CN210724221U - 一种快速充放电电源装置以及汽车应急启动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了快速充放电电源装置以及汽车应急启动电源，快速充放电电源装置包括壳体，设置在壳体内的控制电路，与控制电路连接的充电电路、第一快速充放电电池、第二充放电电池以及放电电路；充电电路用于接入外部电源对第一快速充放电电池进行快速充电或对第二充放电电池进行充电；放电电路用于通过第一快速充放电电池对外部终端进行快速充电和/或通过第二充放电电池对外部终端进行充电。本实用新型能够通过第一快速充放电电池给外部终端进行快速充电，大大提升了充电效率，以便外部终端应急所需，缩短用户等待时间，也可通过第二充放电电池对外部终端进行充电，进而可以给外部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。

Description

一种快速充放电电源装置以及汽车应急启动电源

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电源装置以及汽车应急启动电源。

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。

传统的电源装置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，浪费了用户的时间。

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电源装置以及快速充放电电源装置。

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电源装置，包括壳体，设置在壳体内的控制电路、与控制电路均相连的充电电路、第一快速充放电电池、第二充放电电池以及放电电路；

充电电路与第一快速充放电电池及第二充放电电池均连接，放电电路与第一快速充放电电池连接；

充电电路，用于接入外部电源对第一快速充放电电池进行快速充电或对第二充放电电池进行充电；放电电路，用于通过第一快速充放电电池对外部终端进行快速充电和/或根据第二充放电电池对外部终端进行充电。

优选的，充电电路包括依次连接的充电接口和充电保护电路，充电接口与外部电源连接，充电保护电路与第一快速充放电电池及第二充放电电池均连接；

放电电路包括依次连接的放电保护电路和放电接口，放电保护电路与第一快速充放电电池及第二充放电电池均连接，放电接口与外部终端连接；

充电接口及放电接口均设置在壳体外侧。

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充放电电池的电量；第一快速充放电电池与第二充放电电池连接；

当检测电路检测到第一快速充放电电池的电量低于第一阈值时，控制电路控制第二充放电电池给第一快速充放电电池进行充电。

优选的，还包括与控制电路连接的第一切换开关，第一切换开关的输入端与充电保护电路连接、输出端与第一快速充放电电池及第二充放电电池连接；当检测电路检测到第一快速充放电电池的电量低于第二阈值时，控制电路控制第一切换开关与第一快速充放电电池连接，控制充电电路与第一快速充放电电池连接给其充电；

当检测电路检测到第一快速充放电电池的电量高于第三阈值时，控制电路控制切换第一切换开关与第二充放电电池连接，控制充电电路与第二充放电电池连接给其充电。

优选的，还包括与控制电路连接的第二切换开关，第二切换开关的输入端与第一快速充放电电池及第二充放电电池连接、输出端与放电电路连接；

当外部终端连接至放电接口时，控制电路控制第二切换开关与第一快速充放电电池连接，控制第一快速充放电电池与放电电路连接给外部终端充电；

当检测电路检测到第一快速充放电电池的电量低于第四阈值时，控制电路控制切换第二切换开关与第二充放电电池连接，控制第二充放电电池与放电电路连接给外部终端充电。

优选的，充电接口为Mini USB接口、Micro USB接口、USB Type-C接口或Lighting接口，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至少一个LED灯、开关按键、显示屏以及LED手电筒，LED灯、开关按键、显示屏及LED手电筒均设置在壳体外侧。

优选的，第一快速充放电电池为钛酸锂电池或固态锂电池；第二充放电电池为锰酸锂电池、钴酸锂电池、镍酸锂电池、磷酸铁锂电池、聚合物锂电池或三元锂电池；第一快速充放电电池的充放电倍率为5C以上，第二充放电电池的充放电倍率为3C以下。

