CN107546834A - 供电组件和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种为目标系统提供电能的供电组件和方法。所述供电组件包括：第一控制器，所述第一控制器被配置为接收外部信号或指令，并且根据所述外部信号或指令生成供电控制信号；以及第一选择开关，所述第一选择开关被配置为接收供电控制信号，并且根据所述供电控制信号变换至少一个储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以预定电压向所述目标系统输出电能；其中，所述至少一个储能模块通过第一选择开关与所述目标系统选择性连接，并且当需要以第一电压输出电能时，所述至少一个储能模块中的第一储能模块单独与所述目标系统连接。

Description

供电组件和方法
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种供电组件和方法。
背景技术
一般而言，各种交通工具、装置或者电子设备本身会配置有自带电源以给内部的各种组件提供电能。例如汽车内通常设置有蓄电池，常见的为铅酸蓄电池，其用于给汽车启动时提供必须的电能，另外给汽车上的其他电子器件，例如音响、空调、灯光、仪器仪表等设备提供低压直流电源。通常，在发动机启动后，发动机即可以给汽车电瓶进行充电，以保证汽车电瓶具有足够的电量。但是因为某些原因，例如车辆长时间闲置、离开车辆时忘记关钥匙开关、忘记关灯、车辆低压电气系统故障，导致汽车电瓶可能没有足够的电量以供汽车启动之用，或者汽车电瓶彻底失效。因此，一些汽车应急电源产品被用来在汽车电瓶无法启动汽车时提供应急启动。
然而，一般汽车蓄电池根据额定电压规格不同分为12V和24V，分别可以启动汽油发动机和柴油发动机。不同额定电压的蓄电池需要使用不同规格的充电电路，不然电压过大会使得蓄电池发热损坏，电压过小又不能有效地给蓄电池充电。现有的不同规格的蓄电池通常对应不同的应急电源，造成了资源的浪费，使用也非常不便。此外，在特殊情况下，交通工具、装置或者电子设备也不自带电源。
相应地，能够实现多电压输出的应急电源也需要充电，如何根据多电压输出应急电源中的储能模块储能状况进行自适应充电，也是急需解决的情况。
发明内容
本发明的至少一个目的在于提供一种供电组件和方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本发明涉及一种供电组件，能够向目标系统提供电能，所述供电组件包括：第一控制器，所述第一控制器被配置为接收外部信号或指令，并且根据所述外部信号或指令生成供电控制信号；以及第一选择开关，所述第一选择开关被配置为接收供电控制信号，并且根据所述供电控制信号变换至少一个储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以预定电压向所述目标系统输出电能；其中，所述至少一个储能模块通过第一选择开关与所述目标系统选择性连接，并且当需要以第一电压输出电能时，所述至少一个储能模块中的第一储能模块单独与所述目标系统连接。
在一些实施例中，当需要以特定的其他电压输出电能时，所述第一储能模块和所述至少一个储能模块中的特定的其他储能模块串联后与所述目标系统连接。
在一些实施例中，所述至少一个储能模块包括所述第一储能模块和第二储能模块，所述第一选择开关被配置为根据所述供电控制信号变换所述第一储能模块和第二储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以所述第一电压或第二电压向所述目标系统输出电能；其中，当需要以第一电压输出电能时，所述第一储能模块单独与所述目标系统连接，当需要以所述第二电压输出电能时，所述第一储能模块和所述第二储能模块串联后与所述目标系统连接。
在一些实施例中，所述至少一个储能模块包括所述第一储能模块、第二储能模块和第三储能模块，所述第一选择开关被配置为根据所述供电控制信号变换所述第一储能模块、第二储能模块及第三储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以所述第一电压、第二电压或第三电压向所述目标系统输出电能；其中，当需要以第一电压输出电能时，所述第一储能模块单独与所述目标系统连接，当需要以所述第二电压输出电能时，所述第一储能模块和所述第二储能模块串联后与所述目标系统连接；当需要以所述第三电压输出电能时，所述第一储能模块、所述第二储能模块和所述第三储能模块串联后与所述目标系统连接。
