TW201622294A - 可提高充電效率之充電系統及其充電裝置、蓄電設備 - Google Patents

Abstract

本發明係一種可提高充電效率之充電系統，主要係於多數充電器與多數蓄電池之間利用二具有多數接點的連接器相互連接，多數充電器係以複數第一接線組與其中一連接器連接，而另一連接器亦由複數第二接線組與多數蓄電池連接，使得多數充電器輸出端、多數蓄電池兩端透過複數第一、第二接線組而分別被集中連接至該等連接器上；藉此，本發明多數充電器由一電源輸入埠接收電源，並透過二連接器構成的單一接口將每一充電器的電訊號以一對一方式分送至每一蓄電池，能達到對多數蓄電池分充、提高充電效率的目的，由於二連接器的組接方式便捷，因此更兼具使用方便性。

Description

可提高充電效率之充電系統及其充電裝置、蓄電設備

本發明係關於一種充電系統，尤指一種可提高充電效率之充電系統及其充電裝置、蓄電設備。

現有的充電系統中以二次電池的應用最為廣泛，二次電池係指可重複充電使用的電池，在使用上不僅較為方便也更符合經濟效益，如圖3所示，為目前現有技術中的一種串聯蓄電池充電系統，其主要係由一交流／直流轉換電路40、一市電電源41以及一串聯的電池組所構成；

該交流／直流轉換電路40具有一組交流電源輸入端、一組直流電源輸出端，該交流／直流轉換電路40的該組交流電源輸入端係與該市電電源41連接，以接收一交流市電訊號，並將該交流市電訊號轉換為一直流電源訊號，該交流／直流轉換電路40的該組直流電源輸出端係與該電池組的兩端電連接，該電池組係由一第一電池42、一第二電池43、一第三電池44以及一第四電池45所組成，該第一電池42的負端與該第二電池43的正端連接、該第二電池43的負端與該第三電池44的正端連接、該第三電池44的負端與該第四電池45的正端連接，藉此該電池組係如上述方式而構成串聯的形式，並由該第一電池42的正端、該第四電池45的負端分別與該交流／直流轉換電路40的直流電源輸出端電連接，使得直流電源訊號可對該電池組中的所有電池42~45同時進行充電，但是現有的串聯蓄電池充電系統經常在充電過程中發生不均衡現象，特別容易在第一電池42上發生過度充電，亦難以克服無法定時定序、均勻充電、不發生過度充電或過度放電等情況。

又如我國新型專利權第M484193號「蓄電池單元體充電之充電組」（以下簡稱前案），主要是由一蓄電池、一充電器所組成，該蓄電池包括一蓄電池本體及複數設於該蓄電池本體內部之蓄電池單元體，且該蓄電池本體一側壁上設有一穿孔，供內部之蓄電池單元體與外部的充電器連接，該充電器具有一電源輸出單元，該電源輸出單元可供穿過該蓄電池本體之側壁上的穿孔，並分別電性連接各蓄電池單元體，而將電源分配至各蓄電池單元體。

由上述現有技術可知，串聯蓄電池充電系統採用串聯的形式充電，因此在充電過程中容易發生該等電池充電不均衡現象，而且無法定時、定序、均勻充電，又經常發生過度充電或過度放電等情況，而前案是透過一個充電器的電源輸出單元將電源直接分配至所有的蓄電池單元體，以避免發生現有技術串聯蓄電池充電系統中對第一電池42的過度充電現象，但是以前案的技術內容仍然會有充電器供電電壓不足、過高或不穩定等問題，在使用上亦容易令電池損壞並影響充電效能。

有鑑於上述現有技術之不足，本發明主要目的係提供一種可提高充電效率之充電系統，令一個裝置本體內的多數充電器能同時對另一設備內的多個蓄電池進行一對一充電，透過分別充電的方式令多個蓄電池均衡充電以提高充電效率。