本实用新型还提供一种汽车应急启动电源，包括如上文所述的快速充放电电源装置。

优选的，放电接口还包括至少一个智能电瓶夹接口。

实施本实用新型快速充放电电源装置以及快速充放电电源装置的技术方案，具有以下优点或有益效果：本实用新型能够通过第一快速充放电电池给外部终端进行快速充电，大大提升了充电效率，以便外部终端应急所需，缩短用户等待时间，也可通过第二充放电电池对外部终端进行放电，进而可以给外部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。

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电源装置实施例的第一模块示意图；

图2是本实用新型快速充放电电源装置实施例的第二模块示意图；

图3是本实用新型快速充放电电源装置实施例的第三模块示意图；

图4是本实用新型快速充放电电源装置实施例的第四模块示意图；

图5是本实用新型快速充放电移动电源实施例的结构示意图；

图6是本实用新型快速充放电的汽车应急启动电源实施例的结构示意图；

图7是本实用新型快速充放电的汽车应急启动电源实施例的智能电瓶夹结构示意图。

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。

实施例一：

如图1-5示出了本实用新型快速充放电电源装置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电源装置，包括壳体100，设置在壳体100内的控制电路10，与控制电路10连接的充电电路20、第一快速充放电电池40、第二充放电电池50以及放电电路80；其中，充电电路20与第一快速充放电电池40及第二充放电电池50均连接，放电电路80与第一快速充放电电池40及第二充放电电池50 均连接。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。

具体的，所述充电电路20，用于接入外部电源对第一快速充放电电池40 进行快速充电或对第二充放电电池50进行充电；所述放电电路80，用于通过第一快速充放电电池40对外部终端进行快速充电和/或根据第二充放电电池 50对外部终端进行充电。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40的充放电倍率为5C以上，第二充放电电池50的充放电倍率为3C以下。优选的，第一快速充放电电池 40的容量为500-5000mAh，第二充放电电池50的容量为5000mAh以上。

具体的，第一快速充放电电池40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。第二充放电电池50为锰酸锂电池、钴酸锂电池、镍酸锂电池、磷酸铁锂电池、聚合物锂电池或三元锂电池等等，固态锂电池，是一种锂离子二次电池。正极材料选用三元、磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂和镍酸锂等，负极材料选用石墨或钛酸锂，电解质选用固体电解质，组成的锂离子二次电池。在此不做具体限制。

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。

如图4所示，在本实施例中，所述充电电路20包括依次连接的充电接口 21和充电保护电路22，充电接口21与外部电源连接，充电保护电路22与第一快速充放电电池40及第二充放电电池50均连接；其中，充电保护电路22 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，在此不做具体限制。所述放电电路80包括依次连接的放电保护电路81和放电接口82，放电保护电路81与第一快速充放电电池40及第二充放电电池50均连接，放电接口82 与外部终端连接；其中，放电保护电路81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。所述充电接口21及放电接口82均设置在壳体100外侧。更为具体的，所述充电接口21为Mini USB接口、Micro USB接口、USBType-C 接口或Lighting接口，所述放电接口82包括至少一个USB接口83。充电接口21还可以为其他能充电的接口，如圆形接头等等，具体在此不做限制。放电接口82也可以为其他放电的接口，具体在此不做限制。

如图2所示，在本实施例中，快速充放电电源装置还包括与控制电路10 连接的检测电路60，检测电路60与第一快速充放电电池40及第二充放电电池50均连接，用于实时检测第一快速充放电电池40及第二充放电电池50的电量；第一快速充放电电池40与第二充放电电池50连接；当检测电路60检测到第一快速充放电电池40的电量低于第一阈值时，且没有外部电源连接时，控制电路10控制第二充放电电池50给第一快速充放电电池40进行充电。

如图2所示，在本实施例中，快速充放电电源装置还包括与控制电路10 连接的第一切换开关30，第一切换开关30的输入端与充电保护电路22连接、输出端与第一快速充放电电池40及第二充放电电池50连接；优选的，所述第一切换开关30为单刀双掷开关，或者具有等同功能的电子开关等等。