在一些实施例中，还包括指令输入电路，所述指令输入电路被配置为输出所述指令给所述第一控制器，使得所述第一控制器根据所述指令控制所述第一选择开关实现第一电压或第二电压输出。
在一些实施例中，还包括电压检测电路，所述电压检测电路用于检测所述目标系统的电压并输出电压检测信号，并且所述第一控制器根据所述电压检测信号识别所述目标系统的电压，控制所述第一选择开关实现第一电压或第二电压输出。
在一些实施例中，所述电压检测电路经分压电路输出所述电压检测信号。
在一些实施例中，还包括充电电路、第二控制器和第二选择开关，其中，所述第二控制器被配置为生成充电控制信号，用于控制所述第二选择开关选择连接的电路；第二选择开关，被配置为可选择地连接第一储能模块或第二储能模块，以及接收充电控制信号，并且根据所述充电控制信号变换所述充电电路与所述第一储能模块或所述第二储能模块之间的连接关系；以及所述充电电路被配置为通过所述第二选择开关与第一储能模块或第二储能模块选择性连接，给第一储能模块充电或者同时给第一储能模块和第二储能模块充电。
在一些实施例中，所述充电电路包括电压检测电路和升降压电路，并且可以连接到外接充电电源，以及当需要升压充电时给所述外接充电电源升压，当需要降压充电时给所述外接充电电源降压。
在一些实施例中，所述升降压电路包括电容、三极管、二极管和电感。
在一些实施例中，所述第一储能模块或第二储能模块由多个电容串联组成、或由多个电池串联组成。
在一些实施例中，所述电池为钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、三元材料锂离子电池、或铅酸电池。
在一些实施例中，所述电容包括超级电容、锂离子电容、混合电容、或法拉电容。
在一些实施例中，所述第一储能模块由4个3.7V/3.8V电池串联组成，所述第二储能模块由3个3.7V/3.8V电池串联组成。
在一些实施例中，所述第一储能模块由3个3.7V/3.8V电池串联组成，所述第二储能模块为3个3.7V/3.8V电池串联组成。
在一些实施例中，所述第一储能模块由4个3.2V电池串联组成，所述第二储能模块由4个3.2V电池串联组成。
在一些实施例中，所述第一储能模块由4个3.7V/3.8V电池串联组成，所述第二储能模块由4个3.7V/3.8V电池串联组成。
在一些实施例中，所述第一储能模块由5个或6个2.4V钛酸锂电池串联组成，所述第二储能模块由5个或6个2.4V钛酸锂电池串联组成。
在一些实施例中，所述第一储能模块由3-5个电容串联组成，所述第二储能模块由3-5个电容串联组成。
在一些实施例中，所述第一选择开关或第二选择开关通过手动方式、或者继电器、MOS管、或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)来实现。
在一些实施例中，所述供电组件为便携式供电组件。
在一些实施例中，所述目标系统包括汽车。
本发明还涉及一种使用前述供电组件向目标系统提供电能的方法，该方法执行以下步骤：向第一控制器提供外部的信号或指令；第一控制器根据所述信号或所述指令生成供电控制信号；第一选择开关根据所述供电控制信号变换第一储能模块和第二储能模块与所述目标系统之间的连接关系；当需要以第一电压输出电能时，所述第一储能模块单独与所述目标系统连接；当需要以第二电压输出电能时，所述第一储能模块和所述第二储能模块串联后与所述目标系统连接。
通过本发明提供的技术方案可以获得以下技术效果：一是能够自动检测目标系统的电压，自动控制选择开关从而以不同的输出电压输出电能；二是能够自动检测储能模块的电压，根据不同需要选择对接入充电电源升降压的问题；三是能够根据不同需要自动选择对需要充电的储能模块。
以上为本发明的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本发明范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。
