CN201263096Y - 电池充放电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种电池充放电装置，主要在充放电路上的数个充放回路上分别设有二次电池，并通过切换设于充放回路上的多个开关而改变充放回路的电流路径，使这些二次电池在充电时切换成并联连接，在放电时切换成串联连接，前述多个开关的切换动作由侦测切换电路感测充电信号后加以驱动控制，并联方式充电确保每个电池都充足电能，在不需取下各个二次电池进行分别充电的情况下，有效改善二次电池的充电效率。

Description

电池充放电装置

技术领域

本实用新型关于一种电池充放电装置，特别是一种可切换电池充电或放电方式的电子装置。

背景技术

一般用以发动车辆的车用电池都是以串联方式进行充电及放电，如图6所示，以输入电压为36伏特的电动车作为负载(5)为例，通常需要将三个12伏特的二次电池(6)串联在一起以达到36伏特的标准值，当欲对二次电池(6)进行充电时，在负载(5)与串联二次电池(6)之间并联充电器(7)进行充电。

实际对多个串联的二次电池充电时，每个二次电池所得的充电电流相同，但由于每个二次电池特性不尽相同，故充电电压因此分配不均，容易造成部分电池电压浮充而其它电池未完整充电，使得充电器误判串联的加总电压已达饱和电压值并停止充电，如此不仅充电效率大打折扣，且恶性循环下将会造成电池损坏；此外，串联充电时位于负载端的整车电源依然足够让整车运转行走，容易发生危险。

实用新型内容

由上述说明可知，一般串联充电由于各电池充电电流相同，容易因各电池特性差异造成部分电压浮充而影响实际充电效率以及造成电池损坏。

因此，本实用新型的主要目的在于提供一种电池充放电装置，可切换电池充电或放电方式，使电池以并联方式充电及以串联方式放电。

为达到上述目的所使用的技术手段使该电池充放电装置包含充放电路以及侦测切换电路，其特征在于：

该充放电路的两个输入端之间连接有多个充放回路，各充放回路上设有至少一个二次电池，且这些充放回路上设有多个开关；以及

该侦测切换电路，控制切换前述开关，进而改变充放回路的电流路径，使这些二次电池在充电时切换成并联连接，在放电时切换成串联连接。

可以使充放电路的二次电池处于串联的放电状态，当侦测切换电路侦测到充电信号时，例如当充电器插入时，根据该充电信号切换开关而使这些二次电池以并联方式连接并进行充电；由于并联充电时各个二次电池的充电电压相同，可配合各个二次电池的特性(如内电阻)而给予不同充电电流，使各个二次电池皆可充足足够电量；再者，当移去充电器之后，侦测切换电路则随即将二次电池变换为串联电路，使加总电压值可达负载工作的标准值。并联充电时，总电压仅有单个电池的电压大小，无法让需要36伏特的整车电源系统启动，进而达到充电时车辆不运行的保护功效。

附图说明

图1是本实用新型的方块示意图。

图2A是本实用新型的充放电路优选实施例的二次电池并联电路图。

图2B是本实用新型的充放电路优选实施例的二次电池串联电路图。

图3是本实用新型的侦测切换电路优选实施例的电路图。

图3A是本实用新型的侦测切换电路另一优选实施例的电路图。

图4是本实用新型优选实施例的充电插座示意图。

图5是用以与本实用新型的充电插座连接的充电器的立体图。

图6是传统以二次电池串联方式进行充、放电的示意图。

主要元件符号说明：

(1)充放电路        (1a，1b，1c)充放回路

(100)充电输入端    (10，11，12)二次电池

(2)侦测切换电路    (200)侦测端

(20)充电插座       (3)负载

(4)充电器          (40)电源输入插头

(41)充电插头       (410)充电端子

(5)负载            (6)二次电池

(7)充电器          (A)第一开关

(B)第二开关       (C)第三开关

(D)第四开关       (S)开关

R1可变电阻

R2电阻

C1，C2电容

Q1晶体管

D1，D2二极管

U1反向器

具体实施方式

本实用新型的电池充放电装置如图1所示包含充放电路(1)及侦测切换电路(2)，该充放电路(1)的输出连接负载(3)，如果以电动车辆作为该负载(3)，该充放电路(1)可对电动车辆提供运转以及车灯等所需的工作电压；该侦测切换电路(2)则供连接充电器(4)，侦测充电器(4)的充电动作，并切换充放电路(1)进行充电。

