TW201635669A - 可攜式蓄能供電裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種可攜式蓄能供電裝置，係包括：電池模組單元，係用於儲存與放出電能；電源開關單元，係連接該電池模組單元，係用於啟動或關閉該可攜式蓄能供電裝置之蓄能與供電動作；一以上之通用輸出入介面單元，係連接該電源開關單元，該通用輸出入介面單元係用於輸出該電池模組單元之電能，或從外部將電能輸入該電池模組單元儲存；電量監控單元，係連接該電源開關單元，該電量監控單元係用於監控該電池模組單元之電量；電量顯示單元，係連接該電量監控單元，係用於顯示該電池模組單元之電量狀態；以及保護開關單元，係連接該電池模組單元與該電量監控單元，當該電池模組單元之放電電壓過低或充電電壓太高時，該電量監控單元係控制該保護開關單元關閉該可攜式蓄能供電裝置之蓄能與供電動作，以保護該可攜式蓄能供電裝置之內部單元免於損壞。

Description

可攜式蓄能供電裝置
本發明係與電能儲存供應技術有關，特別係指一種兼具儲存電能與供應電力功能之可攜式蓄能供電裝置。
現今大眾普遍使用之攜帶式電子產品如智慧手機、平板電腦、與數位相機等，已和我們的生活緊密的結合，由於攜帶式電子產品其內建的電池容量有限，長期使用有其運作時間上的限制，一般使用者在外出時常需要攜帶額外之行動電源裝置，以延續攜帶式電子產品之使用時間。
目前需要較大型行動式電源的場合，如移動攤販、工地、軍事臨時指揮所、或防災急難救助等電力能源需求用途中，仍以使用柴油發電機為主，提供移動式的高功率與長時間的使用需求，然而由於全球石化能源的短缺、節能減碳的環境要求、噪音與空氣汙染等因素，大多使用者將逐步改為以小型可攜式蓄能供電系統為主流，政府也以法規與獎勵補助鼓勵消費者多加選用節能減碳的產品，與刺激從業人士投注於綠能相關產業之研發製造，故綠能產品之使用與生產已是不可避免之趨勢。
傳統標榜可攜帶之蓄電裝置必須依使用者需求 設計相配套之電源轉換器單元，例如面向攜帶式電子產品之小型行動電源多以USB或Micro USB作為轉換介面。若是取代傳統燃油發電機的較大型行動式儲電裝置，為了適應不同產業工作用途，往往需要內建多種電源轉換器與配套介面，以滿足外部電器的各式電源的使用需求，因此增加額外的硬體體積、重量，造成搬運不易與建置成本提高等缺點。
鑒於傳統技術之缺點，本發明係提供一種可攜式蓄能供電裝置，係使用通用性高之電源輸出入介面，不須內建多種電源轉換器，使用者可依個人需求購買與攜帶市場現有之車用標準電器或電子裝置即可隨時隨地使用。本發明之可攜式蓄能供電裝置係可單獨使用，亦可多組串並聯使用，以滿足客戶多樣化的用電需求。
本發明係提供一種可攜式蓄能供電裝置，係包括：電池模組單元，係用於儲存與放出電能；電源開關單元，係連接該電池模組單元，係用於啟動或關閉該可攜式蓄能供電裝置之蓄能與供電動作；一以上之通用輸出入介面單元，係連接該電源開關單元，該通用輸出入介面單元係用於輸出該電池模組單元之電能，或從外部將電能輸入該電池模組單元儲存；電量監控單元，係連接該電源開關單元，該電量監控單元係用於監控該電池模組單元之電量；電量顯示單元，係連接該電量監控單元，係用於顯示該電池模組單元之電量 狀態；以及保護開關單元，係連接該電池模組單元與該電量監控單元，當該電池模組單元之放電電壓過低或充電電壓太高時，該電量監控單元係控制該保護開關單元關閉該可攜式蓄能供電裝置之蓄能與供電動作，以保護該可攜式蓄能供電裝置之內部單元免於損壞。
以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。
11、22‧‧‧電池模組單元
12、23‧‧‧電源開關單元
13、24‧‧‧通用輸出入介面單元
14、25‧‧‧電量監控單元
15、26‧‧‧電量顯示單元
16‧‧‧保護開關單元
21‧‧‧殼體
211‧‧‧保護蓋板
241‧‧‧保護蓋
31‧‧‧背包
311‧‧‧背帶
312‧‧‧置物空間
32、42‧‧‧可攜式蓄能供電裝置
33、43‧‧‧太陽能板
41‧‧‧箱體
411‧‧‧提把
412‧‧‧滾輪
圖1係為本發明之可攜式蓄能供電裝置之系統架構圖。
圖2係為本發明之可攜式蓄能供電裝置第一實施例之實體外觀圖。
圖3係為本發明之可攜式蓄能供電裝置第二實施例之實體外觀圖。
圖4係為本發明之可攜式蓄能供電裝置第三實施例之實體外觀圖。
以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。
