移動電源裝置的製作方法

2023-05-28 21:46:01

本發明涉及儲能裝置，具體涉及一種能夠自由疊加並且既能放電也能充電的移動電源裝置。

背景技術：

移動通信技術的快速發展滿足了使用者生活和工作上的不同需求，尤其是使用最為廣泛的手機,給人們的生活和工作帶來巨大影響。手機不僅方便了人與人之間的溝通還具有社交、娛樂和學習等多種功能，這使得人們生活和工作越來越依賴於手機。然而，由於手機的功能越來越多，而實現這些功能的軟體和硬體需要消耗大量的手機內置電能，尤其是顯示、照相和定位等更是需要消耗大量電量，這使得手機的續航能力嚴重不足，因此，很多手機使用者在外出時會配備一個甚至多個移動電源來保持手機持續工作。

現有技術中，市場上銷售的移動電源幾乎都是具有固定的結構、固定的電芯和固定的額定電量，這樣的設計使得移動電源的電量放盡時，移動電源將不能繼續提供電能，從而給使用者尤其是長途旅行者帶來不便。並且，市場上的移動電源普遍採用鋰離子電芯、鋰離子聚合物電芯或18650鋰離子電芯作為電能儲存介質，但是，以上三種電芯都存在易起火、易爆炸等安全隱患，使得移動電源本身的存儲、運輸和使用存在安全隱患。

電池是安全可靠並且方便得到的，因此，也能夠使用電池來對手機進行充電，但是，已有的電池充電器中電池的連接關係是固定的並且僅能進行放電，如果電池沒電了只能更換電池或者另外使用電池充電器對每節電池進行充電後才能使用，這樣並不方便。即使存在有一些既能能夠進行放電也能夠進行充電的電池充電器，但是，這種充電器放電和充電時電池之間的連接關係都是一樣的，電量也是固定的無法簡單擴容，這樣，如果電池被固定為串聯方式連接，在充電時使得電池的充電效率會非常低，而如果電池被固定為並聯方式連接，在放電時需要升壓電路，效率不高的同時還會發熱發燙，造成安全隱患。

技術實現要素：

本發明是為了解決上述課題而進行的，目的在於提供一種能夠自由疊加並且既能使電池串聯放電也能使電池並聯充電的移動電源裝置。

本發明提供了一種移動電源裝置，加裝電池後，能夠向用電裝置進行放電，並且能夠被外部電源進行充電，其特徵在於，包括：至少一個電池包，每個電池包具有：用於安裝至少兩個電池的電池倉以及設在電池倉的一側壁上的電池側連接單元；以及充放電部，包含：具有複數個側壁的本體、設在本體中用於連接用電裝置的輸出單元、設在本體中用於連接外部電源的輸入單元、設在本體的至少一個側壁上並且用於與電池側連接單元相連接的至少一個放電側連接單元、設在本體的至少一個側壁上並且用於與電池側連接單元相連接的至少一 個充電側連接單元，其中，電池側連接單元包含：固定在電池倉的側壁上的電池側卡合塊、以及設在電池側卡合塊上並且依次與電池的正極和負極一一對應連接的多個金屬觸點,放電側連接單元包含：固定在本體的側壁上用於與電池側卡合塊相卡合的放電側卡合塊、設在放電側卡合塊上通過與多個金屬觸點相接觸從而使電池之間串聯連接的多個放電側接觸片，充電側連接單元包含：固定在本體的側壁上用於與電池側卡合塊相卡合的充電側卡合塊、設在充電側卡合塊上通過與多個金屬觸點相接觸從而使電池之間並聯連接的多個充電側接觸片，電池側卡合塊與放電側卡合塊相卡合時，電池、金屬觸點、放電側接觸片、輸出單元和用電裝置形成放電迴路，電池側卡合塊與充電側接觸片相卡合時，電池、金屬觸點、充電側接觸片、輸入單元和外部電源形成充電迴路。