為達成上述目的所採取的主要技術手段係令前述可提高充電效率之充電系統包含一充電裝置、一蓄電設備；其中 該充電裝置包括： 一電源輸入埠，用以連接電源端； 多數充電器，具有多數電源輸出端、多數電源輸入端，多數電源輸入端係與該電源輸入埠連接； 一第一連接器，係具有多數第一接點，多數第一接點透過複數第一接線組與多數充電器的多數電源輸出端連接； 該蓄電設備包括： 一電池組，具有多數蓄電池； 一第二連接器，係與該第一連接器匹配，該第二連接器具有多數第二接點，多數第二接點透過複數第二接線組與多數蓄電池的正、負端連接； 藉由將該第一連接器與第二連接器直接以一單一接口構成電連接，使得該蓄電設備中的電池組能夠同時接收該充電裝置中多數充電器產生的供電訊號，並且該第一、第二連接器之間係以多數第一接點對應多數第二接點的單點連接的方式，使得該等充電器能夠分別對每一蓄電池進行一對一充電。

由本發明可提高充電效率之充電系統的構造可知，該充電裝置係具有多數充電器、該蓄電設備亦具有相對應的電池組，並且該充電裝置的第一連接器係以單一接口的方式與該蓄電設備的第二連接器構成電連接；若使用者欲利用該充電裝置對該蓄電設備進行充電，並由充電裝置的電源輸入埠接收來自電源端的電力訊號，多數充電器係根據收到電力訊號進行電源轉換，以分別產生供電訊號，由於多數充電器係透過複數第一接線組與第一連接器的多數第一接點連接，又第二連接器的多數第二接點亦透過複數第二接線組與多數蓄電池連接，並且該第一連接器、第二連接器之間的接點係以單點連接的方式構成電連接，使得每一充電器的供電訊號能以一對一方式分送至每一蓄電池，以達到對多數蓄電池分充並提高充電效率的目的，進一步的，由於該第一、第二連接器以單一接口的組接方式便捷，因此將多數充電器對多數蓄電池進行分充、均充時更能達到兼具使用方便性的目的。

關於本發明可提高充電效率之充電系統之一較佳實施例，請參閱圖1所示，其主要係由一充電裝置、一蓄電設備以及一用以提供電源的電源端30所組成。

該充電裝置包括一電源輸入埠11、多數充電器12、一第一連接器13以及複數第一接線組14，該電源輸入埠11係用以連接該電源端30，而多數充電器12係具有多數電源輸出端、多數電源輸入端，多數電源輸入端係分別與該電源輸入埠11電連接，使得該等充電器12可藉由各組電源輸入端接收一電力訊號，並且由該等充電器12將該等電力訊號分別轉換為一供電訊號輸出；

該第一連接器13具有多數第一接點，多數第一接點透過複數第一接線組14與多數充電器12的多數電源輸出端連接，複數第一接線組14分別具有一第一端與一第二端，該第一端連接該第一連接器13的第一接點，該第二端連接充電器12的電源輸出端，本實施例中該第一連接器13進一步具有多數電連接件（圖中未示），該等電連接件上分別設有該第一接點，該第一接點係透過第一接線組14與充電器12的電源輸出端電連接；該第一連接器13的該等電連接件可分別為一金屬的針狀接腳（PIN）或一金屬端子構成，該針狀接腳或該金屬端子皆可為圓形或方形等各種特殊規格，使得該第一連接器13可為一具有多接腳（PIN）的連接器。

本實施例中，該等充電器12的電源輸出端係包括一第一電源端（正極）與一第二電源端（負極），並透過其中一第一接線組14將多數充電器12之中第一個充電器12的第一電源端與第一連接器13的首個第一接點構成連接，並令多數充電器12之中最後一個充電器12的第二電源端與第一連接器13的最末一個第一接點構成連接，其他各個充電器12的第二電源端經分別與下一個充電器的第一電源端相互連接構成一第一共同端，並令該等充電器12的第二電源端僅以該等第一共同端透過其他第一接線組14與該第一連接器13的其他第一接點構成連接，藉此該充電裝置係利用該第一連接器13將多數充電器12的多數電源輸出端集中，並且能將多數充電器12產生的供電訊號同時提供至對應的蓄電設備。