附图说明
通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，将会更加充分地清楚理解本发明内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本发明内容的若干实施方式，因此不应认为是对本发明内容范围的限定。通过采用附图，本发明内容将会得到更加明确和详细地说明。
图1示出了本发明一个供电组件实施例示意图。
图2A-2C示出了本发明一个实施例的储能模块电路示意图。
图3示出了本发明一个实施例的带输入指令的供电组件示意图。
图4示出了图3中带输入指令的第一控制器的电路示意图。
图5示出了本发明一个实施例的带电压检测电路的供电组件示意图。
图6示出了本发明一个实施例的继电器为第一选择开关的供电组件示意图。
图7示出了本发明一个实施例的MOS管为第一选择开关的供电组件示意图。
图8示出了本发明另一个实施例的继电器为第一选择开关的供电组件示意图。
图9示出了本发明另一个实施例的MOS管为第一选择开关的供电组件示意图。
图10示出了本发明一个实施例的电压检测电路示意图。
图11示出了本发明另一个供电组件实施例示意图。
图12示出了本发明一个实施例的充电电路示意图。
图13A-13B示出了图12所示的VIN端、VOUT端的电路示意图、以及第二控制器的电路示意图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图。在附图中，类似的符号通常表示类似的组成部分，除非上下文另有说明。具体实施方式、附图和权利要求书中描述的示例性实施方式并非旨在限定。在不偏离本发明的主题的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，并且可以做出其他变化。可以理解，可以对本文中一般性描述的、在附图中图解说明的本发明内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合、设计，而所有这些都明确地构成本发明内容的一部分。
同时，应当明白，本文使用的措辞或者术语是为了说明的目的，不应被视作是限定性的。本文使用的“包括”和“包含”及其变形意在包含其后面所列举的项目及其等同以及额外的项目。本文中使用的“由...组成”及其变形意在仅包含其后面所列举的项目及其等同。除非另外规定或限定，术语“偶联”、“连接”、以及“联接”及其变形被在广泛意义上使用，且涵盖直接或间接的偶联、连接、联接以及耦合。
图1示出了本发明一个供电组件实施例的示意图。该供电组件包括第一储能模块(即图1中的电池组/电容组1，以下所称皆同)、第二储能模块(即图1中的电池组/电容组2，以下所称皆同)、第一选择开关和第一控制器(图1中未示出)。
在图1所示的实施例中，包括了两个储能模块，相应的，第一控制器(即图中的第一微控制器，以下所称皆同)，配置为接收外部信号或指令，并且根据外部信号或指令生成供电控制信号；所述第一选择开关，配置为可操作地连接第一储能模块或第二储能模块，以及接收供电控制信号，并且根据所述供电控制信号变换所述第一储能模块和所述第二储能模块与所述目标系统之间的连接关系，以第一电压或第二电压输出电能；所述第一储能模块、第二储能模块串联，通过第一选择开关与目标系统选择性连接；当需要以第一电压输出电能时，所述第一储能模块单独与所述目标系统连接，当以需要第二电压输出电能时，所述第一储能模块和所述第二储能模块串联后，与所述目标系统连接。
但是需要注意的是，本发明不限制所述储能模块只能有两个，也不限制输出电压只包括第一电压和第二电压。也就是说，根据本发明的技术方案，第一选择开关可根据供电控制信号变换至少一个储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以预定电压向所述目标系统输出电能；其中，所述至少一个储能模块通过第一选择开关与所述目标系统选择性连接，并且当需要以第一电压输出电能时，所述至少一个储能模块中的第一储能模块单独与所述目标系统连接。在一些实施例中，当需要以特定的其他电压输出电能时，所述第一储能模块和所述至少一个储能模块中的特定的其他储能模块串联后与所述目标系统连接。
