TWM613525U - 並聯充電及串聯放電之電路 - Google Patents

Abstract

本創作公開一種並聯充電及串聯放電之電路，包括有：一充電器；複數電池組，複數電池組與充電器以並聯的方式串接；一負載端，負載端與複數電池組以串聯的方式串接；複數放電開關設置於負載端與複數電池組串聯的線路上，每一放電開關對應每一電池組而設；複數充電開關設置於充電端與複數電池組所並聯的線路上，每一充電開關對應每一電池組而設，當每一放電開關皆呈導通狀態，且每一充電開關皆呈斷開狀態時，即啟動串聯放電之電路，當每一放電開關皆呈斷開狀態，且每一充電開關皆呈導通狀態時，即啟動並聯充電之電路；及複數電流控制元件，設置於充電器與複數電池組所並聯的線路上，每一電流控制元件對應每一電池組而設。

Description

並聯充電及串聯放電之電路

本創作涉及一種並聯充電及串聯放電之電路，尤其是涉及一種能執行並聯充電及串聯放電的電路。

請參閱第七圖及第八圖，習知的電池組2’與一充電器1’及一負載端3’相連接，並藉由複數開關51’控制由充電器對電池進行充電，或是電池對負載端進行供電。

當需要搭載更多的電力時，如搭載在電動載具中時，則需要更多的電池組對負載端進行供電。若是使用串聯充電的情況下，會受到每一電池組內餘剩的電壓影響，若是每一電池組內所餘剩的電壓不一致，當最高電壓的電池組充滿電時，即會停止充電，如此導致其餘較低電壓的電池組無法充滿電。並聯充電時，當最高電壓的電池組充滿電時，還是會持續進行充電，如此其餘較低電壓的電池組能繼續充滿電。當串聯放電時，不會受每一電池組內的電壓影響，而持續進行供電。並聯放電時，若是每一電池組內的電壓不相等，則會發生高電壓電池對低電壓電池進行回流放電的情況發生，如此會電池組的損壞。因此當複數電池組進行充電及放電時，選用並聯充電及串聯放電是較優的選擇。

請參閱第九圖，當使用習知的電路結構，直接對第一電池組21’及第二電池組22’進行並聯充電及串聯供電的配置時，當進行串聯放電時，在第一電池組21’與第二電池組22’之間的電路，會發生兩不同方向的電流相交，進而導致短路，會造成第一電池組21’及第二電池組22’無法正常供電。

因此，有必要提供一種並聯充電及串聯放電之電路，使得複數電池能進行並聯充電及串聯放電的功能。

本創作之目的提供一種並聯充電及串聯放電之電路，該電路能執行並聯充電及串聯放電。

為了實現以上目的，本創作公開一種並聯充電及串聯放電之電路，包括有：一充電器；複數電池組，複數電池組與充電器以並聯的方式串接；一負載端，負載端與複數電池組以串聯的方式串接；複數放電開關設置於負載端與複數電池組串聯的線路上，每一放電開關對應每一電池組而設；複數充電開關設置於充電端與複數電池組所並聯的線路上，每一充電開關對應每一電池組而設，當每一放電開關皆呈導通狀態，且每一充電開關皆呈斷開狀態時，即啟動串聯放電之電路，當每一放電開關皆呈斷開狀態，且每一充電開關皆呈導通狀態時，即啟動並聯充電之電路；及複數電流控制元件，設置於充電器與複數電池組所並聯的線路上，每一電流控制元件對應每一電池組而設。

承上所述，本創作並聯充電及串聯放電之電路藉由電路配置電流控制元件，使得複數電池能進行並聯充電及串聯放電的功能。

為詳細說明本創作之技術內容、構造特徵、所達成的目的及功效，以下茲例舉實施例並配合圖式詳予說明。

請參閱第一圖至第六圖，本創作公開一種並聯充電及串聯放電之電路100，該並聯充電及串聯放電之電路100設置於一種電動載具中。並聯充電及串聯放電之電路100包括有一充電器1、複數電池組2、一負載端3及複數電流控制元件。

複數電池組2與充電器1以並聯的方式串接，負載端3與複數電池組2以串聯的方式串接，複數電流控制元件，設置於充電器1與複數電池組2所並聯的線路上，每一電流控制元件對應每一電池組2而設。

複數放電開關51設置於負載端3與複數電池組2所串聯的線路上，每一放電開關51對應每一電池組2而設，複數充電開關52設置於充電器1與複數電池組2所並聯的線路上，每一充電開關52對應每一電池組2而設。當每一放電開關51皆呈導通狀態，且每一充電開關52皆呈斷開狀態時，即啟動串聯放電之電路，當每一放電開關51皆呈斷開狀態，且每一充電開關52皆呈導通狀態時，即啟動並聯充電之電路。

