CN102136740A - 电池充电/放电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池充电/放电系统，该电池充电/放电系统包含一回收电缆以及多个充电/放电控制器。每一个充电/放电控制器各自对应于一电池。当该电池处于一放电模式，该电池输出的一放电电流通过该充电/放电控制器流向该回收电缆。当该电池充电/放电系统在运行时，该回收电缆具有一回收电压，并且该回收电压为一直流电压。本发明除了提升能源利用率并降低整个电池充电/放电系统的耗能之外，还可以减少由未被有效利用的电能转换而成的热能，进而解决系统中的散热问题。

Description

电池充电/放电系统

技术领域

本发明涉及测试装置，尤其涉及与针对电池设计的测试装置相关的电池充电/放电系统。

背景技术

随着科技发展进步，近年来各种商用、家用以及个人的电子产品皆日益普及。除了功能与外观之外，产品的安全性和耐用性也受到相当的重视。如何延长产品的使用寿命并避免使用者因产品的损坏受到伤害，皆为产品设计者和制造商关注的议题。一般而言，产品在出厂销售之前都必须经过质量检验的程序。

举例来说，在生产电子产品中所包含的电池时，制造者必须针对电池进行充电及放电的化成测试，以确保电池的充电/放电过程正常，且其容量能符合产品规格的要求。

在为电池进行放电测试的过程中，由电池排出的电能如果未经回收处理，会转化为大量的热能。这些热能非但形成惊人的能源浪费，还会对测试机台、甚至是整个周边测试环境带来棘手的散热问题。有鉴于此，安全法规规定的测试条件愈来愈完整严格，开始对回收电池放电产生的能量一事有所规范。

现有的电池充电/放电测试系统通常包含多个充电/放电装置。请参阅图1，图1即为这种系统架构的示意图。如图1所示，两个独立运行的充电/放电装置10A和10B各自为电池12A、12B进行充电/放电测试。电池12A于放电测试中排出的电能仅限于回收至充电/放电装置10A中的电源供应器。同样地，电池12B于放电测试中排出的电能也仅限于回收至充电/放电装置10B中的电源供应器。这种架构的缺点在于未能达到最有效利用回收电能的效果。此外，现有的电能回收系统大多是以交流电形式将电能回收至电力系统，这样的做法容易造成电力质量因素降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种电池充电/放电系统。通过整合多个电池充电/放电控制器，根据本发明的电池充电/放电系统除了可有效回收并利用电池在放电过程中释放的电量，也可进而减少测试设备中的散热问题。此外，根据本发明的电池充电/放电系统是以直流电形式回收电能，因此可解决现有技术中电力质量因素受到回收电力负面影响的问题。

根据本发明的一具体实施例为一电池充电/放电系统，该电池充电/放电系统包含一回收电缆(recycling cable)和多个充电/放电控制器。每一个充电/放电控制器各自对应于一电池。当该电池处于一放电模式，该电池输出的一放电电流通过该充电/放电控制器流向该回收电缆。当该电池充电/放电系统在运行时，该回收电缆具有一回收电压，并且该回收电压为一直流电压。

本发明的有益效果在于，通过整合多个电池充电/放电控制器，本发明的电池充电/放电系统除了提升能源利用率并降低整个电池充电/放电系统的耗能之外，还可以减少由未被有效利用的电能转换而成的热能，进而解决系统中的散热问题。

根据本发明的电池充电/放电系统适用于各种不同大小或不同容量的电池，也不仅限应用于测试设备中。关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。

附图说明

图1所示为传统的电池充电/放电系统。

图2A图示根据本发明的一实施例中的电池充电/放电系统架构图。

图2B图示根据本发明的充电/放电模块包含升压电路的实施范例。

图2C图示根据本发明的电池充电/放电系统包含两个充电/放电群组，且进一步包含一中央控制模块的实施例。

图2D为根据本发明的另一电池充电/放电系统实施例的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10A、10B：充电/放电装置       12A、12B：电池

20：电池充电/放电系统         24A、24B：充电/放电控制器

26：回收电缆                  28、246A：电源供应器

29、248A：单向开关            242A：升压电路

30A、30B：充电/放电群组       32：中央控制模块

具体实施方式

请参阅图2A，图2A为根据本发明的一具体实施例中的电池充电/放电系统的方框图。实际应用中，这个系统20可为一电池充电/放电测试设备，但不以此为限。于此实施例中，该系统包含多个充电/放电控制器(为方便说明，此图中仅绘示两个控制器24A、24B做为代表)、一回收电缆26、一电源供应器28以及一单向开关29。于实际应用中，回收电缆26可以用金属铜材制成，但不以此为限。