具体而言，在一些实施例中，所述至少一个储能模块包括所述第一储能模块和第二储能模块，所述第一选择开关被配置为根据所述供电控制信号变换所述第一储能模块和第二储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以所述第一电压或第二电压向所述目标系统输出电能；其中，当需要以第一电压输出电能时，所述第一储能模块单独与所述目标系统连接，当需要以所述第二电压输出电能时，所述第一储能模块和所述第二储能模块串联后与所述目标系统连接。
作为替换的，在另一些实施例中，所述至少一个储能模块包括所述第一储能模块、第二储能模块和第三储能模块，所述第一选择开关被配置为根据所述供电控制信号变换所述第一储能模块、第二储能模块及第三储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以所述第一电压、第二电压或第三电压向所述目标系统输出电能；其中，当需要以第一电压输出电能时，所述第一储能模块单独与所述目标系统连接，当需要以所述第二电压输出电能时，所述第一储能模块和所述第二储能模块串联后与所述目标系统连接；当需要以所述第三电压输出电能时，所述第一储能模块、所述第二储能模块和所述第三储能模块串联后与所述目标系统连接。
综上所述，本发明中可以包括多个储能模块，并且根据所需要的输出电压来选择其中的一个或特定几个储能模块相串联以向目标系统输出电能。
以下，为了简便起见，将以两个储能模块，且第一电压和第二电压分别以12V和24V电压输出为例进行说明。如附图所示，自带电源的正极为KAR+，自带电源的负极为KAR-。当需要启动12V汽车发动机时，选择开关连接B1+与KAR+，当启动24V汽车发动机时，选择开关连接B2+与KAR+，第一储能模块的负极一直与自带电源的负极KAR-连接。选择开关可以是手动的也可以是由两个可控开关如继电器、MOS管、或IGBT等不同时导通来实现。
在实际应用中，该供电组件，可用于对各种车型的发动机进行应急启动，例如对汽车、摩托车、三轮车或其他机动车的发动机进行应急启动。故起充电电压包括但不限于12V或24V。
图2A-2C示出了本发明一个实施例的储能模块电路示意图。每个储能模块都由电池组或电容组组成。如图2A-2C所示，电池组由多个电池串联组成，电容组由多个电容串联组成。以输出12V或24V电压为例：可选择地，可由4串3.7V/3.8V电池组成储能模块1，3串3.7V/3.8V电池组成储能模块2；或者由3串3.7V/3.8V电池组成储能模块1，3串3.7V/3.8V电池组成储能模块2；或者由4串3.2V电池组成储能模块1，4串3.2V电池组成储能模块2；或者由4串3.7V/3.8V电池组成储能模块1，4串3.7V/3.8V电池组成储能模块2；或者由5串/6串2.4V钛酸锂电池组成储能模块1，5串/6串2.4V钛酸锂电池组成储能模块2；或者由3-5串电容组成储能模块1和3-5串电容组成储能模块2。以上电池与电池之间，或者电容与电容之间均为串联。
在实际应用中，3.7V/3.8V电池包括三元电池、钴酸锂电池，3.2V电池包括铁锂电池，电容包括超级电容，法拉电容，混合电容，锂离子(LIC)电容。其中，最常用3串3.7V的钴酸锂电池组成12V储能模块，或者用4串3.2V的铁锂电池组成12V储能模块。需要注意的是，实际使用中，12V电压是一个泛指，10.5V-14.4V都属于名义上的12V电压。一般而言，12V铅酸电池放电到10.5伏就基本没什么电量，再继续放下去会损伤电池寿命，而充电电压在14.4伏以上电池开始析出氢气和氧气，长时间析氢气和氧气会导致电池报废，但有时为提高充电速度，也可以短暂的把电压提高到16伏左右。在本发明当中，用锂电池组合而成的储能模块，其允许电压值范围在10.8V-16V。本发明的储能模块的最高电池电压值在16V附近，当发动机启动时，储能模块电压最高为16V，而此时自带电源会在14.4V以下，对以铅酸电池作为自带电源的不会产生伤害。
图3示出了本发明一个实施例的带输入指令的供电组件示意图。图3在图1的基础上增加了第一控制器和指令输入电路，由指令来控制实现12V与24V的电压输出。在实际应用中，最常规的输入指令就是按键。
