可快速低電壓充電的電池的制作方法
【專利摘要】一種可快速低電壓充電的電池，可于一充電狀態(tài)與一放電狀態(tài)之間切換?？煽焖俚碗妷撼潆姷碾姵匕舾蓚€(gè)電池芯與一電力管理電路。每一電池芯具有一電池正端與一電池負(fù)端；其中，電池芯依序以電池正端與電池負(fù)端相對(duì)應(yīng)，而形成一電池芯序列。電池芯分別連接至電力管理電路，且電力管理電路具有一負(fù)載正端與一負(fù)載負(fù)端，其中負(fù)載正端與負(fù)載負(fù)端用于連接于一負(fù)載。于放電模式，電力管理電路切換電池芯為串聯(lián)狀態(tài)，并連接到負(fù)載正端與負(fù)載負(fù)端；于充電模式，電力管理電路切換電池芯個(gè)別地連接至一充電電源以進(jìn)行充電，且電池芯不串聯(lián)。
【專利說(shuō)明】可快速低電壓充電的電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明有關(guān)于二次電池，特別是關(guān)于一種可快速低電壓充電的電池。

【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，所謂電池，除了干電池之外，實(shí)際上都是由多個(gè)電池芯I串聯(lián)組成的電池芯組2。個(gè)別的電池芯I具有固定的輸出電壓，且具有固定最大電流輸出。如果要增加電池的輸出電壓與最大電流，就必須將多個(gè)電池芯100串聯(lián)形成電池芯組2，使得電池芯I的輸出電壓與最大輸出電流可以累加，而取得足夠的輸出電壓與最大輸出電流。
[0003]舉例而言，常見(jiàn)的鎳氫電池芯的輸出電壓為1.2V，而最大輸出電流大約I安培(IA)，若將10個(gè)鎳氫電池芯串聯(lián)并且封裝為單一電池芯組后，就可以取得12V的輸出電壓，并且有1A的最大輸出電流。但前述的電池芯組充電時(shí)必須直接對(duì)整個(gè)串行電路施加充電電流，因此充電的電位必須大于12V。同時(shí)，由于串行電路本申請(qǐng)形成相對(duì)大的阻抗，因此也會(huì)使得充電時(shí)間延長(zhǎng)，遠(yuǎn)大于對(duì)于單一電池芯100充電的時(shí)間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種可快速低電壓充電的電池，能夠以相對(duì)較低的電壓對(duì)電池進(jìn)行快速充電。
[0005]本發(fā)明提出一種可快速低電壓充電的電池，可于一充電狀態(tài)與一放電狀態(tài)之間切換?？煽焖俚碗妷撼潆姷碾姵匕舾蓚€(gè)電池芯與一電力管理電路。每一電池芯具有一電池正端與一電池負(fù)端；其中，電池芯依序以電池正端與電池負(fù)端相對(duì)應(yīng)，而形成一電池芯序列。電池芯分別連接至電力管理電路，且電力管理電路具有一負(fù)載正端與一負(fù)載負(fù)端，其中負(fù)載正端與負(fù)載負(fù)端用于連接于一負(fù)載。于放電模式，電力管理電路切換電池芯為串聯(lián)狀態(tài)，并連接到負(fù)載正端與負(fù)載負(fù)端；于充電模式，電力管理電路切換電池芯個(gè)別地連接至一充電電源以進(jìn)行充電，且電池芯不串聯(lián)。
[0006]較佳地，電力管理電路包含若干個(gè)第一切換單元與若干個(gè)第二切換單元。每一電池芯的電池正端連接第一切換單元其中之一，第一切換單元可選擇地切換連接到電池芯序列中的前一電池芯的電池負(fù)端、負(fù)載正端或充電電源的一輸出端；每一電池芯的電池負(fù)端連接第二切換單元其中之一，第二切換單元系可切換電池負(fù)端接地或不接地。
[0007]較佳地，于放電模式下，每一電池芯的電池正端所對(duì)應(yīng)的第一切換單元，切換連接到電池芯序列中的前一個(gè)電池芯的電池負(fù)端或負(fù)載正端；并且每一個(gè)電池芯的電池負(fù)端所對(duì)應(yīng)的第二切換單元，切換電池負(fù)端不接地，使電池芯序列呈現(xiàn)串聯(lián)狀態(tài)，并且連接到負(fù)載正端與負(fù)載負(fù)端。
[0008]于充電模式下，每一電池芯的電池正端所對(duì)應(yīng)的第一切換單元，切換連接到充電電源的輸出端；并且每一個(gè)電池芯的電池負(fù)端所對(duì)應(yīng)的第二切換單元，切換電池負(fù)端接地。
[0009]較佳地，可快速低電壓充電的電池更包含一切換器，用以控制第一切換單元與第二切換單元的切換。
[0010]較佳地，可快速低電壓充電的電池常態(tài)地維持放電狀態(tài)，且切換器為一自動(dòng)切換器，用以被充電電源的輸出端所觸發(fā)而控制第一切換單元與第二切換單元作動(dòng)，而切換可快速低電壓充電的電池為充電狀態(tài)。
