CN104052099A - 充电设备和电池设备 - Google Patents

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Abstract

公开一种充电设备和电池设备，通过利用电力分别对每个电池单元充电来利用电力快速地对电池充电。所述充电设备，包括：供电装置，供应电力；充电部分，具有至少两个充电器，所述至少两个充电器与彼此并联连接的至少两个电池单元一一对应，所述至少两个充电器中的每个充电器利用从电源单元发送的电力对相应的电池单元充电。所述电池设备包括：电池，具有彼此并联连接的至少两个电池单元；充电部分，具有至少两个充电器，所述至少两个充电器与所述至少两个电池单元一一对应，并利用接收的电力对所述至少两个电池单元充电。

Description

充电设备和电池设备
本申请要求于2013年3月15日提交到美国专利商标局的第61/799,319号美国临时专利申请以及于2013年8月30日提交到韩国知识产局的第10-2013-0104472号韩国专利申请的权益，其公开通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种能够利用电力快速对电池单元充电的充电设备和电池设备。
背景技术
电气或电子设备指的是通过使用电能作为能源来操作的设备。
为了操作电气或电子设备，需要供应作为操作该设备所必须的能源的电力，其中，除非设备接收具有自生的电能的电力，否则应该从外部供应电力。
因此，为了使电气或电子设备从外部接收电力，需要用于将电力从外部供电装置传送到电气或电子设备的电源单元。
使用通过使用连接器等的有线方案直接连接到电子设备的电源单元将电力供应给嵌入在电子设备中的电池。作为替代方案，供电装置可通过非接触方案（例如，磁感应效应或磁共振效应）将电力供应给嵌入在电子设备中的电池。
同时，诸如智能电话、平板个人计算机（PC）、可拆卸笔记本PC等的移动装置消耗大量电力以满足用户对大屏幕等的需求。为了跟上移动装置的大量电力的消耗，移动装置的电池容量已经逐渐增大。这样，电池的充电时间可能由于大电池容量而变得更长。存在提供充电设备和电池设备以利用电力快速对电池充电的需求。
发明内容
本公开的一方面可以提供一种能够通过利用电力分别对每个电池单元充电来利用电力快速对电池充电的充电设备和电池设备。
根据本公开的一方面，一种充电设备可包括：供电装置，供应电力；充电部分，具有至少两个充电器，所述至少两个充电器将从供电装置接收的电力充入彼此并联连接的至少两个电池单元。所述至少两个充电器中的每个充电器与所述至少两个电池单元中的每个电池单元一一对应，并且将电力充入所述至少两个电池单元中的相应的每个电池单元。供电装置可以以有线方案将电力供应给充电部分。
所述至少两个充电器中的每个充电器可从彼此独立的多个电源接收电力。
所述至少两个充电器中的每个充电器可彼此绝缘。
供电装置可以以无线方案将电力发送到充电部分。
供电装置可包括：电力转换单元，提供预设的电力；至少一个电力发送线圈，以无线方案发送来自电力转换单元的电力。
充电部分的所述至少两个充电器中的每个充电器可包括：电力接收线圈，以无线方案接收从所述至少一个电力发送线圈发送的电力；充电控制器，从电力接收线圈接收电力，从而控制充入相应的电池单元的电力的电流值。
供电装置可包括第一数量的电力发送线圈，所述第一数量与充电器的电力接收线圈的数量相应。
根据本公开的另一方面，一种电池设备可包括：电池，具有彼此并联连接的至少两个电池单元；充电部分，具有至少两个充电器，所述至少两个充电器将从供电装置接收的电力充入所述至少两个电池单元。所述至少两个充电器中的每个充电器与所述至少两个电池单元中的每个电池单元一一对应，并且将电力充入所述至少两个电池单元中的相应的每个电池单元。
所述电池可包括多个电池组，电池组具有彼此串联连接的多个电池单元，并且利用来自相应的充电器的电力对每个电池单元充电，所述多个电池组可彼此并联连接。
本公开的另一方面提供一种构造为对具有至少两个电池单元的电池充电的充电设备。所述充电设备包括：充电部分，具有至少两个充电器，所述至少两个充电器将从外部供电装置接收的电力充入所述至少两个电池单元。所述至少两个充电器中的每个充电器与所述至少两个电池单元中的每个电池单元一一对应，并且将电力充入所述至少两个电池单元中的相应的每个电池单元。
