CN111786432A - 多极分组充电模块、充电系统及多极分组充电系统 - Google Patents

多极分组充电模块、充电系统及多极分组充电系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多极分组充电模块、充电系统及多极分组充电系统。多极分组充电模块包括充电电池、分压芯片及充电接口，充电电池包括依次串联的多个子电池模块，每个子电池模块分别引出一个正极耳，并引出一个公共负极，分压芯片的多个输出接口分别连接多个子电池模块的正极耳，分压芯片的输入接口及公共负极分别引至充电接口用于连接电源。本发明通过分压芯片将电源输出的高电压控制分为多路低压通道连接每个子电池模块进行多极分组充电，在电压一定的情况下，每个子电池模块所承受的电压更小，多路同时低压充电，再通过提高电流的方式便实现了快速充电，且发热量更少，保证了电池的耐用性和安全性，可有效减少充电过程中的安全隐患。

Description

多极分组充电模块、充电系统及多极分组充电系统
技术领域
本发明涉及电池充电技术领域，特别是一种多极分组充电模块、充电系统及多极分组充电系统。
背景技术
目前，锂电池广泛应用于各类电子设备中，随着技术的发展和进步，尤其是电子产品的智能化，导致电子产品耗电量急速上升，人们对电池充电速度的要求越来越高，为用户提供更快的充电速度成为了亟需解决的问题，因此电池快充技术越来越多的被电子产品使用和青睐。
现有技术中，一般采用电流不变、提升电压，或电压不变、提高电流的方式来加快电池的充电速度，实现快充。通过提升电压的方式充电，高电压会产生更多的热量，充电器及电子产品会发热，加速电池老化，对电池损害较大，同时，电池高温也会带来一定的安全隐患；通过提升电流的方式充电，相比高电压充电方式发热较低，对电池损害较小，安全性相对较高，因此被更多的使用，但在原有高压下，电流也不能提高太多，也会存在一定程度的发热，仍然存在安全隐患。
发明内容
本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种多路同时低压充电，并可通过提高电流的方式实现快速充电，发热量更少，可保证电池的耐用性和安全性，有效减少充电过程中的安全隐患的多级分组充电模块、充电系统及多级分组充电系统。
本发明采用如下技术方案：
多极分组充电模块，包括有充电电池、分压芯片及充电接口，所述充电电池包括依次串联的多个子电池模块，每个子电池模块分别引出一个正极耳，并引出一个公共负极，分压芯片的多个输出接口分别连接多个子电池模块的正极耳，分压芯片的输入接口及公共负极分别引至充电接口用于连接电源。
进一步地，所述充电电池还引出有用于供电的公共正极。
进一步地，所述电池多极分组充电系统还包括有电池管理系统及控制器，电池管理系统可通信连接控制器，用于管理控制充电电池的充、放电状态。
进一步地，所述电池多极分组充电系统还包括有电压检测模块，可通信连接电池管理系统，用于检测各子电池模块的充电电压。
进一步地，所述电池多极分组充电系统还包括有电流检测模块，可通信连接电池管理系统，用于检测各子电池模块的充电电流。
进一步地，所述电池多极分组充电系统还包括有电池温度采集模块，可通信连接电池管理系统，用于采集各子电池模块的实时温度。
进一步地，所述充电电池的多个正极耳及公共负极均设置于充电电池边缘。
一种充电系统，包括有上述的多极分组充电模块及充电器，充电器包括充电头及充电线，充电线形成有与所述充电接口配合插接的充电接头。
多极分组充电系统，包括有充电电池、分压芯片、充电接口及充电器，所述充电电池包括依次串联的多个子电池模块，每个子电池模块分别引出一个正极耳，并引出一个公共负极，多个子电池模块的正极耳及公共负极分别引至充电接口，所述分压芯片设置于充电器内，分压芯片的输入端连接充电器的电源输出端正极，分压芯片的多个输出接口及充电器的电源输出端负极分别引至充电器的充电接头，充电接头与充电接口对应插接，可使分压芯片的多个输出接口与多个子电池模块的正极耳对应连接、电源输出端负极与充电电池的公共负极对应连接。
进一步地，所述充电接口形成多通道结构，所述充电接头形成有多个插接头，多个子电池模块的正极耳之间绝缘设置并分别对应电连接一通道，分压芯片的多个输出接口分别对应电连接一插接头。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的充电电池设置为依次串联的多个子电池模块，并分别引出一正极耳，通过分压芯片将电源输出的高电压控制分为多路低压通道连接每个子电池模块进行多极分组充电，在电压一定的情况下，每个子电池模块所承受的电压更小，多路同时低压充电，再通过提高电流的方式便实现了快速充电，且发热量更少，保证了电池的耐用性和安全性，可有效减少充电过程中的安全隐患。
