一種多迴路充電方法及系統的製作方法
2023-09-23 07:13:35
一種多迴路充電方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種多迴路充電方法及系統，該充電方法是將多個充電單體以前後序列排序後，再將每一充電單體的正極輸出電路和負極輸出電路依充電單體的順序排列成一排序接點，接著將各排序的正極電路與負極電路輸出端經由排序接點電性連結，排序接點在每一個接點位置由一訊號纜線導通一檢測迴路，檢測迴路連接交流電源並操作交流電源的工作狀態。該充電系統包括充電本體、檢測迴路和交流電源。該充電系統還可包括充電本體、檢測迴路、交流電源和分程串聯電池組。本發明的充電方法構思巧妙、合理，充放電均衡、穩定且效率高，能避免過充的潛在問題，能有效提高充電電池使用壽命；本發明的充電系統結構設計簡單、合理，充放電均衡且穩定，適於推廣與應用。
【專利說明】—種多迴路充電方法及系統
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及電池充放電【技術領域】，尤其涉及一種多迴路充電方法及系統。
[0003]
【背景技術】
[0004]可充放電池，從早期的鉛酸電池承擔充放電的工作由來已久，新進由於各種元素的開發，有多種金屬元素的應用，如鋰、鍺、鉻、鋁等化合金屬的多種元素利用，大幅提升其蓄放電能量，又依據現有元素所構成的單芯電池，其輸出電壓有限，各種電芯之工作電壓為在疒3.7伏特之間，為了增加電池組的工作能量，則將多數的單電芯，以串聯方式組合，提升輸出電壓，如圖4所示的多芯電池組1，是由多數的充放電池10串接組合，所設單顆的充放電池10為3.7伏特的工作電壓，四顆串接後可達14.8伏特的電力輸出，而其充電時必須使用一輸出電壓較高為16V的充電主機11,經交流電源100電壓轉換電能之後，對多芯電池組1構成充電迴路，電流路徑前後串通內部所串設的每一充放電池10作同步充電，系統中經由一偵測單元12可感應多芯電池組1正負二極的電力狀態，充滿之後偵測單元12會指示充電主機11停止充電。
[0005]然習用多數的充放電池10組成一多芯電池組1，由於每一充放電池10生產時，其元素組成，不可能絕對等量或等質，此為充放電池10先天性的存在問題，則是充電過程中，每一充放電池10會因元素的成份及組成量不同，而各有不同的工作反應，充電時，多芯電池組1經由一充電主機11以較高於整體的16伏特電壓充電，過程中雖然充電能量會因串接而平分在每一充放電池10，但因每一充放電池10的組成元素及量的不均，蓄電效率也會不同，因此每一充放電池10所發生的電性反應也不同，使在串行的充放電池10之中，部份可獲得較高電壓，而造成充電電流不平衡，則部份的充放電池10蓄電效率相對降低或無法快速蓄納電力，其充電滿足的時程要拉長，使充電迴路造成失衡狀態，另先充滿電能的充放電池10，因等待其它未充足的充放電池10，最後的結果，先充滿的充放電池10即造成過充損壞，因此習用的多電芯串聯電池組1在充電過程中，常見有失衡以及過充的現象，該現象影響了多電芯串聯電池組1總體使用的壽命，以及充電效率緩慢。
[0006]
【發明內容】
[0007]本發明是為了解決現有的傳統多芯串連電池組先天性潛在電量不平衡及過充，充電效率緩慢，使用壽命短等問題而提出一種構思巧妙、合理，充放電均衡、穩定且效率高，能避免過充的潛在問題，能有效提高充電電池使用壽命的多迴路充電方法及系統。
[0008]本發明的技術方案如下:
上述的多迴路充電方法，其是將多個充電單體以前後序列串聯排序後，再將每一充電單體的正極輸出端和負極輸出端依充電單體的順序排列成一排序接點，接著將各排序的正極電路與負極電路輸出端經由排序接點電性連結，並經由一連接器對串聯而成的電芯組中各個充電單體分別獨立充電，排序接點在每一個接點位置由一訊號纜線導通一檢測迴路，檢測迴路連接充電狀態監控電路板用以控制充電電源的工作狀態。
