CN104300644A - 一种多回路充电方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多回路充电方法及系统，该充电方法是将多个充电单体以前后序列排序后，再将每一充电单体的正极输出电路和负极输出电路依充电单体的顺序排列成一排序接点，接着将各排序的正极电路与负极电路输出端经由排序接点电性连结，排序接点在每一个接点位置由一讯号缆线导通一检测回路，检测回路连接交流电源并操作交流电源的工作状态。该充电系统包括充电本体、检测回路和交流电源。该充电系统还可包括充电本体、检测回路、交流电源和分程串联电池组。本发明的充电方法构思巧妙、合理，充放电均衡、稳定且效率高，能避免过充的潜在问题，能有效提高充电电池使用寿命；本发明的充电系统结构设计简单、合理，充放电均衡且稳定，适于推广与应用。

Description

一种多回路充电方法及系统
 
技术领域
本发明涉及电池充放电技术领域，尤其涉及一种多回路充电方法及系统。
 
背景技术
可充放电池，从早期的铅酸电池承担充放电的工作由来已久，新进由于各种元素的开发，有多种金属元素的应用，如锂、锗、铬、铝等化合金属的多种元素利用，大幅提升其蓄放电能量，又依据现有元素所构成的单芯电池，其输出电压有限，各种电芯之工作电压为在2~3.7伏特之间，为了增加电池组的工作能量，则将多数的单电芯，以串联方式组合，提升输出电压，如图4所示的多芯电池组1，是由多数的充放电池10串接组合，所设单颗的充放电池10为3.7伏特的工作电压，四颗串接后可达14.8伏特的电力输出，而其充电时必须使用一输出电压较高为16V的充电主机11，经交流电源100电压转换电能之后，对多芯电池组1构成充电回路，电流路径前后串通内部所串设的每一充放电池10作同步充电，系统中经由一侦测单元12可感应多芯电池组1正负二极的电力状态，充满之后侦测单元12会指示充电主机11停止充电。
然习用多数的充放电池10组成一多芯电池组1，由于每一充放电池10生产时，其元素组成，不可能绝对等量或等质，此为充放电池10先天性的存在问题，则是充电过程中，每一充放电池10会因元素的成份及组成量不同，而各有不同的工作反应，充电时，多芯电池组1经由一充电主机11以较高于整体的16 伏特电压充电，过程中虽然充电能量会因串接而平分在每一充放电池10，但因每一充放电池10的组成元素及量的不均，蓄电效率也会不同，因此每一充放电池10所发生的电性反应也不同，使在串行的充放电池10之中，部份可获得较高电压，而造成充电电流不平衡，则部份的充放电池10蓄电效率相对降低或无法快速蓄纳电力，其充电满足的时程要拉长，使充电回路造成失衡状态，另先充满电能的充放电池10，因等待其它未充足的充放电池10，最后的结果，先充满的充放电池10即造成过充损坏，因此习用的多电芯串联电池组1在充电过程中，常见有失衡以及过充的现象，该现象影响了多电芯串联电池组1总体使用的寿命，以及充电效率缓慢。
 
