CN1864329A - 用于具有可变电力消耗的负载的能量存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种电能存储装置，其用于存储电能并以不同电力电平将所述电能提供至一驱动马达。所述电存储装置具有一连接至一电力电池的能量电池。所述能量电池比所述电力电池具有一更高的能量密度。然而，所述电力电池可以不同的电力比将电力提供到所述电动马达，从而确保在需要时所述马达具有足够的电力和电流。所述能量存储电池可对所述电力电池再充电。由此，所述电力电池暂时存储从所述能量电池接收的电能，且两个电池都可根据所述马达的需要而以所述不同的电力比提供电能。所述能量存储装置可以可拆除的方式连接到一外部电源以便对两个电池再充电。可独立地对两个电池再充电以使所述电池的再充电和寿命特性最优化。

Description

用于具有可变电力消耗的负载的能量存储装置

技术领域

本发明涉及一种装置、设备和方法，其用于存储电能并以不同电力比将所述电能提供到电负载。更特定地，本发明涉及一种装置、设备和方法，其利用混合电池将可变电力比提供给电负载，例如驱动车辆时所利用的电动马达或引擎。

背景技术

过去已提出各种存储和提供电能以驱动电负载(例如电驱动马达)的方法。例如，过去曾使用不同类型的包含铅酸、镍镉(Ni-Cd)和镍金属氢化物(Ni-MH)的电池以驱动电动车。然而，每种类型的电池都具有独特的优点与缺点。

例如，铅酸电池具有的优点为其能在需要时提供较高的突发电力。此外，铅酸电池可提供足以加速和驱动电负载(例如车辆中的电动马达和引擎)的大电流。然而，铅酸电池的缺点在于能量密度较低，有时要以每升瓦特小时(W-h/l)来表示或测量所述能量密度，这意味着每单位体积所提供的能量较低。同样，铅酸电池具有相对低的比能，以每公斤瓦特小时(W-h/kg)来表示所述比能，这意味着需要相对较大的质量才能存储相当大的能量。

相反，锂基电池(例如具有锂金属或合金制成的阳极或阴极电极的锂电池和非水性可再充电式锂离子电池)，例如颁发给Das Gupta等人的美国专利第6,159,635号中所揭示的锂基电池，其能量密度和比能特性比铅或镍基电化学电池更高。应注意，某些类型的非水性可再充电式锂离子电池，由于封装并密封于聚合物层内并具有锂离子导电聚合物电解质，而被称为聚合物锂电池。另一方面，由于此种锂基电池固有的高阻抗，所以可能无法提供较大的突发电力，特别是高电流密度。而且，为避免退化，锂基电池需要热管理技术以将电池维持在可接受的温度，例如-20℃到最高70℃。锂离子电池中的电力突发通常产生较大量的热量，如果不加以适当管理，那么将使电池退化。

在电动车中，合意的是具有高能量密度的能量存储装置，从而使所述能量存储装置所占的体积最小化；且其具有高比能，从而使所述车辆运输的重量最小化。然而，同样合意的是具有可提供较大电力突发的能量存储装置。特定地说，通常需要电力突发以克服静止摩擦和静止电驱动车辆的惯性，对于加速时也是一样。应注意，已尝试重新设计可再充电式锂电池以便提供更大的电流，但却导致这些电池装置比能较低且能量密度较低。

过去已提出一些不同类型的能量存储装置以提供能供应较大电力突发的高能量存储装置。例如，都颁发给Naito的美国专利第5,780,980号和美国专利第5,808,448号揭示了一种电动车驱动系统，其具有一直流电源，包含一连接到铅酸电池的燃料电池。所述燃料电池在运作时产生恒定输出，并在电负载的电力比较低时将电力提供给车辆。在电负载的电力比增加时，由铅酸电池和燃料电池提供电力。Naito也揭示，铅酸电池的电荷低于特定值时，燃料电池会对铅酸电池再充电。然而，Naito的缺点为必须在车辆上的容器内装载用于操作燃料电池的流体反应器。这大大降低了所述装置的比能能力。同样，Naito揭示了一种允许从燃料电池和铅酸电池供应能量的精密电路。

在颁发给Okamura的欧洲专利局申请案第0 564 149 A2号中揭示了使用串联和并联连接的电容器，但并未揭示电池的使用。此外，Okamura揭示的特定电路是用于检测电容器是否处在完全充电的电平，以防止过度充电。同样，在颁发给Shirata的欧洲专利局申请案第0 410 559 A2号中也揭示了使用电容器，但Shirata也涉及使用所述电容器为起动马达提供能量，而所述起动马达又启动一汽油引擎。类似地，颁发给Yamada的美国专利第5,998,960号中揭示了使用一电容器，用电池结合汽油引擎来协助再生制动，并揭示了其它构件，以限制汽油引擎的使用从而限制燃料消耗并减少气体排放。因而，Yamada和Shirata二者与存储大量电力并无直接关系，因为二者揭示与汽油或其它矿物燃料引擎组合的电力存储系统的使用。此外，Yamada和Shirata二者都涉及集中于特定目的的电路；Shirata的涉及协助起动引擎使引擎起动，而Yamada的涉及例如在再生制动期间用断路器将电压维持在特定电平。

对于小得多的负载，已提出锂/亚硫酰氯和铅酸混合电池，例如微电子领域内使用的电致变色眼镜。例如，颁发给Kallman的美国专利第5,900,720号和第5,455,637号揭示了使用混合电池对微电子电路供电，所述混合电池包含一非可再充电式的主要的锂/亚硫酰氯电池组和一次级密封铅酸电池。所述主要的和次级的电池对一负载供电，在Kallman的案例中所述负载为用于电致变色眼镜的低电力微电子电路。所述主要电池也为一控制器供电，而所述控制器又可周期性对所述次级电池充电。然而，Kallman并未揭示所述主要的锂/亚硫酰氯电池为可再充电的。同样，Kallman的装置设计得较小且总能量输出相对较低，因而无法用于较大的负载。

同样，例如颁发给Jeol Ltd的欧洲专利申请案第0 564 149 A2号中所揭示，过去已使用电容器。然而，如此申请案中所揭示，电容器对所施加的电压更敏感得多，并且如果施加于电容器的电压超过额定电压，那么电容器的电容立即降低且泄漏电流增加。因为如此，所以欧洲专利申请案第0 564 149 A2号详细揭示了限制电容器充电的控制电路，但却没有揭示涉及电池的使用或如何控制电池。

