CN215817563U - 便携式多功能电池架单元及组合式电池架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种便携式多功能电池架单及组合式电池架，包括电池架、充电电路、放电电路和微控制器，所述微控制器分别与充电电路、放电电路连接；在所述电池架上设置有多个电池包放置位，每个电池包放置位上设置有接插口，所述充电电路、放电电路通过接插口与电池包连接，所述充电电路对设置在电池架上的若干电池包充电；设置在电池架上的电池包串联或并联后作为蓄电池整体，并通过放电电路和放电接口进行放电。本实用新型既可实现多个小容量电池包的充电功能，又能实现现有行业标准的多个小容量电池包整合后进行大容量放电输出功能，本实用新型单个电池架单元体积小，重量轻，便携且便于使用，多个电池架可现场连接进行放电，为负载充电，使用方便，为下一步电池架单元共享做铺垫。

Description

便携式多功能电池架单元及组合式电池架

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种便携式多功能电池架单元及组合式电池架。

背景技术

目前大多数的充电装置都用一个充电器对一个电池包进行充电，充电效率低，且锂电池的充电器成本高；目前，现有技术中也有组合充电的充电器，充电器设置多个充电位，可对多个电池包同时充电，但是，该充电器仅可以实现充电功能，没有电池检测和放电功能，随着新能源产业的发展，锂电池的应用越来越广，对于功率和容量要求较大的使用场景，例如新能源汽车，充满电后，使用里程有限，且目前充电设施不完善，分布范围小，当车辆电池电量不足时，了启用备用电池进行充电，但是现有的大容量的备用电池体积较大，重量较重，使用不便，需要一种可以利用小容量电池包组合后进行大容量输出的装置，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种把现有行业标准的小容量电池包，整合起来，达到可以大容量输出的便携式多功能电池架单元及组合式电池架。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种便携式多功能电池架单元，包括电池架、充电电路、放电电路和微控制器，所述微控制器分别与充电电路、放电电路连接；在所述电池架上设置有多个电池包放置位，每个电池包放置位上设置有接插口，所述充电电路、放电电路通过接插口与电池包连接，所述充电电路对设置在电池架上的若干电池包充电；设置在电池架上的电池包串联或者并联后作为蓄电池整体，并通过放电电路和放电接口进行放电。

作为优选，还包括电池检测单元，所述电池检测单元与微控制器连接，所述电池检测单元与电池包连接，检测电池包状态，输出电池包的状态信息。

作为优选，在所述电池包放置位上还设置有通信接口，所述微控制器通过通信接口与电池包连接，读取电池包内部存储的检测完成的状态信息。若电池包内设置有电池检测单元，则微控制器通过通信接口连接电池包内的电池检测单元，读取电池包状态信息。

作为优选，在所述电池架单元上设置有独立的放电接口，多个电池包串联或者并联后与放电接口连接。

作为优选，所述放电电路连接有功率检测装置和报警装置，所述功率检测装置和报警装置分别与微控制器连接，放电功率超过预设功率时，报警装置报警且微控制器切断放电电路。

作为优选，在每个电池包放置位上设置有单独的充电开关，微控制器与充电开关连接，控制其所连接的电池包充电。

作为优选，所述电池包之间设置串联放电开关，以及每个电池包对应设置一个并联放电开关，放电电路与电池包之间设置总放电开关；微控制器与所有串联放电开关、并联放电开关)和总放电开关连接，微控制器控制串联放电开关和总放电开关闭合，形成串联放电通路；微控制器控制并联放电开关和总放电开关闭合，则形成并联放电通路。

作为优选，在所述电池架上设置有提手。

一种组合式电池架，该组合式电池架由上述的便携式多功能电池架单元串联或者并联而成，组合式电池架设置有主放电接口，放电时，电池架上的每个电池包串联或者并联，然后每个电池架单元的放电电路串联或者并联，通过主放电接口连接负载为负载供电。

