CN209730840U - 一种快速充放电移动电源及其系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速充放电移动电源及其系统，包括壳体，设置在壳体内的控制电路，与控制电路连接的充电电路、快速充放电电池组以及放电电路；充电电路，与快速充放电电池组的输入端连接，用于接入外部电源对快速充放电电池组进行快速充电；放电电路，与快速充放电电池组的输出端连接，用于通过快速充放电电池组对智能终端进行快速放电。本实用新型快速充放电移动电源能够通过充电电路实现串联或并联给其自身进行快速充电，大大提升了充电效率，同时，也可通过放电电路给智能终端进行快速放电，解决用户燃眉之急，缩短用户等待时间，大大提升移动电源用户体验。

Description

一种快速充放电移动电源及其系统

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种快速充放电移动电源及其系统。

背景技术

随着电池技术的发展，锂离子电池由于其高比能，高电压以及低污染的特性逐渐成为现在的主流产品。锂离子电池的负极材料主要有碳基材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、各种新型合金等，其中已经实际应用的主要是碳基材料，其他材料多处于实验室研究阶段。

钛酸锂电池(Li4Ti5O12，LTO)是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。钛酸锂电池优势：①安全性高，在极端情况下(针刺、挤压、跌落、火烧等)电池不起火不爆炸；②高低温特性好，在低温情况下优异；③循环寿命超长，循环寿命50000次以上；④充放电快，最高可达60C倍率充放电。

传统的移动电源一般采用锂离子电池来做能源储存，其充放电倍率都是在3C范围内，充电与放电都是以降压充电、输出升压的方式来实现，充放电慢，浪费了用户大量的等待时间。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种快速充放电移动电源及其系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种快速充放电移动电源，包括壳体，设置在壳体内的控制电路，与控制电路均连接的充电电路、快速充放电电池组以及放电电路；

所述充电电路，与快速充放电电池组的输入端连接，用于接入外部电源对快速充放电电池组进行快速充电；

所述放电电路，与快速充放电电池组的输出端连接，用于通过快速充放电电池组对智能终端进行快速放电。

优选的，还包括与控制电路均连接的第一开关和第二开关，第一开关包括动触片、第一静触点及第二静触点；快速充放电电池组包括第一快速充放电电池和第二快速充放电电池；

所述第一开关的动触片与第一快速充放电电池的正极端连接、第一静触点与第二快速充放电电池的正极端连接、第二静触点与第二快速充放电电池的负极端连接，第二静触点及第二快速充放电电池的负极端还与第二开关一端连接；第一快速充放电电池的负极端及第二开关另一端与充电电路/放电电路的负极端连接，第二快速充放电电池的正极端及第一开关的第一静触点与充电电路/放电电路的正极端连接；

当第一开关的动触片与第一静触点连接，且第二开关闭合时，充电电路给第一快速充放电电池和第二快速充放电电池进行并联快速充电；当第一开关的动触片与第二静触点连接，且第二开关断开时，充电电路给第一快速充放电电池和第二快速充放电电池进行串联快速充电；当第一开关的动触片与第二静触点连接，且第二开关断开时，放电电路通过第一快速充放电电池和第二快速充放电电池对智能终端进行串联快速放电。

优选的，还包括与控制电路连接的第一MOS管及第二MOS管；其中，所述第一MOS管与第一快速充放电电池并联、以及第二MOS管与第二快速充放电电池并联；

当充电电路给第一快速充放电电池和第二快速充放电电池进行串联快速充电时，第一MOS管及第二MOS管用于调节平衡第一快速充放电电池及第二快速充放电电池的充电电流。

优选的，所述放电电路包括依次连接的放电保护电路和放电接口；所述第一快速充放电电池的负极端及第二开关另一端与放电保护电路负极端连接，第二快速充放电电池的正极端与放电保护电路的正极端连接；

所述充电电路，包括依次连接的充电接口、DC-DC变换器和充电保护电路；所述第一快速充放电电池的负极端及第二开关另一端与充电保护电路的负极端连接，所述第二快速充放电电池的正极端及第一开关的第一静触点与充电保护电路的正极端连接。

优选的，所述充电接口包括第一充电接口、第二充电接口和/或第三充电接口；所述第一充电接口的负极端、第二充电接口的负极端和/或第三充电接口的负极端与DC-DC变换器的负极端连接；所述第一充电接口的正极端、第二充电接口的正极端和/或第三充电接口的正极端与DC-DC变换器的正极端连接。

