硫烟雾。此外，铅酸电池中使用的铅可能会排出可能导致铅中毒的颗粒。
在现有技术模块中，有时电子电路与电池一起使用。美国专利8384360公开了一个混合电池模块，其包括一个转换器、一个控制器、一个超级电容器和一个电池。美国专利8384360中所公开的所述模块被配置用于一辆车辆中。如美国专利8384360所提出的，一个超级电容器提供电流来启动一辆车辆。启动车辆所需的所述超级电容器具有大于1000法拉的电容。这种用于启动车辆所需的超级电容器相对昂贵，容易失效并且也容易出现相对较高的自放电。美国专利8384360提出的用于起动/启动车辆的所述超级电容器并不提供一个持续电力。美国专利8384360中提出的所述电力来源是常规铅酸电池或阀控式铅酸蓄电池(VRLA)。这些电池具有与铅酸电池相同的缺点。
因此，需要一个混合电力模块，其：
提供一个高放电电流；
保护环境免受二氧化硫和铅排放微粒的污染；
提供持续的直流电力；
能够在不使用具有一个相对较高电容的一个电容器的情况下起动/启动车辆；并限制深度放电。
发明内容
目的
本发明的目的是提供持续的直流电力。
本发明的另一目的是提供一个高放电电流。
本发明的又一目的是限制多个电池和电容器的深度放电。
本发明的又一目的是提供一种便宜、相对持久、安全和坚固的对环境友好的一个混合电力模块。
结合附图阅读下面的说明，本发明的其它目的和优点将变得更加清楚，附图并不旨在限制本发明的范围。
概述
本概述旨在介绍与一个混合电力模块相关的概念。本概述既不旨在识别本发明的基本特征，也不旨在用于确定或限制本发明的范围。
本发明的一个混合电力模块的一个实施例包括：一个第一存储部件，其生成第一直流输出电压和第一直流输出电流；一个电池管理系统，其经由一个第一单向开关被耦合到所述第一存储部件，以为所述第一存储部件提供一条充电路径；一个先输入再输出端口，其被连接到所述电池管理系统；一个第二单向开关，其将所述先输入再输出端口与所述第一存储部件耦合，以提供用于所述第一存储部件的一条放电路径；一个第二存储部件，其生成第二直流输出电压和第二直流输出电流，其中所述第二存储部件经由一个双向开关被耦合到所述先输入再输出端口，以为所述第二存储部件提供一条充电路径以及一条放电路径；一个控制器，其配合所述电池管理系统、所述双向开关和所述先输入再输出端口，用于从所述第一存储部件、所述第二存储部件或同时从两个存储部件有选择地向连接到所述先输入再输出端口的一个负载提供持续直流电力。
本发明的一个混合电力模块包括：作为一个第一存储部件的多个电池、作为一个第二存储部件的一个电容器组、一个池管理系统、一个电池平衡电路、一个电容器平衡电路、一个双向开关、一个单极晶体管、一个先输入再输出端口、一个控制器、一个第一单向开关和一个第二单向开关。所述电池平衡电路包括一个电池控制电路和一个电池平衡控制器。所述电池平衡电路被用于均衡所述电池的电荷、能量和电压中的至少一项。所述电容器平衡电路被用于均衡所述电容器组的电荷、能量或电压中的至少一项。所述双向开关包括一个充电/放电电路、一个比较器、一个齐纳二极管调节器、一个开关元件以及一个电容器监控单元。
在本发明的一个混合电力模块的另一个实施例中，所述混合电力模块可以包括将一个电池管理系统和一个控制器集成到一个第一专用集成电路中的集成。
在本发明的一个混合电力模块的另一个实施例中，所述混合电力模块可包括将一个电池管理系统、一个控制器、一个电池平衡电路和一个电容器平衡电路集成到一个第二专用集成电路中的集成。
在本发明的一个混合电力模块的另一个实施例中，所述混合电力模块可以包括将一个电池管理系统、一个控制器和一个电容器平衡电路集成到一个第三专用集成电路中的集成。
在本发明的一个混合电力模块的另一个实施例中，所述混合电力模块可以包括将一个电池管理系统、一个控制器和一个电池平衡电路集成到一个第四专用集成电路中的集成。
在本发明的一个混合电力模块的另一个实施例中，所述混合电力模块可以包括一个被缠绕于铁氧体芯的线圈，以生成一个第一交流信号，一个放大器，以放大所述第一交流信号，以及一个整流器，以将所述第一交流信号转换成一个直流信号。
在本发明的一个混合电力模块的另一个实施例中，所述混合电力模块可包括一个第一交流到直流转换器，其可连接到一个交流电源以生成一个持续直流电力。
在本发明的一个混合电力模块的另一个实施例中，所述混合电力模块可以包括一个升压直流到直流转换器，该升压直流到直流转换器可连接到一个直流电源(诸如太阳能电池、燃料电池)，用于生成持续的直流电力。
在本发明的一个混合电力模块的另一个实施例中，所述混合电力模块包括一个天线(被配置为用于捕获射频；一个RF接收器模块，用于从所述捕获射频生成一个第二交流信号；一个RF放大器，用于放大所述第二交流信号；以及一个交流到直流转换器，用于将所述第二交流信号转换成一个直流信号。
附图说明
通过参考附图，来说明本发明的混合电力模块的实施例，其中：
附图1示出了根据本发明的一个实施方式用于一个混合电力模块的一个外壳；
附图2示出了根据本发明的第一实施例的一个实施方式用于一个混合电力模块的一个框图；
附图3示出了根据本发明的一个实施方式用于附图2的所述混合电力模块的一个电池管理系统的一个框图；
附图4示出了根据本发明的一个实施方式用于附图2的所述混合电力模块的一个降压直流到直流转换器的一个电路图；
附图5示出了用于附图2的所述混合电力模块的一个电池平衡电路的一个电路图(根据本发明的一个实施方式)；
附图6示出了根据本发明的一个实施方式用于附图2的所述混合电力模块的一个双向开关的一个框图；
附图7示出了根据本发明的一个实施方式用于附图2的所述混合电力模块的一个控制器的一个框图；
附图8示出了根据本发明的第二实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图9示出了根据本发明的第三实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图10示出了根据本发明的第四实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图11示出了根据本发明的第五实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图12示出了根据本发明的第六实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图13示出了根据本发明的第七实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图14示出了根据本发明的第八实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图15示出了根据本发明的第九实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图16示出了根据本发明的第十实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图17示出了根据本发明的第十一实施例用于一个混合电力模块的一个框图；
附图18示出了根据本发明的第十二实施例用于一个混合电力模块的一个框图()；
附图19示出了根据本发明的第十三实施例用于一个混合电力模块的一个框图()；
附图20示出了根据本发明的第十四实施例用于一个混合电力模块的一个框图()；
附图21示出了根据本发明的第十五实施例用于一个混合电力模块的一个框图()；以及
附图22示出了根据本发明的一个实施方式用于对一个混合电力模块进行充电的一个框图。
具体实施方式
本发明涉及用于向一个负载传递一个持续电力的一个混合电力模块。
除非特别指出，否则从下面的讨论中可以明显看出，应理解：在整个本发明中，使用诸如“接收”或“确定”或“分析”或“提取”等术语的讨论指的是一个控制器动作以及过程，将在所述控制器的注册器和存储器内表示为物理(电子)量的数据操作并转换成在所述控制器存储器或注册器内类似地表示为物理量的其他数据。
所述系统不限于这里描述的具体实施例。另外，每个系统的部件可以独立于本文所述的其他部件而单独实施。每个部件可以与其他部件结合使用。
本发明设想了一个混合电力模块。所述混合电力模块包括多个存储部件、多个电源、多个电子部件、一个控制器、一个电池管理系统和一个电池平衡电路。
此外，本发明指向将多个部件集成到单个专用集成电路(ASIC)中。
此外，本发明指向用于向一个负载传递一个持续电力的一个混合电力模块。
此外，本发明指向一种混合动力部件，其向存储部件(如电池和电容器)提供一个平稳充电。
结合以下附图，将更详细地描述本主题的这些和其它优点。
附图1示出了根据本发明的实施方式的用于混合电力模块(100)的一个壳体。混合电力模块的外壳可以设计为使用PP(聚丙烯)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)或PPCP。ABS通常是低危物质，对健康几乎没有风险。使用一个分离器(104)将壳体分成两个室。所述分离器(104)被设计为使用一种塑料材料。第一室是一个控制电路室(108)。所述控制电路室(108)包括一个控制电路(116)。第二室是一个存储室(110)。所述存储室(110)包括多个存储部件。所述控制电路室(108)还包括一个散热器部件。所述散热器部件将来自所述控制电路室(108)的热量散发到所述壳体的外部。所述室是双层的。每个室都是水密的，并且衬有绝热材料(102)，以防止外部热量影响存储室和控制电路的工作。典型地，衬里材料可以是环氧树脂或任何其他涂覆材料。冷却剂流动管可以被添加到所述存储室。此外，所述室是双层的。所述控制电路室(108)包括多个用于通风的孔(106)。所述混合电力模块(100)包括有一个正极端子(112)和一个负极端子(114)。所述正极端子(112)被连接到所述控制电路的一个正极端子，所述负极端子(114)被连接到所述控制电路的一个负极端子。此外，所述存储部件被连接到所述控制电路。所述存储部件包括多个电池。所述存储部件还包括一个电容器组。所述控制电路广泛地包括一个电池管理系统(BMS)、一个电池平衡电路、一个第一单向开关、一个第二单向开关、一个电容器平衡电路、一个先输入再输出端口、一个接地端子、一个控制器、一个双向开关和一个单极晶体管。
