CN102315659A - 可电力配给的电池 - Google Patents

Abstract

一种可电力配给的电池，包括：一第一电力产生单元，具有彼此间隔设置的一第一正极及一第一负极；一第二电力产生单元，具有彼此间隔设置的一第二正极及一第二负极；一共享负电压端，与该第一负极与该第二负极电性连接；一第一正电压端，与该第一正极电性连接；以及一第二正电压端，与该第二正极电性连接，且与该第一正电压端电性绝缘。该电池借由不同电力产生单元搭配两个以上正电压端分别供电的设计，以达到可选择性独立供电给特定负载的配给功效。

Description

可电力配给的电池

技术领域

本发明有关于一种电池，特别有关于一种可电力配给的电池。

背景技术

传统的车用电池供电给车辆的电路，如图1为公知车用电池的电力配给的示意图所示，由一电力配给单元(Power Distribution Unit，PDU)12将电池10的电力依据车辆的状态(ACC、ON、ST)以配给至车辆的电路使用，例如电力配给单元12将电池10的电力配给空调(ACC负载14)、音响(IG2负载16)、动力相关系统(IG1负载18)或启动马达(ST负载20)等，而在这些负载与电力配给单元12之间皆会对应设置一电子控制单元(Electric Control Unit，ECU)(未图示)，来控制这些负载的作动。此外，上述传统电池10通常仅由一正电压端及一负电压端来供电给车辆的电路。

图2为公知车用电池的电力配给的电路方块图。在图2中，在车辆启动瞬间(即ST状态)，电力配给单元12的切换开关CS1及CS2导通，将电池10的电力供应给启动马达(ST负载20)及动力相关系统(IG1负载18)，然而启动马达在启动瞬间会造成电池10在正电压端及负电压端间的端电压急剧的下降(即称瞬间压降现象，一般是降压至5V)，并且会产生大电流突波。此时电池10在正电压端及负电压端间急剧下降的端电压低于控制该动力相关系统(IG1负载18)的电子控制单元(Electric Control Unit，ECU)(未图标)的工作电压(正常工作电压一般为9V)，而使得电子控制单元无法控制动力相关系统正常工作；再者，启动马达在启动瞬间所产生的大电流突波会冲击损害动力相关系统的电子控制单元，因此现行技术必须在电子控制单元装设例如整流滤波电路，来抑制大电流突波的冲击，以保护电子控制单元。然而，目前车内的电子控制单元数目通常有数十个。因此，显而易见的，这些具有抑制大电流突波功能的整流滤波电路的电气控制单元，将会增加整体设备的成本。

发明内容

本发明提供一种可电力配给的电池，该电池通过不同电力产生单元搭配两个以上正电压端的分别供电设计，可选择性独立供电给特定负载，而达到电力配给的功效。本发明的设计可运用在不同型态的电池上。若运用在车用电池上，可独立提供电力给启动马达，车辆其他电路或系统可由电池另外提供电力，因此启动马达在启动瞬间所造成的电压急剧下降及大电流突波，将不会影响或损害车辆其他电路或系统的电子控制单元，而且电子控制单元不需装设抑制大电流突波功能之整流滤波电路，以减少电子控制单元的设备成本。

本发明之一形态是提供一种可电力配给的电池，包括：

一第一电力产生单元，具有彼此间隔设置的一第一正极及一第一负极；

一第二电力产生单元，具有彼此间隔设置的一第二正极及一第二负极；

一共享负电压端，与该第一负极与该第二负极电性连接；

一第一正电压端，与该第一正极电性连接；以及

一第二正电压端，与该第二正极电性连接，且与该第一正电压端电性绝缘。

根据本发明形态的电池，更包括一电力配给单元，其配置于该第一正极、该第二正极与该第一正电压端、该第二正电压端之间，以从该第一正极及该第二正极配给该第一电力产生单元及该第二电力产生单元所产生的电力至该第一正电压端或该第二正电压端。

根据本发明形态的电池，其中，该第一正电压端电性连接至少一第一负载。

根据本发明形态的电池，其中，该第一负载为控制动力相关系统的电子控制单元。

根据本发明形态的电池，其中，该第二正电压端电性连接至少一第二负载。

根据本发明形态的电池，其中，该第二负载为启动马达。

根据本发明形态的电池，其中，该电力配给单元包含至少一切换开关。

根据本发明形态的电池，更包括一第一电极室及一第二电极室，该第一电力产生单元配置于该第一电极室内，且该第二电力产生单元配置于该第二电极室内，而该第一电极室与该第二电极室相互隔绝。