图4则示出了图3中带输入指令的第一控制器的电路示意图。如图4所示，指令输入电路包括按键S1，上拉电阻R1。当按键S1没按下时，输出到第一控制器的信号为高电平；当按键S1按下时，输入到第一控制器的信号为低电平，第一控制器通过电平变化判断是否有按键按下，也就是说判断是否有指令输入，从而根据所述指令发出供电控制信号，控制第一选择开关变换所述第一储能模块和所述第二储能模块与所述自带电源之间的连接关系，以不同的输出电压输出电能。
图5示出了本发明一个实施例的带电压检测电路的供电组件示意图。如图5所示，图5在图1的基础上增加了第一控制器和自带电源电压检测电路，所述电压检测电路，用于检测所述自带电源的电压并输出电压检测信号。所述第一控制器，根据所述电压检测信号识别所述自带电源的电压，由此发出供电控制信号，控制第一选择开关变换所述第一储能模块和所述第二储能模块与所述自带电源之间的连接关系，以不同的输出电压输出电能。
图6示出了本发明一个实施例的继电器为第一选择开关的供电组件示意图。如图6所示，第一控制器(图6中未示出)配置为接收外部信号或指令，并且根据外部信号或指令生成供电控制信号。当需要输出第二电压时，供电控制信号控制K1闭合，以第二电压输出电能；当需要输出第一电压时，供电控制信号控制K2闭合，以第一电压输出电能。
图7示出了本发明一个实施例的MOS管为第一选择开关的供电组件示意图。如图7所示，第一控制器(图7中未示出)配置为接收外部信号或指令，并且根据外部信号或指令生成供电控制信号。当需要输出第二电压时，供电控制信号控制Q1导通，Q2导通，Q3截止，Q4截止，则以第二电压输出电能；当需要输出第一电压时，供电控制信号控制Q3导通，Q4导通，Q1截止，Q2截止，则以第一电压输出电能。
图8示出了本发明另一个实施例的继电器为第一选择开关的供电组件示意图。如图8所示，第一控制器(图8中未示出)配置为接收外部信号或指令，并且根据外部信号或指令生成供电控制信号。以输出12V或24V电压为例：当24V_ON/OFF为高电平时，K1闭合，以24V电压输出电能供24V发动机启动；当12V_ON/OFF为高电平时，K2闭合，以12V电压输出电能供12V发动机启动。
图9示出了本发明另一个实施例的MOS管为第一选择开关的供电组件示意图。如图9所示，第一控制器(图9中未示出)配置为接收外部信号或指令，并且根据外部信号或指令生成供电控制信号。以输出12V或24V电压为例：Q1，Q2，Q3，Q4为PMOS，Q5，Q6为NMOS。当24V_ON/OFF为高电平时，Q5导通，Q1导通，Q2导通；当24V_ON/OFF为低电平时，Q5截止，Q1截止，Q2截止。当12V_ON/OFF为高电平时，Q6导通，Q3导通，Q4导通；当12V_ON/OFF为低电平时，Q6截止，Q3截止，Q4截止。
图10示出了本发明一个实施例的电压检测电路示意图。如图10所示，电压检测电路包括电阻R1、电阻R2和电容C1，R1与R2构成分压。自带电源正端KAR+与电压检测电路的一端连接，用于检测所述自带电源的电压。电压检测电路通过VIN_SN输出电压检测信号，VIN_SN与第一控制器内部的ADC连接，第一控制器读取VIN_SN的电压来得到自带电源电压。
图11示出了本发明另一个供电组件实施例示意图。如图11所示，该供电组件有一充电电路、第二控制器和第二选择开关，其中第二控制器生成充电控制信号，用于控制所述第二选择开关选择连接的电路；第二选择开关配置为可操作地连接第一储能模块或第二储能模块，接收充电控制信号，并且根据所述充电控制信号变换所述充电电路与所述第一储能模块或所述第二储能模块之间的连接关系；所述充电电路，通过所述第二选择开关与第一储能模块或第二储能模块选择性连接，给第一储能模块、或者第一储能模块和第二储能模块充电。
图12示出了本发明一个实施例的充电电路示意图。如图12所示，充电电路包括电压检测电路和升降压电路，并且可以连接到外接充电电源，其中VIN是外接充电电源的正极，GND是接地端，而升降压电路包括电容C1、三极管Q1、二极管D1、电感L2、三级管Q2、和电容C3。R1，R13，C14构成电流检测电路。
