專利名稱：電池充放電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種電池充放電裝置，特別是一種可切換電池充電或 放電方式的電子裝置。
背景技術(shù)：
一般用以發(fā)動(dòng)車輛的車用電池都是以串聯(lián)方式進(jìn)行充電及放電，如圖6 所示，以輸入電壓為36伏特的電動(dòng)車作為負(fù)載(5)為例，通常需要將三個(gè) 12伏特的二次電池(6)串聯(lián)在一起以達(dá)到36伏特的標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)欲對二次電 池(6)進(jìn)行充電時(shí)，在負(fù)載(5)與串聯(lián)二次電池(6)之間并聯(lián)充電器(7)進(jìn)行充電。
實(shí)際對多個(gè)串聯(lián)的二次電池充電時(shí)，每個(gè)二次電池所得的充電電流相 同，但由于每個(gè)二次電池特性不盡相同，故充電電壓因此分配不均，容易 造成部分電池電壓浮充而其它電池未完整充電，使得充電器誤判串聯(lián)的加 總電壓已達(dá)飽和電壓值并停止充電，如此不僅充電效率大打折扣，且惡性 循環(huán)下將會(huì)造成電池?fù)p壞；此外，串聯(lián)充電時(shí)位于負(fù)載端的整車電源依然 足夠讓整車運(yùn)轉(zhuǎn)行走，容易發(fā)生危險(xiǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
由上述說明可知， 一般串聯(lián)充電由于各電池充電電流相同，容易因各 電池特性差異造成部分電壓浮充而影響實(shí)際充電效率以及造成電池?fù)p壞。
因此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種電池充放電裝置，可切換 電池充電或放電方式，使電池以并聯(lián)方式充電及以串聯(lián)方式放電。
為達(dá)到上述目的所使用的技術(shù)手段使該電池充放電裝置包含充放電路
以及偵測切換電路，其特征在于
該充放電路的兩個(gè)輸入端之間連接有多個(gè)充放回路，各充放回路上設(shè) 有至少一個(gè)二次電池，且這些充放回路上設(shè)有多個(gè)開關(guān)；以及
4該偵測切換電路，控制切換前述開關(guān)，進(jìn)而改變充放回路的電流路徑， 使這些二次電池在充電時(shí)切換成并聯(lián)連接，在放電時(shí)切換成串聯(lián)連接。
可以使充放電路的二次電池處于串聯(lián)的放電狀態(tài)，當(dāng)偵測切換電路偵 測到充電信號時(shí)，例如當(dāng)充電器插入時(shí)，根據(jù)該充電信號切換開關(guān)而使這 些二次電池以并聯(lián)方式連接并進(jìn)行充電；由于并聯(lián)充電時(shí)各個(gè)二次電池的 充電電壓相同，可配合各個(gè)二次電池的特性(如內(nèi)電阻)而給予不同充電 電流，使各個(gè)二次電池皆可充足足夠電量；再者，當(dāng)移去充電器之后，偵 測切換電路則隨即將二次電池變換為串聯(lián)電路，使加總電壓值可達(dá)負(fù)載工 作的標(biāo)準(zhǔn)值。并聯(lián)充電時(shí)，總電壓僅有單個(gè)電池的電壓大小，無法讓需要 36伏特的整車電源系統(tǒng)啟動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到充電時(shí)車輛不運(yùn)行的保護(hù)功效。


圖1是本實(shí)用新型的方塊示意圖。
圖2A是本實(shí)用新型的充放電路優(yōu)選實(shí)施例的二次電池并聯(lián)電路圖。
圖2B是本實(shí)用新型的充放電路優(yōu)選實(shí)施例的二次電池串聯(lián)電路圖。
圖3是本實(shí)用新型的偵測切換電路優(yōu)選實(shí)施例的電路圖。
圖3A是本實(shí)用新型的偵測切換電路另一優(yōu)選實(shí)施例的電路圖。
圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的充電插座示意圖。