根据本发明形态的电池，其中，该第一电极室及该第二电极室之容积可为相同或不同。

根据本发明形态的电池，其中，该第一正极、该第二正极、该第一负极及该第二负极为一片状极板。

根据本发明形态的电池，其中，该第一电极室及该第二电极室内具有电解液。

附图说明

图1为公知车用电池的电力配给的示意图；

图2为公知车用电池的电力配给的电路方块图；

图3为本发明的可电力配给电池的布局结构及配置有电力配给单元的示意图；以及

图4为本发明电池的电力配给的电路方块图。

主要组件符号说明

10    电池

12    电力配给单元

14    ACC负载

16    IG2负载

18    IG1负载

20    ST负载

30    电池

32    第一电极室

34    第二电极室

36    分电池隔室

38    第一电力产生单元

40    分电池隔室

42    第二电力产生单元

44    电力配给单元

CS1   切换开关

CS2   切换开关

CS3   切换开关

CS4   切换开关

S1    切换开关

S2    切换开关

S3    切换开关

S4    切换开关

具体实施方式

参考以下附图，以说明本发明之较佳实施例。

图3为本发明的可电力配给电池的布局结构及配置有电力配给单元的示意图。在图3中，电池30设置第一电极室32及第二电极室34，而第一电极室32与第二电极室34彼此相互隔绝。在第一电极室32中设置由数个分电池隔室36所组成的第一电力产生单元38，每个分电池隔室36内的正极片及负极片彼此间隔设置，并将相邻分电池隔室36的正极片及负极片串联后而形成第一电力产生单元38的第一正极及第一负极；同样地，第二电极室34设置由数个分电池隔室40所组成的第二电力产生单元42，每个分电池隔室40内的正极片及负极片彼此间隔设置，并将相邻分电池隔室40的正极片及负极片串联后而形成第二电力产生单元42的第二正极及第二负极。

其中，第一电极室32及第二电极室34的容积可为相同或不同，若容积设计不同，较大容积的电极室即可增加极片数或增大极片尺寸，而提高电容量。较详细地说，可依据车辆电路与系统的电力需求，适当地设计第一电极室32及第二电极室34的容积，而分别在第一电力产生单元38的第一正极与第一负极之间及第二电力产生单元42的第二正极与第二负极之间提供相同或不同的电力给车辆电路与系统。

其中，电池30的第一正极、第二正极、第一负极及第二负极为一片状极板，或者使用已熟知的形状或结构，而成为一干式电池，当然，电池30在第一电极室32及第二电极室34内也可填充电解液，而成为一湿式电池。

在本发明的实施例中，将第一电力产生单元38的第一负极与第二电力产生单元42的第二负极电性连接至电池30的共享负电压端。将第一电力产生单元38的第一正极电性连接至电池30的第一正电压端。将第二电力产生单元42的第二正极电性连接至电池30的第二正电压端。据此借由不同电力产生单元及两个以上正端电压的分别供电设计，可达到选择性独立供电给特定负载的配给功效。

本发明的另一实施例中，电池30更可以设置有一电力配给单元44，该电力配给单元44电性连接于第一正极与第二正极及第一正电压端与第二正电压端之间，以从第一正极及第二正极配给第一电力产生单元38及第二电力产生单元42所产生的电力至第一正电压端或第二正电压端。

电力配给单元44设置有数个切换开关S1、S2、S3及S4，该电力配给单元44借以控制切换开关S1、S2、S3及S4来选择由第一电力产生单元38和/或第二电力产生单元42供电。当切换开关S1及S2导通时，电力配给单元44将第一电力产生单元38与第二电力产生单元42的电力由第一正极与第二正极分别供电至第一正电压端与第二正电压端；当切换开关S1及S4导通时，电力配给单元44将第一电力产生单元38与第二电力产生单元42的电力由第一正极与第二正极并联供电至第一正电压端；当切换开关S2及S3导通时，电力配给单元44将第一电力产生单元38与第二电力产生单元42的电力由第一正极与第二正极并联供电至第二正电压端。

图4为本发明电池电力配给的电路方块图。在图4中的组件相同于公知图2中的组件时，采用相同的组件符号，并省略其说明。

在图4中，为了方便说明本实施例电池30的电力配给，本实例以12V*75A＝900W为电池30的总能量，第一正电压端与共享负电压端(即第一电力产生单元38)提供的能量为12V*15A＝180W，第二正电压端与共享负电压端(即第二电力产生单元42)提供的能量为12V*60A＝720W为例，但该实施例并非用以局限本发明电池30的电力配给应用。