附图说明
图1是本发明实施例1的充电系统的电气连接结构示意图；
图2是本发明实施例1的多极分组充电模块的部分结构框图；
图3是本发明实施例2的多极分组充电系统的电气连接结构示意图。
图中：1.充电电池，11.正极耳，12.公共负极，2.分压芯片，3.充电接口，4. 电池管理系统，5.控制器，6.电压检测模块，7.电流检测模块，8.电池温度采集模块，9.充电器，91.充电接头。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
实施例1
参照图1和图2，本发明的多极分组充电模块，包括有充电电池1、分压芯片 2及充电接口3，充电电池1包括依次串联的七个子电池模块，每个子电池模块分别引出一个正极耳11，并引出一个公共负极12及用于供电的公共正极。充电电池 1的七个正极耳11及公共负极12均设置于充电电池1边缘。分压芯片2具有七个输出接口分别连接七个子电池模块的正极耳11，分压芯片2的输入接口及公共负极12分别引至充电接口3用于连接电源。
多极分组充电模块还包括有电池管理系统4、控制器5、电压检测模块6、电流检测模块7及电池温度采集模块8，电池管理系统4可通信连接控制器5，电压检测模块6、电流检测模块7及电池温度采集模块8可通信连接电池管理系统4，电池管理系统4用于检测各子电池模块的充电电压、充电电流及实时温度等信息发送至控制器5，并根据控制器5发出的指令管理控制充电电池1的充、放电状态。其中，电池管理系统4、控制器5、电压检测模块6、电流检测模块7及电池温度采集模块8均采用现有技术，具体采用何种类型及型号可根据实际应用进行选择，均不影响本发明的实施。
一种充电系统，包括有上述的多极分组充电模块及充电器9，充电器9包括充电头及充电线，充电线形成有与所述充电接口3配合插接的充电接头91。
参照图1和图2，本实施例的充电系统应用于智能手机，控制器5应用手机自身的控制器，分压芯片2采用5V/2A，充电时，将充电器9充电头连接市电电源，充电接头91连接智能手机的充电接口3，充电器将220V市电转换为5V电压为分压芯片供电，分压芯片将5V电压等分为七路分别输入七个子电池模块为充电电池充电，每路子电池模块的充电电压为0.72V左右，充电电流为2A。实现多路同时低压充电，通过将充电电流提升为2A，实现了快速充电。
实施例2
参照图3，多极分组充电系统，包括有充电电池1、分压芯片2、充电接口3 及充电器9，所述充电电池1包括依次串联的多个子电池模块，每个子电池模块分别引出一个正极耳11，并引出一个公共负极12，多个子电池模块的正极耳11及公共负极12分别引至充电接口3，所述分压芯片2设置于充电器9内，分压芯片2 的输入端连接充电器9的电源输出端正极，分压芯片2的多个输出接口及充电器9 的电源输出端负极分别引至充电器9的充电接头91，充电接头91与充电接口3对应插接，可使分压芯片2的多个输出接口与多个子电池模块的正极耳11对应连接、电源输出端负极与充电电池1的公共负极12对应连接。充电接口3形成多通道结构，充电接头91形成有多个插接头，多个子电池模块的正极耳11之间绝缘设置并分别对应电连接一通道，分压芯片2的多个输出接口分别对应电连接一插接头。
实施例3
参照图3，本实施例与实施例1的区别在于：充电电池1包括依次串联的五个子电池模块，每个子电池模块分别引出一个正极耳11，并引出一个公共负极12。分压芯片2具有五个输出接口分别连接五个子电池模块的正极耳11，分压芯片2 的输入接口及公共负极12分别引至充电接口3用于连接电源。
本发明的充电系统应用于电池快速充电，多项试验的参数如下：
1.将本发明的充电系统应用于智能手机，控制器5应用手机自身的控制器，分压芯片2采用5V/1A。
与相同容量的传统手机电池进行充电对比，均采用5V/1A的充电器。分压芯片分成三路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高20.6％；分压芯片分成五路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高22.3％；分压芯片分成七路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高24.5％。