圖5是用以與本實(shí)用新型的充電插座連接的充電器的立體圖。
圖6是傳統(tǒng)以二次電池串聯(lián)方式進(jìn)行充、放電的示意圖。
主要元件符號說明:
(1) 充放電路 (100)充電輸入端
(2) 偵測切換電路 (20)充電插座
(4) 充電器 (41)充電插頭
(5) 負(fù)載 (7)充電器
(la，lb,lc)充放回路 (10，11,12)二次電池 (200)偵測端 (3)負(fù)載
(40)電源輸入插頭 (410)充電端子 (6)二次電池 (A)第一開關(guān)
5(B)第二開關(guān) (C)第三開關(guān)
(D)第四開關(guān) (S)開關(guān) Rl可變電阻 R2電阻 C1，C2電容
Ql晶體管 D1，D2二極管 Ul反向器
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的電池充放電裝置如圖1所示包含充放電路(l)及偵測切換 電路(2)，該充放電路(1)的輸出連接負(fù)載(3)，如果以電動(dòng)車輛作為該負(fù)載(3)， 該充放電路(l)可對電動(dòng)車輛提供運(yùn)轉(zhuǎn)以及車燈等所需的工作電壓；該偵測 切換電路(2)則供連接充電器(4)，偵測充電器(4)的充電動(dòng)作，并切換充放電
路(l)進(jìn)行充電。
參考圖2A所示，該充放電路(1)具有兩個(gè)充電輸入端(100)，在該兩充 電輸入端(100)之間設(shè)有多個(gè)充放回路(la，lb，lc)，對本實(shí)施例而言，各個(gè)充 放回路(la,lb，lc)是具有電壓12伏特的二次電池(10，11，12)，且這些充放回路 (la，lb，lc)上設(shè)有第一開關(guān)(A)、第二開關(guān)(B)、第三開關(guān)(C)以及第四開關(guān)(D)， 經(jīng)由切換這些開關(guān)(A,B,C,D)便可改變充放回路(la，lb,lc)上二次電池 (10，11，12)的連接方式為并聯(lián)或串聯(lián)。
對本實(shí)施例而言，第一開關(guān)(A)與第二開關(guān)(B)分別連接二次電池(10)的 負(fù)、正端；第三開關(guān)(C)與第四開關(guān)(D)則分別連接二次電池(11)的負(fù)、正端， 且第三開關(guān)(C)與二次電池(11)的正端連接點(diǎn)進(jìn)一步連接至第二開關(guān)(B)，當(dāng) 該些開關(guān)(A,B，C，D)同步切換時(shí)，即可改變二次電池(10，11，12)彼此間的連接 方式，如圖2A所示，二次電池(10,11，12)以并聯(lián)方式連接；再如圖2B所示， 各個(gè)開關(guān)(A,B,C，D)切換后，二次電池(10，11,12)改為以串聯(lián)方式連接。
參考圖3所示，前述充放電路(1)的各個(gè)開關(guān)(A,B,C，D)將受前述偵測切 換電路(2)驅(qū)動(dòng)而切換，本實(shí)施例中，該偵測切換電路(2)具有偵測端(200)連 接可變電阻R1，該可變電阻R1還與電容C1連接，且該電容C1一端與晶
6體管QI的發(fā)射極連接，電容另一端通過兩個(gè)串接二極管D1、 D2而連接到 晶體管Q1的基極，再者，該晶體管Q1的集電極連接有一開關(guān)S，前述充 放電路(1)所設(shè)的開關(guān)(A，B，C或D)即是由此開關(guān)S所構(gòu)成，其可為繼電器 (RELAY)、雙極型晶體管(BJT)或場效應(yīng)晶體管(MOSFET)等元件。
以電動(dòng)車輛作為負(fù)載(3)為例，電動(dòng)車輛連接的充放電路(l)平時(shí)處于放 電狀態(tài)，故其開關(guān)切換至二次電池(10，11，12)為串聯(lián)模式，當(dāng)電動(dòng)車輛欲進(jìn) 行充電時(shí)，將可提供12伏特充電電壓的充電器(4)與充放電路(1)以及偵測切 換電路(2)連接，當(dāng)充電器(4)電壓自可變電阻R1—端輸入，經(jīng)過電容C1、 二極管D1、 D2而使晶體管Q1導(dǎo)通，偵測切換電路(2)的開關(guān)S即有電流通 過而進(jìn)行切換動(dòng)作，此時(shí)二次電池(10,11，12)即變?yōu)椴⒙?lián)模式，故整體電路 從原先的串聯(lián)形式進(jìn)行放電變換為并聯(lián)形式進(jìn)行充電，各個(gè)二次電池 (10a，10b，10c)均接受充電器12伏特的充電電壓。