如圖1所示，該蓄電設備係用以接受上述充電裝置輸出的多數供電訊號，該蓄電設備包括一第二連接器21、一串聯的電池組22與複數第二接線組23，該第二連接器21係與該第一連接器13匹配，該第二連接器21具有多數第二接點，多數第二接點透過複數第二接線組23與電池組22連接，複數第二接線組23係分別具有一第一端與一第二端，該第一端連接該第二連接器21的第二接點，該第二端係連接電池組22；本實施例中該第二連接器21進一步具有與該第一連接器13相匹配的多數電連接件（圖中未示），該等電連接件上分別設有該第二接點，該等第二接點係可分別透過第二接線組23與該第一連接器13的該等電連接件之第一接點構成電連接；該第二連接器21的該等電連接件可分別為一金屬的針狀接腳（PIN）或一金屬端子構成，該針狀接腳或該金屬端子皆可為圓形或方形等各種特殊規格，使得該第二連接器21可為一具有多接腳（PIN）的連接器。

上述電池組22係具有一正端與一負端以及呈串聯的多數蓄電池221，其中多數蓄電池221中第一個蓄電池221的正端與最後一蓄電池的負端係分別透過其中一第二接線組23與該第二連接器21的第二接點連接，以透過第二連接器21接收各充電器12提供的供電訊號；必須說明的是，該電池組22的一正端係指串聯的多數蓄電池221中第一個蓄電池221的正端，該電池組22的一負端係指串聯的多數蓄電池221中最後一個蓄電池221的負端；本實施例中，該電池組22中除了第一個與最後一個蓄電池221之外，係以其他各個相鄰蓄電池221的正端與負端之間作為一第二共同端，該等第二共同端係透過該等第二接線組23與該第二連接器21的該等第二接點連接，該第二連接器21又如前述方式與該第一連接器13構成連接，使得該第二共同端對應上述該等充電器12的第一共同端。

又本發明可提高充電效率之充電系統之另一較佳實施例，請參考圖2所示，其係與前一實施例的技術內容大致相同，惟本實施例中該充電裝置進一步包括一訊號輸出埠15，並且該蓄電設備進一步包括一訊號輸入埠24；

該充電裝置的訊號輸出埠15係具有與前述第一連接器13、多數充電器12相對應的多數訊號輸入端、多數訊號輸出端，並令該訊號輸出埠15的多數訊號輸入端透過複數第一接線組14與多數充電器12的多數電源輸出端連接，並將該訊號輸出埠15的多數訊號輸出端分別與該第一連接器13的該等第一接點連接，並透過該第一連接器13將該等充電器12產生的供電訊號輸出至該蓄電設備。

該蓄電設備的訊號輸入埠24係具有與該第二連接器21、串聯的電池組22相對應的多數訊號輸入端、多數訊號輸出端，並令該訊號輸入埠24的多數訊號輸入端透過複數第二接線組23與該第二連接器21的多數第二接點連接，以及使該訊號輸入埠24的該等訊號輸出端分別與該等蓄電池221的正、負端或第二共同端構成電連接，並令上述第一連接器13的多數第一接點與第二連接器21的多數第二接點以點對點、單一接口的方式構成電連接，並且使該等充電器12分別將前述電力訊號轉換為供電訊號，以將該等供電訊號對上述該等蓄電池221進行一對一式的分別充電。