本發明還提供一種移動電源裝置，加裝電池後，加裝電池後，能夠向用電裝置進行放電，並且能夠被外部電源進行充電，其特徵在於，包括：至少一個電池包，每個電池包具有：用於安裝至少兩個電池的電池倉、以及設在電池倉的一側壁上的電池側連接單元；充放電部，包含：具有複數個側壁的本體、設在本體中用於連接用電裝置的輸出單元、設在本體中用於連接外部電源的輸入單元、設在本體的至少一個側壁上並且用於與電池側連接單元相連接的至少一個充放電側連接單元；以及控制部，設在本體上，其中，電池側連接單元包含：固定在電池倉的側壁上的電池側卡合塊、以及設在電池側卡合塊上並且依次與電池的正極和負極一一對應連接的多個金屬觸點,充放側連接 單元包含：設在本體的側壁上用於與電池側卡合塊相卡合的充放側卡合塊、設在充放側卡合塊上用於與多個金屬觸點想接觸的多個接觸片、以及分別連接在相鄰的兩個電池中的一個電池的正極和另一個電池的負極相對應的接觸片之間的多個開關件，當電池側卡合塊與充放電側卡合塊相卡合時，控制部控制控制開關件閉合，使電池倉中的電池串聯連接，當電池側卡合塊與接觸片相卡合時，控制部控制開關件打開，使電池倉中的電池並聯連接。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，電池包還包含設在與電池側連接單元相對向的另一側壁上的疊加用連接單元，疊加用連接單元包含：固定在電池倉另一側壁上的疊加用卡合塊、設在疊加用卡合塊上用於連接另一個電池倉的金屬觸點的多個疊加用接觸片。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，電池側卡合塊包含：設在電池倉的側壁上的卡槽以及架設在卡槽中間的擋板，疊加用卡合塊包含：與卡槽相匹配的卡鉤以及位於卡鉤中部與擋板相匹配的凹槽。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，放電側連接單元為六個，分別設在本體的三個側壁上且每個側壁上相背向地設有兩個放電側連接單元，充電側連接單元也為六個，分別設在本體的三個側壁上且每個側壁上相背向地設有兩個充電側連接單元。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中， 輸出單元包含：與用電裝置相連接的USB接口以及連接USB接口和放電側接觸片的連接電路。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，充放電部還包含用於存儲數據的存儲單元。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，存儲單元包含：用於存儲數據的內存卡和用於安裝內存卡的安裝槽。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，輸出單元能夠通過電感耦合向用電設備進行無線充電。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，電池採用AA規格、AAA規格、18650規格或26500規格的電池。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，電池採用鎳氫二次電池、鎳鉻二次電池、鐵鋰二次電池、鋅錳一次電池、鹼錳一次電池、鎂錳一次電池或碳性一次電池。

在本發明提供的移動電源裝置中，還可以具有這樣的特徵：其中，每個電池包包含四個電池。

本發明還提供一種電池包，用於安裝至少兩個電池，通過與充放電裝置相配合使用，能夠向用電裝置進行放電和被外部電源進行充電，其特徵在於，包括：電池倉，用於安裝至少兩個電池；以及電池側連接單元，設在電池倉的一側壁上用於與充放電裝置的放電側連接單元或充電側連接單元相連接，包含：固定在電池倉的側壁上用於與放電側連接單元或充電側連接單元相卡合的電池側卡合塊、以及設在電池側卡合塊上並且依次與電池的正極和負極一一對應連接的多個 金屬觸點。

本發明還提供一種充放電裝置，通過與裝入電池的電池包相配合使用，能夠向用電裝置進行放電和被外部電源進行充電，其特徵在於，包括：本體，具有複數個側壁；輸出單元，設在本體中用於連接用電裝置；輸入單元，設在本體中用於連接外部電源；至少一個放電側連接單元，設在本體的至少一個側壁上並且用於與電池包的電池側連接單元相連接，包含：固定在本體的側壁上用於與電池側連接單元相卡合的放電側卡合塊、設在放電側卡合塊上通過與電池側連接單元相接觸從而使電池之間串聯連接的多個放電側接觸片；以及至少一個充電側連接單元，設在本體的至少一個側壁上並且用於與電池側連接單元相連接，包含：固定在本體的側壁上用於與電池側連接單元相卡合的充電側卡合塊、設在充電側卡合塊上通過與電池側連接單元相接觸從而使電池之間並聯連接的多個充電側接觸片。