在图4中，车辆操作在启动状态时，电力配给单元44的切换开关S1及S2导通(见图3)，而电力配给单元12的切换开关CS1及CS2导通，电池30的第一电力产生单元38的电力经由切换开关S1与切换开关CS2提供电力给IG1负载(即动力相关系统)22及其对应的电子控制单元(未图标)，而电池30的第二电力产生单元42的电力经由切换开关S2与切换开关CS1提供电力给ST负载20(启动马达)。

在本实施例中，在启动马达的启动瞬间，电池30的第一电力产生单元38提供9V*33A的能量给IG1负载18，电池10的第二电力产生单元42提供5V*120A的能量给ST负载20。

这样的设计对于电池30具有彼此电性绝缘的第一电力产生单元38与第二电力产生单元42提供两组独立的电源，在启动马达的启动瞬间造成电池30的第二电力产生单元42的端电压急剧的下降(即瞬间压降至5V)，并产生大电流突波，但不会影响电池30的第一电力产生单元38的端电压降至IG1负载18的电气控制单元无法工作的电压(即维持在9V正常工作电压)，并且第二电力产生单元42所产生的大电流突波也不会进入IG1负载18的电子控制单元，而不会造成动力相关系统的电子控制单元的损害。因此，IG1负载18的电子控制单元就无需具有抑制大电流突波的滤波整流电路，对于电子控制单元的设计上与成本上的考虑可大大地减少。

在图4中，车辆操作在空调送风状态时，电力配给单元44的切换开关S1(或者切换开关S4同时导通)(见图3)，而电力配给单元12的切换开关CS4导通，电池30的第一电力产生单元38(或者与第二电力产生单元42并联供电)的电力经由切换开关S1(及切换开关S4)与切换开关CS4提供电力给ACC负载14(即空调风机)。

车辆操作在行驶状态时，电力配给单元44的切换开关S1(或者切换开关S4同时导通)(见图3)，而电力配给单元12的切换开关CS2、CS3及CS4导通，电池30的第一电力产生单元38(或者与第二电力产生单元42并联供电)的电力经由切换开关S1(及切换开关S4)与切换开关CS2、CS3及CS4提供电力给ACC负载14、IG1负载18及IG2负载16(即影音车电系统)等负载的电子控制单元。

车辆操作在停驶(即未启动的OFF)状态时，电力配给单元12不会导通所有切换开关，使得电池30不会提供任何电力给车辆电路或系统。

本发明上述实施例的优点在于提供一种可电力配给的电池，可独立提供电力给启动马达，车辆其他电路或系统可由电池另外提供电力，因此启动马达在启动瞬间所造成的电压急剧下降及大电流突波，将不会影响或损害车辆其他电路或系统的电子控制单元，而且电子控制单元不需装设抑制大电流突波功能的滤波整流电路，将会减少电子控制单元的设备成本。

虽然本发明已参照较佳具体例及举例性附图叙述如上，惟其应不被视为系限制性者。熟悉本技艺者对其形态及具体例的内容做各种修改、省略及变化，均不离开本发明申请专利范围的所主张范围。

Claims (11)

1.一种可电力配给的电池，包括：

一第一电力产生单元，具有彼此间隔设置的一第一正极及一第一负极；

一第二电力产生单元，具有彼此间隔设置的一第二正极及一第二负极；

一共享负电压端，与该第一负极和该第二负极电性连接；

一第一正电压端，与该第一正极电性连接；以及

一第二正电压端，与该第二正极电性连接，且与该第一正电压端电性绝缘。

2.如权利要求1所述的电池，更包括一电力配给单元，其配置于该第一正极、该第二正极与该第一正电压端、该第二正电压端之间，以从该第一正极及该第二正极配给该第一电力产生单元及该第二电力产生单元所产生的电力至该第一正电压端或该第二正电压端。

3.如权利要求1或2所述的电池，其中，该第一正电压端电性连接至少一第一负载。

4.如权利要求3所述的电池，其中，该第一负载为控制动力相关系统的电子控制单元。

5.如权利要求1或2所述的电池，其中，该第二正电压端电性连接至少一第二负载。

6.如权利要求5所述的电池，其中，该第二负载为启动马达。

7.如权利要求2所述的电池，其中，该电力配给单元包含至少一切换开关。

8.如权利要求1所述的电池，更包括一第一电极室及一第二电极室，该第一电力产生单元配置于该第一电极室内，且该第二电力产生单元配置于该第二电极室内，而该第一电极室与该第二电极室相互隔绝。

9.如权利要求8所述的电池，其中，该第一电极室及该第二电极室的容积可为相同或不同。

10.如权利要求8所述的电池，其中，该第一正极、该第二正极、该第一负极及该第二负极为一片状极板。

11.如权利要求10所述的电池，其中，该第一电极室及该第二电极室内具有电解液。

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