附图2示出了根据本发明的第一实施例的一个混合电力模块(200)的一个框图。所述混合电力模块(200)包括作为一个第一存储部件的多个电池(220)、作为一个第二存储部件的一个电容器组(222)、一个电池管理系统(202)、一个电池平衡电路(214)、一个电容器平衡电路(208)、一个双向开关(210)、一个单极晶体管(216)、一个先输入再输出端口(218)、一个控制器(212)、一个第一单向开关(204)和一个第二单向开关(206)。所述电池管理系统(202)包括一个输入端口和一个输出端口。所述电池管理系统的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(218)。所述电池管理系统(202)的所述输出端口被连接到第一单向开关(204)的一个阳极端子。所述第一单向开关(204)的一个阴极端子被连接到多个电池(220)的一个正极端子。所述电池(220)的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(206)的一个阳极端子。所述第二单向开关(206)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(218)。所述电容器组(222)被连接到所述双向开关(210)，并且所述双向开关(210)被连接到所述先输入再输出端口(218)。所述单极晶体管(216)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(218)。所述单极晶体管(216)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述控制器(212)配合所述电池平衡电路(214)、所述电容器平衡电路(208)、所述电池管理系统(202)、所述双向开关(210)和所述单极晶体管(216)的一个栅极端子。
在本发明的第一实施例中，用于所述电池(220)的充电电流从一个先输入再输出端口(218)流向一个电池管理系统(202)，并进一步从所述电池管理系统(202)经由一个第一单向开关(204)流向所述电池的一个正极端子。
在本发明的第一实施例中，电池(220)的放电电流经由一个第二单向开关(206)从所述电池的一个正极端子流向一个输出端口(218)。
在本发明的第一实施例中，用于一个电容器组(222)的充电电流从一个先输入再输出端口(218)流向一个双向开关(210)，并进一步从所述双向开关(210)流向所述电容器组(222)。
在本发明的第一实施例中，一个电容器组(222)的放电电流从所述电容器组(222)流向一个双向开关(210)，并且进一步从所述双向开关(210)流向一个先输入再输出端口(218)。
根据本发明，一个控制器(212)从一个电池管理系统(202)读取电池(220)的充电状态(SOC)。此外，所述控制器(212)从一个双向开关(210)读取一个电容器组(222)的充电状态(SOC)。所述控制器(212)，基于所述电池的充电状态和电容器组的充电状态，来执行充电状态算法，以确定电池的充电结束(EOC)和电容器组的充电结束。此外，所述控制器(212)被预定为在一个预定时间间隔之后，从所述电池管理系统(202)读取更新的电池的充电状态以及从所述双向开关(210)读取所述电容器组(222)的更新的充电状态。所述预定时间间隔是基于所述电池的充电状态和所述电容器组的充电状态来确定的。如果所更新的电池的充电状态等于所确定的电池的充电结束，并且所述电容器组的充电状态等于所确定的所述电容器组的充电结束，则所述控制器(212)激活一个单极晶体管(216)的一个栅极端子，以将电池(220)和所述电容器组(222)与所述接地端子断开。从而，通过将所述电池与所述接地端子断开，所述控制器(212)和所述单极晶体管为电池和所述电容器组提供深度放电控制和隔离。此外，所述控制器(212)被配置为选择电池(220)、所述电容器组(222)或同时选择二者将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(218)。所述控制器(212)，基于所述电池的充电状态和所述电容器组的充电状态，执行一个源选择算法，以选择所述电池(220)、所述电容器组(222)或者同时选择两者。
根据本发明，一个第一存储部件包括多个电池(220)。所述多个电池(220)可以包括一个流通电池、一个钒氧化还原电池、一个溴化锌电池、一个燃料电池、一个铅酸电池、一个阀控式铅酸蓄电池(VRLA)、一个锂离子电池、一个吸水性玻璃垫(AGM)电池、一个凝胶电池、一个锂离子聚合物电池、一个熔融盐电池、一个镍镉电池、一个钠离子电池、一个超铁电池、一个银锌电池、一个氯化锌电池、一个石墨烯电池、一个钠金属卤化物电池、一个硅电池、一个混合电池、一个锌碳电池和所有其他电池。电池被串联配置连接以用于高电压应用；电池以被并联配置连接，以用于高电流应用。通常，对于需要12V的车辆应用，三个电池以串联配置连接。
根据本发明，一个第二存储部件包括一个电容器组(222)。所述电容器组(222)包括多个电容器。所述电容器可以包括一个陶瓷电容器、一个薄膜电容器、一个纸质电容器、一个铝电解电容器、一个钽电解电容器、一个超级电容器、一个云母电容器、一个玻璃电容器、一个超电容器、一个真空电容器、一个混合电容器、一个硅电容器、一个锂电容器、一个石墨烯电容器和所有其他电容器。电容器被串联配置连接以用于高电压应用。
根据本发明，一个单极晶体管(216)可以是一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者一个场效应晶体管(FET)或一个者结型场效应晶体管(JFET)或者一个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或者一个单结晶体管(UJT)或者一个N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管或者一个P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管或者一个互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管。在一个实施例中，所述单极晶体管(216)是一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。所述金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的一个栅极端子由一个控制器(212)所控制。所述金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的一个漏极端子被连接到一个先输入再输出端口(218)。所述金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的一个源极端子被连接到一个接地端子。此外，所述金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，基于从所述控制器(212)接收的一个激活信号，来断开一个混合电力模块(100)的所述接地端子连接。如果所述激活信号的值是0伏特，则所述混合电力模块(100)从所述接地端子断开，并且如果所述激活信号的值是5伏特，则所述混合电力模块(100)被连接到接地端子。
根据本发明，一个先输入再输出端口(218)由一个电池管理系统(202)所控制。所述电池管理系统(202)从一个控制器(212)接收一个模式选择信号。所述控制器(212)执行一个模式选择算法，以确定一个输入模式或一个输出模式并生成所述模式选择信号。所述先输入再输出端口(218)可以是一个端口或两个端口或多个端口。
根据本发明，一个电池平衡电路(214)被连接到电池。所述电池平衡电路配合一个电池管理系统(202)。所述电池平衡电路(214)均衡电池的电荷、能量或电压中的至少一项。
根据本发明，一个电容器平衡电路(208)被连接到一个电容器组(222)。所述电容器组(222)包括多个电容器。所述电容器平衡电路(208)配合一个控制器(212)。所述电容器平衡电路(208)均衡所述电容器的电荷、能量或电压中的至少一项。
根据本发明，一个第一单向开关(204)可以是一个二极管、一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)(充当一个二极管)或一个双极结型晶体管(BJT)(充当一个二极管)或可控硅(SCR)(充当一个二极管)或任何其他单向开关器件。
根据本发明，一个第二单向开关(206)可以是一个二极管、一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)(充当一个二极管)或一个双极结型晶体管(BJT)(充当一个二极管)或可控硅(SCR)(充当一个二极管)或任何其他单向开关器件。所述第二个单向开关提供一条高放电电流的路径。
附图3示出了根据本发明的一个实施例的用于附图2的所述混合电力模块(200)的一个电池管理系统(202)的一个框图。所述电池管理系统(202)包括一个功率模块(PM)(302)、一个功率模块监视和控制单元(304)、一个电池监视和控制单元(312)、一个电池管理系统(BMS)控制器(306)、多个通信端口(308)、一个电池状态显示模块(318)、一个非暂时储存库(316)、一个暂时储存库(314)和一个车载诊断模块(320)。所述功率模块(302)包括一个降压直流到直流转换器(400)和一个充电器电路。所述充电器电路提供电池的平稳充电。所述功率模块监视和控制单元(304)监视所述功率模块(302)中的各个点的电流和电压。此外，所述功率模块监视和控制单元(304)，基于从一个电池管理系统(BMS)控制器(306)接收的命令信号，控制所述降压直流到直流转换器(400)和所述充电器电路。所述功率模块(302)的输出，经由第一单向开关(204)，直接被连接到电池(220)。所述电池监视和控制单元(312)测量与诸如电压、电流、充电状态(SOC)、电荷顶端(TOC)、正常状态(SOH)和温度等与电池相关联的各种变量。此外，所述电池监视和控制单元(312)将测量的变量传送给所述电池管理系统(BMS)控制器(306)。所述通信端口(308)被用于通过一个外部计算机将一个外部程序下载到所述电池管理系统(202)中。此外，所述通信端口(308)被用于与一个外部电子环境进行通信。所述电池状态显示器(318)可以包括指示电池低电压状态的一个单一发光二极管(LED)。所述电池状态显示器(318)可以包括指示电池的充电状态的一个LED串或指示电池状态(包括充电状态和电池状况)的一个液晶显示器(LCD)。所述车载诊断(320)包括用于测试所述电池管理系统(202)的一个诊断故障代码。所述电池管理系统(BMS)控制器(306)执行以下功能：在充电过程中，控制所述功率模块(302)的电压和电流分布；向单个电池提供充电电荷以均衡电池上的电荷；在故障或报警情况下隔离电池；提供短路保护；提供反极性保护；与控制器(212)配合，控制所述功率模块监视和控制单元(304)，所述电池监视和控制单元(312)、所述电池状态显示器(318)、所述通信端口(308)和所述车载诊断(320)。
