TWI828145B

TWI828145B - 電動載具的雙向充電裝置

Info

Publication number: TWI828145B
Application number: TW111117888A
Authority: TW
Inventors: 莊憶芳; 張乃千
Original assignee: 巧連科技股份有限公司; 莊憶芳; 張乃千
Priority date: 2022-05-12
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2024-01-01
Also published as: TW202344416A

Abstract

一種電動載具的雙向充電裝置，包括：一電池盒，係以安裝於電動載具上，該電池盒包含：至少一第一USB TYPE-C連接器、一第一充電電路及一第一電源供應單元。該第一充電電路係與該第一USB TYPE-C連接器電性連結。該第一電源供應單元係與該第一充電電路電性連結。其中，以該第一USB TYPE-C連接器輸入外部電源經該第一充電電路對該第一電源供應單元充電，並以該第一電源供應單元所輸出電源提供該電動載具所需之電源；該第一電源供應單元所輸出電源傳至該第一USB TYPE-C連接器，透過該第一USB TYPE-C連接器所插接的USB TYPE-C傳輸線，可對外部的電子裝置進行充電。

Description

電動載具的雙向充電裝置

本發明係有關一種雙向充電裝置，尤指一種可以安裝於電動載具上，以提供具有USB TYPE-C連接器接口，且可雙向充電的雙向充電裝置。

電動自行車，又稱電動單車、電動腳踏車，是一種以蓄電池為主要能源的輕便交通工具，外觀與自行車或摩托車相似，屬摩托化自行車的一種，部分車種還帶有腳踏板、鏈條和煞車系統，可以用人力作為輔助動力(稱為電動輔助單車)。

由於電動自行車、電動摩托車或電動輔助車(三個輪)在使用最怕遇到的就是電池沒電，而且電動自行車或電動輔助車的充電器體積大不易攜帶外出，一旦電池沒電了該電動自行車還可以透過腳踏結構恢復動力，但電動輔助車對於身體有殘缺或病痛者來說將無法行走，以及電動摩托車又必需到既定的電池供應站換電池，因此造成使用者使用上的不便。

因此，本發明之主要目的，在於解決上述問題，本發明在電動載具所使用的電池盒上安裝有一USB TYPE-C連接器，讓電池盒除了可以被充電外，還可以提供其它電子裝置進行充電。

本發明之另一目的，在於電動載具上的控制面板也增設有一USB TYPE-C連接器，除了可以被充電外，也可以提供其它電子裝置進行充電。

為達上述之目的，本發明係提供一種電動載具的雙向充電裝置，包括：一電池盒，係以安裝於電動載具上，該電池盒包含：至少一第一USB TYPE-C連接器、一第一充電電路及一第一電源供應單元。該第一充電電路係與該第一USB TYPE-C連接器電性連結。該第一電源供應單元係與該第一充電電路電性連結。其中，以該第一USB TYPE-C連接器輸入外部電源經該第一充電電路對該第一電源供應單元充電，並以該第一電源供應單元所輸出電源提供該電動載具所需之電源；該第一電源供應單元所輸出電源傳至該第一USB TYPE-C連接器，透過該第一USB TYPE-C連接器所插接的USB TYPE-C傳輸線，可對外部的電子裝置進行充電。