参考图2A所示，该充放电路(1)具有两个充电输入端(100)，在该两充电输入端(100)之间设有多个充放回路(1a，1b，1c)，对本实施例而言，各个充放回路(1a，1b，1c)是具有电压12伏特的二次电池(10，11，12)，且这些充放回路(1a，1b，1c)上设有第一开关(A)、第二开关(B)、第三开关(C)以及第四开关(D)，经由切换这些开关(A，B，C，D)便可改变充放回路(1a，1b，1c)上二次电池(10，11，12)的连接方式为并联或串联。

对本实施例而言，第一开关(A)与第二开关(B)分别连接二次电池(10)的负、正端；第三开关(C)与第四开关(D)则分别连接二次电池(11)的负、正端，且第三开关(C)与二次电池(11)的正端连接点进一步连接至第二开关(B)，当该些开关(A，B，C，D)同步切换时，即可改变二次电池(10，11，12)彼此间的连接方式，如图2A所示，二次电池(10，11，12)以并联方式连接；再如图2B所示，各个开关(A，B，C，D)切换后，二次电池(10，11，12)改为以串联方式连接。

参考图3所示，前述充放电路(1)的各个开关(A，B，C，D)将受前述侦测切换电路(2)驱动而切换，本实施例中，该侦测切换电路(2)具有侦测端(200)连接可变电阻R1，该可变电阻R1还与电容C1连接，且该电容C1一端与晶体管Q1的发射极连接，电容另一端通过两个串接二极管D1、D2而连接到晶体管Q1的基极，再者，该晶体管Q1的集电极连接有一开关S，前述充放电路(1)所设的开关(A，B，C或D)即是由此开关S所构成，其可为继电器(RELAY)、双极型晶体管(BJT)或场效应晶体管(MOSFET)等元件。

以电动车辆作为负载(3)为例，电动车辆连接的充放电路(1)平时处于放电状态，故其开关切换至二次电池(10，11，12)为串联模式，当电动车辆欲进行充电时，将可提供12伏特充电电压的充电器(4)与充放电路(1)以及侦测切换电路(2)连接，当充电器(4)电压自可变电阻R1一端输入，经过电容C1、二极管D1、D2而使晶体管Q1导通，侦测切换电路(2)的开关S即有电流通过而进行切换动作，此时二次电池(10，11，12)即变为并联模式，故整体电路从原先的串联形式进行放电变换为并联形式进行充电，各个二次电池(10a，10b，10c)均接受充电器12伏特的充电电压。

参考图4所示，前述充放电路(1)的两个充电输入端(100)与侦测切换电路(2)的侦测端(200)构成充电插座(20)，本实施例中，其中该侦测端(200)连接正极充电输入端(100)，进一步参考图5，使前述充电器(4)具有电源输入插头(40)以及充电插头(41)，其中，电源输入插头(40)供连接交流市电而通过充电器(4)转换为直流电再由充电插头(41)输出；该充电插头(41)具有两个充电端子(410)；其中这两个充电端子(410)可对应插入充电插座(20)的充电输入端(100)，以提供充电电压给充放电路(1)。

由前述说明可知，侦测切换电路(2)感应充电器连接后的电压输入，进而切换充放电路(1)的各个开关，以改变二次电池的连接方式为彼此并联；由于并联充电使得各个二次电池获得相同的充电电压，故可避免因电池特性差异影响而造成部分电池过充及部分未充满的情况产生；再者，由于并联时电压维持12伏特，未达到可供负载(3)进行动作的电压标准值，故负载(3)无法在充电时进行动作，以电动车辆为例，电动车即无法在充电状态下发动，可避免发生危险。

以本实施例而言，各个二次电池(10a，10b，10c)的放电截止电压为8伏特，而充电截止电压则为14.5伏特，当充电器判断各二次电池(10a，10b，10c)电压皆已达到12～14.5伏特时，即充电完毕而切断充电，直至当充电器的插头拔除后，充放电路即恢复至串联连接状态。