具体的，在充电电路20连接有外部电源时，当检测电路60检测到第一快速充放电电池40的电量低于第二阈值时，控制电路10控制第一切换开关 30与第一快速充放电电池40连接，控制充电电路20与第一快速充放电电池 40连接给其充电；当检测电路60检测到第一快速充放电电池40的电量高于第三阈值时(即第一快速充放电电池充满)，控制电路10控制切换第一切换开关30与第二充放电电池50连接，控制充电电路20与第二充放电电池50连接给其充电。即外部电源优先默认给第一快速充放电电池40充电，当第一快速充放电电池40充满后，切换对第二充放电电池50充电。

如图3所示，在本实施例中，快速充放电电源装置还包括与控制电路10 连接的第二切换开关70；所述第二切换开关70的输入端与第一快速充放电电池40及第二充放电电池50、输出端与放电保护电路81连接。具体的，当外部终端连接至放电接口82时，控制电路10控制第二切换开关70与第一快速充放电电池40连接，控制第一快速充放电电池40与放电电路80连接给外部终端充电；当检测电路60检测到第一快速充放电电池40的电量低于第四阈值时，控制电路10控制切换第二切换开关70与第二充放电电池50连接，控制第二充放电电池50与放电电路80连接给外部终端放电。具体的，所述第二切换开关70为单刀双掷开关，或者具有等同功能的电子开关等。第一快速充放电电池40通过第二切换开关70与放电电路80常闭连接，进而通过第二充放电电池50给外部终端充电，大大提升充电速度。当第一快速充放电电池 40的电量低于第一阈值时，控制电路10控制切换第二切换开关70，使得第二充放电电池50与放电电路80连接，进而第二充放电电池50通过第二切换开关70给外部终端进行慢速的正常充电。具体的，第二阈值、第三阈值、第四阈值和第一阈值均为SOC，第一阈值、第二阈值和第四阈值具体可以为 0-15％，第三阈值具体可以为85％-100％。

如图4-5所示，在本实施例中，快速充放电电源装置还包括与控制电路 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。

本实施例快速充放电电源装置可以为快速充放电移动电源。外部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。

本实用新型快速充放电电源装置能够通过第一快速充放电电池给外部终端进行快速充电，大大提升了充电效率，以便外部终端应急所需，缩短用户等待时间，也可通过第二充放电电池对外部终端进行充电，进而可以给外部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。

实施例二：

如图1-7所示，本实施例提供汽车应急启动电源，包括如实施例一所述的快速充放电电源装置。与实施例一不同在于，放电接口82还包括至少一个智能电瓶夹接口84。汽车启动瞬间电流高达500A以上，因此，汽车应急启动电源优先默认第一快速充放电电池40给汽车电瓶放电，用于启动汽车。

具体的，当智能电瓶夹(如图7所示)插入到智能电瓶夹接口84(如图 5和6所示)时，放电电路(如图1和2所示)直接给智能电瓶夹供应大电流，或者通过第二切换开关控制第一快速充放电电池40(如图3和4所示)给智能电瓶夹供应大电流，进而瞬间启动汽车。

在本实施例中，放电接口82还包括至少一个USB接口83，外部终端可以为汽车电瓶，还可以为智能手机、平板电脑、3C电子产品等等，在此不做具体限制。

本实用新型汽车应急启动电源能够通过第一快速充放电电池给汽车电瓶瞬间快速放电，进而启动汽车，还能够通过第一快速充放电电池给智能终端等进行快速充电，大大提升了充电效率，以便应急所需，缩短用户等待时间，也可通过第二充放电电池对外部终端进行充电，进而可以给外部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)

1.一种快速充放电电源装置，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)均相连的充电电路(20)、第一快速充放电电池(40)、第二充放电电池(50)以及放电电路(80)；所述充电电路(20)与所述第一快速充放电电池(40)及第二充放电电池(50)均连接，所述放电电路(80)与所述第一快速充放电电池(40)连接；

所述充电电路(20)，用于接入外部电源对所述第一快速充放电电池(40)进行快速充电或对所述第二充放电电池(50)进行充电；所述放电电路(80)，用于通过所述第一快速充放电电池(40)对外部终端进行快速充电和/或根据所述第二充放电电池(50)对所述外部终端进行充电；