附图4示出了根据本发明的一个实施例的用于附图2的一个混合电力模块(200)的一个降压直流到直流转换器(400)的一个电路图。所述直流到直流转换器存在于一个电池管理系统(202)中。所述降压直流到直流转换器(400)包括一个开关网络(402)、一个电感器(404)和一个电容器(406)。所述降压直流到直流转换器(400)的一个输入端口被连接到一个混合电力模块(100)的一个先输入再输出端口(218)。所述降压直流到直流转换器(400)的一个输出端口(408)被连接到一个充电器电路的一个输入端口。所述开关网络(402)可以包括双极结型(BJT)晶体管、金属氧化物半导体(MOS)晶体管、可控硅(SCR)、缘栅双极型晶体管(IGBT)或者任何其他半导体开关器件。所述开关网络(402)由一个功率模块监视和控制单元(304)所控制。当所述开关网络(402)处于关断状态时，所述降压直流到直流转换器(400)中的电流为零。当所述开关网络(402)处于导通状态时，电流开始流动，并且一个电感器(404)在其端子上生成反向电压。横跨所述电感器(404)的一个电压降抵消了所述降压直流到直流转换器(400)的所述输入端口的一个输入电压，并且因此降低了横跨所述降压直流到直流转换器(400)的所述输出端子(408)的净电压。
附图5示出了根据本发明的一个实施例的用于附图2的所述混合电力模块(200)的一个电池平衡电路(214)的一个电路图。所述电池平衡是通过均衡电池上的电荷(电压或能量)来补偿较弱的电池以延长电池的总体寿命的技术。典型地，附图5示出了具有M个电池的一个电池平衡电路。M的值可以是任何整数值。所述电池平衡电路(214)包括一个电池控制电路(520)和一个电池平衡控制器(522)。所述单元控制电路(520)包括多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)、多个二极管、多个电容器和多个电感器。典型地，如附图5所示，一个电池M(502)与一个电容器CM(506)并联连接，所述电容器CM(506)与一个二极管DM(510)和一个电感器LM(514)并联连接，所述二极管DM(510)与一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)M(516)并联组合。此外，一个电池M-1(504)与所述电池M(502)串联组合，一个电容器CM(508)与所述电容器CM(506)串联组合，一个二极管DM-1(512)与所述二极管DM(510)串联组合，一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)M-1(518)与所述金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)M(516)串联组合。而且，对于剩余电池重复相同的安排。所述金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)M(516)和所述金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)M-1(518)的栅极由所述电池平衡控制器(522)所控制。所述电池平衡控制器(522)监视电池的电压。所述电池平衡控制器(522)执行一个电池平衡控制算法。如果所述电池平衡控制算法确定所述电池M(502)需要将其能量传送到所述电池M-1(504)，则所述电池平衡控制器(522)激活所述金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)M(516)。所述电池M(502)的电压被施加到所述电感器LM(514)，并且所述电感器电流线性增加。电池电荷从电池M(502)传送到所述电感器LM(514)。当所述金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)M(516)被所述电池平衡控制器(522)去激活时，存储在所述电感器LM(514)中的能量达到最大值。所述二极管DM-1(512)被偏置，并且所述电池M-1(504)的一个负电池电压被施加到所述电感器LM(514)，这导致所述电感器电流的减小，并且传送存储在所述电感器LM(514)中的能量到所述电池M-1(504)。
附图6示出了根据本发明的一个实施例的用于附图2的一个混合电力模块(100)的一个双向开关(210)的一个框图。所述双向开关(210)包括一个比较器(606)、一个齐纳二极管调节器(608)、一个开关元件(610)、一个充电/放电电路(612)以及一个电容器监视和控制单元(614)。所述电容器监视和控制单元(614)测量诸如电压、电流、充电状态(SOC)、电荷顶端(TOC)、正常状态(SOH)和温度等与电容器相关联的各种变量。所述电容器监视和控制单元(614)与一个控制器(212)连接，并且生成指示电容器的瞬时电压电平的一个信号(602)。此外，所述电容器监视和控制单元(614)还从一个控制器(212)接收用于电容器的一个阈值电压电平，并且生成指示用于电容器的阈值电压电平的一个信号(604)。所述比较器(606)将指示电容器的瞬时电压电平的所述信号(602)与指示电容器(604)的阈值电压电平的所述信号(604)进行比较。所述比较器(606)可以是开环配置的一个运算放大器集成电路(例如来自德州仪器的集成电路741)。所述比较器(606)的一个输出电压由一个齐纳二极管调节器(608)调节，以生成一个经调节的输出电压。所述经调节的输出电压有两个电压电平(0V和5V)。所述经调节的输出电压控制所述开关元件(610)的开关作为一个闭合开关，以将一个单一先输入再输出端口(218)连接到所述电容器(222)，或作为一个开路开关，从而将所述单一先输入再输出端口(218)与所述电容器(222)断开。所述开关元件可以是一个数字集成电路(例如来自德州仪器的集成电路7432)或一个继电器或一个金属氧化物半导体晶体管或一个双极晶体管或任何其它开关半导体器件。
附图7示出了根据本发明的一个实施例的用于附图2的一个混合电力模块(200)的一个控制器(212)的一个框图。所述控制器(212)包括一个程序执行部分和一个注册处理部分。所述程序执行部分包括一个程序存储器(702)、一个指令注册器(704)、一个指令译码器(706))、一个定时和控制和注册器选择模块(718))、一个程序计数器(720)、一个堆栈(722)。所述注册器处理部分包括一个特殊功能注册器(714)、一个端口注册器(712)、一个数据注册器(710)、一个算术和逻辑单元(ALU)(716)以及一个数据总线(708)。此外，所述控制器(212)还包括一个地址总线、一个地址解码逻辑和多个控制信号。所述地址总线被耦合到所述定时和控制和注册器选择模块(718)。所述地址解码逻辑存在于所述定时和控制和注册器选择模块(718)内。所述控制信号被耦合到所述定时和控制和注册器选择模块(718)。所述控制器(212)可以是一个PIC微控制器或一个ARM处理器或一个双核处理器或一个现场可编程门阵列(FPGA)或一个AVR微控制器。
附图8示出了根据本发明的第二实施例的一个混合电力模块(800)的一个框图。根据本发明的第二实施例，所述混合电力模块(800)包括：一个电池管理系统(802)和一个控制器(812)(被集成到一个块中作为第一专用集成电路(840))、多个电池(820)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(822)(作为一个第二存储部件)、一个电池平衡电路(814)、一个电容器平衡电路(808)、一个双向开关(810)、一个先输入再输出端口(818)、一个单极晶体管(816)、一个第一单向开关(804)和一个第二单向开关(806)。此外，所述第一专用集成电路(840)包括一个输入端口和一个输出端口。所述第一专用集成电路(840)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(818)。所述第一专用集成电路(840)的所述输出端口被连接到第一单向开关(804)的阳极端子。所述第一单向开关(804)的一个阴极端子被连接到多个电池(820)的一个正极端子。所述电池(820)的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(806)的一个阳极端子。所述第二单向开关(806)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(818)。所述电容器组(822)被连接到所述双向开关(810)，并且所述双向开关(810)被连接到所述先输入再输出端口(818)。所述单极晶体管(816)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(818)。所述单极晶体管(816)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述第一专用集成电路(802)配合所述电池平衡电路(814)、所述电容器平衡电路(808)、所述双向开关(810)和所述单极晶体管(816)的一个栅极端子。所述第一专用集成电路(840)被配置为选择所述电池(820)、所述电容器组(822)或同时选择二者以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(818)。
在本发明的第二实施例中，所述电池(820)的充电电流从一个先输入再输出端口(818)流向一个第一专用集成电路(840)，并进一步从所述第一专用集成电路(840)经由所述第一单向开关(804)流向所述电池的一个正极端子。
在本发明的第二实施例中，所述电池(820)的放电电流经由一个第二单向开关(806)从所述电池的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(818)。
在本发明的第二实施例中，用于一个电容器组(822)的充电电流从一个先输入再输出端口(818)流向一个双向开关(810)，并进一步从所述双向开关(810)，流向所述电容器组(822)。
在本发明的第二实施例中，一个电容器组(822)的放电电流从所述电容器组(822)流向一个双向开关(810)，并且进一步从所述双向开关(810)流向一个先输入再输出端口(818)。