[0009]所述多迴路充電方法，其中:整個所述串聯而成的電芯組的頭尾兩端採用獨立聯接電力導線，即除了排序前後兩頭尾端的正極端與負極端之外，排序之中各相鄰充電單體迴路的正極端與另一個充電單體迴路的負極端為共線串聯。
[0010]一種多迴路充電系統，其中:所述充電系統包括充電本體、檢測迴路和交流電源；所述充電本體是由多個充電單體以前後序列排序後串聯組成；每個所述充電單體包括正極輸出端和負極輸出端；所述正極輸出端和負極輸出端按前後順序排列成一排序接點；所述排序接點具有至少三個，其中一個所述排序接點與排在第一個的所述充電單體的負極輸出端連接；另一個所述排序接點與排在第一個的所述充電單體的正極輸出端連接且還與排在第二的所述充電單體的負極輸出端連接；餘下的一個所述排序接點與排在第二的所述充電單體的正極輸出電路連接，依此順序類推，所述排序接點相鄰二點可形成多個充電迴路，以實現對各個單個電池獨立充電；所述檢測迴路一端通過訊號纜線分別連接對應的所述排序接點，另一端與所述檢測迴路中的充電狀態監控電路板連接。
[0011]所述多迴路充電系統，其中:所述各個充電單體排序接點所輸出的電量，可或不需設為均等。
[0012]一種多迴路充電系統，其中:所述充電系統包括充電本體、檢測迴路、交流電源和分程串聯電池組；所述充電本體由多個充電單體以前後序列排序後串聯組成；每個所述充電單體包括正極輸出端和負極輸出端；所述正極輸出端和負極輸出端按前後順序排列成一排序接點；所述分程串聯電池組是由多個充放電池單體以前後序列排序後串聯組成；所述充放電池單體的正極和負極按照前後順序排列串連成會合排；排在第一的所述排序節點與排在第一的所述充電單體的負極輸出端連接；排在第二的所述排序節點與排在第一的所述充電單體的正極輸出端及排在第二的所述充電單體的負極輸出端連接，以此列推，充電時每一迴路對應所述分程串聯電池組的每一充放電池單體的前後極向位置；排在第一的所述排序節點通過電力導線與排在第一的所述充放電池單體的負極連接，排在第二的所述排序接點通過電力導線連接於排在第二的所述充放電池單體與排在第一的所述充放電池單體之間的串接點，排在第三的所述排序接點通過電力導線連接於排在第二的所述充放電池單體與排在第一的所述充放電池單體之間的串接點；排在第一和第二的所述排序接點分別採用電力導線彼此連結，使排在第一的所述充放電池單體形成一充電迴路，排在第二的所述排序接點與排在第三的所述排序接點分別通過各自對應的電力導線與排在第二的所述充放電池單體形成另一迴路，依序類推，每一所述充放電池單體均可由所述排序接點輸送過來的獨立充電迴路進行獨立充電；所述檢測迴路一端通過訊號纜線分別連接對應的所述排序接點，另一端與所述檢測迴路中的充電狀態監控電路板連接；所述檢測迴路將充電過程中各所述電力導線的電壓變化狀態傳到所述充電狀態監控電路板，以達控制充電電源開閉；所述充電狀態監控電路板偵測串聯而成的所述分程串聯電池組中各個所述充放電池單體的電壓，當每個所述充放電池單體皆達滿電之電壓時,會切斷對電池單體整個充電電源。
[0013]所述多迴路充電系統，其中:每一所述充放電池單體的串接點分別由電力導線向外連接到所述會合排的位置，所述電力導線的數量為充放電池單體的串聯數加1。
[0014]所述多迴路充電系統，其中:所述會合排可直接使用多接點電力連接器。
[0015]有益效果:
本發明多迴路充電方法由於系對電池串聯組中各個電芯獨立充電，因此不會受到整個電池串聯組之串聯後總電壓影響，充電器只提供給每個電芯的最大充電電壓及電流，因此不會因平衡問題而讓電芯產生過充的現象，也因系對電芯各個單獨充電，也因此充電過程中不受整串聯電池組中不同電芯的特性影響。各個電芯皆會在達到充電器的最大充電電壓時停止充電，因此、沒有因串聯而有平衡的問題發生，各個電芯皆可達到充飽電的狀況，可減少因充電不平衡的發生而產生的充不飽電及過充現象。