發明的作用與效果

根據本發明所涉及的移動電源裝置，因為通過電池側卡合塊與放電側卡合塊相卡合，使多個電池包與本體相連接，並且，通過放電側接觸片與多個金屬觸點相接觸，從而使得電池包中的電池之間串聯連接，然後通過輸出單元向用電裝置進行放電，另外，通過電池包的電池側卡合塊與充電側卡合塊相卡合，使得多個電池包與本體相連接，並且電池倉側接觸片與多個金屬觸點相接觸，使得外部電源向電池包中並聯連接的電池進行充電，所以，本發明的移動電源裝置利用了安 全可靠、經濟實用且普及廣泛的電池作為電能存儲介質，能夠通過增加電池包的數量從而增加放電電量，並且既能對用電裝置進行高效率地放電，也能利用外部電源對電池包的電池進行快速地充電，具有安全可靠、電量可隨意擴充、充放電效率高的優點。

附圖說明

圖1是本發明的實施例一中移動電源裝置的結構示意圖；

圖2是本發明的實施例一中電池包的打開狀態俯視圖；

圖3是本發明的實施例一中電池包的左側斜視圖；

圖4是本發明的實施例一中電池包的右側斜視圖；

圖5是本發明的實施例一中充放電部的結構示意圖；

圖6是本發明的實施例一中移動電源裝置的電路示意圖；

圖7是本發明的實施例二中移動電源裝置的結構示意圖；以及

圖8是本發明的實施例二中移動電源裝置的電路示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，以下實施例結合附圖對本發明的移動電源裝置作具體闡述。

圖1是本發明的實施例一中移動電源裝置的結構示意圖。

如圖1所示，在本實施例中，移動電源裝置100能夠直接利用電 池對用電裝置進行放電，尤其適用於在野外的旅行者們，通過增加電池數量來調整移動電源裝置100的電量，從而實現對手機、相機以及平板電腦等的有效充電。另外，還可以利用外部電源對電池快速地進行充電。

移動電源裝置100包含：四個電池包10和充放電部20。

電池包10含有：電池倉11、電池側連接單元12和疊加用連接單元13。電池側連接單元12設在電池倉11的一側上，疊加用連接單元13設在電池倉11的另一側上，從圖1中所示的方向來看，電池側連接單元12設在電池倉11的左側，疊加用連接單元13設在電池倉11的右側上。

圖2是本發明的實施例一中電池包的打開狀態俯視圖。

如圖2所示，電池倉11呈長方體狀，用於並排地安裝四個電池40。電池倉11包含：上倉體11a、下倉體11b以及連接體11c。上倉體11a通過連接體11c與下倉體11b相連接，上倉體11a的前端側壁上設有凸起，下倉體11b的前端側壁上設有與凸起相卡扣的凸臺，上倉體11a通過凸起與凸臺相卡扣從而與下倉體11b相卡合。電池40放置在下倉體11b中，且其正極朝向左端，負極朝向右端。在本實施例中，電池40採用AAA規格的鎳氫充電電池。四個電池40按照圖中安裝順序分別為電池41、電池42、電池43和電池44。

電池側連接單元12包含：電池側卡合塊121、四根連接導線122、八個金屬觸點123。四根連接導線122設在下倉體11b的內底上分別與四個電池40的位置相對應，連接導線122的一端固定在電池倉11 的右側壁並且與電池40的負極相連通，另一端與對應的金屬觸點123相連通。從圖2所示的方向來看，八個金屬觸點123從上到下順次分別為第一金屬觸點、第二金屬觸點、第三金屬觸點、第四金屬觸點、第五金屬觸點、第六金屬觸點、第七金屬觸點和第八金屬觸點。四個金屬觸點123(第二金屬觸點、第四金屬觸點、第六金屬觸點和第八金屬觸點)對應連接四根連接導線，另外四個金屬觸點123(第一金屬觸點、第三金屬觸點、第五金屬觸點和第七金屬觸點)設在電池倉11的左側壁上並且與電池40的正極相對應的位置處，八個金屬觸點123以預定間距相間隔排列，同時貫穿下倉體11b。