第一储能模块、第二储能模块，以及VIN端、VOUT端分别配置有电压检测电路(图12未示出)，用于检测储能模块、以及充电电路输入和输出端的电压状况。VIN作为充电电路输入端，VOUT作为充电电路输出端，当电压检测电路检测到VIN端电压大于VOUT端电压时，则需要升降压电路对VIN端的高电压进行降压，才能给VOUT端的第一储能模块或第二储能模块充电。同理，当电压检测电路检测到VIN端的电压小于VOUT端电压时，则需要升降压电路对VIN端的低电压进行升压，才能给VOUT端的第一储能模块或第二储能模块充电。
脉冲宽度调制(PWM)发生器是实现升降压的关键。PWM发生器输出的PWM信号在一周期内中具有高电平以及低电平，高电平期间占周期的比例定义为占空比。当PWM信号为高电平期间时，开关管导通，二极管截止，此时升降压电路中的电感充电储能；当PWM信号为低电平时，开关管截止，二极管导通，此时电感释放能量。假设电感产生的感生电动势为VL，那么Vout＝Vin+VL。其中，VL与Vin以及占空比相关。PWM BUCK控制降压，占空比越高，降压比例越高；PWM BOOST控制升压，占空比越高，升压比例越高。因此，通过调整PWM BUCK信号和PWM_BOOST信号可以将VIN端的输入电压调整为适合储能模块充电的VOUT端电压。具体操作步骤如下：当需要降压充电时，第二控制器控制PWM BOOST的占空比为0，此时Q2一直不导通，同时调节PWM BUCK的占空比实现降压；当需要升压充电时，第二控制器控制PWM BUCK的占空比为0，此时Q1一直不导通，同时调节PWM BOOST的占空比实现升压。
第二选择开关配置为可操作地连接第一储能模块或第二储能模块，以及接收充电控制信号，并且根据所述充电控制信号变换充电电路与所述第一储能模块或所述第二储能模块之间的连接关系。当电压检测电路检测到第一储能模块需要充电时，第二控制器控制所述第二选择开关选择充电电路与第一储能模块单独连接；当电压检测电路检测到第二储能模块需要充电时，第二控制器控制所述第二选择开关选择充电电路与串联的第一储能模块和第二储能模块连接。在实际应用中，第二选择开关优先选择充电电路与第一储能模块单独连接，在第一储能模块充电完成后，再选择充电电路与串联后的第一储能模块和第二储能模块连接。
如上所述，虽然本发明中以两个储能模块为例进行了说明，但是实际应用中可以由两个以上的储能模块，相应地，此时充电电路也可以稍作调整以分别给两个以上的储能模块进行充电，这里就不再重复。
图13A-13B示出了图12所示中的VIN端、VOUT端的电压检测电路示意图、以及第二控制器的电路示意图。如图13A-13B所示，VIN端电压经过由电阻R13，电阻R12和电容C14组成的电压检测电路分压，第二控制器通过VIN_SN2端检测得到VIN端电压；VOUT端电压经过由电阻R1，电阻R2和电容C4组成的电压检测电路分压，第二控制器通过VIN_SN1检测得到VOUT端电压，也就是被充电的储能模块电压。第二控制器中的R1作为充电电流测试元件。
在一些实施例中，第一控制器和第二控制器为同一个控制器。
本发明还提供了一种为目标系统提供电能的方法，所述目标系统包括自带电源，其特征在于，所述方法包括：提供第一控制器，所述第一控制器被配置为接收外部的信号或指令，并且根据所述信号或所述指令生成供电控制信号；以及提供第一选择开关，所述第一选择开关被配置为接收供电控制信号，并且根据所述供电控制信号变换至少一个储能模块与所述自带电源之间的连接关系，选择以预定电压向所述目标系统输出电能。其中，所述至少一个储能模块通过第一选择开关与所述自带电源选择性连接，并且当需要以第一电压输出电能时，所述至少一个储能模块中的第一储能模块单独与所述自带电源连接。
本领域技术人员还应当理解，结合本发明公开的各个实施例所描述的各种示例性的方法步骤和单元均可以实现成电子硬件、软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件的可交换性，上文中各种示例性的步骤和单元均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，则取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。本领域技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为引起与本发明的范围的偏离。