[0016]本發明多迴路充電系統在提供充電過程中，可供電組體中的任一單一電池，可分別獨立充電之充電系統，包含有一多迴路充電系統，該多迴路充電系統為由多數充電單體序列組合而成，排序的充電單體分別導出所屬的正極電路與負極電路，其輸出端，匯整成一排序接點，在排序接點的排列之中，為正、負極電路共點導通，並依所屬的充電單體所指向路徑，分別形成獨立充電迴路，提供單一電池在總體充電過程中為獨立充電，分程電池組出力時為總體輸出之分程，充電過程中，每一充放電池單體可確實安定充滿，避免失衡，及避免過充的潛在問題。
[0017]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明多迴路充電方法的原理圖；
圖2為本發明實施例1的多迴路充電系統的結構示意圖；
圖3為本發明實施例2的多迴路充電系統的結構示意圖；
圖4為傳統的充電系統的結構示意圖；
圖5為傳統充電器充電原理圖。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本發明多迴路充電方法，其是將多個充電單體以前後序列排序後，再將每一充電單體的正極輸出電路和負極輸出電路依充電單體的順序排列成一排序接點，接著將各排序的正極電路與負極電路輸出端經由排序接點電性連結，並經由一連接器對串聯而成的電芯組中各個充電單體分別獨立充電，排序接點在每一個接點位置由一訊號纜線導通一檢測迴路，檢測迴路連接交流電源並操作交流電源的工作狀態。
[0021]其中，整個串聯而成的電芯組除了排序前後兩頭尾端(頭尾兩端是獨立聯接電力導線)的正極端與負極端之外，排序之中各相鄰充電單體迴路的正極端與另一個充電單體迴路的負極端為共線串聯。
[0022]本發明多迴路充電系統，是基於上述的本發明多迴路充電方法而來，以下結合具體實施例對本發明多迴路充電系統進行詳細闡述。
[0023]實施例1
如圖2所示，本發明實施例1多迴路充電系統，其包括充電本體la、檢測迴路2a和交流電源3a。
[0024]該充電本體la是由多個充電單體10a以前後序列排序後串聯連接組成；其中，每個充電單體10a包括正極輸出電路101a和負極輸出電路102a，該正極輸出電路101a和負極輸出電路102a按前後順序排列成一排序接點12a ;該排序接點12a包括第一排序接點121a、第二排序接點122a和第三排序接點123a ;該第一排序接點121a與第一充電單體111a的負極輸出電路102a連接，該第二排序接點122a與第一個充電單體111a的正極輸出電路101a，同時，該第二排序接點122a還與第二充電單體112a的負極輸出電路102a連接，該第三排序接點123a與第二充電單體112a的正極輸出電路101a連接，依此順序類推為一邏輯的排序，排序接點12a的第一排序接點121a、第二排序接點122a和第三排序接點123a相鄰二點，可形成多數充電迴路取出，多數的迴路則可提供對多數的每顆單一電池獨立充電。
[0025]該檢測迴路2a —端通過訊號纜線21a分別連接對應的排序接點12a，另一端與交流電源3a連接。
[0026]其中，排序接點12a所輸出的電量，在每一迴路可從每一充電單體10a設定為均等，若作用於充電的獨立電池單體，其工作電壓為3.7V伏特，則排序接點12a每一迴路的輸出為均等的3.7伏特，則第一排序接點121a與第二排序接點122a輸出的迴路電壓為3.7伏特，第二排序接點122a與第三排序接點123a輸出電壓相等為3.7伏特，因此系統的每一迴路輸出電壓為均等。
[0027]實施例2
如圖3圖所示，本發明實施例2多迴路充電系統，其包括充電本體lb、檢測迴路2b、交流電源3b和分程串聯電池組4b。
[0028]該充電本體lb由多個充電單體10b以前後序列排序後串聯組成；每一充電單體10b包括正極輸出電路101b和負極輸出電路102b ;該正極輸出電路101b和負極輸出電路102b按前後順序排列成一排序接點12b ;該排序接點12b包括第一排序接點121b、第二排序接點122b和第三排序接點123b。