圖3是本發明的實施例一中電池包的左側斜視圖。

如圖3所示，電池側卡合塊121用於與充放電部20或其它電池包的疊加用連接單元13相卡合。電池側卡合塊121包含：卡槽121a和擋板121b。卡槽121a設在下倉體11b的左側壁上，卡槽121a與下倉體11b的寬度平齊。擋板121b架設在卡槽121a的中部。

圖4是本發明的實施例一中電池包的右側斜視圖。

如圖2、4所示，疊加用連接單元13包含：疊加用卡合塊131、兩根引出線132以及五個疊加用接觸片133。疊加用卡合塊131與其它的電池包的電池側卡合塊相卡合，從而實現電池包之間的疊加。疊加用卡合塊131包含：卡鉤131a和凹槽131b。卡鉤131a與下倉體11b的底部相平齊，卡鉤131a的中部有凹槽131b。凹槽131b將卡鉤131a分成兩部分，卡鉤131a能夠卡槽121a相配合，卡鉤131a從下往上的方向卡入卡槽121a中，同時凹槽131b讓開擋板121b，從而 實現兩個電池包的穩固卡合。電池側卡合塊121的底部具有與疊加用卡合塊131的厚度相對應的空隙，這樣使得電池側卡合塊121與疊加用卡合塊131相卡合後，兩個電池包的底部持平。

疊加用接觸片133設在卡鉤131a上並且貼在卡鉤131a的外表面，五個疊加用接觸片133分別為與第一金屬觸點相對設置的第一接觸片、與第二金屬觸點和第三金屬觸點相對設置的第二接觸片、與第四金屬觸點和第五金屬觸點相對設置的第三接觸片、與第六金屬觸點和第七金屬觸點相對設置的第四接觸片以及與第八金屬觸點相對設置的第五接觸片。

圖5是本發明的實施例一中充放電部的結構示意圖。

如圖5所示，在本實施例中，充放電部20用於對用電裝置進行放電，充放電部20包含：本體21、輸出單元22、兩個放電側連接單元23、輸入單元24、兩個充電側連接單元25和存儲單元(圖中未顯示)。

本體21是具有六個側壁的長方體，輸出單元22和輸入單元24都設在本體21的前側壁上，存儲單元設在本體21內。

輸出單元22包含輸出埠和輸出用電路。輸出用電路連接輸出埠和放電側連接單元23。在本實施例中，輸出埠是與用電裝置相連通的USB接口。輸出單元22也可以是利用電感耦合技術向用電裝置進行無線充電的無線充電端。放電側連接單元23也可以設在本體21的其他側壁上，例如上側壁、下側壁、左側壁和後側壁等，且其數量也可以是多數個，從而增加電池包的數量。

輸入單元24包含輸入埠和輸入用電路。輸入用電路連接輸入埠和充電側連接單元25。輸入埠與外部電源相連接。

存儲單元能夠存儲數據，包含：內存卡和安裝槽。內存卡用於存儲數據，安裝槽用於安裝內存卡。存儲單元通過輸出單元22進行數據傳輸。在本實施例中，內存卡可以是Micro-SD、Micro-SDHC、Micro-SDXC等SD卡。內存卡可以存儲軟體和數據，方便用戶軟體存儲和數據保管及傳輸的需要。存儲單元也可以是快閃記憶體盤。

放電側連接單元23包含放電側卡合塊231和五個放電側接觸片232。兩個放電側連接單元23都設在本體21的一個側壁上，從圖5所示的方向來看，兩個放電側連接單元23對稱地設在本體21的右側壁上。在本實施例中，放電側連接單元23與疊加用卡合塊131的結構相似，放電側接觸片232與金屬觸點123的結構相似，在此不再作重複說明。

充電側連接單元25都設在本體21的一個側壁上，從圖5所示的方向來看，兩個充電側連接單元25對稱地設在本體21的右側壁上。在本實施例中，充電側連接單元25是兩個，但是，充電側連接單元25也可以設在本體21的其他側壁上，例如上側壁、下側壁、左側壁和後側壁等，其數量也可以是多個，從而增加充電的電池包的數量。