优选的，所述第一充电接口、第二充电接口和/或第三充电接口为Mini USB接口、Micro USB接口、USB Type-C接口或Lighting接口，所述放电接口包括至少一个USB接口。

优选的，还包括与控制电路连接的检测电路；检测电路与第一快速充放电电池及第二快速充放电电池均连接，用于实时检测第一快速充放电电池及第二快速充放电电池的电量。

优选的，所述第一快速充放电电池及第二快速充放电电池均为钛酸锂电池或固态锂电池；所述第一快速充放电电池及第二快速充放电电池的充放电倍率为5C以上。

优选的，还包括与所述控制电路连接的至少一个LED灯、开关按键、显示屏以及LED手电筒，所述LED灯、开关按键、显示屏及LED手电筒均设置在壳体外侧。

本实用新型还提供一种快速充放电移动电源系统，包括如上文所述的快速充放电移动电源、以及至少一个适配器；所述适配器用于给快速充放电移动电源进行快速充电。

优选的，所述适配器的数量为1个、2个或3个，对应的，所述适配器通过第一充电接口、第二充电接口和/或第三充电接口给快速充放电移动电源进行快速充电。

实施本实用新型快速充放电移动电源及系统的技术方案，具有以下优点或有益效果：本实用新型快速充放电移动电源能够通过充电电路实现串联或并联给其自身进行快速充电，大大提升了充电效率，同时，也可通过放电电路给智能终端进行快速放电，解决用户燃眉之急，缩短用户等待时间，大大提升移动电源用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1是本实用新型快速充放电移动电源实施例的电路示意图；

图2是本实用新型快速充放电移动电源实施例的充电电路第一示意图；

图3是本实用新型快速充放电移动电源实施例的充电电路第二示意图；

图4是本实用新型快速充放电移动电源实施例的充电电路第三示意图；

图5是本实用新型快速充放电移动电源实施例的放电电路第一示意图；

图6是本实用新型快速充放电移动电源实施例的放电电路第二示意图；

图7是本实用新型快速充放电移动电源实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1-7示出了本实用新型快速充放电移动电源实施例提供的示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。本实用新型快速充放电移动电源，包括壳体100，设置在壳体100内的控制电路10，与控制电路10均连接的充电电路20、快速充放电电池组50以及放电电路60。具体的，充电电路20，与快速充放电电池组50的输入端连接，用于接入外部电源对快速充放电电池组50进行快速充电；放电电路60，与快速充放电电池组50的输出端连接，用于通过快速充放电电池组50对智能终端进行快速放电。具体的，控制电路10包括控制芯片及其外围电路，优选的，控制芯片可以为STM32F1系列芯片，也可以是MPS的MP2637、致尚微的ZS6300、英集芯的IP5209S等等不同公司不同系列的芯片，在此不做具体限制。

在本实施例中，还包括与控制电路10均连接的第一开关S1和第二开关S2，第一开关S1包括动触片P1、第一静触点P2及第二静触点P3；快速充放电电池组50包括第一快速充放电电池30和第二快速充放电电池40；第一开关S1的动触片P1与第一快速充放电电池30的正极端连接、第一静触点P2与第二快速充放电电池40的正极端连接、第二静触点P3与第二快速充放电电池40的负极端连接，第二快速充放电电池40的负极端还与第二开关S2一端连接；第一快速充放电电池30的负极端及第二开关S2另一端与充电电路20/放电电路60的负极端连接，第二快速充放电电池40的正极端及第一开关S1的第一静触点P2与充电电路20/放电电路60的正极端连接；优选的，所述第一开关S1可以为单刀双掷开关，或者具有等同功能的模拟开关/电子开关等等；所述第一开关S1和第二开关S2可以通过开关按键来实现，也可以通过控制电路10的控制来实现自动控制。

如图2、4所示，当第一开关S1的动触片P1与第一静触点P2连接，且第二开关S2闭合时，充电电路20给第一快速充放电电池30和第二快速充放电电池40进行并联快速充电。

如图3所示，当第一开关S1的动触片P1与第二静触点P3连接，且第二开关S2断开时，充电电路20给第一快速充放电电池30和第二快速充放电电池40进行串联快速充电。总的来说，充电电路20即可以给第一快速充放电电池30和第二快速充放电电池40进行串联快速充电，也可以进行并联快速充电。