[0011 ] 于本發(fā)明中，在充電狀態(tài)下，電池芯個(gè)別地連接到充電電源,相當(dāng)于單一電池芯被充電的狀態(tài)，且單一電池芯的阻抗低，從而使得可快速低電壓充電的電池可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)，以相對(duì)較低的充電電壓完成充電。而在放電狀態(tài)下，又可以讓電池芯串聯(lián)，而維持所需的聞電壓輸出。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為現(xiàn)有公知技術(shù)的電池的電路圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的方塊圖。
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的電路圖。
[0015]圖4為圖3的電路切換至放電模式。
[0016]圖5為圖3的電路切換至充電模式。
[0017]主要組件符號(hào)說(shuō)明:
[0018]I 電池芯2 電池芯組
[0019]1000可快速低電壓充電的電池100電池芯
[0020]110 電池正端120電池負(fù)端
[0021]200 電力管理電路 210第一切換單元
[0022]220 第二切換單元 230切換器
[0023]250 負(fù)載正端260負(fù)載負(fù)端
[0024]V 充電電源Vl輸出端
[0025]VG 接地端

【具體實(shí)施方式】
[0026]請(qǐng)參閱圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例所揭露的一種可快速低電壓充電的電池1000，可于一充電狀態(tài)與一放電狀態(tài)之間切換。可快速低電壓充電的電池1000包含若干個(gè)電池芯100與一電力管理電路200。電池芯100分別連接至電力管理電路200。電力管理電路200具有一負(fù)載正端250與一負(fù)載負(fù)端260,負(fù)載正端250與負(fù)載負(fù)端260用于連接于一負(fù)載，而提供電壓與電流輸出。
[0027]當(dāng)可快速低電壓充電的電池1000被安裝至需用電的裝置時(shí)，可快速低電壓充電的電池1000被切換為放電模式，并且負(fù)載正端250與負(fù)載負(fù)端260連接到所述裝置提供的負(fù)載。于放電模式中，電力管理電路200會(huì)切換電池芯100為串聯(lián)狀態(tài)，并連接到負(fù)載正端250與負(fù)載負(fù)端260 ;使得電池芯100可以提供一最大電壓以與一最大電流。
[0028]當(dāng)電力管理電路200連接于一充電電源V，可快速低電壓充電的電池1000被切換為充電模式，此時(shí)電力管理電路200切換電池芯100個(gè)別地連接至充電電源V以進(jìn)行充電，并且電池芯100不串聯(lián)。此時(shí)，由于電池芯100系個(gè)別地被充電而不是在串聯(lián)狀態(tài)下充電，其阻抗相對(duì)較低，相當(dāng)于單一電池芯100被充電的狀態(tài)，從而使得可快速低電壓充電的電池1000可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)完成充電。
[0029]參閱圖3所示，電力管理電路200具有若干個(gè)第一切換單元210、若干個(gè)第二切換單元220。而充電電源V具有一輸出端Vl與一接地端Vg。
[0030]如圖3所示，每一電池芯100具有一電池正端110與一電池負(fù)端120 ;前述的電池芯100依序以電池正端110與電池負(fù)端120相對(duì)應(yīng),而形成一電池芯序列。每一電池芯100分別被分配到一個(gè)第一切換單元210與一個(gè)第二切換單元220。
[0031]如圖3所示，每一電池芯100的電池正端110連接第一切換單元210其中之一，所述第一切換單元210可選擇地切換連接到電池芯序列中的前一個(gè)電池芯100的電池負(fù)端120、負(fù)載正端250或充電電源V的輸出端VI，藉以使得電池芯100的電池正端110可選擇地連接到電池芯序列中的前一個(gè)電池芯100的電池負(fù)端或、負(fù)載正端250或充電電源V的輸出端VI。
[0032]如圖3所示，每一個(gè)電池芯100的電池負(fù)端120連接到第二切換單元220其中之一，所述第二切換單元220可切換電池負(fù)端120接地或不接地。
[0033]如圖3所示，電力管理裝置200更包含一切換器230，用以控制第一切換單元210與第二切換單元220的切換。所述切換器230可為手動(dòng)切換器，所述切換器230亦可為自動(dòng)切換器，受到充電電源V觸發(fā)而執(zhí)行切換作業(yè)。
[0034]參閱圖4所示，可快速低電壓充電的電池1000常態(tài)地處于放電模式。在放電模式下，可快速低電壓充電的電池1000不連接充電電源V，并且可以隨時(shí)被連接到負(fù)載進(jìn)行放電。
[0035]如圖4所示，在放電模式下，每一電池芯100的電池正端所對(duì)應(yīng)的第一切換單元210，切換連接到序列中的前一個(gè)電池芯100的電池負(fù)端120或負(fù)載正端250，藉以使得電池芯100的電池正端110連接到電池芯序列中的前一個(gè)電池芯100的電池負(fù)端或負(fù)載正端250。于此同時(shí)，每一個(gè)電池芯100的電池負(fù)端120所對(duì)應(yīng)的第二切換單元220，切換電池負(fù)端120不接地。此時(shí)，電池芯序列呈現(xiàn)串聯(lián)狀態(tài)，并且電池芯序列連接到負(fù)載正端250與負(fù)載負(fù)端260，提供高電壓與大電流輸出。