參考圖4所示，前述充放電路(1)的兩個(gè)充電輸入端(100)與偵測切換電 路(2)的偵測端(200)構(gòu)成充電插座(20)，本實(shí)施例中，其中該偵測端(200)連 接正極充電輸入端(IOO)，進(jìn)一步參考圖5，使前述充電器(4)具有電源輸入 插頭(40)以及充電插頭(41)，其中，電源輸入插頭(40)供連接交流市電而通 過充電器(4)轉(zhuǎn)換為直流電再由充電插頭(41)輸出；該充電插頭(41)具有兩個(gè) 充電端子(410);其中這兩個(gè)充電端子(410)可對應(yīng)插入充電插座(20)的充電 輸入端(IOO)，以提供充電電壓給充放電路(l)。
由前述說明可知，偵測切換電路(2)感應(yīng)充電器連接后的電壓輸入，進(jìn) 而切換充放電路(l)的各個(gè)開關(guān)，以改變二次電池的連接方式為彼此并聯(lián)； 由于并聯(lián)充電使得各個(gè)二次電池獲得相同的充電電壓，故可避免因電池特 性差異影響而造成部分電池過充及部分未充滿的情況產(chǎn)生；再者，由于并 聯(lián)時(shí)電壓維持12伏特，未達(dá)到可供負(fù)載(3)進(jìn)行動(dòng)作的電壓標(biāo)準(zhǔn)值，故負(fù)載 (3)無法在充電時(shí)進(jìn)行動(dòng)作，以電動(dòng)車輛為例，電動(dòng)車即無法在充電狀態(tài)下 發(fā)動(dòng)，可避免發(fā)生危險(xiǎn)。
以本實(shí)施例而言，各個(gè)二次電池(10a，10b，10c)的放電截止電壓為8伏特， 而充電截止電壓則為14.5伏特，當(dāng)充電器判斷各二次電池(10a，10b,10c)電壓 皆已達(dá)到12-14.5伏特時(shí)，即充電完畢而切斷充電，直至當(dāng)充電器的插頭拔 除后，充放電路即恢復(fù)至串聯(lián)連接狀態(tài)。前述圖4的充電插座(20)也可設(shè)計(jì)為使偵測端(200)連接負(fù)極的充電輸 入端(IOO)，則對應(yīng)的切換偵測電路(2)則如圖3A所示，其與前述實(shí)施例不 同處在于，該切換偵測電路(2)的偵測端(200)連接反向器Ul的輸入端，該 反向器U1的輸出端連接電阻R2，電阻R2與電容C2連接，該電容C2 — 端與前述晶體管Q1的發(fā)射極連接，電容C2另一端通過前述兩串接二極管 Dl、 D2而連接到晶體管Q1的基極，同樣地，該晶體管Q1的集電極連接 有前述開關(guān)S。
綜上所述，本實(shí)用新型主要在充放電路上的多個(gè)充放回路分別設(shè)有二 次電池，并通過開關(guān)切換改變充放回路的電流路徑，使二次電池可在串、 并聯(lián)模式間進(jìn)行切換；應(yīng)用于串聯(lián)放電及并聯(lián)充電時(shí)，可設(shè)計(jì)由偵測切換 電路感測充電信號而驅(qū)動(dòng)各個(gè)開關(guān)切換將二次電池的連接方式由串聯(lián)變換 為并聯(lián)，使得各個(gè)二次電池以并聯(lián)方式獲得相同電壓進(jìn)行充電，可確保每 個(gè)電池都可充足電能，在不需耗費(fèi)時(shí)間氣力取下各個(gè)二次電池進(jìn)行分別充 電的情況下，有效改善二次電池的充電效率。
權(quán)利要求1、一種電池充放電裝置，由充放電路以及偵測切換電路所組成，其特征在于所述充放電路的兩個(gè)充電輸入端之間連接有多個(gè)充放回路，各個(gè)充放回路上設(shè)有至少一個(gè)二次電池，且所述充放回路上設(shè)有多個(gè)開關(guān)；以及所述偵測切換電路，具有偵測端且與所述充電輸入端構(gòu)成充電插座，所述偵測端連接其中任意一個(gè)充電輸入端，所述偵測切換電路通過所述偵測端偵測充電信號，并根據(jù)所述充電信號控制切換所述開關(guān)，進(jìn)而改變充放回路的電流路徑，使所述二次電池在充電時(shí)切換成并聯(lián)連接，在放電時(shí)切換成串聯(lián)連接。