續參閱第一圖及第二圖，本創作第一實施例中，設有第一電池組21及第二電池組22。電流控制元件為一種單向導通元件6。

充電器1的正極與一第一節點41耦接，第一節點41分別與一第二節點42及一第三節點43耦接，第二節點42分別與第一電池21的正極及一第四節點44耦接。第三節點43分別與第二電池22的正極及負載端3的正極耦接。第四節點44分別與第二電池22的負極及一第五節點45耦接。第五節點45分別與充電器1的負極及一第六節點46耦接。第六節點46與第一電池21的負極及負載端3的負極相連接。

第三節點43與負載端的正極之間耦接有一放電開關51。第二節點42與第四節點44之間耦接有另一放電開關51。第一節點41與第三節點43之間耦接有一充電開關52。第一節點41與第二節點42之間耦接有另一充電開關52。放電開關51及充電開關52可以是手動或電性開關，也可以是一種MOSFET開關。第四節點44與第五節點45之間設有一單向導通元件6，電流導通方向為從第四節點44至第五節點45。第五節點45與第六節點46之間設有一單向導通元件6，電流導通方向為從第六節點46至第五節點45。單向導通元件6具有兩不對稱電導的電極，因此只能允許電流由單一方向流過。

續參閱第一圖，當兩放電開關51皆呈斷開狀態且兩充電開關52呈導通狀態時，即進入並聯充電模式。此時電流從充電器1的正極開始流動，一部份的電流會依序經過第一節點41、充電開關52、第二節點42、第一電池21、第六節點46、第五節點45，最後回到充電器1的負極中。如此對第一電池21進行充電。當電流流經第一節點41時，另一部分的電流會依序經過另一充電開關52、第三節點43、第二電池22、第四節點44、第五節點45，最後回到充電器1的負極中。如此對第二電池22進行充電。如此形成第一電池21及第二電池22的並聯充電迴路。第一電池21及第二電池22能接收到從充電器1提供的電流，在並聯的狀態下分別進行充電。

續參閱第二圖，當兩放電開關51皆呈導通狀態且兩充電開關52呈斷開狀態時，即進入串聯放電模式。此時電流從第一電池21及第二電池22的正極開始流動，第一電池21的電從正極開始流動，依序經過第二節點42、第四節點44、第二電池22的負極、第二電池22的正極、第三節點43、負載端3的正極、負載端3的負極、第六節點46、及第一電池21的負極。如此形成第一電池21及第二電池22的串聯放電迴路。由於單向導通元件6的特性，當電流從第四節點44依序流過所連接的單向導通元件6及第五節點45後，電流會被另一單向導通元件6阻擋住而無法流過。同樣地，當電流從第六節點46依序流過所連接的單向導通元件6及第五節點45後，電流會被另一單向導通元件6阻擋住而無法流過。如此第一電池21及第二電池22能在串聯的狀態下，對負載端3進行供電。

請參閱第三圖及第四圖，本創作第二實施例中，大致上與第一實施例相同，不同的地方在於第一實施例中所設置的電流控制元件為一種控制開關53。控制開關53可以是手動或電性開關，也可以是一種MOSFET開關。

續參閱第三圖，當兩充電開關52與兩控制開關53皆導通而兩放電開關51皆斷開時，即進入並聯充電模式。此時電流的流動方式與第一實施例之並聯充電模式相同。

續參閱第四圖，當兩充電開關52與兩控制開關53皆斷開而兩放電開關51皆導通時，即進入串聯放電模式。此時電流的流動方式與第一實施例之串聯放電模式相同。

由於第一實施例中所使用的單向導通元件6雖然不須額外的操作，然而單向導通元件6會產生損耗，雖然在設計上或使用上較為便利，卻會影響到並聯充電的效率。本第二實施例中所使用的控制開關53不會產生損耗，因此不會影響到並聯充電的效率。然而控制開關53需要手動或藉由電性訊號操作來切換導通或斷開狀態，如此會增加使用上的不便或設計難度。因此，兩實施例同時具有優點及缺點，可以根據使用者的需求考量下來使用本創作所接露的兩實施例。

請參閱第五圖及第六圖，當搭載有兩個以上的複數電池組2時， 可以按照第一實施例及第二實施例中同樣的電路設置方式，進行複數電池2的並聯充電及串聯放電功能。

承上所述，本創作並聯充電及串聯放電之電路100藉由電路配置搭載單向傳輸元件6或控制開關53，使得複數電池2能進行並聯充電及串聯放電的功能。

100:並聯充電及串聯放電之電路 1:充電器 2:電池組 21:第一電池組 22:第二電池組 3:負載端 41:第一節點 42:第二節點 43:第三節點 44:第四節點 45:第五節點 46:第六節點 51:放電開關 52:充電開關 53:控制開關 6:單向導通元件