本发明说明书中使用的“示例/示例性”表示用作例子、例证或说明。说明书中被描述为“示例性”的任何技术方案不应被解释为比其它技术方案更优选或更具优势。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了供电组件和电源装置的若干模块或子模块，但是这种划分仅仅是示例性的而非强制性的。实际上，根据本发明的实施例，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
本发明提供了对所公开的技术内容的以上描述，以使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域技术人员而言，对这些技术内容的很多修改和变形都是显而易见的，并且本发明所定义的总体原理也可以在不脱离本发明的精神或范围的基础上适用于其它实施例。因此，本发明并不限于上文所示的具体实施例，而是应与符合本发明公开的发明构思的最广范围相一致。
那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在本发明的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (23)

1.一种为目标系统提供电能的供电组件，其特征在于，所述供电组件包括：
第一控制器，所述第一控制器被配置为接收外部的信号或指令，并且根据所述信号或所述指令生成供电控制信号；以及
第一选择开关，所述第一选择开关被配置为接收供电控制信号，并且根据所述供电控制信号变换至少一个储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以预定电压向所述目标系统输出电能；
其中，所述至少一个储能模块通过第一选择开关与所述目标系统选择性连接，并且当需要以第一电压输出电能时，所述至少一个储能模块中的第一储能模块单独与所述目标系统连接。
2.根据权利要求1所述的供电组件，其特征在于，当需要以特定的其他电压输出电能时，所述第一储能模块和所述至少一个储能模块中的特定的其他储能模块串联后与所述目标系统连接。
3.根据权利要求1所述的供电组件，其特征在于，所述至少一个储能模块包括所述第一储能模块和第二储能模块，所述第一选择开关被配置为根据所述供电控制信号变换所述第一储能模块和第二储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以所述第一电压或第二电压向所述目标系统输出电能；其中，当需要以第一电压输出电能时，所述第一储能模块单独与所述目标系统连接，当需要以所述第二电压输出电能时，所述第一储能模块和所述第二储能模块串联后与所述目标系统连接。
4.根据权利要求1所述的供电组件，其特征在于，所述至少一个储能模块包括所述第一储能模块、第二储能模块和第三储能模块，所述第一选择开关被配置为根据所述供电控制信号变换所述第一储能模块、第二储能模块及第三储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以所述第一电压、第二电压或第三电压向所述目标系统输出电能；其中，当需要以第一电压输出电能时，所述第一储能模块单独与所述目标系统连接，当需要以所述第二电压输出电能时，所述第一储能模块和所述第二储能模块串联后与所述目标系统连接；当需要以所述第三电压输出电能时，所述第一储能模块、所述第二储能模块和所述第三储能模块串联后与所述目标系统连接。
5.根据权利要求3所述的供电组件，其特征在于，还包括指令输入电路，所述指令输入电路被配置为输出所述指令给所述第一控制器，使得所述第一控制器根据所述指令控制所述第一选择开关实现第一电压或第二电压输出。
6.根据权利要求3所述的供电组件，其特征在于，还包括电压检测电路，所述电压检测电路用于检测所述目标系统的电压并输出电压检测信号，并且所述第一控制器根据所述电压检测信号识别所述目标系统的电压，控制所述第一选择开关实现第一电压或第二电压输出。