发明内容
本发明是为了解决现有的传统多芯串连电池组先天性潜在电量不平衡及过充，充电效率缓慢，使用寿命短等问题而提出一种构思巧妙、合理，充放电均衡、稳定且效率高，能避免过充的潜在问题，能有效提高充电电池使用寿命的多回路充电方法及系统。
本发明的技术方案如下：
上述的多回路充电方法，其是将多个充电单体以前后序列串联排序后， 再将每一充电单体的正极输出端和负极输出端依充电单体的顺序排列成一排序接点，接着将各排序的正极电路与负极电路输出端经由排序接点电性连结，并经由一连接器对串联而成的电芯组中各个充电单体分别独立充电，排序接点在每一个接点位置由一讯号缆线导通一检测回路，检测回路连接充电状态监控电路板用以控制充电电源的工作状态。
所述多回路充电方法，其中：整个所述串联而成的电芯组的头尾两端采用独立联接电力导线，即除了排序前后两头尾端的正极端与负极端之外，排序之中各相邻充电单体回路的正极端与另一个充电单体回路的负极端为共线串联。
一种多回路充电系统，其中：所述充电系统包括充电本体、检测回路和交流电源；所述充电本体是由多个充电单体以前后序列排序后串联组成；每个所述充电单体包括正极输出端和负极输出端；所述正极输出端和负极输出端按前后顺序排列成一排序接点；所述排序接点具有至少三个，其中一个所述排序接点与排在第一个的所述充电单体的负极输出端连接；另一个所述排序接点与排在第一个的所述充电单体的正极输出端连接且还与排在第二的所述充电单体的负极输出端连接；余下的一个所述排序接点与排在第二的所述充电单体的正极输出电路连接，依此顺序类推，所述排序接点相邻二点可形成多个充电回路，以实现对各个单个电池独立充电；所述检测回路一端通过讯号缆线分别连接对应的所述排序接点，另一端与所述检测回路中的充电状态监控电路板连接。
所述多回路充电系统，其中：所述各个充电单体排序接点所输出的电量，可或不需设为均等。
一种多回路充电系统，其中：所述充电系统包括充电本体、检测回路、交流电源和分程串联电池组；所述充电本体由多个充电单体以前后序列排序后串联组成；每个所述充电单体包括正极输出端和负极输出端；所述正极输出端和负极输出端按前后顺序排列成一排序接点；所述分程串联电池组是由多个充放电池单体以前后序列排序后串联组成；所述充放电池单体的正极和负极按照前后顺序排列串连成会合排；排在第一的所述排序节点与排在第一的所述充电单体的负极输出端连接；排在第二的所述排序节点与排在第一的所述充电单体的正极输出端及排在第二的所述充电单体的负极输出端连接，以此列推，充电时每一回路对应所述分程串联电池组的每一充放电池单体的前后极向位置；排在第一的所述排序节点通过电力导线与排在第一的所述充放电池单体的负极连接，排在第二的所述排序接点通过电力导线连接于排在第二的所述充放电池单体与排在第一的所述充放电池单体之间的串接点，排在第三的所述排序接点通过电力导线连接于排在第二的所述充放电池单体与排在第一的所述充放电池单体之间的串接点；排在第一和第二的所述排序接点分别采用电力导线彼此连结，使排在第一的所述充放电池单体形成一充电回路，排在第二的所述排序接点与排在第三的所述排序接点分别通过各自对应的电力导线与排在第二的所述充放电池单体形成另一回路，依序类推，每一所述充放电池单体均可由所述排序接点输送过来的独立充电回路进行独立充电；所述检测回路一端通过讯号缆线分别连接对应的所述排序接点，另一端与所述检测回路中的充电状态监控电路板连接；所述检测回路将充电过程中各所述电力导线的电压变化状态传到所述充电状态监控电路板，以达控制充电电源开闭；所述充电状态监控电路板侦测串联而成的所述分程串联电池组中各个所述充放电池单体的电压，当每个所述充放电池单体皆达满电之电压时，会切断对电池单体整个充电电源。
所述多回路充电系统，其中：每一所述充放电池单体的串接点分别由电力导线向外连接到所述会合排的位置，所述电力导线的数量为充放电池单体的串联数加1。
所述多回路充电系统，其中：所述会合排可直接使用多接点电力连接器。
有益效果：
本发明多回路充电方法由于系对电池串联组中各个电芯独立充电，因此不会受到整个电池串联组之串联后总电压影响，充电器只提供给每个电芯的最大充电电压及电流，因此不会因平衡问题而让电芯产生过充的现象，也因系对电芯各个单独充电，也因此充电过程中不受整串联电池组中不同电芯的特性影响。各个电芯皆会在达到充电器的最大充电电压时停止充电，因此、没有因串联而有平衡的问题发生，各个电芯皆可达到充饱电的状况，可减少因充电不平衡的发生而产生的充不饱电及过充现象。
本发明多回路充电系统在提供充电过程中，可供电组体中的任一单一电池，可分别独立充电之充电系统，包含有一多回路充电系统，该多回路充电系统为由多数充电单体序列组合而成，排序的充电单体分别导出所属的正极电路与负极电路，其输出端，汇整成一排序接点，在排序接点的排列之中，为正、负极电路共点导通，并依所属的充电单体所指向路径，分别形成独立充电回路，提供单一电池在总体充电过程中为独立充电，分程电池组出力时为总体输出之分程，充电过程中，每一充放电池单体可确实安定充满，避免失衡，及避免过充的潜在问题。
 