因此，所属领域中需要一种有效的能量存储装置，其具有相对高的能量密度和相对高的比能以用于具有可变电力要求的大负载。此外，虽然能量密度是一个重要考虑，但也必须考虑如何将电池安置于车辆内。换句话说，必须考虑包含电池的装置的有效体积，即安置电池所需的总体积而非个别电池单元的体积。还有另一考虑应为，在输出降低至预定电平以下之后对系统进行充电。

发明内容

因此，本发明的一目标为至少部分克服现有技术的缺点。此外，本发明的另一目标为提供一种有效的能量存储装置以用于相对大的负载情况(例如用于电动车)，且其优选地具有高的比能和能量密度，同时仍然可用温度上可管理的方式提供大的电力突发。

因此，在一个方面中，本发明提供用于对一驱动马达供应电力的电源，所述驱动马达以不同比例吸取电力，所述电源包含：一第一可再充电式能量电池，其具有第一能量密度以存储电能；一第二可再充电式电力电池，其具有小于所述第一能量密度的第二能量密度，以存储电能并以不同比例将电力提供给电动马达；电池控制器，用于用来自所述能量电池的电能对所述电力电池连续再充电，且其中通过所述电力电池并以不同比例将存储于所述能量电池中的电能供应给电动马达。

在另一方面中，本发明提供一种能量存储装置，用于存储将被传输到电负载的电能，所述能量存储装置包含：一第一可再充电式电池，其具有第一能量密度且可电连接到一外部电源；一第二可再充电式电池，其具有小于所述第一能量密度的第二能量密度，所述第二电池电连接到所述第一电池且可电连接到所述负载；其中，在运作期间，所述第二电池连接到所述负载并在所述第一电池对所述第二电池连续再充电的同时将电能供应到所述负载；且其中所述第一电池周期性连接到所述外部源以用于在需要时进行再充电。

在又一方面中，本发明提供一种能量存储装置，用于存储将被传输到一电负载的电能，所述能量存储装置包含：一可再充电式电池，其具有第一能量密度且可电连接到一外部电源；一可再充电式电装置，其具有小于所述第一能量密度的第二能量密度，所述第二电池可电连接到所述第一电池且可电连接到所述负载；其中，在运作期间，所述可再充电式电装置连接到所述负载并在所述电池对所述可再充电式电装置大体上连续充电的同时将电能供应到所述负载；且其中所述电池周期性连接到所述外部源以用于在需要时进行再充电。

在又一方面中，本发明提供一种用于存储电能的方法，所述电能用于一以不同比例吸取电力的电负载，所述方法包含：对具有第一能量密度的第一可再充电式能量电池进行充电；对具有小于所述第一能量密度的第二能量密度的第二可再充电式电力电池进行充电；以所述不同比例将来自所述第二电力电池的电能供应给所述电负载；且从所述第一能量电池对所述第二电力电池进行再充电。

在又一方面中，本发明提供一种用于将电力供应到驱动马达的电源，所述驱动马达以不同比例吸取电力，所述电源包含一第一可再充电式能量电池，其具有一第一总阻抗，以用于存储电能并以第一范围的电力比将电力提供给所述电动马达；一第二可再充电式电力电池，其具有小于所述第一总阻抗的第二总阻抗，以用于存储电能并以第二范围的电力比将电力提供给所述电动马达；其中以所述第一范围的电力比将存储于所述能量电池中的电能结合存储于所述电力电池中的电能而提供给所述驱动马达；且其中所述能量电池用任何剩余电力对所述电力电池大体上连续再充电。

本发明的一个优点为所述能量电池可为车辆中普遍使用的常规铅酸电池。以此方式，所述铅酸电池可提供充足的电力突发，从而以在电流充足时驱动一具有可变电力要求的电负载，例如车辆中的电动马达。然而，所述能量电池优选为将具有高能量密度和高比能的锂基电池单元或电池。因此，通过使所述能量电池对所述电力电池大体上连续充电，所述电力电池可维持接近于其最佳充电电平，其可改善所述电力电池的使用寿命。此外，通过使所述电力电池接近其最佳充电电平，可维持所述电力电池的能量产生能力并可以可变比例将能量提供给所述负载，从而更容易满足所述负载的电力要求。然而，由于本发明的能量提供系统的主要能量存储部分位于具有高能量密度和比能的能量电池中，所以只会给所述车辆增加相对较少的额外体积和重量。

在另一个实施例中，所述锂电池为一聚合物锂电池，其包含以塑胶外壳包装或包裹且密封的非水性、可再充电式锂离子电池，具有固体聚合物和有机液体的锂离子导电电解质。可以特定形状或形式制造这些聚合物锂离子电池，并将其铸成可占据一定空间的适当形状，否则会在车辆内留下空隙。以此方式，通过确保所述能量电池周围只浪费很少的空间，可减小所述能量存储装置的有效体积。

本发明的另一优点为可对所述能量存储装置中的两种电池进行再充电。如上所述，所述能量电池大体上对所述电力电池连续再充电。然而，当需要时，可通过连接到一外部源而对所述能量电池再充电。以此方法，所述能量存储装置可容易再生以用于连续使用，且不需要添加流体反应物或替换所述电池。此外，在一优选实施例中，在对所述能量电池再充电时可从所述外部源对所述电力电池再充电以改善再充电效率。

本发明的又一优点为，因为利用了铅酸电池，所以可使用现有的能量回复技术。特定来说，可利用使车辆停止时制动期间所产生的能量来补充所述铅酸电池的能量电平。此过程常称为“再生制动”。

正如某些负载需要偶尔或周期的能量突发，某些充电源时常可产生可用能量突发。车辆的再生制动是此“突发型”充电源的实例。如果所述能量存储装置可接受高速充电，那么可有效接受这些能量突发。本发明的一优点为，偶尔或周期的电力突发可用于以所述能量电池不可有效接受的比例对所述电力电池迅速再充电，或者可能损坏能量电池。后续的重负载可能直接从电力电池使用此“突发型”充电源的能量。或者，电力电池可能在更长时期内以更低的比例对能量电池再充电。在任意特定用途中，哪一种能量路径是最有效的当然将随着电负载的由时间决定的能量需要和能量存储装置的特定应用而变化。

在另一优选实施例中，可使用内在控制来控制电力从能量电池和电力电池流到负载。例如可通过首先将电力电池与能量电池控制在相同电压并将能量电池、电力电池和负载并联连接而产生内在控制。随后将由电力电池、能量电池与负载的内在特性来控制电流到负载的流动，如以下更详细论述。

在又一优选实施例中，可从能量电池和电力电池将能量提供给负载。以此方法，可将能量电池和电力电池的电力比范围组合以提供电力比范围更大的电能。当电负载的由时间决定的能量需要减少时，例如负载关闭时，能量电池的电能可用于对电力电池充电。例如如果利用内在控制(例如通过并列连接电力电池、能量电池与负载)，则可发生以上情形。