本發明之可攜式蓄能供電裝置之系統架構圖如圖1所示，係包括：電池模組單元11，係用於儲存與放出電能；電源開關單元12，係電力連接該電池模組單元11，係用於啟動或關閉該可攜式蓄能供電裝置之蓄能與供電動作；一個以上之通用輸出入介面單元13，係電力連接電源開關單元12，該通用輸出入介面單元13係用於輸出該電池模組單元11之電能，或從外部將電能輸入該電池模組單元11儲存；電量監控單元14，係電力連接電源開關單元12，該電量監控單元14係用於監控該電池模組單元之電量，並產出電量訊號；電量顯示單元15，係電力連接該電量監控單元14，用於接收該電量監控單元14產生之電量訊號，顯示該電池模組單元11之電量狀態；保護開關單元16，係電力連接該電池模組單元11與該電量監控單元14，當該電池模組單元11之放電電壓過低或充電電壓太高時，該電量監控單元14控制該保護開關單元16關閉該可攜式蓄能供電裝置之蓄能與供電動作，以保護該可攜式蓄能供電裝置之內部單元免於損壞。該保護開關單元係可為繼電器、MOSFET、IGBT或其他具開關功能之電子元件。
本發明之可攜式蓄能供電裝置第一實施例之實體外觀圖如圖2所示，該實施例係包括：一殼體21，係用於容置該可攜式蓄能供電裝置之所有元件；電池模組單元22，係由一或複數個電池組成；電源開關單元23，係連接該電池模組單元22，係用於讓使用者操作啟動或關閉該可攜式蓄能供 電裝置之蓄能與供電動作；一個以上之通用輸出入介面單元24，係連接該電源開關單元23，該通用輸出入介面單元24係用於輸出該電池模組單元22之電能，或從外部將電能輸入該電池模組單元22儲存；電量監控單元25，係連接該電源開關單元23，該電量監控單元23係用於監控該電池模組單元22之電量，並產出一電量訊號；電量顯示單元26，係連接該電量監控單元25，係用於接收該電量監控單元23產生之電量訊號，顯示該電池模組單元22之電量狀態與該可攜式蓄能供電裝置之運作狀態；該通用輸出入介面單元24、該電源開關單元23與該電量顯示單元26均設置於一控制面板27上，該控制面板27、該電量監控單元25與該電池模組單元22均設置於該殼體21內，該殼體具有一保護蓋板211，可遮蓋該控制面板單元27免於受沙塵、雨淋、鹽霧等環境因素影響而受損，並確保使用者免於觸電危險以達到保護效果。該每一通用輸出入介面單元24係具有一保護蓋241，可遮蓋該通用輸出入介面單元以達到保護或絕緣效果。
本發明係提供一種可攜式蓄能供電裝置，其中該通用輸出入介面單元係可為車用點菸器接頭，由於目前市面上針對使用車用點菸器作為電源轉換介面的產品眾多，故本發明可適用於各式現成產品，如車用逆變器、電源轉換器、點菸器、充電器、空氣清淨器、吸塵器、電動打氣筒、救援電纜、電源救援器等多種應用情境。本發明之通用輸出入介 面單元亦可使用USB接頭或其他種類之電源輸出入轉換介面，以滿足不同方面之客製化需求。本發明於實際應用時，當單一通用輸出入介面單元之接頭功率負載不足時，可並聯多個通用輸出入介面單元多頭使用，避免連接線因功率過高而燒毀。該通用輸出入介面單元可區分為正極、負極兩種極性，亦可使用單一極性之接頭。
本發明之可攜式蓄能供電裝置需要充電時，亦使用相同的通用輸出入介面單元，使用者可透過外部電源或太陽能充電器進行充電，外部電源可透過市電連結電池充電器直接對本發明之電池模組單元充電；當處於戶外或太陽能充足時，亦使用通用輸出入介面單元連接太陽能充電裝置、摺疊式太陽能板或捲筒式太陽能板直接進行充電，故本發明可提供登山、野餐、露營、行動攤販、軍事臨時指揮所、工地等多種層面應用，達到隨時充電、隨時使用之目的。
本發明之可攜式蓄能供電裝置可複數組並聯使用，透過並聯方式提供較大能量的應用需求，係利用兩端相同介面(如車用點菸器插頭)之並聯連接線連接，正極連接正極、負極連接負極的方式連接兩個蓄能供電裝置，於實際應用中，連接線需串聯適當阻值的保險絲以提供裝置保護與限流功能，必要時可串接限流電阻，保險絲可安裝於車用點菸器插頭內部，以確保使用安全與裝置間的電量平衡。
本發明之可攜式蓄能供電裝置可複數組串聯使 用，透過串聯方式提供不同直流電壓需求，如需要大電流可以複數個串聯連接線連接，串聯連接線一端插頭僅連接負極(正極不連接)，一端插頭僅連接正極(負極不連接)，兩端插頭頭僅以一條導線連接，兩端插頭頭需以顏色標示正負極(如黑色代表負極，紅色代表正極)，當此串聯連接線兩插頭分別連接兩個可攜式蓄能供電裝置時，即完成本發明之串聯連接。若本發明之可攜式蓄能供電裝置的輸出電壓為12V，透過複數個串聯數目，可以提供24V、36V、48V等不同電壓輸出；當考量串聯裝置需要輸出大功率時，可並聯複數個串聯連接線以提供大功率使用需求。本發明於實際使用中，串聯連接線插頭(如車用點菸器接頭)內部需安裝保險絲，避免使用者安裝錯誤，發生短路現象，確保使用者用電需求。