与相同容量的传统手机电池、通过将充电电流提高至2A进行快充对比，均采用5V/2A的充电器。分压芯片分成三路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高 13.2％，发热减少67.0％；分压芯片分成五路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高16.7％，发热减少73.5％；分压芯片分成七路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高19.6％，发热减少79.2％。
2.将本发明的充电系统应用于电动车，控制器5应用电动车自身的控制器，分压芯片2采用57.6V/2A。
与相同容量的传统电动车电池进行充电对比，均采用57.6V/2A的充电器。分压芯片分成三路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高13.8％；分压芯片分成五路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高15.6％；分压芯片分成七路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高19.2％。
与相同容量的传统电动车电池、通过将充电电流提高至3A进行快充对比，均采用57.6V/3A的充电器。分压芯片分成三路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高11.2％，发热减少35.3％；分压芯片分成五路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高13.5％，发热减少37.6％；分压芯片分成七路低压为充电电池进行充电，充电速度可提高15.4％，发热减少40.1％。
上述仅为本发明的三个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.多极分组充电模块，其特征在于：包括有充电电池、分压芯片及充电接口，所述充电电池包括依次串联的多个子电池模块，每个子电池模块分别引出一个正极耳，并引出一个公共负极，分压芯片的多个输出接口分别连接多个子电池模块的正极耳，分压芯片的输入接口及公共负极分别引至充电接口用于连接电源。
2.如权利要求1所述的多极分组充电系统，其特征在于：所述充电电池还引出有用于供电的公共正极。
3.如权利要求1所述的多极分组充电系统，其特征在于：还包括有电池管理系统及控制器，电池管理系统可通信连接控制器，用于管理控制充电电池的充、放电状态。
4.如权利要求3所述的多极分组充电系统，其特征在于：还包括有电压检测模块，可通信连接电池管理系统，用于检测各子电池模块的充电电压。
5.如权利要求3所述的多极分组充电系统，其特征在于：还包括有电流检测模块，可通信连接电池管理系统，用于检测各子电池模块的充电电流。
6.如权利要求3所述的多极分组充电系统，其特征在于：还包括有电池温度采集模块，可通信连接电池管理系统，用于采集各子电池模块的实时温度。
7.如权利要求1所述的多极分组充电系统，其特征在于：所述充电电池的多个正极耳及公共负极均设置于充电电池边缘。
8.一种充电系统，其特征在于：包括有如权利要求1-7任一所述的多极分组充电模块及充电器，充电器包括充电头及充电线，充电线形成有与所述充电接口配合插接的充电接头。
9.多极分组充电系统，其特征在于：包括有充电电池、分压芯片、充电接口及充电器，所述充电电池包括依次串联的多个子电池模块，每个子电池模块分别引出一个正极耳，并引出一个公共负极，多个子电池模块的正极耳及公共负极分别引至充电接口，所述分压芯片设置于充电器内，分压芯片的输入端连接充电器的电源输出端正极，分压芯片的多个输出接口及充电器的电源输出端负极分别引至充电器的充电接头，充电接头与充电接口对应插接，可使分压芯片的多个输出接口与多个子电池模块的正极耳对应连接、电源输出端负极与充电电池的公共负极对应连接。
10.如权利要求9所述的一种多极分组充电系统，其特征在于：所述充电接口形成多通道结构，所述充电接头形成有多个插接头，多个子电池模块的正极耳之间绝缘设置并分别对应电连接一通道，分压芯片的多个输出接口分别对应电连接一插接头。
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