為進一步說明本發明上述各實施例的一具體應用方式，其提供一可提高充電效率之充電系統，主要係由前述充電裝置、蓄電設備以及電源端30組成，該充電裝置中具有上述的多數充電器12、第一連接器13、複數第一接線組14，該蓄電設備中具有上述第二連接器21、串聯的電池組22、複數第二接線組23；其中該充電器12係具有一交流／直流轉換器，當該電源端30與市電連結並提供一交流電力訊號（AC）時，該交流電力訊號經由該充電器12的電源輸入端輸入後，該交流／直流轉換器將該交流電力訊號轉換為一直流供電訊號（DC），並由該充電器12的電源輸出端經複數第一接線組14傳送至第一連接器13，該充電裝置係透過其第一連接器13與該蓄電設備的第二連接器21構成電連接，並藉由該第一連接器13及相連接的第二連接器21將直流供電訊號傳輸至該蓄電設備。

於實際應用中，充電器12與蓄電池221的數量可為四的倍數，例如欲對該蓄電設備中具有十六串蓄電池221的電池組22進行充電，該等蓄電池221的充電電壓假設是3.6V，該充電裝置使用相對應的十六個充電器12，其規格分別為3.6V10A，充電器12的規格也可針對不同的蓄電池221而有所不同，並將構成複數第一接線組14其中的一首個第一電源端（正極）、其他第二電源端（負極）串接相臨第一電源端（正極）成共同端、最末一第二電源端（負極）分別與該第一連接器13的訊號輸入端連接，因此可以產生具有17條輸出線的第一接線組14，並用一個17PIN的第一連接器13組接在一起，而該蓄電設備也對應地匹配一個17PIN的第二連接器21，該第二連接器21再以具有17條導線的第二接線組23分別連接到電池組22，該等供電訊號分送至該等蓄電池221，並對該等蓄電池221一對一分別充電，以避免發生過度充電現象、供電電壓不足、過高或不穩定等問題，透過上述方式分別對蓄電池221充電，不僅達到提高充電效率的目的，更因由第一連接器13、複數第一接線組14與第二連接器21、複數第二接線組23所組合成的組接方式非常便捷，而能夠令本發明更兼具提升使用方便性的效果。

11‧‧‧電源輸入埠
12‧‧‧多數充電器
13‧‧‧第一連接器
14‧‧‧第一接線組
15‧‧‧訊號輸出埠
21‧‧‧第二連接器
22‧‧‧電池組
221‧‧‧蓄電池
23‧‧‧第二接線組
24‧‧‧訊號輸入埠
30‧‧‧電源端
40‧‧‧交流／直流轉換電路
41‧‧‧市電電源
42‧‧‧第一電池
43‧‧‧第二電池
44‧‧‧第三電池
45‧‧‧第四電池

圖1 係本發明一較佳實施例的電路方塊示意圖。 圖2 係本發明另一較佳實施例的電路方塊示意圖。 圖3 係一已知串聯蓄電池充電系統電路方塊示意圖。

11‧‧‧電源輸入埠

12‧‧‧多數充電器

13‧‧‧第一連接器

14‧‧‧第一接線組

21‧‧‧第二連接器

22‧‧‧電池組

221‧‧‧蓄電池

23‧‧‧第二接線組

30‧‧‧電源端

Claims (10)