附图说明
通过以下参照附图的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和其他优点将被更清楚地理解，在附图中：
图1A至图1C示出利用根据本公开的示例性实施例的充电设备的示例；
图2至图4示出根据本公开的充电设备的第一示例性实施例至第三示例性实施例的示意图；
图5A至图5D示出利用根据本公开的示例性实施例的电池设备的示例；
图6A至图6C示出根据本公开的电池设备的第一示例性实施例至第三示例性实施例的示意图；
图7A和图7B示出根据本公开的电池设备的第四示例性实施例和第五示例性实施例的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。
然而，本公开可以以许多不同形式被举例说明，而不应该被解释为限于在此阐述的特定实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完整的，并将把本公开的范围全面地传达给本领域技术人员。
在附图中，为了清晰，可夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终用于指定相同或相似的元件。
图1A至图1C示出利用根据本公开的示例性实施例的充电设备的示例。
参照图1A至图1C，根据本公开的示例性实施例的充电设备A可以以有线方案（图1A）、无线方案（图1B）或者有线和无线方案（图1C）利用电力快速地对包括具有多个电池单元的电池设备的电子装置中的每个电池单元充电。将被充电的电子装置不限于移动电话，而是包括配备有电池的任何装置，诸如平板PC和笔记本PC。
图2至图4示出根据本公开的充电设备的第一示例性实施例至第三示例性实施例的示意图。
参照图2，根据本公开的示例性实施例的充电设备A可包括供电单元110和充电部分120。
供电单元110可以以有线方案将电力传送到充电部分120，并且充电部分120可包括多个充电器121-1、121-2、122-1和122-2，多个充电器121-1、121-2、122-1和122-2中的每个充电器可利用电力对相应的电池单元BC11、BC12、BC21和BC22充电。
多个充电器121-1、121-2、122-1和122-2中的每个充电器可从供电单元110中的独立的电源接收电力，多个充电器121-1、121-2、122-1和122-2中的每个充电器可彼此绝缘。
因此，即使在电池单元的快速充电的中间，也可执行将电力提供给某个装置以操作相应的装置的放电操作。电池单元130可用于对电池设备B充电，并且包括多个电池单元BC11、BC12、BC21和BC22，多个电池单元BC11、BC12、BC21和BC22可具有彼此并联连接的至少两个电池单元。如图所示，电池单元130可包括彼此并联连接的至少两个电池单元组，所述至少两个电池单元组可包括彼此串联连接的多个电池单元BC11、BC12、BC21和BC22。这里，第1-1电池单元BC11和第1-2电池单元BC12可彼此串联连接，从而形成一个电池单元组，第2-1电池单元BC21和第2-2电池单元BC22可彼此串联连接，从而形成另一个电池单元组，电池单元可彼此并联连接。虽然示出至少两个电池单元组，但是可彼此并联连接更多个电池单元组，虽然在每个电池单元组中示出了至少两个电池单元，但是在一个电池单元组中可彼此串联连接更多个电池单元。
电池单元BC11、BC12、BC21和BC22可与充电器121-1、121-2、122-1和122-2一一对应，充电器121-1、121-2、122-1和122-2中的每个充电器可控制分别充入相应的电池单元BC11、BC12、BC21和BC22的电力的电流值，使其变成相应的电池单元的最大允许电流或更小的电流。
例如，在电池单元的最大可允许电流是1A的情况下，当一个充电器利用电力对彼此并联连接的多个电池单元充电时，需要具有与所述多个电池单元的最大可允许电流的总和相应的电流值的电力来进行充电。然而，这可能引起诸如充电器过热、电路增大和使用昂贵元件的问题。另一方面，当减小一个充电器对彼此并联连接的多个电池单元充电的电力的电流值以防止这些问题时，利用电力对彼此并联连接的多个电池充电会花费大量时间。