一旦阅读以下说明本发明及其优选实施例的详细描述和图式，本发明的其它方面将变得显而易见。

附图说明

在说明本发明实施例的图式中：

图1展示根据本发明一个实施例的包含一电存储装置的电系统；

图2A展示铅酸电力电池相对于时间的放电的图表；和

图2B展示非水性可再充电式锂能量电池组相对于时间的放电的图表。

图3展示根据本发明另一实施例的包含一电存储装置的电系统；

图4展示根据本发明另一实施例的图3中说明的电系统的电示意图。

图5说明当在一利用锂离子电池与铅酸电池的内在控制的优选实施例中激发和停止负载时，锂离子能量电池和铅酸电力电池的电压以及从所述锂离子与铅酸电池到负载的组合电流相对于时间的图表。

图6说明当在一利用电池的内在控制的优选实施例中一完全充电的锂离子电池首先连接到一名义上已放电的铅酸电池时，一锂离子能量电池与一铅酸电力电池的电压以及从所述锂离子能量电池到所述铅酸电力电池的电流相对于时间的图表。

图7说明当在一利用内在控制的优选实施例中一完全充电的锂离子电池首先连接到一完全充电的铅酸电池时，一锂离子能量电池与一铅酸电力电池的电压以及从所述锂离子电池到所述铅酸电池的电流相对于时间的图表。

具体实施方式

如本文以上所述，在本发明的一个优选实施例中，提供一能量存储装置，其包含一连接到电力电池的能量电池。所述能量电池具有高能量密度和高比能，使得其可容易地并有效地存储大量能量。所述能量电池还可从外部源充电。所述能量电池可提供相对稳定的能量输出，但可能具有相对低的电流电平。换句话说，所述能量电池执行有效存储大量能量的主要功能，而不会具有大量质量或占据大量空间，但可能无法提供高的或可变电流电平或可变电力输出。

相反，将所述电力电池设计为具有可变电力输出并可提供短且高的电流脉冲。例如，所述电力电池将能够以电负载所需的短且高的电流脉冲提供高电力突发，例如在驱动车辆时所利用的电动马达或引擎的电力要求，所述车辆包括卡车、汽车、摩托车和较小的两轮脚踏车(例如摩托车和电动自行车，有时称为机动脚踏两用车)。因此，所述电力电池将能够以一电力比范围给马达提供电力，所述电力比范围大于所述能量电池可提供电力的电力比范围。然而，所述电力电池可能不具有高能量密度或高比能。特定来说，所述电力电池为可再充电式的，且可由能量电池再充电且根据需要可由一外部电源充电。

在操作中，所述电力电池满足一电负载的可变电流与电力要求，且可由能量电池对其再充电。这样，所述电存储装置由于能量电池而提供一具有高能量密度和高比能的混合电池，同时由于电力电池仍然提供电负载所需的可变电力比和高电流突发。

所述电存储装置还包含一用于协调、充电和运转能量电池和电力电池的控制器。所述控制器还(例如)通过防止电力电池过充电和能量电池过热来协调能量电池和电力电池的充电与运转以便维持两者的长寿命。所述控制器也可根据需要而包含一仪表板，以指示从能量电池流到电力电池的电压和电流，以及从电力电池流到电负载的电压和电流。所述控制器根据需要也可指示(例如通过警告或报警装置)接近能量电池的最低可允许电位电平，从而可对能量电池进行再充电。可从一外部源对能量电池(根据需要可对电力电池)进行再充电。所述控制器也可协调能量电池和电力电池从外部源的再充电。

图1说明根据本发明一个实施例的一电系统，通常以参考数字10来表示，其利用一能量存储装置15。如图1中说明，系统10包含连接到一负载的能量存储装置15，所述负载在图1中图示为马达100。

图1中还说明能量存储装置15包含两个可再充电式电池20、30。第一电池为一能量电池20且第二电池为一电力电池30。

图1中还说明能量电池20通过一第一连接21连接到电力电池30。电力电池30又通过一第二连接22连接到一电负载，所述电负载在此实施例中为电动马达100。运作期间，电力电池30通过第二连接22将电能供应给驱动马达100，且随后能量电池20通过第一连接21供应电能以大体上连续地对电力电池30再充电。

电力电池30通过第二连接22以第二电压V-2和第二电流I-2将电力提供给马达100。应了解，第二电压V-2和第二电流I-2将变化，以允许电力电池30根据马达100的需求而以不同的比例提供电流突发和电力。因此，选择并设计电力电池30以满足所述电负载的电力比以及电流I-2和电压V-2的要求。

在电负载为马达100的实施例中，马达100例如可为在75至500安培之间运转的96伏特的马达。在此情况下，方便的和优选的为电力电池30具有至少5千瓦小时或更高的能力。优选铅酸电池30从而可以短且高的电流脉冲将高的电力突发提供给马达100。然而，例如镍金属或镍合金混合轴承电池或镍镉电池等其它高电力电池也可替代铅酸电池而使用。

在某些实施例中，装置15除电池之外还可包含可再充电式电存储装置。

相反，将能量电池20设计为存储大量电能。如此，能量电池20优选地具有相对高的能量密度，其优选地高于电力电池30的能量密度。由此，能量电池20可有效存储大量电能。此外，由于已选择电力电池30以满足马达100的可变电力要求，所以可选择能量电池20而不用考虑马达100的电力要求。而能量电池20的原则考虑是，能量电池20可有效存储并以所需电平提供电能，且以适当电压和电流大体上连续地对电力电池30再充电，从而可维持电力电池30的电力产生能力。在图3中说明且以下更详细论述的另一实施例中，能量电池20也将电力供应给负载，并用未提供给所述负载的电能部分对电力电池再充电。

在优选实施例中，能量电池20为一锂电池，但也可使用任一具有此功能的其它电池。更优选地，利用一非水性可再充电式锂离子电池作为能量电池20。

在另一优选实施例中，所述非水性可再充电式锂离子电池可为一可铸成不同形状的聚合物锂离子电池。由此，将聚合物锂电池铸造成占据任何所分配空间可减小能量存储装置15的有效体积。此外，可将聚合物锂离子电池铸造成占据在其他情形下未予使用的空间，例如车辆中其它组件或车身零件之间的空间。在又一实施例中，可将聚合物锂离子电池铸造成整个用作装置15的包装或外壳，从而进一步减小能量存储装置15的有效体积。