在本实施例中，还包括与控制电路10连接的第一MOS管(图未示出)及第二MOS管(图未示出)；其中，所述第一MOS管与第一快速充放电电池30并联、以及第二MOS管与第二快速充放电电池40并联；当充电电路20给第一快速充放电电池30和第二快速充放电电池40进行串联快速充电时，第一MOS管及第二MOS管用于调节平衡第一快速充放电电池30及第二快速充放电电池40的充电电流，进而使得2个电池均可以平衡充电，不会出现一个电池充满而另一个没有充满的情况。

如图5-6所示，当第一开关S1的动触片P1与第二静触点P3连接，且第二开关S2断开时，放电电路60通过第一快速充放电电池30和第二快速充放电电池40对智能终端进行串联快速放电。第一快速充放电电池30及第二快速充放电电池40串联可以输出4.8V电压给智能终端进行串联快速充电，快速充满智能终端。

在本实施例中，第一快速充放电电池30及第二快速充放电电池40均为钛酸锂电池或固态锂电池，也可以是其他具有高充放电倍率的电池；钛酸锂电池，是一种锂离子二次电池。负极材料选用钛酸锂，正极材料选用三元、磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂和镍酸锂等，组成电压2.4V或1.9V的锂离子二次电池。充放电倍率，是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。具体的，所述第一快速充放电电池30及第二快速充放电电池40的充放电倍率为5C(即电池容量值的5倍的电流)以上。优选的，第一快速充放电电池30及第二快速充放电电池40的容量为2000mAh以上。

电池荷电状态(State of Charge，SOC)，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余可放电电量与其完全充电状态的电量的比值，常用百分数表示。其一般用一个字节也就是两位的十六进制表示(取值范围为0～100)，含义是剩余电量为0％～100％，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝100％时表示电池完全充满。

在本实施例中，所述放电电路60包括依次连接的放电保护电路61和放电接口62；所述第一快速充放电电池30的负极端及第二开关S2另一端与放电保护电路61的负极端连接，第二快速充放电电池40的正极端与放电保护电路61得正极端连接。所述充电电路20，包括依次连接的充电接口21、DC-DC变换器23和充电保护电路24；所述第一快速充放电电池30的负极端及第二开关S2另一端与充电保护电路24负极端连接，第二快速充放电电池40的正极端及第一开关S1的第一静触点P2与充电保护电路24的正极端连接。具体的，充电保护电路24用于进行温度保护、输入过压保护、输入过流保护、短路保护以及电池过充保护，可以采用现有的保护电路或自行设计的电路。放电保护电路61用于输出过压保护、输出过流保护以及电池过放保护等，可以采用现有的保护电路或自行设计的电路，在此不做具体限制。

具体的，所述充电接口21包括第一充电接口211、第二充电接口212和/或第三充电接口213；所述第一充电接口211的负极端、第二充电接口212的负极端和/或第三充电接口213的负极端与DC-DC变换器23的负极端连接；所述第一充电接口211的正极端、第二充电接口212的正极端和/或第三充电接口213的正极端与DC-DC变换器23的正极端连接。

具体的，所述第一充电接口211、第二充电接口212的正极端和/或第三充电接口213为Mini USB接口、Micro USB接口、USB Type-C接口或Lighting接口，所述放电接口62包括至少一个USB接口。所述第一充电接口211的正极端、第二充电接口212的正极端和/或第三充电接口213均设置在壳体100外侧。所述第一充电接口211的正极端、第二充电接口212的正极端和/或第三充电接口213优选USB Type-C接口，这样可以保证快充功能。所述第一充电接口211、第二充电接口212的正极端和/或第三充电接口213还可以为其他能实现快速充电的接口等等，放电接口62也可以为其他快速放电的接口，具体在此不做限制。

具体的，还包括与控制电路10连接的检测电路70；其中，检测电路70与第一快速充放电电池30及第二快速充放电电池40均连接，用于实时检测第一快速充放电电池30及第二快速充放电电池40的电量。

具体的，当检测电路70检测到第一快速充放电电池30的电量低于第一阈值时，控制电路10控制给第一快速充放电电池30连接，控制充电保护电路24与第一快速充放电电池30连接给其快速充电；当检测电路70检测到第一快速充放电电池30的电量高于第二阈值时，控制电路10控制给第二快速充放电电池40连接，控制充电保护电路24与第二快速充放电电池40连接给其快速充电。具体的，第一阈值和第二阈值均为SOC，第一阈值具体可以为0-15％，第二阈值具体可以为85％-100％。