附图9示出了根据本发明的第三实施例的一个混合电力模块(900)的一个框图。根据本发明的第三实施例，所述混合电力模块(900)包括：一个电池管理系统(902)、一个控制器(912)、一个电容器平衡电路(908)和一个电池平衡电路(914)(集成在一个块中作为第二专用集成电路(940))、多个电池(920)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(922)(作为一个第二存储部件)、一个双向开关(910)、一个先输入再输出端口(918)、一个单极晶体管(916)、一个第一单向开关(904)和一个第二单向开关(906)。此外，所述第二专用集成电路(902)包括：一个输入端口和一个输出端口。所述第二专用集成电路(902)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(918)。所述第二专用集成电路(902)的所述输出端口被连接到第一单向开关(904)的一个阳极端子。所述第一单向开关(904)的一个阴极端子被连接到多个电池(920)的一个正极端子。所述电池(920)的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(906)的一个阳极端子。所述第二单向开关(906)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(918)。所述电容器组(922)被连接到所述双向开关(910)，而所述双向开关(910)被连接到所述先输入再输出端口(918)。所述单极晶体管(916)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(918)。所述单极晶体管(916)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述第二专用集成电路(902)配合所述双极开关(910)和所述单极晶体管(916)的一个栅极端子。所述第二专用集成电路(940)被配置为选择所述电池(920)、所述电容器组(922)或同时选择二者以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(918)。
在本发明的第三实施例中，用于电池(920)的充电电流从一个先输入再输出端口(918)流向一个第二专用集成电路(940)，并且进一步从所述第二专用集成电路(940)通过一个第一单向开关(904)流向所述电池的一个正极端子。
在本发明的第三实施例中，电池(920)的放电电流经由一个第二单向开关(906)从所述电池的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(918)。
在本发明的第三实施例中，用于一个电容器组(922)的充电电流从一个先输入再输出端口(918)流向一个双向开关(910)，并且进一步从所述双向开关(910)流向所述电容器组(922)。
在本发明的第三实施例中，一个电容器组(922)的放电电流从所述电容器组(922)流向一个双向开关(910)，并且进一步从所述双向开关(910)流向一个先输入再输出端口(218)。
附图10示出了根据本发明的第四实施例的一个混合电力模块(1000)的一个框图。根据本发明的第四实施例，所述混合电力模块1000包括：多个电池(1020)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(1022)(作为一个第二存储部件)、一个电池管理系统(1002)、一个电池平衡电路(1014)、一个电容器平衡电路(1008)、一个控制器(1012)、一个单极晶体管(1016)、一个先输入再输出端口(1018)、一个第一单向开关(1004)和一个第二单向开关(1006)。所述电池管理系统(1002)包括一个输入端口和一个输出端口。所述电池管理系统(1002)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1018)。所述电池管理系统(1002)的所述输出端口被连接到所述第一单向开关(1004)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1004)的一个阴极端子被连接到多个电池(1020)的一个正极端子。所述电池(1020)的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1006)的一个阳极端子。所述第二单向开关(1006)的所述阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1018)。所述电容器组(1022)被连接到所述先输入再输出端口(1018)。所述单极晶体管(1016)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1018)。所述单极晶体管(1016)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述控制器(1012)配合所述电池平衡电路(1014)、所述电容器平衡电路(1008)、所述电池管理系统(1002)和所述单极晶体管(1016)的一个栅极端子。所述控制器(1012)被配置为选择所述电池(1020)、所述电容器组(1022)或同时选择两者以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到一个先输入再输出端口(1018)。
在本发明的第四实施例中，用于电池(1020)的充电电流从一个先输入再输出端口(1018)流向一个电池管理系统(1002)，并进一步从所述电池管理系统(1002)经由一个第一单向开关(1004)流向所述电池的一个正极端子。
在本发明的第四实施例中，电池(1020)的放电电流经由一个第二单向开关(1006)从所述电池的一个正极端子流入一个先输入再输出端口(1018)。
在本发明的第四实施例中，用于一个电容器组(1022)的充电电流从一个先输入再输出端口(1018)流向所述电容器组(1022)。
在本发明的第四实施例中，一个电容器组(1022)的放电电流从所述电容器组(1022)流向一个先输入再输出端口(1018)。
附图11示出了根据本发明的第五实施例的一个混合电力模块(1100)的一个框图。根据本发明的第五实施例，所述混合电力模块(1100)包括：一个电池管理系统(1102)和一个控制器(1112)(被集成到一个块中作为第一专用集成电路(1140))、多个电池(1120)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(1122)(作为一个第二存储部件)、一个电池平衡电路(1114)、一个电容器平衡电路(1108)、一个先输入再输出端口(1118)、一个单极晶体管(1116)、一个第一单向开关(1104)和一个第二单向开关(1106)。此外，所述第一专用集成电路(1140)包括一个输入端口和一个输出端口。所述第一专用集成电路(1140)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1118)。所述第一专用集成电路(1140)的所述输出端口被连接到第一单向开关(1104)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1104)的一个阴极端子被连接到多个电池(1120)的一个正极端子。所述电池(1120)的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1106)的一个阳极端子。所述第二单向开关(1106)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1118)。所述电容器组(1122)被连接到所述双向开关(1110)，并且所述双向开关(1110)被连接到所述先输入再输出端口(1118)。所述单极晶体管(1116)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1118)。所述单极晶体管(1116)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述第一专用集成电路(1140)配合所述电池平衡电路(1114)、所述电容器平衡电路(1108)和所述单极晶体管(1116)的一个栅极端子。所述第一专用集成电路(1140)被配置为选择所述电池(1120)、所述电容器组(1122)或同时选择二者以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(1118)。
在本发明的第五实施例中，电池(1120)的充电电流从一个先输入再输出端口(1118)流向一个第一专用集成电路(1140)，并进一步从所述第一专用集成电路(1140)经由所述第一单向开关(1104)流向所述电池的一个正极端子。
在本发明的第五实施例中，电池(1120)的放电电流经由一个第二单向开关(1106)从所述电池的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(1118)。
在本发明的第五实施例中，用于一个电容器组(1122)的充电电流从一个先输入再输出端口(1118)流向所述电容器组(1122)。
在本发明的第五实施例中，一个电容器组(1122)的放电电流从一个电容器组(1122)流向一个先输入再输出端口(1118)。