选择第一连接21的第一电流I-1和第一电压V-1，以便为能量电池20和电力电池30提供最佳寿命。例如，优选地选择电流I-1以便最小化对能量电池20的有害影响，例如能量电池20的发热。也优选地选择电流I-1以用所需电平提供持续的高能量以连续地对电力电池30再充电，且从而维持电力电池30的电力产生能力，并满足能量电池20和电力电池30的长期需要。因此，为具有长寿命，优选的是选择第一电压V-1和第一电流I-1以使得从能量电池20传送到电力电池30的电力足以满足马达100对电力电池30的能量需要，但其又相对较低，以使得能量电池20的温度效应将得以降低。

此外，在电力电池30为铅酸电池30的情况中，通过保持铅酸电池30接近于其最高充电电平而可获得长寿命。此可在一优选实施例中完成，方法是通过使第一电流I-1大体上连续流到电力电池30从而使能量电池20大体上连续地对电力电池30再充电。通过使第一电流I-1相对低，能量传送比例也将对应较低，但此可通过用来自能量电池20的电能对电力电池30大体上连续再充电而解决。

为控制电池20、30之间的电流和电能的流动，电能存储装置15也包含一控制器60。控制器60连接到电池20、30和第一连接21，以调整从能量电池20到电力电池30的电力的流动。

图1中还说明，再生制动系统90通过一第五连接25连接到电力电池30。如现有技术中已知，车辆刹车时，再生制动系统90将移动车辆的动能转换为电能。再生制动系统90通过第五连接25以第五电流I-5和第五电压V-5将此重新获得的电能优选地传递给电力电池30。

在一个实施例中，控制器60通过控制第一电流I-1和第一电压V-1(例如通过一开关26)来控制第一连接21上的能量的流动。例如，通过控制器打开和关闭开关26，控制器20可控制从一个电池到另一电池的能量流动。所属领域中已知此类型的开关26可快速运作，且可包含电容器、电感器和其它组件，从而可以相对高的效率对电力流动进行控制。例如，当电能从较高的电压源流到较低的电压接受器时，将开关26称为在“降压”模式中运行。如果源的电压低于接受器的电压，那么将开关26称为在“升压”模式中运行。所属领域中已知在这些模式的一个或另一个(或其中任何一个)模式中运行的开关设计，因此本文不再赘述。

在此优选实施例中，建构能量电池20以使得即使能量电池20在其可用容量的最后时，其电压仍通常稍高于电力电池30的电压。由此，可设计开关26以始终在降压模式中运行，所述降压模式出于成本和效率的原因是优选的，但将能量的流动限制为从能量电池20到电力电池30的单向流动。有了此限制，在预期将电力的再生制动浪涌传递给电力电池30的任意时间内，电力电池30优选地处于这样一种状态：其容量足够低以接受此能量而不会变为过度充电，且负载特性优选地允许维持此情形而不需要由电力电池30来对能量电池20再充电。当电动车辆使用能量存储装置15时，再生制动系统90返回的能量几乎总是低于先前为加速而提供的能量。因此，通常可能在电力电池30中维持充电容量的状态，以容纳来自再生制动系统的大多数电力突发。

在另一实施例中，开关26可在降压和升压模式中运行，其允许(例如)在电力电池30例如由再生制动系统90过度充电时电力电池30可对能量电池20再充电。

图1也说明用于从外部电源8对存储装置15再充电的充电器50。充电器50通过连接器16、17、18可连接到能量存储装置15。

在一优选实施例中，能量存储装置15用于对一车辆(未图示)中的一电动马达100供电。装置15应包含于车辆内。即使在车辆移动时，能量电池20也可对电力电池30大体上连续地再充电。

由于这些外部电源8通常为固定的，所以装置15的再生通常发生在车辆静止时。在此情况下，充电器50可定位于一固定位置且可从外部电源8(例如水力电力网)提供用于能量存储装置15再生的电力。

连接器16和18将来自充电器50的能量分别供应给能量电池20和电力电池30。如图1中说明，充电器50将通过由连接器16形成的第三连接23将电力传递给能量电池20，所述能量电池20在此实施例中为一非水性锂离子电池20。第三连接23将以所选择的第三电压V-3和第三电流I-3来提供电力以满足能量电池20的再充电特性。类似地，充电器50将通过由连接器18所形成的第四连接24将电力传递给电力电池30。第四连接24将以所选择的第四电压V-4和第四电流I-4来提供电力以满足电力电池30的再充电特性。由此，充电器50可同时对能量电池20和电力电池30进行再充电。

控制器60可通过连接17而连接到充电器50，以允许控制器60控制电压V-3和V-4以及电流I-3和I-4。控制器60控制电压V-3和V-4以及电流I-3和I-4以确保电池20、30有效再充电且不受损坏。

由于能量电池20具有较大的能量存储和操作能力，所以其将可能需要更多时间进行再充电，因而控制器60通常将首先停止对电力电池30的再充电。还应了解，至少因为可由能量电池20对电力电池30再充电，所以不必使充电器50对电力电池30再充电。换句话说，在一个实施例中，由外部电源8通过充电器50仅对能量电池20再充电，且随后能量电池20对电力电池30再充电。在此实施例中，不需要连接器18和第四连接24以及用于第四连接24的电压V-4和电流I-4的相关控制电路，从而减少了总成本。然而，通常优选使连接器18和第四连接24直接从充电器50连到电力电池30，因为此允许对电池20、30同时再充电，且因此减少了装置15的总充电时间。

图2A展示电力电池30随时间而放电的图表。如图2中所示，在此优选实施例中为铅酸电池30的电力电池30的容量将对应于马达100所需的突然电力突发210而逐步减少。例如将需要突然电力突发210以在车辆从静止状态开始移动时克服惯性和克服静止摩擦，此同样用于加速情况。然而，一旦发生这些初始突发210，那么即使电力电池30正对马达100供应电力，容量仍将开始增加，因为锂电池20正连续地对铅酸电池30再充电。换句话说，在发生初始突发210之后，且马达100在以相当恒定的速度移动车辆的稳定状态中运行，非水性锂电池20应以比电力电池30向马达100供能更高的电平对电力电池30再充电。由此，即使电力电池30以稳定状态向马达100供应能量，其容量仍然可增加。

在图2A中用字母“R”标记的点上，将从一固定外部源8通过充电器50对包含铅酸电池30的装置15进行再充电。再充电期间，如图2A中参考数字250所示，将从一固定外部源8通过充电器50对铅酸电池30再充电，以使得其容量增加。