充電側連接單元25包含充電側卡合塊251和八個充電側接觸片252。在本實施例中，充電側卡合塊251與疊加用卡合塊131的結構相似，充電側接觸片252與疊加用接觸片133的結構相似，在此不再作重複說明。

圖6是本發明的實施例一中移動電源裝置的電路示意圖。

如圖6所示，在本實施例中，在用電裝置通過輸出單元22與充放電部20相連接，從而向用電裝置進行放電時，將一個電池包10的電池側卡合塊121與放電側卡合塊231相卡合，同時，電池側卡合塊121內側的八個金屬觸點123與放電側卡合塊231外側的五個放電側接觸片232相接觸，放電側接觸片232中的第一接觸片通過第一接觸點與電池41的正極相連接，第二接觸片通過第二接觸點和第三接觸點從而連通電池41的負極與電池42的正極，第三接觸片通過第四接觸點和第五接觸點從而連通電池42的負極與電池43的正極，第四接觸片通過第六接觸點和第七接觸點從而連通電池43的負極與電池44的正極，第五接觸片通過第八接觸點與電池44的負極相連接，從而使得電池包10中的四個電池40相互串聯。

兩根引出線132中其中一根的一端與電池倉11中位於左側壁的電池側連接單元12的第一接觸點相連通，另一端與疊加用接觸片133的第一金屬觸片相連通。另外一根引出線132的一端與電池倉11中位於左側壁的電池側連接單元12的第五金屬觸片相連通，另一端與疊加用接觸片133的第八金屬接觸片相連通，並且兩根引出線之間互不連通。

另外，將另一個電池包的電池側卡合塊與已連接的電池包10的疊加用卡合塊131相卡合，使得電池包疊加在一起，同時疊加用卡合塊131外側壁上的疊加用接觸片133與電池側卡合塊內側壁上的八個金屬觸點相接觸，連通使得另一個電池包10中的四個電池相互串聯。 在本實施例中，每個電池包能夠提供4.8V的電壓，並且兩個4.8V的電池包並聯向用電裝置進行放電。

另外，當電池包10中的電池40電壓不夠時，外部電源通過輸入單元24與充放電部20相連接，從而利用外部電源對電池包10中並聯的四個電池40進行充電。將電池包的電池側卡合塊121與充電側卡合塊251相卡合，同時，電池側卡合塊121內側的八個金屬觸點123與充電側卡合塊251外側的八個充電側接觸片252相接觸，八個充電側接觸片252與電池側卡合塊121內側的八個金屬觸點123一一對應連接，使得四個電池40的正負極一一對應與充電側接觸片252相連通。然後，外部電源對並聯的四個電池40進行充電。

實施例一的作用與效果

根據本實施例所涉及的移動電源裝置，因為通過電池側卡合塊與放電側卡合塊相卡合，使多個電池包與本體相連接，並且，通過放電側接觸片與多個金屬觸點相接觸，從而使得電池包中的電池之間串聯連接，然後通過輸出單元向用電裝置進行放電，另外，通過電池包的電池側卡合塊與充電側卡合塊相卡合，使得多個電池包與本體相連接，並且電池倉側接觸片與多個金屬觸點相接觸，使得外部電源向電池包中並聯連接的電池進行充電，所以，本實施例的移動電源裝置利用了安全可靠、經濟實用且普及廣泛的電池作為電能存儲介質，能夠通過增加電池包的數量從而增加放電電量，並且既能對用電裝置進行高效率地放電，也能利用外部電源對電池包的電池進行快速地充電， 具有安全可靠、電量可隨意擴充、充放電效率高的優點。

在本實施例中，由於充電側連接單元為兩個，因此，本實施例實現電池包的疊加，從而提供更大的電量。

在本實施例中，由於充放電部還包含存儲單元，因此，本實施例能夠實現TF卡的插拔和USB數據交換，從而實現數據存儲交換功能。

在本實施例中，放電側連接單元為兩個，在本發明的移動電源裝置中，放電側連接單元還可以為六個，分別為設在充電本體的三個側壁上且每個側壁上相背向地設有兩個充電側連接單元。放電側連接單元也可以設在充電本體其他側壁上。