附图说明
图1为本发明多回路充电方法的原理图；
图2为本发明实施例1的多回路充电系统的结构示意图；
图3为本发明实施例2的多回路充电系统的结构示意图；
图4为传统的充电系统的结构示意图；
图5为传统充电器充电原理图。 
 
具体实施方式
如图1所示，本发明多回路充电方法，其是将多个充电单体以前后序列排序后， 再将每一充电单体的正极输出电路和负极输出电路依充电单体的顺序排列成一排序接点，接着将各排序的正极电路与负极电路输出端经由排序接点电性连结，并经由一连接器对串联而成的电芯组中各个充电单体分别独立充电，排序接点在每一个接点位置由一讯号缆线导通一检测回路，检测回路连接交流电源并操作交流电源的工作状态。
其中，整个串联而成的电芯组除了排序前后两头尾端（头尾两端是独立联接电力导线）的正极端与负极端之外，排序之中各相邻充电单体回路的正极端与另一个充电单体回路的负极端为共线串联。
本发明多回路充电系统，是基于上述的本发明多回路充电方法而来，以下结合具体实施例对本发明多回路充电系统进行详细阐述。
实施例1
如图2所示，本发明实施例1多回路充电系统，其包括充电本体1a、检测回路2a和交流电源3a。
该充电本体1a是由多个充电单体10a以前后序列排序后串聯连接组成；其中，每个充电单体10a包括正极输出电路101a和负极输出电路102a，该正极输出电路101a和负极输出电路102a按前后顺序排列成一排序接点12a；该排序接点12a包括第一排序接点121a、第二排序接点122a和第三排序接点123a；该第一排序接点121a与第一充电单体111a的负极输出电路102a连接，该第二排序接点122a与第一个充电单体111a的正极输出电路101a，同时，该第二排序接点122a还与第二充电单体112a的负极输出电路102a连接，该第三排序接点123a与第二充电单体112a的正极输出电路101a连接，依此顺序类推为一逻辑的排序，排序接点12a的第一排序接点121a、第二排序接点122a和第三排序接点123a相邻二点，可形成多数充电回路取出，多数的回路则可提供对多数的每颗单一电池独立充电。
该检测回路2a一端通过讯号缆线21a分别连接对应的排序接点12a，另一端与交流电源3a连接。 
其中，排序接点12a所输出的电量，在每一回路可从每一充电单体10a设定为均等，若作用于充电的独立电池单体，其工作电压为3.7V伏特，则排序接点12a每一回路的输出为均等的3.7伏特，则第一排序接点121a与第二排序接点122a输出的回路电压为3.7伏特，第二排序接点122a与第三排序接点123a输出电压相等为3.7伏特，因此系统的每一回路输出电压为均等。
实施例2
如图3图所示，本发明实施例2多回路充电系统，其包括充电本体1b、检测回路2b、交流电源3b和分程串联电池组4b。
该充电本体1b由多个充电单体10b以前后序列排序后串联组成；每一充电单体10b包括正极输出电路101b和负极输出电路102b；该正极输出电路101b和负极输出电路102b按前后顺序排列成一排序接点12b；该排序接点12b包括第一排序接点121b、第二排序接点122b和第三排序接点123b。
该分程串联电池组4b是由多个充放电池单体40b以前后序列排序后串联组成；该多个充放电池单体40b的正极和负极按照前后顺序排列形成会合排。