从固定外部源8进行再充电期间，可由非水性锂离子能量电池20对电力电池30大体上连续地再充电。此大体连续的再充电使铅酸电池30容量增加到暂时平稳状态，如图2A中参考数字220所说明。这些平稳状态220表示铅酸电池30在由锂离子电池20连续再充电的同时也以低电力电平对马达100供电。换句话说，这些平稳状态220表示一稳定状态电平，其中能量基本上从能量电池20通过电力电池30流入马达100。虽然未图示，但这些平稳状态220也可向上朝着铅酸电池30的全部或100％的容量电平的方向倾斜。此将说明能量电池20正供应多于所需的电力电平以对马达100供电，且也正及时地以比马达100在所述特定时刻的电力比更高的比例对电力电池30再充电。

图2B说明随时间过去的锂离子能量电池20的容量。如图2B中说明，能量电池20的容量随着时间而相当稳定地减少。虽然能量电池20的容量可能具有与电力电池30的突然电力突发210相对应的倾斜212，但这些倾斜不如电力电池30容量中的倾斜剧烈，这至少是因为能量电池20不是设计为以高比例传送能量。同样，如图2B中说明，能量电池20对应于电力电池30中的平稳状态220将具有较为不陡峭的电力降低。此表示电力电池30以较低的电力电平将电能供应给马达100。

很明显，如图2A所示，铅酸电池30的容量将随时间过去而减少。在图2A中由字母“R”标记的点处，将对包含能量电池20的装置15进行再充电。在图2B中由参考数字251显示能量电池20的再充电。如图2A中所示，在再充电期间能量电池20的容量将逐渐增加到接近或处于全容量。

在能量电池20的容量降到一阈值以下时，通常将对装置15再充电，在图2B中通常以字母“L”标记的较低的虚线来表示。虽然电力电池30的容量可显示于仪表板上且/或触发一警报，但能量电池20的容量将为确定何时必须对装置15进行再充电的主要因素。装置15可包含一警报器和/或仪表板(未图示)以指示能量电池20的容量何时正接近或是已处于此阈值。例如，此在图2B中由字母“R”标记的点来指示。图2A和2B说明电力电池30和能量电池20的容量大约同时达到较低的阈值。当然情况不一定是这样，而是能量电池的容量将是确定何时应对装置15再充电的主要因素。也应该理解，会选择用于电池20、30两者的较低阈值，以避免使能量电池30和/或电力电池30损坏或退化。

因此，如以上描述而使用能量存储装置15，可从一高能量密度能量电池20将能量提供到一较低能量密度电力电池30，且随后再提供到一电负载(即马达100)。由此，较低能量密度电力电池30本质上暂时存储来自能量电池20的能量从而以负载100所需的比例提供能量。高能量电池30可为车辆有效存储电能。

现将提供一具有常规铅酸能量存储装置的车辆和一具有本发明的能量存储装置15的车辆的比较性实例，以进一步描述和说明本发明。

首先，将一常规转换的具有96伏特直流电马达的电动车辆(Suzuki Motors/REVConsulting)装上单个串联连接的一组16个高质量6伏特的铅电池(Trojan-商标)，总重量523公斤，占据体积为225公升，并具有20小时每千瓦时23.4的额定容量。重量和体积是电池本身的重量和体积，不包含用于安装、容纳与冷却电池的支撑结构和外壳的重量和体积。效能是可接受的，但车辆范围限制在大约每次充电70公里。以60公里/小时的恒定速度的车辆的平均马达电流大约为40安培。因此，仅可利用远低于此电池的名义容量的一半的容量。加速期间的尖峰马达电流为440安培。

随后用通常如图1中说明的根据本发明一实施例的一能量电池20和一能量电池30来重新构造车辆的电力系统。能量电池20包括8个12伏特的串联连接的名义上电压为96伏特的汽车用铅电池(Interstate-商标)。这些电池并不定额容量但其额定起动电流为525安培且额定冷起动电流为420安培。在完全充电时此电池的最大电压约为110伏特。所述能量电池包括串联/并联排列的480个锂离子聚合物电池单元，每一个都具有11.4安培小时的容量，最大额定电流容量为4安培且额定电压为3.65伏特(由加拿大多伦多市的Electrovaya制造)。在所述电池中，一组内有12个并联电池单元且40组串联，所述电池具有约为160伏特的最大完全充电电压和放电时约为120伏特的最小电压。

用一降压模式开关连接铅电力电池30和锂能量电池20，以115千赫兹运行并提供大约90％的效率。设定开关控制器60以在能量电池20降到75％容量时允许40A电流从能量电池20流出(对电力电池30充电)，并在电力电池30达到80％充电容量时停止电流流动。可从一外部源8使用最大额定电流20安培的220伏特单相60Hz电源对能量电池30充电，并使用所属领域中已知的自耦变压器、整流器和滤波器加以控制。对能量电池20充电期间，对电压进行控制以使得充电电流保持低于18安培，且在接近充电结束时仔细监视所述电池单元组电压，以使得每一个电池单元组的电压都不允许超过4.20伏特。

运行中，在快速加速期间，流到马达的电流达到385安培的最大值。再生制动期间返回电力电池的电流达到112安培的最大值，但在突然停止期间其仅持续几秒钟。正常驾驶期间的平均马达电流略小于40安培。电力电池轻易地提供高电流脉冲并接受具有很小的过电压的再生制动脉冲。当完全充电时，可将车辆驾驶大约180公里，在此时间之后需要对能量电池再充电。即使在重复再充电和使用后，车辆的性能也不会出现降低。

能量电池20的重量为103公斤，而电力电池重105公斤，总共大约210公斤。能量电池占据的体积为50公升且电力电池的体积为60公升，总共110公升。这些重量和体积还不包括改良系统中的安装、容纳和冷却系统，由于较轻的和较小的电池系统，所述安装、容纳和冷却系统本身也较轻且较小。

因此，本发明的组合或混合电池存储装置15比其代替的常规单排电池轻得多、小得多且更加有效率。此实例中的能量电池20的额定电流为48安培(每组12个并联电池单元，每个4安培)并且不可能传递电力电池30所传递和马达100所需的385安培加速脉冲。然而，如常规单排电池说明的电力电池30重得多且大得多。因此，本发明的存储装置15提供超过常规单排电池的几个优点。

在另一优选实施例中，控制器60利用“内在控制”以控制电池20、30与负载(例如马达100)之间的电能的流动。在此实施例中，控制器60首先可操作以使电力电池与能量电池并联。此外，在此实施例中，控制器60可使电池20、30都与马达100并联。例如，此在图3中和图4的电示意图中说明。

在一优选实施例中，电力电池30和能量电池20是并联的，且因此，在某些情况下，马达100可能同时从两者吸取电流I-1、I-2。而且，由于两电池20、30是并联连接的，所以其电压将相同。因此，电压V-1、V-2将名义上彼此近似相等，且供应到马达100的电流将为I-2加上I-1。