[0036]如圖5所不，于充電模式下,每一電池芯100的電池正端所對(duì)應(yīng)的第一切換單兀210，切換連接到充電電源V的輸出端VI，藉以使得電池芯100的電池正端110連接到充電電源V的輸出端VI。于此同時(shí),每一個(gè)電池芯100的電池負(fù)端120所對(duì)應(yīng)的第二切換單兀220，切換電池負(fù)端120接地。此時(shí)，電池芯序列中電池芯100個(gè)別地連接到充電電源V，使得電池芯100系個(gè)別地被充電，并且可以通過(guò)相對(duì)較低的電壓充電。
[0037]于一具體實(shí)施例中，可快速低電壓充電的電池1000常態(tài)地維持放電狀態(tài)，同時(shí)，切換器100為一自動(dòng)切換器，可被充電電源V的輸出端Vl所觸發(fā)。當(dāng)切換器100接收到充電電源V的輸出端VI，切換器230控制第一切換單元210與第二切換單元220作動(dòng)，而將可快速低電壓充電的電池1000切換為充電狀態(tài)。
[0038]于本發(fā)明中，在充電狀態(tài)下，電池芯100系個(gè)別連接到充電電源，相當(dāng)于單一電池芯100被充電的狀態(tài)，且單一電池芯100的阻抗低，從而使得可快速低電壓充電的電池1000可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)完成充電。而在放電狀態(tài)下，又可讓電池芯100串聯(lián)，而維持所需的聞電壓輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種可快速低電壓充電的電池，可于一充電狀態(tài)與一放電狀態(tài)之間切換，其特征在于，可快速低電壓充電的電池包含: 若干個(gè)電池芯，每一電池芯具有一電池正端與一電池負(fù)端；電池芯依序以電池正端與電池負(fù)端相對(duì)應(yīng)，而形成一電池芯序列；以及 一電力管理電路，電池芯分別連接至電力管理電路，且電力管理電路具有一負(fù)載正端與一負(fù)載負(fù)端，負(fù)載正端與負(fù)載負(fù)端用于連接于一負(fù)載； 其中，于放電模式，電力管理電路切換電池芯為串聯(lián)狀態(tài)，并連接到負(fù)載正端與負(fù)載負(fù)端；于充電模式，電力管理電路切換電池芯個(gè)別地連接至一充電電源以進(jìn)行充電，且電池芯不串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速低電壓充電的電池，其特征在于，電力管理電路包含: 若干個(gè)第一切換單元，其中每一電池芯的電池正端連接第一切換單元其中之一，第一切換單元可選擇地切換連接到電池芯序列中的前一個(gè)電池芯的電池負(fù)端、負(fù)載正端或充電電源的一輸出端； 若干個(gè)第二切換單元，其中每一電池芯的電池負(fù)端連接第二切換單元其中之一，第二切換單元可切換電池負(fù)端接地或不接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可快速低電壓充電的電池，其特征在于: 于放電模式下，每一電池芯的電池正端所對(duì)應(yīng)的第一切換單元，切換連接到電池芯序列中的前一個(gè)電池芯的電池負(fù)端或負(fù)載正端；并且每一個(gè)電池芯的電池負(fù)端所對(duì)應(yīng)的第二切換單元，切換電池負(fù)端不接地，使電池芯序列呈現(xiàn)串聯(lián)狀態(tài)，并且連接到負(fù)載正端與負(fù)載負(fù)端；以及 于充電模式下，每一電池芯的電池正端所對(duì)應(yīng)的第一切換單元，切換連接到充電電源的輸出端；并且每一個(gè)電池芯的電池負(fù)端所對(duì)應(yīng)的第二切換單元，切換電池負(fù)端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可快速低電壓充電的電池，其特征在于，還包含一切換器，用以控制第一切換單元與第二切換單元的切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可快速低電壓充電的電池，其特征在于，可快速低電壓充電的電池常態(tài)地維持放電狀態(tài)，且切換器為一自動(dòng)切換器，用以被充電電源的輸出端所觸發(fā)而控制第一切換單元與第二切換單元作動(dòng)，而切換可快速低電壓充電的電池為充電狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK104241714SQ201410375189
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】馬孟明 申請(qǐng)人:技嘉科技股份有限公司