在本實施例中，電池選用AAA規格的鎳氫充電電池，在本發明的移動電源裝置中，電池也可以是AA規格的電池，也可以採用18650、26500等規格的電池；電池可以是鎳氫、鎳鉻、鐵鋰等二次電池，也可以是鋅錳、鹼錳、鎂錳、碳性電池等一次電池。

在本實施例中，輸出單元採用USB接口，在本發明的移動電源裝置中，輸出單元也可以是通過電感耦合向用電裝置進行無線充電的裝置。充電連接單元還可以是十個，分別設在本體中的五個側壁上，且每個側壁上相背向地設有兩個，放電側連接單元也可以設在該五個側壁或者其它側壁上。

在本實施例二中，對於與實施例一中相同的結構，使用相同的符號並省略相同的說明。

圖7是本發明的實施例二中移動電源裝置的結構示意圖。

如圖7所示，移動電源裝置200包含：四個電池包10、充放電部210和控制部(圖中未顯示)。

充放電部210包含：本體211、輸出單元212、輸入單元213和充放電側連接單元(圖中未顯示)。

本體211是具有六個側壁的長方體，輸出單元212和輸入單元213設在本體211的前側壁上。充放電側連接單元設在本體211的一個側壁上，從圖8所示的方向來看，充放電側連接單元設在本體211的右側壁上。在本實施例中，輸出單元212是與用電裝置相連通的USB接口，也可以是利用電感耦合技術向用電裝置進行無線充電的無線充電端。

充放電側連接單元包含：充放電側卡合塊、八個接觸片和三個開關件。

充放電側卡合塊與電池側卡合塊121相匹配。

八個接觸片與八個金屬觸點123一一對應，八個接觸片設在充放電側卡合塊上且能夠與八個金屬觸點123對應接觸。

開關件連接在相鄰的兩個電池中一個電池的正極和另一個電池的負極相對應的接觸片之間。

圖8是本發明的實施例二中移動電源裝置的電路示意圖。

如圖8所示，在本實施例中，八個接觸片214b分別順次標記為A、B、C、D、E、F、G、H。三個開關件214c順次標記為:Sa、Sb、Sc。

開關件Sa連接在接觸片B與接觸片C之間，開關件Sb連接在接 觸片D與接觸片E之間，開關件Sc連接在接觸片F與接觸片G之間。

控制部控制三個開關件214c的閉合。

當對用電設備進行放電時，電池包10通過電池側卡合塊121與充放電側卡合塊相卡合，該電池包的八個金屬觸點123與八個接觸片b相接觸，控制部控制開關件Sa、Sb、Sc都閉合，使得該電池倉11中的電池相串聯，電池包10通過疊加用卡合塊131與其它電池包10的電池側卡合塊121相卡合，使得電池包10之間相併聯，

當利用外部電源進行充電時，電池包10通過電池側卡合塊121與充放電側卡合塊相卡合，該電池包10的八個金屬觸點123與八個接觸片b相接觸，控制部控制開關件Sa、Sb、Sc都打開，使該電池倉11中的電池相併聯。

實施例二的作用與效果

根據本實施例所涉及的移動電源裝置，因為通過電池側卡合塊與充放側合塊對應連接，使多個電池包與本體相連接，並且，接觸片與多個金屬觸點相接觸，然後，控制部控制開關件的閉合，使得電池包中的電池之間相串聯，從而向用電裝置進行放電，另外，控制部控制開關件的打開，使得電池包中的電池之間相互並聯連接，從而被外部電源進行充電，所以，本實施例的移動電源裝置利用了安全可靠、經濟實用且普及廣泛的電池作為電能存儲介質，能夠通過電池包的數量增加疊加從而增加放電電量，並且既能對用電裝置進行高效率地放電，也能利用外部電源對電池包進行快速地充電，具有安全可靠、可 隨意擴充、充放電效率高的優點。

上述實施方式為本發明的優選案例，並不用來限制本發明的保護範圍。