所述充电电路(20)包括依次连接的充电接口(21)和充电保护电路(22)，所述充电接口(21)与所述外部电源连接，所述充电保护电路(22)与所述第一快速充放电电池(40)及第二充放电电池(50)均连接；

所述放电电路(80)包括依次连接的放电保护电路(81)和放电接口(82)，所述放电保护电路(81)与所述第一快速充放电电池(40)及第二充放电电池(50)均连接，所述放电接口(82)与所述外部终端连接；

所述充电接口(21)及放电接口(82)均设置在所述壳体(100)外侧。

2.根据权利要求1所述的快速充放电电源装置，其特征在于，还包括与所述控制电路(10)连接的检测电路(60)；

所述检测电路(60)与所述第一快速充放电电池(40)及第二充放电电池(50)均连接，用于实时检测所述第一快速充放电电池(40)及第二充放电电池(50)的电量；

所述第一快速充放电电池(40)与所述第二充放电电池(50)连接；

当所述检测电路(60)检测到所述第一快速充放电电池(40)的电量低于第一阈值时，所述控制电路(10)控制所述第二充放电电池(50)给所述第一快速充放电电池(40)进行充电。

3.根据权利要求2所述的快速充放电电源装置，其特征在于，还包括与所述控制电路(10)连接的第一切换开关(30)，所述第一切换开关(30)的输入端与所述充电保护电路(22)连接、输出端与所述第一快速充放电电池(40)及第二充放电电池(50)连接；

当所述检测电路(60)检测到所述第一快速充放电电池(40)的电量低于第二阈值时，所述控制电路(10)控制所述第一切换开关(30)与所述第一快速充放电电池(40)连接，控制所述充电电路(20)与所述第一快速充放电电池(40)连接给其充电；

当所述检测电路(60)检测到所述第一快速充放电电池(40)的电量高于第三阈值时，所述控制电路(10)控制切换所述第一切换开关(30)与所述第二充放电电池(50)连接，控制所述充电电路(20)与所述第二充放电电池(50)连接给其充电。

4.根据权利要求3所述的快速充放电电源装置，其特征在于，还包括与所述控制电路(10)连接的第二切换开关(70)，所述第二切换开关(70)的输入端与所述第一快速充放电电池(40)及第二充放电电池(50)连接、输出端与所述放电电路(80)连接；

当所述外部终端连接至所述放电接口(82)时，所述控制电路(10)控制所述第二切换开关(70)与第一快速充放电电池(40)连接，控制所述第一快速充放电电池(40)与所述放电电路(80)连接给所述外部终端充电；

当所述检测电路(60)检测到所述第一快速充放电电池(40)的电量低于第四阈值时，所述控制电路(10)控制切换所述第二切换开关(70)与所述第二充放电电池(50)连接，控制所述第二充放电电池(50)与所述放电电路(80)连接给所述外部终端充电。

5.根据权利要求4所述的快速充放电电源装置，其特征在于，所述充电接口(21)为MiniUSB接口、Micro USB接口、USB Type-C接口或Lighting接口，所述放电接口(82)包括至少一个USB接口(83)。

6.根据权利要求1所述的快速充放电电源装置，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。

7.根据权利要求1-6任一项所述的快速充放电电源装置，其特征在于，所述第一快速充放电电池(40)为钛酸锂电池或固态锂电池；所述第二充放电电池(50)为锰酸锂电池、钴酸锂电池、镍酸锂电池、磷酸铁锂电池、聚合物锂电池或三元锂电池；

所述第一快速充放电电池(40)的充放电倍率为5C以上，所述第二充放电电池(50)的充放电倍率为3C以下。

8.一种汽车应急启动电源，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的快速充放电电源装置。

9.根据权利要求8所述的汽车应急启动电源，其特征在于，所述放电接口(82)还包括至少一个智能电瓶夹接口(84)。

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