本發明之可攜式蓄能供電裝置於實際應用中，可將本發明結合背包、提袋以便於使用者攜行，本發明之可攜式蓄能供電裝置第二實施例之實體外觀圖如圖3所示，該第二實施例係為一背包31，該背包係具有背帶311與多個大小不同之置物空間312，以容納本發明之可攜式蓄能供電裝置32之所有組成元件與其他附加設備，如太陽能板33、其他種類之電源供應設備或其他種類之電源轉換設備。該太陽能板、其他種類之電源供應設備或其他種類之電源轉換設備可經由與輸出入介面不同之獨立傳輸介面連接至該電池模組單元，或直接連接該通用輸出入介面單元以提供電能給該電池模組單 元；其中該太陽能板係為折疊式或捲筒式設計。本發明之第二實施例通常用於供電需求小於800W之場合，讓使用者於戶外藉助太陽光能或其他電力來源補充本發明之電能，以提供登山、露營、野餐、移動攤販、軍事指揮據點、工地、臨時場所、或急難救助等電力能源需求。
本發明之可攜式蓄能供電裝置於實際應用中，可將本發明結合手提箱或附滾輪之行李箱以便於使用者攜行，本發明之可攜式蓄能供電裝置第三實施例之實體外觀圖如圖4所示，該第三實施例係為一箱體41，該箱體係可為行李箱或手提箱，該箱體係具有提把411與滾輪412以便使用者攜行，該箱體內部可容置本發明之可攜式蓄能供電裝置42之所有組成元件，並具有額外置物空間413以容納其他週邊設備，如太陽能板43、其他種類之電源供應設備或其他種類之電源轉換設備。本發明之第三實施例通常用於供電需求大於500W之場合，讓使用者於戶外藉助太陽光能或其他電力來源補充本發明之電能，以提供登山、露營、野餐、移動攤販、軍事指揮據點、工地、臨時場所、或急難救助等電力能源需求。
上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
11‧‧‧電池模組單元
12‧‧‧電源開關單元
13‧‧‧通用輸出入介面單元
14‧‧‧電量監控單元
15‧‧‧電量顯示單元
16‧‧‧保護開關單元

Claims (10)

  1. 一種可攜式蓄能供電裝置，係包括：電池模組單元，係用於儲存與放出電能；電源開關單元，係連接該電池模組單元，係用於啟動或關閉該可攜式蓄能供電裝置之蓄能與供電動作；一以上之通用輸出入介面單元，係連接該電源開關單元，該通用輸出入介面單元係用於輸出該電池模組單元之電能，或從外部將電能輸入該電池模組單元儲存；電量監控單元，係連接該電源開關單元，該電量監控單元係用於監控該電池模組單元之電量；電量顯示單元，係連接該電量監控單元，係用於顯示該電池模組單元之電量狀態；以及保護開關單元，係連接該電池模組單元與該電量監控單元，當該電池模組單元之放電電壓過低或充電電壓太高時，該電量監控單元係控制該保護開關單元關閉該可攜式蓄能供電裝置之蓄能與供電動作，以保護該可攜式蓄能供電裝置之內部單元免於損壞。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式蓄能供電裝置，其中該通用輸出入介面單元係分為正極與負極兩種極性。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式蓄能供電裝置，其中該通用輸出入介面單元係使用車用點菸器接頭、USB接頭或其他種類之電源輸出入轉換介面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式蓄能供電裝置，其中該可攜式蓄能供電裝置係複數組串聯使用。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式蓄能供電裝置，其中該可攜式蓄能供電裝置係複數組並聯使用。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式蓄能供電裝置，其中更進一步包括：一背包，該背包係容納該可攜式蓄能供電裝置之所有組成元件。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式蓄能供電裝置，其中更進一步包括：一箱體，該箱體內部係容置該可攜式蓄能供電裝置之所有組成元件。
  8. 如申請專利範圍第8項所述之可攜式蓄能供電裝置，其中該箱體係具有提把與滾輪。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式蓄能供電裝置，其中更進一步包括：太陽能板，該太陽能板經由獨立傳輸介面連接至該電池模組單元，或直接連接該通用輸出入介面單元以提供電能給該電池模組單元。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之可攜式蓄能供電裝置，其中該太陽能板係為折疊式或捲筒式設計。
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