在本發明之一實施例中，該第一USB TYPE-C連接器為USB TYPE-C連接器公頭或USB TYPE-C連接器母頭。

在本發明之一實施例中，該第一電源供應單元為充電電池。

在本發明之一實施例中，雙向充電裝置更包含有一控制面板。

在本發明之一實施例中，該控制面板包含有：一微控制單元、一操作單元、至少一第二USB TYPE-C連接器、一第二充電電路及一第二電源供應單元。該微控制單元係與該電動載具的車用馬達電性連結，該微控制單元載有應用程式以執行對該電動載具的各項功能的切換與控制。該操作單元係與該微控制單元電性連結，該操作單元以輸入操作指令傳遞至該微控制單元中，以控制該電動載具各項功能切換及控制。該第二USB TYPE-C連接器係與該微控制單元電性連結。該第二充電電路係與該微控制單元及該第二USB TYPE-C連接器電性連結。該第二電源供應單元係與該微控制單元及該第二充電電路電性連結。其中，以該第二USB TYPE-C連接器輸入外部電源經該第二充電電路對該第二電源供應單元充電，並以該第二電源供應單元所輸出電源提供該控制面板所需之電源；該第二電源供應單元所輸出電源傳至該第二USB TYPE-C連接器，透過該第二USB TYPE-C連接器所插接的USB TYPE-C傳輸線，可對該外部的電子裝置進行充電。

在本發明之一實施例中，該第二USB TYPE-C連接器為USB TYPE-C連接器公頭或USB TYPE-C連接器母頭。

在本發明之一實施例中，該第二電源供應單元為充電電池。

在本發明之一實施例中，該操作單元由數個按鍵組成。

在本發明之一實施例中，該控制面板更包含有一顯示單元，該顯示單元係與該微控制單元電性連結，用以顯示該微控制單元處理後的資料結果顯示。

在本發明之一實施例中，該電池盒上具有一組雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭，該雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭與該第一充電電路電性連結，以供插接傳輸線。

在本發明之一實施例中，該傳輸線上具有一線體，該線體兩端分別各具有一插頭，該二插頭上各別具有一並列的雙接頭的第一USB TYPE-C連接器公頭，該雙接頭的第一USB TYPE-C連接器公頭以插接於該雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭，該傳輸線另一端的該雙接頭的第一USB TYPE-C連接器公頭則插接於該外部的電子裝置的雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭上。

在本發明之一實施例中，該雙接頭的第一USB TYPE-C連接器公頭直接安裝在該外部的電子裝置上。

10:電池盒

101:第一USB TYPE-C連接器

102:第一充電電路

103:第一電源供應單元

20:控制面板

201:微控制單元

202:操作單元

2021:按鍵

203:顯示單元

204:第二USB TYPE-C連接器

205:第二充電電路

206:第二電源供應單元

30:電動載具

301:車架

302:車用馬達

303:車把

101a、101b:第一USB TYPE-C連接器母頭

40:傳輸線

401:線體

402、402a:插頭

403、403a、601:第一USB TYPE-C連接器公頭

50、60:電子裝置

501:第一USB TYPE-C連接器母頭

204a、204b:第二USB TYPE-C連接器母頭

圖1，係本發明之第一實施例的雙向充電裝置與電動載具安裝配置示意圖；圖2，係圖1的控制面板安裝於電動載具車把上的局部放大示意圖；圖3，係本發明之第一實施例的雙向充電裝置的電路方塊示意圖；圖4，係本發明之第二實施例的雙向充電裝置與電動載具安裝配置示意圖；圖5，係圖4的第二實施例的雙向充電裝置與外部的電子裝置進行插接示意圖；圖6，係本發明之第三實施例之外部的電子裝置外觀示意圖；圖7，係本發明之第四實施例的控制面板安裝於電動載具車把上的局部放大示意圖。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，現在配合圖式說明如下：請參閱圖1、2，係本發明之雙向充電裝置與電動載具安裝配置及圖1的控制面板安裝於電動載具車把上的局部放大示意圖。如圖所示：本發明之一種電動載具的雙向充電裝置，主要是電池具備USB TYPE-C連接器的雙向充電裝置，該雙向充電裝置包括有一電池盒10及一控制面板20。其中，將該電池盒10安裝於電動載具30的車架301上，該控制面板20則安裝於該電動載具30的車把303上，在該電池盒10充完電力後，以提供該電動載具30的車用馬達302所需電力，來帶動電動載具30行走。同時，該電池盒10具有一第一USB TYPE-C連接器101，該第一USB TYPE-C連接器101的接口以提供插接USB TYPE-C接頭的傳輸線(圖中未示)，除了提供本身電池盒的自身充電外，同時該USB TYPE-C傳輸線另一端的接頭可以插接於該控制面板20的第二USB TYPE-C連接器204的接口或其他電子裝置的接口上，以對該控制面板20或其他電子裝置進行充電。在本圖式中，該電動載具30為電動自行車、電動摩托車或電動輔助車。