也应了解，电力电池30可以第一范围的电力比提供电能，所述第一范围可根据许多条件而变化，例如电力电池30中电池单元的数目、电池30中每个电池单元的一般阻抗、电力电池30的总阻抗、电力电池30的充电电平以及电力电池30的温度和年限。同样，能量电池20可以第二范围的电力比提供电能，所述第二范围同样可根据许多条件而变化，例如能量电池20中电池单元的数目、能量电池20中每个电池单元的一般阻抗、所述能量电池的总阻抗以及能量电池20的温度、充电电平与年限。

在本文的上下文中，术语“一般阻抗”希望表示由每一电池的电池单元内的化学反应所引起的阻抗。水性电池(例如铅酸电池)的一般阻抗通常将为非水性电池(例如锂离子电池)的一般阻抗的10％。如本文的上下文中使用的术语“总阻抗”表示包括所有电池单元的整个电池的阻抗，而非单个电池单元的一般阻抗。因此，如果使用与锂离子电池相比更小的铅酸电力电池，那么较小的电力电池30的总阻抗可能上升，且较大的锂离子能量电池30的总阻抗将下降。在极端情况下，如果能量电池20具有大量锂电池单元，且取决于锂电池单元的一般阻抗，所述锂离子能量电池的总阻抗可能不会比具有较少电池单元并以较高比例驱动的一小得多的铅酸电池的总阻抗大出许多。

因此，应了解，在两个电池20、30并联连接时，可以第一范围的电力比与第二范围的电力比的组合将所述两个电池用于提供电能给马达。因为电力电池30通常将具有较低的总阻抗，所以电力电池30将比能量电池20更容易提供电力给马达100。因此，电力电池30通常将变得更快放电。此将引起能量电池20大体上连续地对电力电池30再充电。

为使此配置便利，优选的是配置电池20、30以使得穿过所有电池单元的总电压名义上近似相等。由此，只要所述电池并不降到临界电压以下，那么穿过所述两个电池的电压将相等，从而V-1名义上近似等于V-2。在此实施例中，只要电池20、30保持彼此并联，将如以下更详细论述而对电力的流动以及电流I-1、I-2和电压V-1、V-2进行内在控制。

在一优选实施例中，为便于内在控制，电力电池30的总阻抗将为能量电池20的总阻抗的10％至60％。更优选地，电力电池30的总阻抗是在35％至50％的范围内，且仍然更优选地为大约40％。已发现电池20、30的此总阻抗比率可对能量和电力电池20、30特别是锂离子能量电池20和铅酸电力电池30进行最佳内在控制。

由于电力电池30将具有较低的能量密度，所以其也通常具有较低的总阻抗，从而使得电力电池30通常将提供一较大的电流I-2，尤其是在马达100对电池20、30有大的需求时。此外，当出现较大需求时，来自能量电池20的额外电力和电流I-1将朝向满足马达100的需求的方向前进。此将固有地发生，这是由于电池20、30的内在特性(例如所述电池可提供电力的电流和电压)以及电池单元的内在一般阻抗和电池20、30的总阻抗，所述总阻抗也是电池20、30提供电压与电流的能力的函数。

图3说明能量电池20与电力电池30之间的并联连接。用虚线显示一开关26，表示开关26可能存在或可能不存在。虽然未必需要开关26，但可能能够使用开关26来改善装置的效率，和/或防止损坏能量电池20或电力电池30。当将所述电池放置于并联配置中时，控制器60可用于控制开关26以将电池20、30与负载100并联连接，如图3中所示。此外，在制造时和/或电压V-1或V-2降到临界电压以下时可使用开关26，以便将电池20、30重新放置成并联配置。除开关26之外(或作为其替代)，可使用二极管、保险丝或其它电元件来保护和/或控制电池20、30与负载100。另外，如图6中说明，以下将更完全论述，根据电池20、30的内在特性，甚至可将一完全充电的锂离子能量电池20直接连接到一名义上已放电的铅酸电力电池30。

现将提供利用锂离子电池能量电池20与铅酸电力电池30的内在控制的实例。如以上论述，可将额定电压为4.2伏特的许多锂离子电池单元串联配置，以提供一具有电压V1的能量电池20。同样，可将许多铅酸电池单元串联配置以提供一具有电压V2的电力电池30。

在此利用内在控制的优选实施例中，穿过能量电池20和电力电池30的电压名义上近似相等。在此优选实施例中，根据一个实例，使用8个串联的铅酸电池，每一个都具有10.5V至13V的额定电压。由此，电力电池的额定电压V2将在84V与104V之间。同样，可使用27个串联的锂电池，每一个都具有3V与4.2V之间的额定电压，从而为能量电池20提供大约81V与113.4V之间的额定电压V-1。由此，两个电池20、30在完全充电时的额定电压的范围将优选地大体上重叠，例如在84V至104V的范围中，从而便于并联连接两个电池20、30。此外，在此实施例中，电力电池30可以第一范围的电力比(例如0和40千瓦至60千瓦之间)提供电能，所述第一范围可根据如以上概述的许多条件而变化。同样，能量电池20可以第二范围的电力比(例如0和8千瓦至16千瓦之间)提供电能，所述第二范围也如以上描述而变化。因此，在负载(例如马达100)需要大量电力时，所述电池都可以0至8千瓦或16千瓦之间和0与40千瓦至60千瓦之间(总共为0至48千瓦至76千瓦)的范围提供能量。然而通常来说，应了解，由于其较低的总阻抗，电力电池30将更容易提供电力给负载。

在利用内在控制的另一实例中，额定电压为10.5V至13V之间的具有10个电池单元的单个铅酸电力电池30与3个串联连接而额定电压为9V至12.6V的锂电池并联连接。此例如可用于较小的车辆，例如电动脚踏车和残障用机车，其相比汽车而言具有较低的可变电力要求且可用较小的能量和电力电池20、30来驱动，而非在电力电池30处可使用铅酸电池或其它类型的电池，例如镍镉电池。

图4说明根据利用内在控制的另一优选实施例的图3中说明的电系统的电示意图。如图4中说明，铅酸电力电池30与锂离子能量电池20并联连接到负载100。图4也展示通过开关S1、S2连接到能量电池与电力电池20、30的外部电力连接8。开关S1、S2对应于图3中所示的连接16、24，用于将充电器50连接到装置15。另外，可提供充电器电路600，为清楚起见未在图4中说明。

运行中，利用内在控制的图4中说明的优选实施例通过首先将能量电池20的电压V1提升到名义上近似相同于电力电池30的电压V2而运作。由此，V1名义上近似等于V2，且能量电池20与电力电池30并联连接，且还连接到负载100。此外，在一优选实施例中，能量电池30的总阻抗将在能量电池20的总阻抗的10％至60％之间，且更优选的为35％至50％。运行期间，将假设开关S1、S2是打开的，表示充电器50没有连接到所述装置。