[0029]該分程串聯電池組4b是由多個充放電池單體40b以前後序列排序後串聯組成；該多個充放電池單體40b的正極和負極按照前後順序排列形成會合排。
[0030]其中，排在第一的排序接點121b連接排在第一的充電單體111b的負極輸出電路101b ;排在第二的排序接點121b分別與排在第一的充電單體111b的正極輸出電路102b和排在第二的充電單體112b的負極輸出電路101b連接，以此列推，充電時每一迴路對應分程串聯電池組4b的每一充放電池單體40b的前後極向位置；排在第一的排序接點121b通過電力導線41b與排在第一的充放電池單體401b的負極連接，排在第二的排序接點122b通過電力導線41b連接於排在第二的充放電池單體402b與排在第一的充放電池單體401b之間的串接點400b，該排在第三的排序接點123b通過電力導線41b與排在第二的充放電池單體402b右端的串接點400b連接，同時，排在第一的排序接點121b、排在第二的排序接點122b分別採用電力導線41b彼此連結，而使排在第一的充放電池單體401b形成一充電迴路，排在第二的排序接點122b與排在第三的排序接點123b分別通過各自對應的電力導線41b與排在第二的充放電池單體402b形成另一迴路；排在第一的充放電池單體401b與排在第二的充放電池單體402b之間的串接點400b連接排在第二的排序接點122b，依序類推，每一充放電池單體40b都可得到由排序接點12b所輸送過來的獨立充電迴路對每一充放電池單體40b進行獨立充電。解決了每一充放電池單體40b組成的元素應質或量的不同，而有不同的電性反應所發生不平衡及過充問題，以及應每一充電迴路的電壓為均等，所以不會對充電反應速率較快的充放電池單體40b造成過充，也不會造成充電不足，構成的充電迴路系統，可針對每一充放電池單體40b作獨立的充電。
[0031]其中，所設的充放電池單體40b，是在每一充放電池單體40b的串接點400b，分別由電力導線41b向外連接到會合排42b的位置，除了前後的電力導線41b分別結合在會合排42b的第一端點421b與第二端點422b之外，排序內部的每一電力導線41b,為連接在前後充放電池單體40b互相導接的串接點400b ;會合排42b也可直接使用多接點電力連接器，該電力導線41b的數量為充放電池單體40b的串聯數加1 ;該分程串聯電池組4b充電過程中，可採用獨立迴路對串連組成的每一充放電池單體40b分別進行充電。
[0032]該檢測迴路2b —端通過訊號纜線21b分別連接對應的排序接點12b，另一端與交流電源3b連接；其中，該檢測迴路2b將充電過程中各電力導線41b的電壓變化狀態傳到檢測迴路2b中的充電狀態監控電路板，以達控制充電電源開閉之功能；檢測迴路2b中的充電狀態監控電路板偵測串聯而成的分程串聯電池組4b中各個充放電池單體40b的電壓，當每個充放電池單體40b皆達滿電之電壓時，會切斷對電池單體整個充電電源。
[0033]本發明多迴路充電方法構思巧妙、合理，不會受到整個電池串聯組之串聯後總電壓影響，不會因平衡問題而讓電芯產生過充的現象，充電過程中不受整串電池組不同電芯的特性影響；各個電芯皆會在達到充電器的最大充電電壓時停止充電，因此、沒有因串聯而有平衡的問題發生，各個電芯皆可達到充飽電的狀況，可減少因充電不平衡的發生而產生的充不飽電及過充現象。
[0034]本發明多迴路充電系統可形成多迴路相等電壓的充電供應，提供由多數充放電池單體組成的分程串聯電池組之中，每一充放電池單體受到單獨的獨立迴路充電,避免了充電過程中部份充放電池單體的電壓失衡，以及部份充放電池單體過充的現象，適於推廣與應用。
【權利要求】