值得一提的事，該電池盒10上使用第一USB TYPE-C連接器101，當電池盒10內部的電池沒電或電力不足時，可以將第一USB TYPE-C連接器101的接口插接USB TYPE-C接頭的傳輸線連接行動電源進行充電，使電池盒10內部電池恢復電力，讓電動載具30可以回至家中或供應站進行充電。以及當該控制面板20充完電後，該控制面板20上的第二USB TYPE-C連接器204可以提供使用者的行動裝置(圖中未示)進行充電。

請參閱圖3，係本發明之雙向充電裝置的電路方塊示意圖，請一併參閱圖1、2所示。如圖所示：本發明之雙向充電裝置，包括：一電池盒10及一控制面板20。

該電池盒10，包括有：一第一USB TYPE-C連接器101、一第一充電電路102及一第一電源供應單元103。其中，以該電池盒10提供該電動載具30所需之電力外，還可以對該控制面板20或其他的電子裝置(圖中未示)進行充電。

該第一USB TYPE-C連接器101，係插接USB TYPE-C傳輸線(圖中未示)以輸入外部電源提供該電池盒10的第一電源供應單元103進行充電，在該第一電源供應單元103充完電後，該第一電源供應單元103可以提供電動載具30的車用馬達302驅動所需之電力。該第一USB TYPE-C連接器101在插接USB TYPE-C傳輸線後，該USB TYPE-C傳輸線的另一端接頭可以插接在控制面板20的第二USB TYPE-C連接器204或其他電子裝置上，以對該控制面板20的第二電源供應單元206進行充電或對其他電子裝置進行充電。

該第一充電電路102，係與該第一USB TYPE-C連接器101及該第一電源供應單元103電性連結。該第一充電電路102以接收外部電源，即可對該第一電源供應單元103進行充電。

該第一電源供應單元103，係與該第一充電電路102電性連結。該第一電源供應單元103接收該第一充電電路102的輸出電源進行充電，在第一電源供應單元103充完電後，可以提供該車用馬達302所需要之電源，或輸出電源以提供其它電子裝置進行充電。在本圖式中，該第一電源供應單元103為充電電池。

該控制面板20，包括有：一微控制單元201、一操作單元202、一顯示單元203、一第二USB TYPE-C連接器204、一第二充電電路205及一第二電源供應單元206。其中，以該控制面板20上的顯示單元203以顯示電動載具30車輛的行車狀況，如車速、電力、車檔位、時間，且可以透過該控制面板20上的操作單元202進行時間設定、車檔位切換以及資料更新操作。

該微控制單元201，係與該電動載具的車用馬達302電性連結，該微控制單元201載有控制該電動載具30的各項功能的應用程式外，該微控制單元201將所處理後資料結果傳遞於該顯示單元203上顯示，以供騎乘者了解電動載具30目前的行車狀況。

該操作單元202，係與該微控制單元201電性連結。該操作單元202以輸入操作指令傳遞至該微控制單元201中，在該微控制單元201處理後，以進行對該電動載具30各項功能切換及控制。在本圖式中，該操作單元202由數個按鍵2021組成。

該顯示單元203，係與該微控制單元201電性連結。用以顯示微控制單元201處理後的資料結果顯示。

該第二USB TYPE-C連接器204，係與該微控制單元201及第二充電電路205電性連結。該第二USB TYPE-C連接器204係插接USB TYPE-C傳輸線以接受該電池盒10輸出的電力進行充電。在充完電後，該第二USB TYPE-C連接器204可以透過該USB TYPE-C傳輸線與騎乘者所攜帶的行動裝置(圖中未示)插接，以提供騎乘者的電子裝置進行充電。

該第二充電電路205，係與該微控制單元201、該第二USB TYPE-C連接器204及該第二電源供應單元206電性連結。該第二充電電路205以接收外部的電源，即可對該第二電源供應單元206進行充電。