1. 一種可提高充電效率之充電系統的充電裝置，其包括： 一電源輸入埠，係用以連接電源端； 多數充電器，具有多數電源輸出端、多數電源輸入端，多數電源輸入端係與該電源輸入埠連接； 一第一連接器，係具有多數第一接點，多數第一接點透過複數第一接線組與多數充電器的多數電源輸出端連接； 藉由該第一連接器與一蓄電設備以一單一接口連接，使得該蓄電設備夠同時接收該充電裝置中多數充電器產生的供電訊號，並且該第一連接器以多數第一接點對應單點連接的方式，使得該等充電器能夠分別對蓄電設備中的蓄電池進行一對一充電。
2. 如請求項1所述之可提高充電效率之充電系統的充電裝置，該第一連接器係具有多數電連接件，該等電連接件上分別設有該第一接點，該等電連接件分別為一金屬的針狀接腳或一金屬端子構成。
3. 如請求項2所述之可提高充電效率之充電系統的充電裝置，該等充電器的電源輸出端包括一第一電源端與一第二電源端，透過其中一第一接線組將多數充電器中第一個充電器的第一電源端與第一連接器的首個第一接點構成連接，並令多數充電器中最後一個充電器的第二電源端與第一連接器的最末一個第一接點構成連接，其他各個充電器的第二電源端分別與下一個充電器的第一電源端相互連接構成一第一共同端，並令該等第一共同端透過其他第一接線組與該第一連接器的其他第一接點連接。
4. 如請求項1至3中任一項所述之可提高充電效率之充電系統的充電裝置，其中該充電裝置進一步包括一訊號輸出埠，該訊號輸出埠係具有與前述第一連接器、多數充電器相對應的多數訊號輸入端、多數訊號輸出端，並令該訊號輸出埠的多數訊號輸入端透過複數第一接線組與多數充電器的多數電源輸出端連接，並將該訊號輸出埠的多數訊號輸出端分別與該第一連接器的該等第一接點連接。
5. 一種可提高充電效率之充電系統的蓄電設備，其包括： 一電池組，具有多數蓄電池； 一第二連接器，具有多數第二接點，多數第二接點透過複數第二接線組與多數蓄電池的正、負端連接； 藉由第二連接器直接與一充電裝置以一單一接口構成電連接，使得該蓄電設備中的電池組能夠同時接收該充電裝置中多數充電器產生的供電訊號，並且該第二連接器係以多數第二接點的單點連接的方式，使得每一蓄電池能夠分別被一對一充電。
6. 如請求項5所述之可提高充電效率之充電系統的蓄電設備，該第二連接器係具有多數電連接件，該等電連接件上分別設有該第二接點，該等電連接件分別為一金屬的針狀接腳或一金屬端子構成。
7. 如請求項6所述之可提高充電效率之充電系統的蓄電設備，該電池組係具有呈串聯的多數蓄電池，多數蓄電池中第一個蓄電池的正端與最後一蓄電池的負端係分別透過其中一第二接線組與該第二連接器的第二接點電連接；以其他各個相鄰蓄電池的正端與負端之間作為一第二共同端，該等第二共同端係透過該等第二接線組與該第二連接器的該等第二接點連接，使得該第二共同端對應上述該等充電器的第一共同端。
8. 如請求項4至7中任一項所述之可提高充電效率之充電系統的蓄電設備，其中該蓄電設備進一步包括一訊號輸入埠，該訊號輸入埠係具有與該第二連接器、串聯的電池組相對應的多數訊號輸入端、多數訊號輸出端，並令該訊號輸入埠的多數訊號輸入端透過複數第二接線組與該第二連接器的多數第二接點連接，以及使該訊號輸入埠的該等訊號輸出端分別與該等蓄電池的正、負端或第二共同端構成電連接。
9. 一種可提高充電效率之充電系統，其包含： 一充電裝置，係如請求項1至4中任一項所述之可提高充電效率之充電系統的充電裝置； 一蓄電設備，係如請求項5至8中任一項所述之可提高充電效率之充電系統的蓄電設備； 藉由將第一連接器與第二連接器直接以一單一接口構成電連接，使得該蓄電設備中的電池組能夠同時接收該充電裝置中多數充電器產生的供電訊號，並且該第一、第二連接器之間係以多數第一接點對應多數第二接點的單點連接的方式，使得該等充電器能夠分別對每一蓄電池進行一對一充電。
10. 如請求項9所述之可提高充電效率之充電系統，該第二連接器係與該第一連接器相匹配，該第一連接器為一具有多接腳的連接器，該第二連接器為一具有多接腳的連接器；多數充電器與多數蓄電池的數量分別為四的倍數，且相互對應。