前述图4的充电插座(20)也可设计为使侦测端(200)连接负极的充电输入端(100)，则对应的切换侦测电路(2)则如图3A所示，其与前述实施例不同处在于，该切换侦测电路(2)的侦测端(200)连接反向器U1的输入端，该反向器U1的输出端连接电阻R2，电阻R2与电容C2连接，该电容C2一端与前述晶体管Q1的发射极连接，电容C2另一端通过前述两串接二极管D1、D2而连接到晶体管Q1的基极，同样地，该晶体管Q1的集电极连接有前述开关S。

综上所述，本实用新型主要在充放电路上的多个充放回路分别设有二次电池，并通过开关切换改变充放回路的电流路径，使二次电池可在串、并联模式间进行切换；应用于串联放电及并联充电时，可设计由侦测切换电路感测充电信号而驱动各个开关切换将二次电池的连接方式由串联变换为并联，使得各个二次电池以并联方式获得相同电压进行充电，可确保每个电池都可充足电能，在不需耗费时间气力取下各个二次电池进行分别充电的情况下，有效改善二次电池的充电效率。

Claims (11)

1、一种电池充放电装置，由充放电路以及侦测切换电路所组成，其特征在于：

所述充放电路的两个充电输入端之间连接有多个充放回路，各个充放回路上设有至少一个二次电池，且所述充放回路上设有多个开关；以及

所述侦测切换电路，具有侦测端且与所述充电输入端构成充电插座，所述侦测端连接其中任意一个充电输入端，所述侦测切换电路通过所述侦测端侦测充电信号，并根据所述充电信号控制切换所述开关，进而改变充放回路的电流路径，使所述二次电池在充电时切换成并联连接，在放电时切换成串联连接。

2、如权利要求1所述的电池充放电装置，其特征在于，所述充电插座可对应连接充电器的充电插头，所述充电插头包含两个充电端子且对应插入充电插座的充电输入端，以提供充电电压给所述充放电路。

3、如权利要求1所述的电池充放电装置，其特征在于，所述切换侦测电路的侦测端连接正极充电输入端，其中，所述侦测切换电路由侦测端与可变电阻连接，所述可变电阻还与电容连接，且所述电容一端与晶体管的发射极连接，所述电容另一端通过两个串接二极管而连接到晶体管的基极，所述晶体管的集电极则连接所述各个开关。

4、如权利要求2所述的电池充放电装置，其特征在于，所述切换侦测电路的侦测端连接正极充电输入端，其中，所述侦测切换电路由可变电阻连接，所述可变电阻还与电容连接，且所述电容一端与晶体管的发射极连接，所述电容另一端通过两个串接二极管而连接到晶体管的基极，所述晶体管的集电极则连接所述各个开关。

5、如权利要求1所述的电池充放电装置，其特征在于，所述切换侦测电路的侦测端连接负极充电输入端，其中，所述侦测切换电路由侦测端与反向器的输入端连接，所述反向器的输出端连接电阻，所述电阻还与电容并联，且所述电容一端与晶体管的发射极连接，电容另一端通过两个串接二极管而连接到晶体管的基极，所述晶体管的集电极则连接所述各个开关。

6、如权利要求2所述的电池充放电装置，其特征在于，所述切换侦测电路的侦测端连接负极充电输入端，其中，所述侦测切换电路由侦测端与反向器的输入端连接，所述反向器的输出端连接电阻，所述电阻还与电容并联，且所述电容一端与晶体管的发射极连接，电容另一端通过两个串接二极管而连接到晶体管的基极，所述晶体管的集电极则连接所述各个开关。

7、如权利要求1至6中任一项所述的电池充放电装置，其特征在于，所述各个开关可以是继电器。

8、如权利要求1至6中任一项所述的电池充放电装置，其特征在于，所述各个开关可以是晶体管。

9、如权利要求1至6中任一项所述的电池充放电装置，其特征在于，所述各个二次电池的放电截止电压为8伏特；充电截止电压为14.5伏特。

10、如权利要求7所述的电池充放电装置，其特征在于，所述各个二次电池的放电截止电压为8伏特；充电截止电压为14.5伏特。

11、如权利要求8所述的电池充放电装置，其特征在于，所述各个二次电池的放电截止电压为8伏特；充电截止电压为14.5伏特。

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