如图7所示，在本实施例中，快速充放电移动电源还包括与控制电路10连接的至少一个LED灯90、开关按键91、显示屏92以及LED手电筒93，所述LED灯90、开关按键91以及LED手电筒93均设置在壳体100外侧。

本实用新型快速充放电移动电源，可以给智能终端进行快速充电，智能终端可以为智能手机、平板电脑、3C电子产品等等，在此不做具体限制。

本实用新型还提供一种快速充放电移动电源系统实施例，包括如上文所述的快速充放电移动电源、以及至少一个适配器；所述适配器用于给快速充放电移动电源进行快速充电。具体的，所述适配器的数量可以为1个、2个、3个等，对应的，适配器通过第一充电接口211、第二充电接口212和/或第三充电接口213给快速充放电移动电源进行快速充电。第一充电接口211、第二充电接口212和/或第三充电接口213本质相同，只是为了描述更为方便，从名称上予以区别而已。

具体充电方式包括以下几种方式：

(1)当外部只有一个适配器，其功率为80～120W时，即一个适配器(即充电接口只有一个时，如第一充电接口211)同时给两块电池组成的电池组一起充电，可以并联快速充电也可以串联快速充电，大大提高充电速度。

(2)当外部只有一个适配器，其功率为80～120W时，把一个电流分为两个(即充电接口有两个时，如第一充电接口211和第二充电接口212)，同时分别给两块电池充电，可以并联快速充电也可以串联快速充电，大大提高充电速度。

(3)当外部有两个适配器，每个适配器的功率为40～60W时，先把两个适配器(即充电接口有两个时，如第一充电接口211和第二充电接口212)的电组在一块，同时给两块电池组成的电池组一块充电。

(4)当外部有两个适配器，两个适配器(即充电接口有两个时，如第一充电接口211和第二充电接口212)分别给两块电池充电。

(5)当外部有三个适配器，每个适配器的功率为25～40W时，先把三个适配器(即充电接口有三个时，如第一充电接口211、第二充电接口212和第三充电接口213)的电组在一块，同时给两块电池组成的电池组一块充电。

(6)当外部有三个适配器，先把三个适配器(即充电接口有三个时，如第一充电接口211、第二充电接口212和第三充电接口213)的电组在一块，分成两个电路分别同时给两块电池充电。具体的，可以利用现有的适配器即可实现对移动电源的快速充电，无需增加开发新适配器的成本，使用更加方便。

本实用新型快速充放电移动电源及系统能够通过第一快速充放电电池给智能终端进行快速充电，大大提升了充电效率，以便智能终端应急所需，缩短用户等待时间，也可通过第二快速充放电电池对智能终端进行充电，进而可以给智能终端正常的大容量充电以便充满，同时兼备快充和慢充功能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种快速充放电移动电源，其特征在于，包括壳体(100)，设置在所述壳体(100)内的控制电路(10)，与所述控制电路(10)均连接的充电电路(20)、快速充放电电池组(50)以及放电电路(60)；

所述充电电路(20)，与所述快速充放电电池组(50)的输入端连接，用于接入外部电源对所述快速充放电电池组(50)进行快速充电；

所述放电电路(60)，与所述快速充放电电池组(50)的输出端连接，用于通过所述快速充放电电池组(50)对智能终端进行快速放电；

还包括与所述控制电路(10)均连接的第一开关(S1)和第二开关(S2)，所述第一开关(S1)包括动触片(P1)、第一静触点(P2)及第二静触点(P3)；所述快速充放电电池组(50)包括第一快速充放电电池(30)和第二快速充放电电池(40)；

所述第一开关(S1)的动触片(P1)与所述第一快速充放电电池(30)的正极端连接、第一静触点(P2)与所述第二快速充放电电池(40)的正极端连接、第二静触点(P3)与所述第二快速充放电电池(40)的负极端连接，所述第二快速充放电电池(40)的负极端还与所述第二开关(S2)一端连接；所述第一快速充放电电池(30)的负极端及所述第二开关(S2)另一端与所述充电电路(20)/放电电路(60)的负极端连接，所述第二快速充放电电池(40)的正极端及所述第一开关(S1)的第一静触点(P2)与所述充电电路(20)/放电电路(60)的正极端连接；