［第一圖］係本創作並聯充電及串聯放電之電路的第一實施例中並聯充電之電路示意圖。

［第二圖］係本創作並聯充電及串聯放電之電路的第一實施例中串聯放電之電路示意圖。

［第三圖］係本創作並聯充電及串聯放電之電路的第二實施例中並聯充電之電路示意圖。

［第四圖］係本創作並聯充電及串聯放電之電路的第二實施例中串聯放電之電路示意圖。

［第五圖］係本創作並聯充電及串聯放電之電路中具有複數電池組時並聯充電之電路示意圖。

［第六圖］係本創作並聯充電及串聯放電之電路中具有複數電池組時串聯放電之電路示意圖。

［第七圖］係先前技術單顆電池充電時之電路示意圖。

［第八圖］係先前技術單顆電池放電時之電路示意圖。

［第九圖］係以先前技術的方式搭載兩電池時串聯放電會發生短路之電路示意圖。

100:並聯充電及串聯放電之電路

1:充電器

21:第一電池組

22:第二電池組

3:負載端

41:第一節點

42:第二節點

43:第三節點

44:第四節點

45:第五節點

46:第六節點

51:放電開關

52:充電開關

6:單向導通元件

Claims (6)

1. 一種並聯充電及串聯放電之電路，包括有：一充電器；複數電池組，複數所述電池組與所述充電器以並聯的方式串接；一負載端，所述負載端與複數所述電池組以串聯的方式串接；複數放電開關，設置於所述負載端與複數所述電池組所串聯的線路上，每一所述放電開關對應每一所述電池組而設；複數充電開關，設置於所述充電器與複數所述電池組所並聯的線路上，每一所述充電開關對應每一所述電池組而設，當每一所述放電開關皆呈導通狀態，且每一所述充電開關皆呈斷開狀態時，即啟動串聯放電之電路，當每一所述放電開關皆呈斷開狀態，且每一所述充電開關皆呈導通狀態時，即啟動並聯充電之電路；及複數電流控制元件，設置於所述充電器與複數所述電池組所並聯的線路上，每一所述電流控制元件對應每一所述電池組而設。
2. 如請求項1所述之並聯充電及串聯放電之電路，其中，複數所述電池組包含有兩電池組，即包含有第一電池組及第二電池組，所述充電器的正極與一第一節點耦接，所述第一節點分別與一第二節點及一第三節點耦接，所述第二節點分別與所述第一電池組的正極及一第四節點耦接，所述第三節點分別與所述第二電池組的正極及所述負載端的正極耦接，所述第四節點分別與所述第二電池組的負極及一第五節點耦接，所述第五節點分別與所述充電器 的負極及一第六節點耦接，所述第六節點與所述第一電池組的負極及所述負載端的負極相連接，所述第三節點與所述負載端的正極之間耦接有一所述放電開關，所述第二節點與所述第四節點之間耦接有另一所述放電開關，所述第一節點與所述第三節點之間耦接有一所述充電開關，所述第一節點與所述第二節點之間耦接有另一所述充電開關，所述第四節點與所述第五節點之間設有一所述電流控制元件，所述第五節點與所述第六節點之間設有一所述電流控制元件。
3. 如請求項1所述之並聯充電及串聯放電之電路，其中，所述電流控制元件為一種單向導通元件。
4. 如請求項2所述之並聯充電及串聯放電之電路，其中，所述電流控制元件為一種單向導通元件，所述第四節點與所述第五節點之間所設置的所述單向導通元件，電流導通方向為從所述第四節點至所述第五節點，所述第五節點與所述第六節點之間所設置的所述單向導通元件，電流導通方向為從所述第六節點至所述第五節點。
5. 如請求項1所述之並聯充電及串聯放電之電路，其中，所述電流控制元件為一種控制開關，當每一所述充電開關與每一所述控制開關皆導通而兩所述放電開關皆斷開時，即進入並聯充電模式，當每一所述充電開關與每一所述控制開關皆斷開而兩所述放電開關皆導通時，即進入串聯放電模式。
6. 如請求項2所述之並聯充電及串聯放電之電路，其中，所述電流控制元件為一種控制開關，當每一所述充電開關與每一所述控制開關皆導通而兩所述放電開關皆斷開時，即進入並聯充電模式，當每一所述充電開關與每一所述控制開關皆斷開而兩所述放電開關皆導通時，即進入串聯放電模式。

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