該第二電源供應單元206，係與該第二充電電路205電性連結。該第二電源供應單元206以接收該第二充電電路205的輸出電源進行充電，以及提供該控制面板20所需要之電源外，以該第二USB TYPE-C連接器204可以透過該USB TYPE-C傳輸線與騎乘者所攜帶的電子裝置(圖中未示)插接，以提供騎乘者的行動裝置進行充電。在本圖式中，該第二電源供應單元206為充電電池。

值得一提的事，該第一USB TYPE-C連接器101及該第二USB TYPE-C連接器204為USB TYPE-C連接器公頭或USB TYPE-C連接器母頭，該USB TYPE-C連接器公頭或母頭是具有至少24根端子，其中至少包括四根電源端子(上層第4、9根與下層第4、9根)、四根接地端子(上層第1、12根與下層第1、12根)、十二根差分端子(上層第2、3、6、7、10、11根與下層第2、3、6、7、10、11根)、兩根選擇端子(上層第5根與下層第5根)及兩根保留端子(上層第8根與下層第8根)。

因此，使該電池盒10及該控制面板20皆可以達到雙向充電之目的，以便於騎乘者使用。

請參閱圖4、5係本發明之第二實施例的雙向充電裝置與電動載具安裝配置及圖4的第二實施例的雙向充電裝置與外部的電子裝置進行插接示意圖。本實施例與第一實施例大致相同，所不同處係有關於USB電力傳輸技術(USB Power Delivery，以下簡稱USB PD)，是一門快速充電技術，部分iOS/Apple及Android/Google裝置均支援此技術，所傳輸的電力較標準充電方法要高得多。目前USB PD快充主要可分為10W、18W、36W、60W與100W五種功率規格，電壓採用5V、9V、12V、20V，最高可與5A電流的USB TYPE-C接頭做使用。USB PD快充也可運用在平板、筆電、電視等產品。

充電中裝置和充電器之間會自動判斷該用多大的電流充電。為統一使用規範，支援USB PD快充的充電器須採USB TYPE-C接口。而且USB PD快充同時可相容於高通(Qualcomm)最新的快速充技術(Quick Charge)，例如QC 4.0、QC4+的快充。

因此，本發明之雙向充電裝置的電池盒10上具有一組雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭101a、101b，以供插接具有雙插頭的傳輸線40，該傳輸線40上具有一線體401，該線體401兩端分別各具有一插頭402、402a，該插頭402、402a上具有一並列的雙接頭的第一USB TYPE-C連接器公頭403、403a，該雙接頭的第一USB TYPE-C連接器公頭403以插接於雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭101a，該傳輸線40另一端的雙接頭的第一USB TYPE-C連接器公頭403a則插接於該外部的電子裝置50的雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭501上，以進行快速資料傳遞或快充。

請參閱圖6，係本發明之第三實施例的外部的電子裝置外觀示意圖。如圖所示：本實施例之外部的電子裝置60與第二實施例之外部的電子裝置50大致相同，所不同處係在於該雙接頭的第一USB TYPE-C連接器公頭601直接安裝在該電子裝置60上，使該電子裝置60可以直接插接於該電池盒10的雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭101a、101b(如圖5)進行快充或資料快速傳遞。

請參閱圖7，係本發明之第四實施例的控制面板安裝於電動載具車把上的局部放大示意圖。如圖所示：本實施例與圖2大致相同，所不同處係在於該控制面板20也增設雙接口的第二USB TYPE-C連接器母頭204a、204b。同樣地，該控制面板20上的雙接口的第二USB TYPE-C連接器母頭204a、204b也透過圖5的該傳輸線40與圖2的電池盒10的雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭101a、101b插接，以進行充電。

且該控制面板20上的雙接口的第二USB TYPE-C連接器母頭204a、204b同樣地透過該傳輸線40與該外部的電子裝置50的雙接口的第一USB TYPE-C連接器母頭501上，以進行快速資料傳遞或快充。

惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書或圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。