因此，根据本公开的示例性实施例的充电设备可包括与彼此并联连接的多个电池单元一一对应的多个充电器，从而如果需要可将充入相应的电池单元的电力的电流值控制为保持在电池单元的最大可允许电流，并且当充入电池单元的电力接近满充电时，可将充入相应的电池单元的电力的电流值控制为保持在最大可允许电流或更小的电流。
因此，可在解决诸如充电时充电器过热、电路增大和使用昂贵元件的问题的同时，利用电力快速地对电池单元充电。
参照图3和图4，根据本公开的示例性实施例的充电设备A可从供电单元210和310无线地发送电力。为此，供电单元210和310可包括提供预设电力的电力转换单元211和311以及从电力转换单元211和311无线地发送电力的电力发送线圈P1、P11、P12、P21和P22。
如图3和图4中所示，供电单元210和310可包括一个电力发送线圈P1，并且可包括多个电力发送线圈P11、P12、P21和P22，以增加电力的发送效率，多个电力发送线圈P11、P12、P21和P22的数量可以与电力接收线圈S11、S12、S21和S22的数量相应。
充电部分220和320可包括多个充电器221-1、221-2、222-1、222-2、321-1、321-2、322-1和322-2，以与电池单元230和330的多个电池单元BC11、BC12、BC21和BC22一一对应，并且多个充电器221-1、221-2、222-1、222-2、321-1、321-2、322-1和322-2中的每个充电器可包括电力接收线圈S11、S12、S21和S22和充电控制单元L11、L12、L21和L22，以利用电力对相应的电池单元BC11、BC12、BC21和BC22充电。
电力接收线圈S11、S12、S21和S22可以以无线方案（诸如磁感应方案或磁共振方案）从供电单元210和310的电力发送线圈P1、P11、P12、P21和P22接收电力，充电控制单元L11、L12、L21和L22可利用来自电力接收线圈S11、S12、S21和S22的电力对相应的电池单元BC11、BC12、BC21和BC22充电，并且如果需要，可将充入相应的电池单元的电力的电流值控制为保持在电池单元的最大可允许电流，并且当充入相应的电池单元的电力接近满充电时，可将充入相应的电池单元的电力的电流值控制为保持在最大可允许电流或更小的电流。
即，如果需要，则第1-1充电控制单元L11、第1-2充电控制单元L12、第1-3充电控制单元L13、第2-1充电控制单元L21、第2-2充电控制单元L22和第2-3充电控制单元L23可将充入相应的电池单元BC11、BC12、BC13、BC21、BC22或BC23的电力的电流值控制为保持在电池单元的最大可允许电流，并且当充入相应的电池单元的电力接近满充电时，可将充入相应的电池单元的电力的电流值控制为保持在最大可允许电流或更小的电流。
图5A至图5D示出利用根据本公开的示例性实施例的电池设备的示例。
参照图5A、图5B、图5C和图5D，根据本公开的示例性实施例的电池设备B使用六个电池单元BC11至BC23，在所述六个电池单元BC11至BC23中，三个电池单元BC11、BC12和BC13可彼此串联连接，从而形成一个电池单元组，三个电池单元BC21、BC22和BC23可彼此串联连接，从而形成一个电池单元组，两个电池单元组BC11、BC12、BC13和BC21、BC22、BC23可构造为彼此并联连接。根据本公开的示例性实施例的电池设备B可用于蜂窝电话、平板PC、笔记本PC等，但是将省略它们的各自详细的示图。
此外，当无线接收电力时，电池设备B可包括分别与六个电池单元BC11至BC23相应的六个电力接收线圈S11至S23，其中，六个电力接收线圈S11至S23可从充电设备A的电力发送线圈P1无线地接收电力。
另一方面，充电设备A可包括与六个电力接收线圈S11至S23相应的六个电力发送线圈P11、P12、P13、P21、P22和P23。
如上所述，参照图5A至图5D，通常用于笔记本PC的电池组采用六个电池单元，其中，所述六个电池单元中的三个电池单元彼此串联连接，从而形成一个电池单元组，两个电池单元组可构造为彼此并联连接。因此，虽然作为示例根据本公开的示例性实施例的电池设备B示出构造为两个电池单元组的六个电池单元，但是至少两个电池单元可彼此并联连接，多个电池单元组也可彼此并联连接，并且多个电池单元组中的每个可包括彼此串联连接的多个电池单元。
图6A至图6C示出根据本公开的电池设备的第一示例性实施例至第三示例性实施例的示意图。