附图12示出了根据本发明的第六实施例的一个混合电力模块(1200)的一个框图。根据本发明的第六实施例，所述混合电力模块(1200)包括：一个电池管理系统(1202)、一个控制器(1212)、一个电容器平衡电路(1208)和一个电池平衡电路(1214)(集成在一个块中作为第二专用集成电路(1240))、多个电池(1220)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(1222)(作为一个第二存储部件)、一个先输入再输出端口(1218)、一个单极晶体管(1216)、一个第一单向开关(1204)和一个第二单向开关(1206)。此外，所述第二专用集成电路(1202)包括：一个输入端口和一个输出端口。所述第二专用集成电路(1240)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1218)。所述第二专用集成电路(1240)的所述输出端口被连接到第一单向开关(1204)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1204)的一个阴极端子被连接到多个电池(1220)的一个正极端子。所述电池(1220)的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1206)的一个阳极端子。所述第二单向开关(1206)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1218)。所述电容器组(1222)被连接到所述先输入再输出端口(1218)。所述单极晶体管(1216)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1218)。所述单极晶体管(1216)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述第二专用集成电路(1240)配合所述单极晶体管(1216)的一个栅极端子。所述第二专用集成电路(1240)被配置为选择所述电池(1220)、所述电容器组(1222)或同时选择二者以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(1218)。
在本发明的第六实施例中，用于电池(1220)的充电电流从一个先输入再输出端口(1218)流向一个第二专用集成电路(1240)，并且进一步从所述第二专用集成电路(1240)通过一个第一单向开关(1204)流向所述电池的一个正极端子。
在本发明的第六实施例中，电池(1220)的放电电流经由一个第二单向开关(1206)从所述电池的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(1218)。
在本发明的第六实施例中，用于一个电容器组(1222)的充电电流从一个先输入再输出端口(1218)流向所述电容器组(1222)。
在本发明的第六实施例中，一个电容器组(1222)的放电电流从所述电容器组(1222)流向一个先输入再输出端口(1218)。
图13示出了根据本发明的第七实施例的一个混合电力模块(1300)的一个框图。根据本发明的第七实施例，所述混合电力模块(1300)包括：多个电池(1302)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(1322)(作为一个第二存储部件)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯(1326)(作为第一电力供给/来源)、一个放大器(1328)、一个整流器(1330)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯控制电路(1332)、一个控制器(1312)、一个电池管理系统(1302)、一个电池平衡电路(1314)、一个电容器平衡电路(1308)、一个先输入再输出端口(1318)、一个单极晶体管(1316)、一个双向开关(1310)、一个第一单向开关(1304)和一个第二单向开关(1306)。所述电池管理系统(1302)包括一个输入端口和一个输出端口。所述电池管理系统的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1318)。所述电池管理系统(1302)的所述输出端口被连接到所述第一单向开关(1304)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1304)的一个阴极端子被连接到多个电池(1320)的一个正极端子。所述电池(1320)的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1306)的一个阳极端子。所述第二单向开关(1306)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1318)。所述电容器组(1322)被连接到所述双向开关(1310)，并且所述双向开关(1310)被连接到所述先输入再输出端口(1318)。所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1326)被连接到一个放大器(1328)，而所述放大器(1328)被连接到一个整流器(1330)，所述整流器(1330)被连接到所述先输入再输出端口(1318)。所述单极晶体管(1316)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1318)。所述单极晶体管(1316)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述控制器(1312)配合所述电池平衡电路(1314)、所述电容器平衡电路(1308)、所述电池管理系统(1302)、所述双向开关(1310)、所述线圈缠绕铁氧体磁芯控制电路(1332)和所述单极晶体管(1316)的一个栅极端子。所述控制器(1312)被配置为选择所述电池(1320)、所述电容器组(1322)、所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1326)或它们的组合以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(1318)。
在本发明的第七实施例中，用于电池(1320)的充电电流从一个先输入再输出端口(1318)流向一个电池管理系统(1302)，并进一步从所述电池管理系统(1302)经由一个第一单向开关(1304)流向所述电池的一个正极端子。
在本发明的第七实施例中，电池(1320)的放电电流经由一个第二单向开关(1306)从所述电池的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(1318)。
在本发明的第七实施例中，用于电容器组(1322)的充电电流从一个先输入再输出端口(1318)流向一个双向开关(1310)，并且进一步从所述双向开关(1310)流向所述电容器组(1322)。
在本发明的第七实施例中，一个电容器组(1322)的放电电流从所述电容器组(1322)流向一个双向开关(1310)，并且进一步从所述双向开关(1310)流向一个先输入再输出端口(1318)。
根据本发明，一个线圈缠绕铁氧体磁芯(1326)被用作第一电力供给/来源，来向一个混合电力模块(1300)提供电力。所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1326)可以是一个变压器、一个线圈绕组或一个线圈缠绕电磁铁芯。通常，所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1326)包括一个线圈和一个磁芯。所述线圈缠绕在一个普通塑料线圈架或一个软铁氧体磁铁或所述磁芯上。所述线圈缠绕铁氧体磁芯生成一个第一个交流信号。由所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1326)生成的所述第一交流信号由一个放大器(1328)放大，以生成一个放大的第一交流信号。所述放大的第一交流信号由一个整流器(1330)转换成一个稳定的直流信号。所述整流器(1330)可以是一个桥式整流器或一个全波整流器。用于线圈缠绕铁氧体磁芯(1326)的控制电路包括一个交流信号电平检测器和一个增益控制电路。所述交流信号电平检测器检测由所述线圈缠绕铁氧体磁芯生成的所述第一交流信号的一个电流/电压电平。基于所述检测到的电平，所述线圈缠绕铁氧体磁芯控制电路(1332)控制所述增益控制电路。所述增益控制电路生成一个增益控制信号，控制所述放大器(1328)的增益。此外，一个增益控制电路配合一个控制器(1312)。
图14示出了根据本发明的第八实施例的一个混合电力模块(1400)的一个框图。根据本发明的第八实施例，所述混合电力模块(1400)包括：一个电池管理系统(1402)和一个控制器(1412)(被集成到一个块中作为第一专用集成电路(1440))、多个电池(1420)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(1422)(作为一个第二存储部件)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯(1426)(作为一个第一电力来源)、一个放大器(1428)、一个整流器(1430)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯控制电路(1432)、一个电池平衡电路(1414)、一个电容器平衡电路(1408)、一个双向开关(1410)、一个先输入再输出端口(1418)、一个单极晶体管(1416)、一个第一单向开关(1404)和一个第二单向开关(1406)。此外，所述第一专用集成电路(1440)包括一个输入端口和一个输出端口。所述第一专用集成电路(1440)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1418)。所述第一专用集成电路(1440)的所述输出端口被连接到第一单向开关(1404)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1404)的一个阴极端子被连接到多个电池(1420)的一个正极端子。所述电池(1420)的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1406)的一个阳极端子。所述第二单向开关(1406)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1418)。所述电容器组(1422)被连接到所述双向开关(1410)，并且所述双向开关(1410)被连接到所述先输入再输出端口(1418)。所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1426)被连接到一个放大器(1428)，而所述放大器(1428)被连接到一个整流器(1430)，所述整流器(1430)被连接到所述先输入再输出端口(1418)。所述单极晶体管(1416)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1418)。所述单极晶体管(1416)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述第一专用集成电路(1440)配合所述电池平衡电路(214)、所述电容器平衡电路(1408)、所述双向开关(1410)、所述线圈缠绕铁氧体磁芯控制电路(1432)和所述单极晶体管(1416)的一个栅极端子。所述第一专用集成电路(1440)被配置为选择所述电池(1420)、所述电容器组(1422)、所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1426)或它们的组合以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(1418)。