1.一種多迴路充電方法，其特徵在於，其是將多個充電單體以前後序列串聯排序後，再將每一充電單體的正極輸出端和負極輸出端依充電單體的順序排列成一排序接點，接著將各排序的正極電路與負極電路輸出端經由排序接點電性連結，並經由一連接器對串聯而成的電芯組中各個充電單體分別獨立充電，排序接點在每一個接點位置由一訊號纜線導通一檢測迴路，檢測迴路連接充電狀態監控電路板用以控制充電電源的工作狀態。
2.如權利要求1所述的多迴路充電方法，其特徵在於:整個所述串聯而成的電芯組的頭尾兩端採用獨立聯接電力導線，即除了排序前後兩頭尾端的正極端與負極端之外，排序之中各相鄰充電單體迴路的正極端與另一個充電單體迴路的負極端為共線串聯。
3.一種基於權利要求1所述的多迴路充電方法的多迴路充電系統，其特徵在於:所述充電系統包括充電本體、檢測迴路和交流電源； 所述充電本體是由多個充電單體以前後序列排序後串聯組成； 每個所述充電單體包括正極輸出端和負極輸出端；所述正極輸出端和負極輸出端按前後順序排列成一排序接點； 所述排序接點具有至少三個，其中一個所述排序接點與排在第一個的所述充電單體的負極輸出端連接；另一個所述排序接點與排在第一個的所述充電單體的正極輸出端連接且還與排在第二的所述充電單體的負極輸出端連接；餘下的一個所述排序接點與排在第二的所述充電單體的正極輸出電路連接，依此順序類推，所述排序接點相鄰二點可形成多個充電迴路，以實現對各個單個電池獨立充電； 所述檢測迴路一端通過訊號纜線分別連接對應的所述排序接點，另一端與所述檢測迴路中的充電狀態監控電路板連接。
4.如權利要求3所述的多迴路充電系統，其特徵在於:所述各個充電單體排序接點所輸出的電量，可或不需設為均等。
5.一種多迴路充電系統，其特徵在於:所述充電系統包括充電本體、檢測迴路、交流電源和分程串聯電池組； 所述充電本體由多個充電單體以前後序列排序後串聯組成；每個所述充電單體包括正極輸出端和負極輸出端；所述正極輸出端和負極輸出端按前後順序排列成一排序接點； 所述分程串聯電池組是由多個充放電池單體以前後序列排序後串聯組成；所述充放電池單體的正極和負極按照前後順序排列串連成會合排； 排在第一的所述排序節點與排在第一的所述充電單體的負極輸出端連接；排在第二的所述排序節點與排在第一的所述充電單體的正極輸出端及排在第二的所述充電單體的負極輸出端連接，以此列推，充電時每一迴路對應所述分程串聯電池組的每一充放電池單體的前後極向位置；排在第一的所述排序節點通過電力導線與排在第一的所述充放電池單體的負極連接，排在第二的所述排序接點通過電力導線連接於排在第二的所述充放電池單體與排在第一的所述充放電池單體之間的串接點，排在第三的所述排序接點通過電力導線連接於排在第二的所述充放電池單體與排在第一的所述充放電池單體之間的串接點；排在第一和第二的所述排序接點分別採用電力導線彼此連結，使排在第一的所述充放電池單體形成一充電迴路，排在第二的所述排序接點與排在第三的所述排序接點分別通過各自對應的電力導線與排在第二的所述充放電池單體形成另一迴路，依序類推，每一所述充放電池單體均可由所述排序接點輸送過來的獨立充電迴路進行獨立充電； 所述檢測迴路一端通過訊號纜線分別連接對應的所述排序接點，另一端與所述檢測迴路中的充電狀態監控電路板連接；所述檢測迴路將充電過程中各所述電力導線的電壓變化狀態傳到所述充電狀態監控電路板，以達控制充電電源開閉；所述充電狀態監控電路板偵測串聯而成的所述分程串聯電池組中各個所述充放電池單體的電壓，當每個所述充放電池單體皆達滿電之電壓時,會切斷對電池單體整個充電電源。
6.如權利要求5所述的多迴路充電系統，其特徵在於:每一所述充放電池單體的串接點分別由電力導線向外連接到所述會合排的位置，所述電力導線的數量為充放電池單體的串聯數加I。
7.如權利要求5所述的多迴路充電系統，其特徵在於:所述會合排可直接使用多接點電力連接器。
【文檔編號】H02J7/00GK104300644SQ201410596235
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】不公告發明人 申請人:劉森美