参照图6A至图6C，根据本公开的电池设备B的第一示例性实施例至第三示例性实施例可包括彼此并联连接的两个电池单元BC11和BC21，并且可以以有线方案、无线方案或有线和无线方案利用电力分别对彼此并联连接的两个电池单元BC11和BC2充电。
更具体地讲，参照图6C，在彼此并联连接的两个电池单元BC11和BC21中，电池设备B可以以有线方案对一个电池单元充电，并且可以以无线方案对另一个电池单元充电。
此外，虽然没有示出，但是电池设备B可以以有线方案和无线方案将电力发送到彼此并联连接的两个电池单元BC11和BC21中的一个电池单元，从而更快速地对电池单元充电。
图7A和图7B是示意性地示出根据本公开的电池设备的第四示例性实施例和第五示例性实施例的配置示图。
参照图7A，在根据本公开的电池设备B的第四示例性实施例中，充电部分520可包括多个充电器521-1、521-2、521-3、522-1、522-2和522-3，其中，多个充电器521-1、521-2、521-3、522-1、522-2和522-3可以以有线方案从外部接收电力。多个充电器521-1、521-2、521-3、522-1、522-2和522-3可以与电池单元530的多个电池单元BC11、BC12、BC13、BC21、BC22和BC23中的每个电池单元一一对应，并且多个充电器521-1、521-2、521-3、522-1、522-2和522-3中的每个充电器可利用电力对相应的电池单元BC11、BC12、BC13、BC21、BC22或BC23充电。
多个充电器521-1、521-2、521-3、522-1、522-2和522-3中的每个充电器可包括充电控制单元L11、L12、L13、L21、L22和L23，其中，如果需要，则第1-1充电控制单元L11、第1-2充电控制单元L12、第1-3充电控制单元L13、第2-1充电控制单元L21、第2-2充电控制单元L22和第2-3充电控制单元L23中的每个充电控制单元可将充入相应的电池单元BC11、BC12、BC13、BC21、BC22或BC23的电力的电流值控制为保持在电池单元的最大可允许电流，并且当充入相应的电池单元的电力接近满充电时，可将充入相应的电池单元的电力的电流值控制为保持在最大可允许电流或更小的电流。
参照图7B，在根据本公开的电池设备B的第五示例性实施例中，充电部分620可包括多个充电器621-1、621-2、621-3、622-1、622-2和622-3，其中，多个充电器621-1、621-2、621-3、622-1、622-2和622-3可以以无线方案从外部接收电力。多个充电器621-1、621-2、621-3、622-1、622-2和622-3可以与电池单元630的多个电池单元BC11、BC12、BC13、BC21、BC22和BC23中的每个电池单元一一对应，并且多个充电器621-1、621-2、621-3、622-1、622-2和622-3中的每个充电器可利用电力对相应的电池单元BC11、BC12、BC13、BC21、BC22或BC23充电。
多个充电器621-1、621-2、621-3、622-1、622-2和622-3中的每个充电器可包括电力接收线圈S11、S12、S13、S21、S22和S23以及充电控制单元L11、L12、L13、L21、L22和L23，电力接收线圈S11、S12、S13、S21、S22和S23能够以无线方案从外部接收电力，充电控制单元L11、L12、L13、L21、L22和L23利用从电力接收线圈S11、S12、S13、S21、S22和S23接收的电力对相应的电池单元BC11、BC12、BC13、BC21、BC22或BC23充电，并且在充电时控制电流值，其中，如果需要，则第1-1充电控制单元L11、第1-2充电控制单元L12、第1-3充电控制单元L13、第2-1充电控制单元L21、第2-2充电控制单元L22和第2-3充电控制单元L23中的每个充电控制单元可将充入相应的电池单元BC11、BC12、BC13、BC21、BC22或BC23的电力的电流值控制为保持在电池单元的最大可允许电流，并且当充入相应的电池单元的电力接近满充电时，可控制充入相应的电池单元的电力的电流值保持在最大可允许电流或更小的电流。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，每个电池单元分别利用电力来充电，从而可在解决诸如充电器过热、电路增大和使用昂贵元件的问题的同时以最大电流利用电力来对电池充电。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，可通过利用电力分别对每个电池单元充电来利用电力快速地对电池充电。