在本发明的第八实施例中，用于电池(1420)的充电电流从一个先输入再输出端口(1418)流向一个第一专用集成电路(1440)，并进一步从所述第一专用集成电路(1440)经由一个第一单向开关(1404)流向所述电池的一个正极端子。
在本发明的第八实施例中，电池(1420)的放电电流经由一个第二单向开关(1406)从所述电池的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(1418)。
在本发明的第八实施例中，用于一个电容器组(1422)的充电电流从一个先输入再输出端口(1418)流向一个双向开关(1410)，并进一步从所述双向开关(1410)流向所述电容器组(1422)。
在本发明的第八实施例中，一个电容器组(1422)的放电电流从所述电容器组(1422)流向一个双向开关(1410)，并且进一步从所述双向开关(1410)流向一个先输入再输出端口(1418)。
附图15示出了根据本发明的第九实施例的一个混合电力模块(1500)的一个框图。根据本发明的第九实施例，所述混合电力模块(1500)包括：一个电池管理系统(1502)一个控制器(1512)、一个电容平衡电路(1508)和电池平衡电路(1514)(被集成到一个块中作为一个第二专用集成电路(1540))，多个电池(1520)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(1522)(作为一个第二存储部件)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯(1526)(作为一个第一电力来源)、一个放大器(1528)、一个整流器(1530)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯控制电路(1532)、一个双向开关(1510)、一个先输入再输出端口(1518)、一个单极晶体管(1516)、一个第一单向开关(1504)和一个第二单向开关(1506)。此外，所述第二专用集成电路(1540)包括一个输入端口和一个输出端口。所述第二专用集成电路(1540)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1518)。所述第二专用集成电路(1540)的所述输出端口被连接到第一单向开关(1504)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1504)的一个阴极端子被连接到多个电池(1520)的一个正极端子。所述电池的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1506)的一个阳极端子。所述第二单向开关(1506)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1518)。所述电容器组(1522)被连接到所述双向开关(1510)，并且所述双向开关(1510)被连接到所述先输入再输出端口(1518)。所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1526)被连接到一个放大器(1528)，而所述放大器(1528)被连接到一个整流器(1530)，所述整流器(1530)被连接到所述先输入再输出端口(1518)。所述单极晶体管(1516)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1518)。所述单极晶体管(1516)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述第二专用集成电路(1540)配合所述双向开关(1510)、所述线圈缠绕铁氧体磁芯控制电路(1532)和所述单极晶体管(1516)的一个栅极端子。所述第二专用集成电路(1540)被配置为选择所述电池(1520)、所述电容器组(1522)、所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1526)或它们的组合以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(1518)。
在本发明的第九实施例中，用于电池(1520)的充电电流从一个先输入再输出端口(1518)流向一个第二专用集成电路(1540)，并进一步从所述第二专用集成电路(1540)经由一个第一单向开关(1504)流向所述电池的一个正极端子。
在本发明的第九实施例中，电池(1520)的放电电流经由一个第二单向开关(1506)从所述电池的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(1518)。
在本发明的第九实施例中，用于一个电容器组(1522)的充电电流从一个先输入再输出端口(1518)流向一个双向开关(1510)，并进一步从所述双向开关(1510)流向所述电容器组(1522)。
在本发明的第九实施例中，一个电容器组(1522)的放电电流从所述电容器组(1522)流向一个双向开关(1510)，并且进一步从所述双向开关(1510)流向一个先输入再输出端口(1518)。
附图16示出了根据本发明的第十实施例的一个混合电力模块(1600)的一个框图。根据本发明的第十实施例，所述混合电力模块(1600)包括：一个第一存储部件、一个第二存储部件、一个电池管理系统(1602)、一个电容器平衡电路(1608)、一个控制器(1612)、一个双向开关(1610)、一个先输入再输出端口(1618)、一个单极晶体管(1616)、一个第一单向开关(1604)和一个第二单向开关(1606)。所述第一存储部件包括多个电容器(1622)。所述第二存储部件包括多个电容器(1622)。所述电池管理系统(1602)包括一个输入端口和一个输出端口。所述电池管理系统的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1618)。所述电池管理系统(1602)的所述输出端口被连接到所述第一单向开关(1604)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1604)的一个阴极端子被连接到所述第一存储部件的一个正极端子。所述第一存储部件的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1606)的一个正极端子。所述第二单向开关(1606)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1618)。所述第二存储部件被连接到所述双向开关(1610)，并且所述双向开关(1610)被连接到所述先输入再输出端口(1618)。所述单极晶体管(1616)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1618)。所述单极晶体管(1616)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述控制器(1612)配合所述电容器平衡电路(1608)、所述电池管理系统(1602)、所述双向开关(1610)和所述单极晶体管(1616)的一个栅极端子。所述控制器(1612)被配置为选择第一存储部件、第二存储部件或它们的组合以将电力传送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(1618)。
在本发明的第十实施例中，用于一个第一存储部件的充电电流从一个先输入再输出端口(1618)流向一个电池管理系统(1602)，并且进一步从所述电池管理系统(1602)经由一个第一单向开关(1604)流向所述第一存储部件的一个正极端子。
在本发明的第十实施例中，一个第一存储部件的放电电流经由一个第二单向开关(1606)从所述第一存储部件的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(1618)。
在本发明的第十实施例中，用于一个第二存储部件的充电电流从一个先输入再输出端口(1618)流向一个双向开关(1610)，并且进一步从所述双向开关(1610)流向所述第二存储部件(1622)。
在本发明的第十实施例中，一个第二存储部件的放电电流从所述第二存储部件流向一个双向开关(1610)，并且进一步从所述双向开关(1610)流向一个先输入再输出端口(1618)。
附图17示出了根据本发明内容的第十一实施例的一个混合电力模块(1700)的一个框图。根据本发明内容的第十一实施例，所述混合电力模块(1700)包括：一个电池管理系统(1702)、一个控制器(1712)和一个电容器平衡电路(1708)(被集成到一个块中作为第三专用集成电路(1740))、一个第一存储部件(1722)(作为多个电容器)、一个第二存储部件(1722)(作为多个电容器)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯(1726)(作为一个第一电力来源)、一个放大器(1728)、一个整流器(1730)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯控制电路(1732)、一个双向开关(1710)、一个先输入再输出端口(1718)、一个单极晶体管(1716)、一个第一单向开关(1704)和一个第二单向开关(1706)。此外，所述第三专用集成电路(1740)包括一个输入端口和一个输出端口。所述第三专用集成电路(1740)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1718)。所述第三专用集成电路(1740)的所述输出端口被连接到第一单向开关(1704)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1704)的一个阴极端子被连接到所述第一存储部件的一个正极端子。所述第一存储部件的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1706)的一个阳极端子。所述第二单向开关(1706)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1718)。所述第二存储部件被连接到所述双向开关(1710)，并且所述双向开关(1710)被连接到所述先输入再输出端口(1718)。所述单极晶体管(1716)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1718)。所述单极晶体管(1716)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述第三专用集成电路(1740)配合所述双向开关(1710)和所述单极晶体管(1716)的一个栅极端子。所述第三专用集成电路(1740)被配置为选择所述第一存储部件、所述第二存储部件、所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1726)或它们的组合以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(1718)。