7.根据权利要求6所述的供电组件，其特征在于，所述电压检测电路经分压电路输出所述电压检测信号。
8.根据权利要求3所述的供电组件，其特征在于，还包括：
充电电路、第二控制器和第二选择开关，其中，
所述第二控制器被配置为生成充电控制信号，用于控制所述第二选择开关选择连接的电路；
第二选择开关，被配置为可选择地连接第一储能模块或第二储能模块，以及接收充电控制信号，并且根据所述充电控制信号变换所述充电电路与所述第一储能模块或所述第二储能模块之间的连接关系；以及
所述充电电路被配置为通过所述第二选择开关与第一储能模块或第二储能模块选择性连接，给第一储能模块充电或者同时给第一储能模块和第二储能模块充电。
9.根据权利要求8所述的供电组件，其特征在于，
所述充电电路包括电压检测电路和升降压电路，并且可以连接到外接充电电源，
所述电压检测电路用于检测所述检测第一储能模块、第二储能模块、充电电路输入端或充电电路输出端的电压，以及
当需要升压充电时所述升降压电路给所述外接充电电源升压，当需要降压充电时所述升降压电路给所述外接充电电源降压。
10.根据权利要求9所述的供电组件，其特征在于，所述升降压电路包括电容、MOS管、二极管和电感。
11.根据权利要求3-10中任一项所述的供电组件，其特征在于，所述第一储能模块或第二储能模块由多个电容串联组成、或由多个电池串联组成。
12.根据权利要求11所述的供电组件，其特征在于，所述电池为钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、三元材料锂离子电池、或铅酸电池。
13.根据权利要求11所述的供电组件，其特征在于，所述电容包括超级电容、锂离子电容、混合电容、或法拉电容。
14.根据权利要求11所述的供电组件，其特征在于，所述第一储能模块由4个3.7V/3.8V电池串联组成，所述第二储能模块由3个3.7V/3.8V电池串联组成。
15.根据权利要求11所述的供电组件，其特征在于，所述第一储能模块由3个3.7V/3.8V电池串联组成，所述第二储能模块为3个3.7V/3.8V电池串联组成。
16.根据权利要求11所述的供电组件，其特征在于，所述第一储能模块由4个3.2V电池串联组成，所述第二储能模块由4个3.2V电池串联组成。
17.根据权利要求11所述的供电组件，其特征在于，所述第一储能模块由4个3.7V/3.8V电池串联组成，所述第二储能模块由4个3.7V/3.8V电池串联组成。
18.根据权利要求11所述的供电组件，其特征在于，所述第一储能模块由5个或6个2.4V钛酸锂电池串联组成，所述第二储能模块由5个或6个2.4V钛酸锂电池串联组成。
19.根据权利要求11所述的供电组件，其特征在于，所述第一储能模块由3-5个电容串联组成，所述第二储能模块由3-5个电容串联组成。
20.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一选择开关或第二选择开关通过手动方式、或者继电器、MOS管、或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)来实现。
21.如权利要求1-10以及12-20中任一项所述的供电组件，其特征在于，所述供电组件为便携式供电组件。
22.如权利要求1-10以及12-20中任一项所述的供电组件，其特征在于，所述目标系统包括汽车。
23.一种为目标系统提供电能的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供第一控制器，所述第一控制器被配置为接收外部的信号或指令，并且根据所述信号或所述指令生成供电控制信号；以及
提供第一选择开关，所述第一选择开关被配置为接收供电控制信号，并且根据所述供电控制信号变换至少一个储能模块与所述目标系统之间的连接关系，选择以预定电压向所述目标系统输出电能；
其中，所述至少一个储能模块通过第一选择开关与所述目标系统选择性连接，并且当需要以第一电压输出电能时，所述至少一个储能模块中的第一储能模块单独与所述目标系统连接。
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