尽管以上示出并描述了示例性实施例，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离如由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可进行各种修改和改变。

Claims (20)

1.一种充电设备，包括：
供电装置，供应电力；
充电部分，具有至少两个充电器，所述至少两个充电器将从供电装置接收的电力充入彼此并联连接的至少两个电池单元，所述至少两个充电器中的每个充电器与所述至少两个电池单元中的每个电池单元一一对应，并且将电力充入所述至少两个电池单元中的相应的每个电池单元。
2.如权利要求1所述的充电设备，其中，供电装置以有线方案将电力供应给充电部分。
3.如权利要求2所述的充电设备，其中，所述至少两个充电器中的每个充电器从彼此独立的多个电源接收电力。
4.如权利要求2所述的充电设备，其中，所述至少两个充电器中的每个充电器彼此绝缘。
5.如权利要求1所述的充电设备，其中，供电装置以无线方案将电力发送到充电部分。
6.如权利要求5所述的充电设备，其中，供电装置包括：
电力转换器，提供预设的电力；
至少一个电力发送线圈，以无线方案发送来自电力转换器的电力。
7.如权利要求6所述的充电设备，其中，充电部分的所述至少两个充电器中的每个充电器包括：
电力接收线圈，以无线方案接收从所述至少一个电力发送线圈发送的电力；
充电控制器，从电力接收线圈接收电力，从而控制充入相应的电池单元的电力的电流值。
8.如权利要求6所述的充电设备，其中，供电装置包括第一数量的电力发送线圈，所述第一数量与充电器的电力接收线圈的数量相应。
9.一种电池设备，包括：
电池，具有彼此并联连接的至少两个电池单元；
充电部分，具有至少两个充电器，所述至少两个充电器将从外部供电装置接收的电力充入彼此并联连接的所述至少两个电池单元，所述至少两个充电器中的每个充电器与所述至少两个电池单元中的每个电池单元一一对应，并且将电力充入所述至少两个电池单元中的相应的每个电池单元。
10.如权利要求9所述的电池设备，其中，充电部分以有线方案接收电力。
11.如权利要求10所述的电池设备，其中，所述至少两个充电器中的每个充电器从彼此独立的多个电源接收电力。
12.如权利要求10所述的电池设备，其中，所述至少两个充电器中的每个充电器彼此绝缘。
13.如权利要求9所述的电池设备，其中，充电部分以无线方案接收电力。
14.如权利要求13所述的电池设备，其中，充电部分的所述至少两个充电器中的每个充电器包括：
电力接收线圈，接收以无线方案发送的电力；
充电控制器，从电力接收线圈接收电力，从而控制充入相应的电池单元的电力的电流值。
15.如权利要求9所述的电池设备，其中，所述电池包括多个电池组，电池组具有彼此串联连接的多个电池单元，并且利用来自相应的充电器的电力对每个电池单元充电，
所述多个电池组彼此并联连接。
16.一种构造为对具有至少两个电池单元的电池充电的充电设备，所述充电设备包括：充电部分，具有至少两个充电器，所述至少两个充电器将从外部供电装置接收的电力充入所述至少两个电池单元，所述至少两个充电器中的每个充电器与所述至少两个电池单元中的每个电池单元一一对应，并且将电力充入所述至少两个电池单元中的相应的每个电池单元。
17.如权利要求16所述的充电设备，其中，充电部分以有线方案接收电力。
18.如权利要求16所述的充电设备，其中，充电部分以无线方案接收电力。
19.如权利要求16所述的充电设备，其中，充电部分的所述至少两个充电器中的每个充电器包括：
电力接收线圈，接收以无线方案发送的电力；
充电控制器，从电力接收线圈接收电力，从而控制充入相应的电池单元的电力的电流值。
20.如权利要求16所述的充电设备，其中，所述至少两个充电器中的每个充电器彼此绝缘。
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