在本发明的第十一实施例中，用于第一存储部件的充电电流从一个先输入再输出端口(1718)流向一个第三专用集成电路(1740)，并进一步从所述第三专用集成电路(1740)经由一个第一单向开关(1704)流向所述第一存储部件的一个正极端子。
在本发明的第十一实施例中，第一存储部件的放电电流经由一个第二单向开关(1706)从所述第一存储部件的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(1718)。
在本发明的第十一实施例中，用于一个第二存储部件的充电电流从一个先输入再输出端口(1718)流向一个双向开关(1710)，并进一步从所述双向开关(1710)流向所述第二存储部件(1722)。
在本发明的第十一实施例中，一个第二存储部件的放电电流从所述第二存储部件流向一个双向开关(1710)，并且进一步从所述双向开关(1710)流向一个先输入再输出端口(1718)。
附图18示出了根据本发明的第十二实施例的一个混合电力模块(1800)的一个框图。根据本发明的第十二实施例，所述混合电力模块(1800)包括：一个第一存储部件(1820)(作为多个电池)、一个第二存储部件(1820)(作为多个电池)、一个电池管理系统(1802)、一个电池平衡电路(1814)、一个先输入再输出端口(1818)、一个单极晶体管(1816)、一个控制器(1812)、第一单向开关(1804)和第二单向开关(1806)。所述电池管理系统(1802)包括一个输入端口和一个输出端口。所述电池管理系统(1802)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1818)。所述电池管理系统(1802)的所述输出端口被连接到第一单向开关(1804)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1804)的一个阴极端子被连接到所述第一存储部件的一个正极端子。所述第一存储部件的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1806)的一个阳极端子。所述第二单向开关(1806)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1818)。所述第二存储部件被连接到所述先输入再输出端口(1818)。所述单极晶体管(1816)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1818)。所述单极晶体管(1816)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述控制器(1812)配合所述电池平衡电路(1814)、所述电池管理系统(1802)和所述单极晶体管(1816)的一个栅极端子。所述控制器(1812)被配置为选择所述第一存储部件、所述第二存储部件或它们的组合以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(1818)。
在本发明的第十二实施例中，用于第一存储部件的充电电流从一个先输入再输出端口(1818)流向一个电池管理系统(1802)，并进一步从所述电池管理系统(1802)经由一个第一单向开关(1804)流向所述第一存储部件的一个正极端子。
在本发明的第十二实施例中，第一存储部件的放电电流经由一个第二单向开关(1806)从所述第一存储部件的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(1818)。
在本发明的第十二实施例中，用于一个第二存储部件的充电电流从一个先输入再输出端口(1818)流向所述第二存储部件。
在本发明的第十二实施例中，一个第二存储部件的放电电流从所述第二存储部件流向一个先输入再输出端口(1818)。
附图19示出了根据本发明的第十三实施例的一个混合电力模块(1900)的一个框图。根据本发明的第十三实施例，所述混合电力模块(1900)包括：一个电池管理系统(1902)、一个控制器(1912)和一个电池平衡电路(1914)(被集成到一个块中作为第四专用集成电路(1940))、一个第一存储部件(1920)(作为多个电池)、一个第二存储部件(1920)(作为多个电池)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯(1926)(作为一个第一电力来源)、一个放大器(1928)、一个整流器(1930)、一个线圈缠绕铁氧体磁芯控制电路(1932)、一个先输入再输出端口(1918)、一个单极晶体管(1916)、一个第一单向开关(1904)和一个第二单向开关(1906)。所述第四专用集成电路(1940)包括一个输入端口和一个输出端口。所述第四专用集成电路(1940)的所述输入端口被连接到所述先输入再输出端口(1918)。所述第四专用集成电路(1940)的所述输出端口被连接到第一单向开关(1904)的一个阳极端子。所述第一单向开关(1904)的一个阴极端子被连接到所述第一存储部件的一个正极端子。所述第一存储部件的所述正极端子被连接到所述第二单向开关(1906)的一个阳极端子。所述第二单向开关(1906)的一个阴极端子被连接到所述先输入再输出端口(1918)。所述第二存储部件被连接到所述先输入再输出端口(1918)。所述单极晶体管(1916)的一个漏极端子被连接到所述先输入再输出端口(1918)。所述单极晶体管(1916)的一个源极端子被连接到一个接地端子。所述第四专用集成电路(1940)配合所述单极晶体管(1916)的一个栅极端子。所述第四专用集成电路(1940)被配置为选择所述第一存储部件、所述第二存储部件、所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1926)或它们的组合以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(1918)。
在本发明的第十三实施例中，用于第一存储部件的充电电流从一个先输入再输出端口(1918)流向一个第四专用集成电路(1940)，并进一步从所述第四专用集成电路(1940)经由一个第一单向开关(1904)流向所述第一存储部件的一个正极端子。
在本发明的第十三实施例中，第一存储部件的放电电流经由一个第二单向开关(1906)从所述第一存储部件的一个正极端子流向一个先输入再输出端口(1918)。
在本发明的第十三实施例中，用于一个第二存储部件的充电电流从一个先输入再输出端口(1918)流向所述第二存储部件(1922)。
在本发明的第十三实施例中，一个第二存储部件的放电电流从所述第二存储部件流向一个先输入再输出端口(1918)。
附图20示出了根据本发明的第十四实施例的一个混合电力模块(2000)的一个框图。根据本发明的第十四实施例，所述混合电力模块(2000)包括：多个电池(2020)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(2022)(作为一个第二存储部件)、可被连接到一个交流电源(2042)的一个第一交流到直流转换器(2044)、一个电池管理系统(2002)、一个电池平衡电路(2014)、一个控制器(2012)、一个电容器平衡电路(2008)、一个双向开关(2010)、一个先输入再输出端口(2018)、一个单极晶体管(2016)、一个第一单向开关(2004)和一个第二单向开关(2006)。所述控制器(2012)被配置为选择所述电池(2020)、所述电容器组(2022)、所述交流电源(2042)或它们的组合以将电力输送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(2018)。
根据本发明，一个交流电源(2042)被用作一个第二电力供给/来源以向一个混合电力模块(2000)提供电力。一个第一交流到直流转换器(2044)被连接到所述交流电源(2042)以生成一个持续直流电力。
附图21示出了根据本发明第十五实施例的一个混合电力模块(2100)的一个框图。根据本发明第十五实施例，所述混合电力模块(2100)包括：多个电池(2120)(作为一个第一存储部件)、一个电容器组(2122)(作为一个第二存储部件)、一个天线(2146)、一个RF接收器模块(2148)、一个RF放大器(2150)、一个第二交流到直流转换器(2152)、一个电池管理系统(2102)、一个电池平衡电路(2114)、一个电容器平衡电路(2108)、一个控制器(2112)、一个双向开关(2110)、一个先输入再输出端口(2118)、一个单极晶体管(2116)、一个第一单向开关(2104)和一个第二单向开关(2106)。所述天线(2146)被配置为捕获无线电频率。所述RF接收器模块(2148)被连接到所述天线(2146)。所述RF接收器模块(2148)被配置为从所述捕获的无线电频率生成一个第二交流信号。所述RF放大器(2150)被连接到所述RF接收器模块(2148)。所述RF放大器(2150)被配置为放大所述第二交流信号。所述第二交流到直流转换器(2152)被连接到所述RF放大器(2150)。所述第二交流到直流转换器(2152)将所述第二交流信号转换成一个直流信号。所述天线(2146)、所述RF接收器模块(2148)、所述RF放大器(2150)和所述第二交流到直流转换器(2152)的设置用作一个第三电力来源/供给。所述控制器(2112)被配置为选择所述电池(2120)、所述电容器组(2122)、所述第三电力来源/供给或它们的组合以将电力传送到一个负载。所述负载被连接到所述先输入再输出端口(2118)。