2、 如權(quán)利要求l所述的電池充放電裝置，其特征在于，所述充電插座 可對應(yīng)連接充電器的充電插頭，所述充電插頭包含兩個(gè)充電端子且對應(yīng)插 入充電插座的充電輸入端，以提供充電電壓給所述充放電路。
3、 如權(quán)利要求l所述的電池充放電裝置，其特征在于，所述切換偵測 電路的偵測端連接正極充電輸入端，其中，所述偵測切換電路由偵測端與 可變電阻連接，所述可變電阻還與電容連接，且所述電容一端與晶體管的 發(fā)射極連接，所述電容另一端通過兩個(gè)串接二極管而連接到晶體管的基極， 所述晶體管的集電極則連接所述各個(gè)開關(guān)。
4、 如權(quán)利要求2所述的電池充放電裝置，其特征在于，所述切換偵測 電路的偵測端連接正極充電輸入端，其中，所述偵測切換電路由可變電阻 連接，所述可變電阻還與電容連接，且所述電容一端與晶體管的發(fā)射極連 接，所述電容另一端通過兩個(gè)串接二極管而連接到晶體管的基極，所述晶 體管的集電極則連接所述各個(gè)開關(guān)。
5、 如權(quán)利要求l所述的電池充放電裝置，其特征在于，所述切換偵測 電路的偵測端連接負(fù)極充電輸入端，其中，所述偵測切換電路由偵測端與反向器的輸入端連接，所述反向器的輸出端連接電阻，所述電阻還與電容 并聯(lián)，且所述電容一端與晶體管的發(fā)射極連接，電容另一端通過兩個(gè)串接 二極管而連接到晶體管的基極，所述晶體管的集電極則連接所述各個(gè)開關(guān)。
6、 如權(quán)利要求2所述的電池充放電裝置，其特征在于，所述切換偵測 電路的偵測端連接負(fù)極充電輸入端，其中，所述偵測切換電路由偵測端與 反向器的輸入端連接，所述反向器的輸出端連接電阻，所述電阻還與電容 并聯(lián)，且所述電容一端與晶體管的發(fā)射極連接，電容另一端通過兩個(gè)串接 二極管而連接到晶體管的基極，所述晶體管的集電極則連接所述各個(gè)開關(guān)。
7、 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電池充放電裝置，其特征在于， 所述各個(gè)開關(guān)可以是繼電器。
8、 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電池充放電裝置，其特征在于， 所述各個(gè)開關(guān)可以是晶體管。
9、 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電池充放電裝置，其特征在于， 所述各個(gè)二次電池的放電截止電壓為8伏特；充電截止電壓為14.5伏特。
10、 如權(quán)利要求7所述的電池充放電裝置，其特征在于，所述各個(gè)二 次電池的放電截止電壓為8伏特；充電截止電壓為14.5伏特。
11、 如權(quán)利要求8所述的電池充放電裝置，其特征在于，所述各個(gè)二 次電池的放電截止電壓為8伏特；充電截止電壓為14.5伏特。
專利摘要本實(shí)用新型是一種電池充放電裝置，主要在充放電路上的數(shù)個(gè)充放回路上分別設(shè)有二次電池，并通過切換設(shè)于充放回路上的多個(gè)開關(guān)而改變充放回路的電流路徑，使這些二次電池在充電時(shí)切換成并聯(lián)連接，在放電時(shí)切換成串聯(lián)連接，前述多個(gè)開關(guān)的切換動(dòng)作由偵測切換電路感測充電信號后加以驅(qū)動(dòng)控制，并聯(lián)方式充電確保每個(gè)電池都充足電能，在不需取下各個(gè)二次電池進(jìn)行分別充電的情況下，有效改善二次電池的充電效率。
文檔編號H02J7/04GK201263096SQ200820134110
公開日2009年6月24日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者黃宏耀 申請人:光陽工業(yè)股份有限公司