作为优选，在每个电池架单元上设置有独立的放电接口，各电池架单元的放电接口之间插接或者通过电缆连接；或者仅在其中一个电池架单元上设置放电接口，其他电池架单元直接串联或并联。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本实用新型的便携式多功能电池架单元既可实现多个小容量电池包的充电功能，又能实现现有行业标准的多个小容量电池包整合后进行放电的功能，还可以实现电池状态监测，实时获取电池包的电压、温度和充放电次数等，为电池分级以及使用场合提供数据依据，不仅适用于现有的电动工具、家用电器(吸尘器、拖地机等)等，整合后的大容量输出电池，还可为新能源汽车等的大容量电池充电；本实用新型单个电池架单元体积小，重量轻，便携且便于使用，多个电池架可现场连接进行放电，为负载充电，使用方便，为下一步电池架单元共享做铺垫。

附图说明

图1是便携式多功能电池架单元结构示意图；

图2是便携式多功能电池架单元原理框图；

图3是HLW8012芯片引脚图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1和2所示，一种便携式多功能电池架单元，包括电池架1、充电电路2、放电电路3、电池检测单元8和微控制器4，微控制器4分别与充电电路2、放电电路3连接；在电池架1上设置有多个电池包放置位5，每个电池包放置位5上设置有接插口17，充电电路2、放电电路3通过接插口17与电池包6连接，通过充电电路2 对设置在电池架1上的若干电池包6充电；设置在电池架1上的若干电池包6串联或者并联后作为蓄电池整体，并通过放电电路3和放电接口7进行放电。充放电电路均为现有的非常成熟的技术，不再赘述。

电池检测单元8与微控制器4连接，同时电池检测单元8与每个电池包6连接，检测每个电池包6状态并输出电池包6的状态信息，电池检测单元8主要检测电池包6的电压、温度和充放电次数等信息。本实用新型可以直接通过电池检测单元直接检测电池包6的主要状态信息。现有的电池包有的自带电池检测单元，已将检测完成的数据存储在电池包的存储单元内，因此，本实用新型还在电池包放置位5上还设置有通信接口9，微控制器4通过通信接口9与电池包6连接，直接读取电池包6内部存储的检测完成的状态信息。电池检测单元8使用现有的芯片，例如 DS2786B、ATJ2085等现有的芯片。

本实用新型的电池架单元可连接不同形式的负载，为负载充电，因此在电池架1单元上设置有独立的放电接口7，多个电池包6串联后通过放电电路与放电接口7连接，放电接口7可以设置多种形式，根据使用场合和需要进行配置，例如普通的正负极和接地插片17的插座形式。

放电电路3连接有功率检测装置10和报警装置11，主要检测为负载供电时的功率，功率检测装置10和报警装置11分别与微控制器4连接，微控制器4设置放电功率的阈值，放电功率超过预设功率的阈值时，报警装置11报警且微控制器4切断放电电路3，保证使用安全，报警装置11可以采用LED灯、也可以采用蜂鸣器，或者两者结合使用。功率检测装置10采用现有的功率检测电路或者功率检测芯片，例如HLW8012芯片，芯片引脚图如图3所示，不仅实现负载的功率检测，还可以对负载进行电流和电压检测。

在每个电池包放置位5上设置有单独的充电开关12，每个电池包6的充电电路上对应设置一个充电开关12，微控制器4与分别与充电开关12连接，单独控制每个电池包6的充电。本实用新型的放电可实现电池包的串联放电和并联放电，一条通路为电池包6之间串联连接，电池包6之间设置串联放电开关13，另一条通路为电池包6之间并联连接，每个电池包对应设置一个并联放电开关 14，放电电路3与电池包之间设置总放电开关15；微控制器4与所有串联放电开关13、并联放电开关14和总放电开关15连接，微控制器4控制串联放电开关13和总放电开关15闭合，形成串联放电通路，通过放电电路3对负载进行充电，适用于小电流使用场景；微控制器4如果控制并联放电开关14和总放电开关15闭合，则形成并联放电通路，适用于大电流使用场景。本实用新型的微控制器4采用嵌入式处理器芯片，电池检测单元8检测电池包的输出电压，输出电压传输至微处理4，微处理器4根据对外供电的电流电压功率等计算输出电压电流，微控制器4根据计算结构控制串联放电通路或者并联放电通路上的开关的开闭，直到均衡对外供电，功率检测装置10检测负载功率，超功率发出报警。