根据本发明，所述混合电力模块可包括一个升压直流到直流转换器，可被连接到的诸如太阳能电池(光伏电池)、燃料电池的第四电源(直流电源)，用于生成一个持续直流电力。
根据本发明，来自基于一个永磁体的一个冷却风扇的能量可以被用作向一个混合电力模块提供电力的一个第五电力供给/来源。基于一个永磁体的所述冷却风扇生成一个第三交流信号，一个功率放大器放大所述第三交流信号，一个功率整流器将所述第三交流信号转换为一个直流信号。
根据本发明，可以单独或组合使用一个第一电力供给/来源、一个第二电力供给/来源、一个第三电力供给/来源、一个第四电力供给/来源和一个第五电力供给/来源，以提供电力到一个混合电力模块。
根据本发明，基于一个旋转磁电机的所述旋转磁电机和轮子可以向所述混合电力模块提供电力。
附图22示出了根据本发明实施例的用于对所述混合电力模块(2200)进行充电的一个框图。用于对所述混合电力模块(2200)进行充电的所述框图包括一个开关(2252)、一个交流发电机(2254)、一个第三交流到直流转换器(2256)、一个先输入再输出端口(2218)、一个端口控制电路、一条线路A-A1和一条导线B-B1。所述开关(2252)被连接到所述交流发电机(2254)，所述交流发电机(2254)被连接到所述第三交流到直流转换器(2256)，而所述第三交流到直流转换器(2256)被连接到所述混合电力模块(2200))。所述混合电力模块(2200)包括一个正极端子(112)和一个负极端子(114)。在正常工作状态(电压范围从12到18伏)下，所述混合电力模块的所述正极端子(112)被连接到一个控制电路(2216)的一个正极端子(2258)，所述混合电力模块(2200)的所述负极端子(114)被连接到一个控制电路(2216)的所述负极端子，所述混合电力模块(2200)的所述先输入再输出端口(2218)包括一个端口控制电路和一对双向导线。所述端口控制电路配合所述控制电路(2216)的一个电池管理系统。在正常的工作范围内(例如：12到18伏的电压范围)，所述端口控制电路将所述混合电力模块(2200)的所述正极端子(112)连接到一个控制电路的一个正极端子(2258)(使用所述导线B-B1)，而所述混合电力模块(2200)的所述负极端子(114)被连接到一个控制电路(2216)的所述负极端子。当由位于所述混合电力模块(2200)的所述正极端子(112)处的所述端口控制电路检测到的电压小于一个阈值电压时，所述端口控制电路将所述混合电力模块的所述正极端子(112)从所述控制电路的所述正极端子(2258)断开，并且将所述混合电力模块(2200)的所述负极端子(114)从所述控制电路(2260)的所述负极端子断开，并且将所述导线A-A1连接到所述控制电路(2258)的所述正极端子。此外，如果在所述混合电力模块(2200)的所述正极端子(112)处的所述电压等于或大所述于阈值电压，则所述导线A-Al与所述控制电路的所述正极端子(2258)完全断开，并且所述电线B-B1被连接到所述控制电路的所述正极端子。此外，所述阈值电压由所述电池管理系统设定。
在一个工作示例中，本发明的所述混合电力模块和一个常规电池，在不同车辆燃料管和交流发电机熔断器被移除之后，交替地在不同车辆上进行测试，以确保车辆在启动尝试之后不会启动。表1显示了所述常规电池的实验性能参数与所述混合电力模块的实验性能参数的比较。实验性能参数使用一个梅科汤姆(meco tom)测试仪测量。实验性能参数是用于启动的、启动尝试和启动车辆所需的电容量的平均放电电流。启动尝试涉及由一个完全充电的电池/模块支持的启动尝试次数，没有进一步充电。所述混合电力模块提供40次的启动尝试，而常规电池只能平均提供15次的启动尝试。在15次的尝试之后，常规电池到达不可能启动的充电量值。
(表1)
在第二个工作示例中，如美国专利8384360中所示意的那样，将具有1000F或更高容量的一个超级电容器与一个电池耦合，具有一个低电流输出，例如30A。这样的电源取决于来自车辆交流发电机的快速充电。如果交流发电机连接受到干扰，则即使在两次启动尝试之后，电源也会失效，而在类似条件下的本发明的所述混合电池模块存在超过30次的尝试。
在一个加速充电放电测试中，一次充电到下一次充电被认为是一个周期。常规电池Exide(DIN88)能够坚持652个周期，类似地，Amron(AAM-GO-000-90AH)能够坚持660个周期，而本发明的所述混合动力模块在第一次测试中可以坚持6648个周期，并在第二个测试中坚持6396个周期。另外，常规电池模块需要至少一定量的维护。本发明的所述混合电力模块在超过14个月的测试中并且在车辆(科鲁兹，2.2L发动机)被驾驶超过22000公里之后提供足够的持续电力用于启动，并且用于包括音乐系统和照明的车辆电气系统，在这段时间内没有任何维护，除了清洁(去油和去除灰尘)接触端子外。
技术进步：本发明所设想的所述混合电力模块的技术优点包括下述内容：
提供高放电电流；
提供持续的直流电力；
提供短路保护；
提供反向极性保护；
提供车辆的平稳启动；
向车辆、太阳能系统和电信站提供直流电力，并且
限制多个电池的深度放电。
虽然在此已经将相当多的重点放在了本发明的特定特征上，但是可以理解，可以进行各种修改，并且在优选实施例中可以做出许多改变，而不偏离本发明的原理。根据本文的公开内容，对于本领域技术人员而言，对本发明或者优选实施方式的性质的这些和其他修改是显而易见的，由此将清楚地理解，前述的说明性内容仅被解释为对本发明的说明而不是作为一种限制。

Claims (19)

1.一个混合电力模块，包括：
一个第一存储部件，其生成第一直流输出电压和第一直流输出电流；
一个电池管理系统(202)，其经由一个第一单向开关(204)被耦合到所述第一存储部件，以为所述第一存储部件提供一条充电路径；
一个先输入再输出端口(218)，其被连接到所述电池管理系统(202)；
一个第二单向开关(206)，其将所述先输入再输出端口(218)与所述第一存储部件耦合，以提供用于所述第一存储部件的一条放电路径；
一个第二存储部件，其生成第二直流输出电压和第二直流输出电流，其中所述第二存储部件经由一个双向开关(210)被耦合到所述先输入再输出端口(218)，以为所述第二存储部件提供一条充电路径以及一条放电路径；
一个控制器(212)，其配合所述电池管理系统(202)、所述双向开关(210)和所述先输入再输出端口(218)，用于从所述第一存储部件、所述第二存储部件或同时从两个存储部件有选择地向被连接到所述先输入再输出端口(218)的一个负载提供一个持续直流电力。
2.根据权利要求1的所述混合电力模块，其中所述第一存储部件包括多个电池(220)。
3.根据权利要求1的所述混合电力模块，其中所述第二存储部件包括一个电容器组(222)，所述电容器组(222)包括多个电容器。
4.根据权利要求1的所述混合电力模块，其中所述电池管理系统(802)和所述控制器(812)被集成到一个第一专用集成电路(840)中。
5.根据权利要求2的所述混合电力模块，其包括一个电池平衡电路(214)，用于均衡所述电池的电荷、能量和电压中的至少一项。
6.根据权利要求3的所述混合电力模块，其包括一个电容器平衡电路(208)，用于均衡所述电容器组中电容器的电荷、能量或电压中的至少一项。
7.根据权利要求1的所述混合电力模块，其中所述第一存储部件是多个电池(920)；所述第二存储部件是一个电容器组(922)；所述模块包括一个电池平衡电路(914)，用于均衡所述电池的电荷、能量和电压中的至少一项；以及一个电容器平衡电路(908)，用于均衡所述电容器组(922)中所述电容器的电荷、能量或电压中的至少一项；并且所述电池管理系统(902)、所述控制器(912)、所述电池平衡电路(914)和所述电容器平衡电路(908)被集成到一个第二专用集成电路(940)中。
8.根据权利要求1的所述混合电力模块，其包括一个接地端子和被连接到所述接地端子、所述先输入再输出端口和所述控制器的一个单极晶体管(216)。
9.根据权利要求1的所述混合电力模块，其中所述双向开关(210)包括一个充电/放电电路(612)、一个比较器(606)、一个齐纳二极管调节器(608)、一个开关元件(610)和一个电容器监控单元(614)
10.根据权利要求5的所述混合电力模块，其中所述电池平衡电路包括一个电池控制电路(520)和一个电池平衡控制器(522)。
11.根据权利要求1的所述混合电力模块，其包括被配置为生成一个第一交流信号的一个元件，所述元件经由一个放大器(1328)和一个整流器(1330)被耦合到所述先输入再输出端口(1318)。
12.根据权利要求11的所述混合电力模块，其中被配置为生成所述第一交流信号的所述元件是一个线圈缠绕铁芯，例如一个线圈缠绕铁氧体磁芯(1326)。
13.根据权利要求12的所述混合电力模块，其包括用于所述线圈缠绕铁氧体磁芯(1332)的一个控制电路，用于检测所述第一交流信号的电压/电流电平，并且被配置为基于所述所检测到的电压/电流电平来控制所述放大器(1328)的增益。
14.根据权利要求1的所述混合电力模块，其包括一个第一交流到直流转换器(2044)，所述第一交流到直流转换器(2044)可被连接到一个交流电源(2042)以生成一个持续直流电力。
15.根据权利要求1的所述混合电力模块，其包括一个升压直流到直流转换器，所述升压直流到直流转换器可被连接到诸如太阳能电池、燃料电池的一个直流电源，用于生成持续的直流电力。
16.根据权利要求1的所述混合电力模块，其包括一个天线(2146)，被配置为用于捕获射频；一个RF接收器模块(2148)，用于从所述捕获射频生成一个第二交流信号；一个RF放大器(2150)，用于放大所述第二交流信号；以及一个第二交流到直流转换器(2152)，用于将所述第二交流信号转换成一个直流信号。
17.根据权利要求1的所述混合电力模块，其包括基于一个永磁体以生成一个第三交流信号的一个冷却风扇、放大所述第三交流信号的一个功率放大器，以及将所述第三交流信号转换成一个直流信号的一个功率整流器。
18.根据权利要求5的所述混合电力模块，其中所述电池管理系统(1902)、所述控制器(1912)和所述电池平衡电路(1914)被集成到一个第四专用集成电路(1940)中。
19.根据权利要求6的所述混合电力模块，其中所述电池管理系统(1702)、所述控制器(1712)和所述电容器平衡电路(1708)被集成到一个第三专用集成电路(1740)中。
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