其中，排在第一的排序接点121b连接排在第一的充电单体111b的负极输出电路101b；排在第二的排序接点121b分别与排在第一的充电单体111b的正极输出电路102b和排在第二的充电单体112b的负极输出电路101b连接，以此列推，充电时每一回路对应分程串联电池组4b的每一充放电池单体40b的前后极向位置；排在第一的排序接点121b通过电力导线41b与排在第一的充放电池单体401b的负极连接，排在第二的排序接点122b通过电力导线41b连接于排在第二的充放电池单体402b与排在第一的充放电池单体401b之间的串接点400b，该排在第三的排序接点123b通过电力导线41b与排在第二的充放电池单体402b右端的串接点400b连接，同时，排在第一的排序接点121b、排在第二的排序接点122b分别采用电力导线41b彼此连结，而使排在第一的充放电池单体401b形成一充电回路，排在第二的排序接点122b与排在第三的排序接点123b分别通过各自对应的电力导线41b与排在第二的充放电池单体402b形成另一回路；排在第一的充放电池单体401b与排在第二的充放电池单体402b之间的串接点400b连接排在第二的排序接点122b，依序类推，每一充放电池单体40b都可得到由排序接点12b所输送过来的独立充电回路对每一充放电池单体40b进行独立充电。解决了每一充放电池单体40b组成的元素应质或量的不同，而有不同的电性反应所发生不平衡及过充问题，以及应每一充电回路的电压为均等，所以不会对充电反应速率较快的充放电池单体40b造成过充，也不会造成充电不足，构成的充电回路系统，可针对每一充放电池单体40b作独立的充电。
其中，所设的充放电池单体40b，是在每一充放电池单体40b的串接点400b，分别由电力导线41b向外连接到会合排42b的位置，除了前后的电力导线41b分别结合在会合排42b的第一端点421b与第二端点422b之外，排序内部的每一电力导线41b，为连接在前后充放电池单体40b互相导接的串接点400b；会合排42b也可直接使用多接点电力连接器，该电力导线41b的数量为充放电池单体40b的串联数加1；该分程串联电池组4b充电过程中，可采用独立回路对串连组成的每一充放电池单体40b分别进行充电。
该检测回路2b一端通过讯号缆线21b分别连接对应的排序接点12b，另一端与交流电源3b连接；其中，该检测回路2b将充电过程中各电力导线41b的电压变化状态传到检测回路2b中的充电状态监控电路板，以达控制充电电源开闭之功能；检测回路2b中的充电状态监控电路板侦测串联而成的分程串联电池组4b中各个充放电池单体40b的电压，当每个充放电池单体40b皆达满电之电压时，会切断对电池单体整个充电电源。
本发明多回路充电方法构思巧妙、合理，不会受到整个电池串联组之串联后总电压影响，不会因平衡问题而让电芯产生过充的现象，充电过程中不受整串电池组不同电芯的特性影响；各个电芯皆会在达到充电器的最大充电电压时停止充电，因此、没有因串联而有平衡的问题发生，各个电芯皆可达到充饱电的状况，可减少因充电不平衡的发生而产生的充不饱电及过充现象。
本发明多回路充电系统可形成多回路相等电压的充电供应，提供由多数充放电池单体组成的分程串联电池组之中，每一充放电池单体受到单独的独立回路充电，避免了充电过程中部份充放电池单体的电压失衡，以及部份充放电池单体过充的现象，适于推广与应用。

Claims (7)