能量电池20与电力电池30两者将分别提供电流I1、I2，以便维持其电压相等。此外，由于能量电池30具有较低的总阻抗，所以能量电池30(例如其为铅酸电池的实施例)将提供一较大电流I2，且电流I2可波动地较大以满足负载100的差动电流要求。然而应了解，在负载100以高电力要求运行时，可由能量电池20和电力电池30共同提供负载100的电力要求。换句话说，在此实施例中，可从能量电池20和电力电池30吸取电流I1、I2以及电力，但是以不同的比例来吸取。此外，应了解，来自能量电池30的电流I2以及电力将波动地更大，从而满足负载100的差动电流和电力要求。

应了解，至少由于上述原因，从电力电池30吸取能量将比从能量电池20吸取更快。因此，电力电池30中存储的能量可能降低，并引起电力电池30的电压V2相应降低。当此发生时，可将来自能量电池20的电流I1吸取到能量电池30以协助对电力电池30再充电。例如，即使在负载100未运行时此也可发生。

图5说明展示锂离子能量电池20和铅酸电力电池30的电压相对于时间的图表。图5也说明在水平轴上相对于时间的向负载(此实例中即马达100)施加的以安培为单位的组合电流。特定地应注意，在时间T0处打开马达并在时间T1处关闭。此外，在时间T2处打开马达，且随后在时间T2与T3之间循环打开与关闭。

如图5中所示，在T0处打开一负载时，施加于负载的电流首先出现尖峰且随后电平以低于40安培的值输出。类似地，锂离子电池20与电力电池30的电压首先分别刚好超过11伏特与9伏特，但在负载100打开时却增加，显示了对电池20、30出现更高要求。特定地应注意，锂离子电池电压以百分数为基础大约增加了10％，而电力电池30的电压的增加少得多，显示了锂离子电池20的总阻抗比电力电池30的总阻抗高得多。同样明显的是，由于锂离子电池20始终具有比电力电池30高大约2伏特的较高电压，所以即使在负载100未运行时，所述锂离子电池也将大体上连续地对所述铅酸电池再充电。

图6说明一锂离子能量电池20与一铅酸电力电池30的初始连接。图6中，当锂离子电池在额定范围内大体上完全充电时，铅酸电池在额定范围内大体上完全放电。如图6中说明，一旦初始连接，那么从锂离子电池到铅酸电力电池30将存在一高达35安培的增加电流。锂离子电池的电压也有初始降低，且铅酸电池有较短的初始增加。然而随时间过去，额外电流将从锂离子电池流到铅酸电池，显示了锂离子电池正大体上连续地对铅酸电池再充电。

图7类似于图6，区别仅在于图7中的铅酸电池在连接时名义上并不放电。如图7中显示，随着锂离子电池大体上连续地对铅酸电池再充电，从锂离子电池到铅酸电池的电流从大约20安培朝向大体上0安培衰减。应注意，锂离子电池的电压通常总是高于铅酸电池，且从锂离子电池到铅酸电池存在一正电流，这说明锂离子电池大体上连续地对铅酸电力电池30再充电。

对两个电池20、30的灵活定位显示了本发明的电池存储装置15的另一优点。提供高电流脉冲的电力电池30优选地位于靠近马达，以便使昂贵、沉重且存在阻抗的配线的长度最小化。在原始常规车辆中不可能将整个电池定位在靠近马达处，因为其尺寸和重量较大。因此需要带有额外成本和总重量的额外电缆线。在重新构造的车辆中，接近马达100安置电力电池30，以便降低与沿着第二连接22的沉重且昂贵的电缆线相关的成本和重量。然而，具有相对低电流的能量电池20可使用较轻和便宜的电缆线以用于对电力电池30的第一连接21，且因此所述能量电池20可位于远离马达100和电力电池30处，而不需要沉重且昂贵的电缆线。

应了解，虽然已根据能量电池20为非水性锂离子电池的优选实施例来描述本发明，但能量电池20并不限于此类型的电池。而是可使用能量密度比电力电池能量密度更高的任意类型的电池，例如钠-硫电池、锂-气电池或化学等效物。在一个优选实施例中，能量电池20包含聚合物锂离子电池，可将其铸成不同形状从而减少能量存储装置15的有效体积。

同样，虽然已根据包含铅酸电池30的电力电池30而描述本发明，但本发明并不限于此。而是可利用可由能量电池20(例如锂电池)再充电并可根据负载100的需要而以不同比例提供电能的任意类型的电力电池30，例如高比例锂或锂离子电池和高比例镍水性电池。

应了解，即使电池的一般意义为多于一个电池单元，但本文仍交替使用术语“电池单元”和“电池”。这反映了能量电池20和电力电池30都可能为电池或电池单元。此外，在本申请案中，包括以上给出的实例中提到的“电池单元”希望包括多排并联的电池单元。例如，对串联连接27个锂电池单元的提及希望也包括串联连接27排锂电池单元，连同所述排中彼此并联连接的两个或两个以上电池单元。

也应了解，如图1中所示，本发明可包括所属领域中已知的包含滤波器、电容器、电感器与传感器的其它装置和组件来操作装置15，出于简明起见在此已予省略。也应了解，即使已根据为电动车辆中一马达的负载来描述一优选实施例，但负载100也可为以不同比例吸取电力的任意类型的电负载。出于此考虑，应了解，所述电动车辆可为任意类型的车辆，包括汽车、卡车、摩托车和电动脚踏车。

将了解，虽然已就本发明的一个或另一实施例来描述本发明的不同特征，但可将本发明的不同特征和实施例与本文描述和说明的本发明的其它特征和实施例组合或结合使用。

虽然此揭示已描述并说明本发明的某些优选实施例，但应了解本发明并不限于这些特定实施例。相反，本发明包括可作为本文已描述并说明的特定实施例与特征的功能的、电的或机械的等同物的所有实施例。

Claims (32)