充电开关12、串联放电开关13并联放电开关14与总放电开关15均采用现有的开关，均为一金属氧化物半导体场效应晶体管与一二极管并联而成，开关输入端为金属氧化物半导体场效应晶体管的源极，开关输出端为金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极，开关控制端为金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。本实用新型在电池架1上设置有提手16，便于拿取和使用。

本实用新型还公开一种组合式电池架，该组合式电池架由上述的便携式多功能电池架单元串联或者并联而成，对于功率要求大的使用场景，例如新能源汽车可以将多个便携式电池架单元进行串联或者并联进行使用，为负载充电，组合式电池架1设置有主放电接口14，放电时，电池架1上的每个电池包6串联，然后每个电池架单元的放电电路3串联或者并联，通过主放电接口14连接负载为负载供电。

在每个电池架单元上设置有独立的放电接口7，各电池架单元的放电接口7 之间插接或者通过电缆连接；或者仅在其中一个电池架单元上设置放电接口7，其他电池架单元直接串联或并联。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种便携式多功能电池架单元，其特征在于：包括电池架(1)、充电电路(2)、放电电路(3)和微控制器(4)，所述微控制器(4)分别与充电电路(2)、放电电路(3)连接；在所述电池架(1)上设置有多个电池包放置位(5)，每个电池包放置位(5)上设置有接插口(17)，所述充电电路(2)、放电电路(3)通过接插口(17)与电池包(6)连接，所述充电电路(2)对设置在电池架(1)上的若干电池包(6)充电；设置在电池架(1)上的电池包(6)串联或者并联后作为蓄电池整体，并通过放电电路(3)和放电接口(7)进行放电。

2.根据权利要求1所述的便携式多功能电池架单元，其特征在于：还包括电池检测单元(8)，所述电池检测单元(8)与微控制器(4)连接，所述电池检测单元(8)与电池包(6)连接，检测电池包(6)状态。

3.根据权利要求2所述的便携式多功能电池架单元，其特征在于：在所述电池包放置位(5)上还设置有通信接口(9)，所述微控制器(4)通过通信接口(9)与电池包(6)连接，读取电池包(6)内部存储的检测完成的状态信息。

4.根据权利要求1所述的便携式多功能电池架单元，其特征在于：在所述电池架(1)单元上设置有独立的放电接口(7)，多个电池包(6)串联或者并联后与放电接口(7)连接。

5.根据权利要求4所述的便携式多功能电池架单元，其特征在于：所述放电电路(3)连接有功率检测装置(10)和报警装置(11)，所述功率检测装置(10)和报警装置(11)分别与微控制器(4)连接，放电功率超过预设功率时，报警装置(11)报警且微控制器(4)切断放电电路(3)。

6.根据权利要求1所述的便携式多功能电池架单元，其特征在于：在每个电池包放置位(5)上设置有单独的充电开关(12)，微控制器(4)与充电开关(12)连接，控制其所连接的电池包(6)充电。

7.根据权利要求1所述的便携式多功能电池架单元，其特征在于：所述电池包(6)之间设置串联放电开关(13)，每个电池包(6)对应设置一个并联放电开关(14)，放电电路(3)与电池包之间设置总放电开关(15)；微控制器(4)与所有串联放电开关(13)、并联放电开关(14)和总放电开关(15)连接，微控制器(4)控制串联放电开关(13)和总放电开关(15)闭合，形成串联放电通路；微控制器(4)控制并联放电开关(14)和总放电开关(15)闭合，则形成并联放电通路。

8.根据权利要求1所述的便携式多功能电池架单元，其特征在于：在所述电池架(1)上设置有提手(16)。

9.一种组合式电池架，其特征在于：该组合式电池架由权利要求1-8任一权利要求所述的便携式多功能电池架单元串联或者并联而成，组合式电池架(1)设置有主放电接口，放电时，电池架(1)上的每个电池包(6)串联或者并联，然后每个电池架单元的放电电路(3)串联或者并联，通过主放电接口连接负载为负载供电。

10.根据权利要求9所述的组合式电池架，其特征在于：在每个电池架单元上设置有独立的放电接口(7)，各电池架单元的放电接口(7)之间插接或者通过电缆连接；或者仅在其中一个电池架单元上设置放电接口(7)，其他电池架单元直接串联或并联。

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