当所述第一开关(S1)的动触片(P1)与所述第一静触点(P2)连接，且所述第二开关(S2)闭合时，所述充电电路(20)给所述第一快速充放电电池(30)和第二快速充放电电池(40)进行并联快速充电；当所述第一开关(S1)的动触片(P1)与所述第二静触点(P3)连接，且所述第二开关(S2)断开时，所述充电电路(20)给所述第一快速充放电电池(30)和第二快速充放电电池(40)进行串联快速充电；当所述第一开关(S1)的动触片(P1)与所述第二静触点(P3)连接，且所述第二开关(S2)断开时，所述放电电路(60)通过所述第一快速充放电电池(30)和第二快速充放电电池(40)对所述智能终端进行串联快速放电。

2.根据权利要求1所述的快速充放电移动电源，其特征在于，还包括与所述控制电路(10)连接的第一MOS管及第二MOS管；

所述第一MOS管与所述第一快速充放电电池(30)并联、以及所述第二MOS管与所述第二快速充放电电池(40)并联；

当所述充电电路(20)给所述第一快速充放电电池(30)和第二快速充放电电池(40)进行串联快速充电时，所述第一MOS管及第二MOS管用于调节平衡所述第一快速充放电电池(30)及第二快速充放电电池(40)的充电电流。

3.根据权利要求1所述的快速充放电移动电源，其特征在于，所述放电电路(60)包括依次连接的放电保护电路(61)和放电接口(62)；

所述第一快速充放电电池(30)的负极端及所述第二开关(S2)另一端与所述放电保护电路(61)的负极端连接，所述第二快速充放电电池(40)的正极端与所述放电保护电路(61)正极端连接；

所述充电电路(20)，包括依次连接的充电接口(21)、DC-DC变换器(23)和充电保护电路(24)；

所述第一快速充放电电池(30)的负极端及所述第二开关(S2)另一端与所述充电保护电路(24)的负极端连接，所述第二快速充放电电池(40)的正极端及所述第一开关(S1)的第一静触点(P2)与所述充电保护电路(24)的正极端连接。

4.根据权利要求3所述的快速充放电移动电源，其特征在于，所述充电接口(21)包括第一充电接口(211)、第二充电接口(212)和/或第三充电接口(213)；

所述第一充电接口(211)的负极端、第二充电接口(212)的负极端和/或第三充电接口(213)的负极端与所述DC-DC变换器(23)的负极端连接；

所述第一充电接口(211)的正极端、第二充电接口(212)的正极端和/或第三充电接口(213)的正极端与所述DC-DC变换器(23)的正极端连接；

所述第一充电接口(211)、第二充电接口(212)和/或第三充电接口(213)为Mini USB接口、Micro USB接口、USB Type-C接口或Lighting接口，所述放电接口(62)包括至少一个USB接口。

5.根据权利要求1所述的快速充放电移动电源，其特征在于，还包括与所述控制电路(10)连接的检测电路(70)；所述检测电路(70)与所述第一快速充放电电池(30)及第二快速充放电电池(40)均连接，用于实时检测所述第一快速充放电电池(30)及第二快速充放电电池(40)的电量。

6.根据权利要求1-5任一项所述的快速充放电移动电源，其特征在于，所述第一快速充放电电池(30)及第二快速充放电电池(40)均为钛酸锂电池或固态锂电池；

所述第一快速充放电电池(30)及第二快速充放电电池(40)的充放电倍率为5C以上。

7.根据权利要求1-5任一项所述的快速充放电移动电源，其特征在于，还包括与所述控制电路(10)连接的至少一个LED灯(90)、开关按键(91)、显示屏(92)以及LED手电筒(93)，所述LED灯(90)、开关按键(91)、显示屏(92)及LED手电筒(93)均设置在所述壳体(100)外侧。

8.一种快速充放电移动电源系统，包括如权利要求1-7任一项所述的快速充放电移动电源、以及至少一个适配器；

所述适配器用于给快速充放电移动电源进行快速充电。

9.根据权利要求8所述的快速充放电移动电源系统，其特征在于，所述适配器的数量为1个、2个或3个，所述适配器通过第一充电接口、第二充电接口和/或第三充电接口给快速充放电移动电源进行快速充电。