1.一种用于将电力供应到一驱动马达的电源，所述驱动马达以不同比例吸取电力，所述电源包含：

一第一可再充电式能量电池，其具有一第一总阻抗，所述第一可再充电式能量电池用于存储电能并以一第一范围的电力比提供电力到所述电动马达；

一第二可再充电式电力电池，其具有小于所述第一总阻抗的一第二总阻抗，所述第二可再充电式电力电池用于存储电能并以一第二范围的电力比提供电力到所述电动马达；

其中将存储于所述能量电池中的电能与存储于所述电力电池中的电能相结合而提供到所述驱动马达；且

其中所述能量电池用任何剩余电力对所述电力电池大体上连续再充电。

2.根据权利要求1所述的电源，其进一步包含一电池控制器，所述电池控制器可控制用所述驱动马达不需要的所述能量电池的电能来对所述电力电池的大体上连续再充电。

3.根据权利要求2所述的电源，其中所述电池控制器通过控制通过一第一连接从所述能量电池到达所述电力电池的电能来控制对所述电力电池的大体上连续再充电。

4.根据权利要求2所述的电源，其中所述电池控制器利用所述能量电池与电力电池的内在控制，以使得所述电池控制器首先并联连接所述电力电池与能量电池。

5.根据权利要求4所述的电源，其中所述控制器首先并联连接所述电力电池、能量电池与电动马达中的每一个。

6.根据权利要求1所述的电源，其中所述电力电池与能量电池具有一重叠额定电压范围。

7.根据权利要求6所述的电源，其中所述电力电池和能量电池与所述驱动马达并联连接。

8.根据权利要求7所述的电源，其中所述电力电池包括至少一排8个串联的铅酸电池，每一铅酸电池具有一10.5伏特至13伏特的额定电压，且所述能量电池包括至少一排27个串联连接的锂离子电池单元，每一锂离子电池单元具有-3伏特至4.2伏特的额定电压。

9.根据权利要求1所述的电源，其中所述第二总阻抗在所述第一总阻抗的10％至60％之间。

10.根据权利要求9所述的电源，其中所述第二总阻抗在所述第一总阻抗的35％至50％之间。

11.根据权利要求4所述的电源，其进一步包含所述能量电池与所述电力电池之间的一开关；且

其中所述控制器通过控制沿着所述第一连接的所述开关首先将所述电力电池并联连接到所述能量电池。

12.根据权利要求1所述的电源，其中所述能量电池为一从非水性锂离子电池、锂气电池和聚合物锂离子电池组成的群中选出的锂基电池，且所述电力电池为一铅酸电池。

13.根据权利要求1所述的电源，其中所述能量电池为一非水性聚合物锂电池组。

14.根据权利要求13所述的电源，其中所述电源具有一外壳，且所述外壳的一部分由所述非水性聚合物锂电池组占据。

15.根据权利要求5所述的电源，其中所述驱动马达驱动一车辆，所述电力电池和能量电池包含在所述车辆内，其中所述控制器可包含在所述车辆内或从所述车辆中移除。

16.一种用于存储传递到一电负载的电能的能量存储装置，所述能量存储装置包含：

一可再充电式电池，其具有一第一能量密度且可电连接到一外部电源；

一可再充电式电装置，其具有小于所述第一能量密度的一第二能量密度，所述第二电池可电连接到所述第一电池且可电连接到所述负载；

其中，在运行期间，所述可再充电式电装置并联连接到所述负载和所述电池中的每一个，且其中所述可再充电式电装置提供电能给所述负载，同时所述电池大体上连续地对所述可再充电式电装置再充电并提供电能给所述负载；且

其中所述电池周期性连接到所述外部电源以便于根据需要进行再充电。

17.根据权利要求16所述的能量存储装置，其中所述可再充电式电池是由下列各物组成的群中选出：非水性锂离子电池、聚合物锂离子电池和钠-硫电池。

18.根据权利要求16所述的能量存储装置，其中所述可再充电式电装置是由下列各物组成的群中选出：高比例锂电池、锂离子电池、高比例镍水性电池、铅酸电池、镍合金混合电池、镍金属电池和镍镉电池。

19.根据权利要求16所述的能量存储装置，其中所述可再充电式电池包含一能量可再充电式电池，且所述可再充电式电装置包含一电力可再充电式电池以用于对所述能量可再充电式电池大体连续再充电。

20.根据权利要求16所述的能量存储装置，其中所述可再充电式电池具有一第一总阻抗，且所述可再充电式电装置具有小于所述第一总阻抗的一第二总阻抗。

21.根据权利要求20所述的能量存储装置，其中所述第二总阻抗在所述第一总阻抗的10％至60％之间。

22.根据权利要求19所述的能量存储装置，其中所述能量电池为一锂基电池且所述电力电池为一铅酸电池。

23.根据权利要求19所述的能量存储装置，其中以一第一范围的电力比将存储于所述能量电池中的所述电能提供给所述电负载，且以一第二范围的电力比将存储于所述电力电池中的电能提供给所述电负载，所述第二范围的电力比大于所述第一范围的电力比。

24.根据权利要求23所述的电能存储装置，其进一步包含一电池控制器，以用于首先并联连接所述电力电池、能量电池与负载；且

其中组合并以一范围的电力比提供来自所述能量电池和电力电池的所述电能，所述范围的电力比包括所述第一范围的电力比与所述第二范围的电力比的总和。

25.根据权利要求19所述的电能存储装置，其中所述电力电池可电连接到一外部源以进行再充电；且

其中所述电力电池可电连接到所述外部源以便在所述能量电池需要再充电时进行再充电。

26.根据权利要求25所述的电能存储装置，其中所述能量电池和所述电力电池通过一充电器连接到所述外部源。

27.根据权利要求19所述的电能存储装置，其中所述电负载为一车辆中的一驱动马达，所述能量电池和电力电池包含在所述车辆中；且

其中所述电力电池位于所述车辆中比所述能量电池更靠近所述电负载之处。

28.一种用于为一以不同比例吸取电力的电负载存储电能的方法，所述方法包含：对具有一第一总阻抗的一可再充电式能量电池进行充电；

对具有一小于所述第一总阻抗的第二总阻抗的一可再充电式电力电池进行充电；

将来自所述能量电池和所述电力电池的电能提供给所述电负载；

用所述电负载不需要的电能从所述能量电池对所述电力电池大体上连续再充电。

29.根据权利要求28所述的方法，其进一步包含：将所述能量电池与所述电力电池并联连接。

30.根据权利要求28所述的方法，其中所述电负载为一车辆中的一驱动马达，且所述可再充电式能量电池与所述可再充电式电力电池包含在所述车辆中，所述电力电池位于比所述能量电池更靠近所述驱动马达之处。

31.根据权利要求30所述的方法，其进一步包含：

当所述能量电池的能量容量降到一阈值以下时，从一外部固定电源对所述能量电池周期性再充电。

32.根据权利要求28所述的方法，其中所述可再充电式能量电池是从下列各物组成的群中选出：非水性锂离子电池、锂空气电池、聚合物锂离子电池和钠-硫电池；且

其中所述可再充电式电力电池是从下列各物组成的群中选出：铅酸电池、高比例锂电池、锂离子电池、高比例镍水性电池、镍金属电池、镍合金混合轴承电池和镍镉电池。

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