1.一种多回路充电方法，其特征在于，其是将多个充电单体以前后序列串联排序后， 再将每一充电单体的正极输出端和负极输出端依充电单体的顺序排列成一排序接点，接着将各排序的正极电路与负极电路输出端经由排序接点电性连结，并经由一连接器对串联而成的电芯组中各个充电单体分别独立充电，排序接点在每一个接点位置由一讯号缆线导通一检测回路，检测回路连接充电状态监控电路板用以控制充电电源的工作状态。
2.如权利要求1所述的多回路充电方法，其特征在于：整个所述串联而成的电芯组的头尾两端采用独立联接电力导线，即除了排序前后两头尾端的正极端与负极端之外，排序之中各相邻充电单体回路的正极端与另一个充电单体回路的负极端为共线串联。
3.一种基于权利要求1所述的多回路充电方法的多回路充电系统，其特征在于：所述充电系统包括充电本体、检测回路和交流电源；
所述充电本体是由多个充电单体以前后序列排序后串联组成；
每个所述充电单体包括正极输出端和负极输出端；所述正极输出端和负极输出端按前后顺序排列成一排序接点；
所述排序接点具有至少三个，其中一个所述排序接点与排在第一个的所述充电单体的负极输出端连接；另一个所述排序接点与排在第一个的所述充电单体的正极输出端连接且还与排在第二的所述充电单体的负极输出端连接；余下的一个所述排序接点与排在第二的所述充电单体的正极输出电路连接，依此顺序类推，所述排序接点相邻二点可形成多个充电回路，以实现对各个单个电池独立充电；
所述检测回路一端通过讯号缆线分别连接对应的所述排序接点，另一端与所述检测回路中的充电状态监控电路板连接。
4.如权利要求3所述的多回路充电系统，其特征在于：所述各个充电单体排序接点所输出的电量，可或不需设为均等。
5.一种多回路充电系统，其特征在于：所述充电系统包括充电本体、检测回路、交流电源和分程串联电池组；
所述充电本体由多个充电单体以前后序列排序后串联组成；每个所述充电单体包括正极输出端和负极输出端；所述正极输出端和负极输出端按前后顺序排列成一排序接点；
所述分程串联电池组是由多个充放电池单体以前后序列排序后串联组成；所述充放电池单体的正极和负极按照前后顺序排列串连成会合排；
排在第一的所述排序节点与排在第一的所述充电单体的负极输出端连接；排在第二的所述排序节点与排在第一的所述充电单体的正极输出端及排在第二的所述充电单体的负极输出端连接，以此列推，充电时每一回路对应所述分程串联电池组的每一充放电池单体的前后极向位置；排在第一的所述排序节点通过电力导线与排在第一的所述充放电池单体的负极连接，排在第二的所述排序接点通过电力导线连接于排在第二的所述充放电池单体与排在第一的所述充放电池单体之间的串接点，排在第三的所述排序接点通过电力导线连接于排在第二的所述充放电池单体与排在第一的所述充放电池单体之间的串接点；排在第一和第二的所述排序接点分别采用电力导线彼此连结，使排在第一的所述充放电池单体形成一充电回路，排在第二的所述排序接点与排在第三的所述排序接点分别通过各自对应的电力导线与排在第二的所述充放电池单体形成另一回路，依序类推，每一所述充放电池单体均可由所述排序接点输送过来的独立充电回路进行独立充电；
所述检测回路一端通过讯号缆线分别连接对应的所述排序接点，另一端与所述检测回路中的充电状态监控电路板连接；所述检测回路将充电过程中各所述电力导线的电压变化状态传到所述充电状态监控电路板，以达控制充电电源开闭；所述充电状态监控电路板侦测串联而成的所述分程串联电池组中各个所述充放电池单体的电压，当每个所述充放电池单体皆达满电之电压时，会切断对电池单体整个充电电源。
6.如权利要求5所述的多回路充电系统，其特征在于：每一所述充放电池单体的串接点分别由电力导线向外连接到所述会合排的位置，所述电力导线的数量为充放电池单体的串联数加1。
7.如权利要求5所述的多回路充电系统，其特征在于：所述会合排可直接使用多接点电力连接器。
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