如图2A所示，本实施例中的每一个充电/放电控制器各自对应于一电池(12A、12B)。电池12A与电池12B的规格及被充电时所需要的电压不必相同。也如图2A所示，所述电池各自通过其所对应的充电/放电控制器连接至回收电缆26。更明确地说，当电池12A处于放电模式，电池12A所输出的放电电流会通过充电/放电控制器24A被导向回收电缆26。同样地，当电池12B处于放电模式，充电/放电控制器24B会将电池12B输出的放电电流导向回收电缆26。根据本发明，当图2A所示的电池充电/放电系统20在运行时，回收电缆26上的回收电压为一直流电压。

在这个实施例中，电源供应器28分别连接至充电/放电控制器24A和24B，用以通过各充电/放电控制器为处于充电模式的电池12A和12B充电。各充电/放电控制器也可以为电池提供调整电压的功能。举例而言，假设电源供应器28输出的电源电压固定为24伏特，而电池12A所需要的充电电压为5伏特，则充电/放电控制器24A可负责将自己收到的电源电压先调降为5伏特再提供给电池12A。

于实际应用中，单向开关29可利用二极管来实现。如图2A所示，单向开关29连接于回收电缆26与电源供应器28之间。当单向开关29处于导通状态，单向开关29仅容许由回收电缆26流向电源供应器28的电流通过。易言之，单向开关29并不允许电流由电源供应器28流向回收电缆26。

除了提供限定电流流向的作用之外，单向开关29还可以针对流向电源供应器28的电流提供一电流量限制，借此避免电源供应器28因无法负荷突然流入的大量电流而损坏。此外，当电池充电/放电系统20处于初步启动状态时，单向开关29可以先被关闭，待电池充电/放电系统20开始稳定运行之后，再将单向开关29开启。

值得注意的是，当电源供应器28通过单向开关29由回收电缆26接受回收电力供给时，电源供应器28本身为电池12A、12B充电的所需消耗的电量就可被降低。此外，即使不是电源供应器28正在对电池12A、12B充电的情况，电源供应器28也可先将由回收电缆26接受电力，供给充电/放电控制器24A、24B或其他周边电路做为运行所需的电力。

请参阅图2B，图2B为充电/放电控制器24A的一实施范例。在这个范例中，充电/放电控制器24A包含一升压电路242A。升压电路242A的功用在于提高由电池12A输出至回收电缆26的电压。举例而言，假设电源供应器28输出的电源电压的电压值为V1，且单向开关29导通时单向开关29两端的跨压值为V2。当电池12A处于放电模式，升压电路242A可将电池12A提供至回收电缆26的放电电压提高为(V1+V2)，借此补偿电池12A的放电电压和电源供应器28输出的电源电压间的压差，并且补偿单向开关29在回收电缆26和电源供应器28之间所造成的压降。

电池充电/放电系统20中的其他充电/放电控制器(例如充电/放电控制器24B)也可以包含如图2B所示的升压电路242A。由于各个充电/放电控制器的工作原理大致相同，因此不再赘述。

根据本发明，若电池充电/放电系统20包含的充电/放电控制器数量较多，所述多个充电/放电控制器可以被分配为多个群组。举例而言，假设电池充电/放电系统20包含例如两千个如同充电/放电控制器24A的充电/放电控制器，每一百个充电/放电控制器可以被分配为一个群组，并且每个群组中的充电/放电控制器共用一个电源供应器。换句话说，每一个充电/放电群组各自包含一个电源供应器。或者，上述两千个如同充电/放电控制器24A的充电/放电控制器也可共用一个电源供应器。

请参阅图2C，图2C图示根据本发明的电池充电/放电系统包含两个充电/放电群组，且进一步包含一中央控制模块的实施例。中央控制模块32用以控制充电/放电群组30A、30B轮流进入充电模式。更明确地说，中央控制模块32的作用在于安排、调节各个充电/放电群组中的电池的充电/放电时间顺序，以达到将能量最充分利用的效果。举例而言，当充电/放电群组30A正在对自己本身所对应的多个电池充电时，中央控制模块32可令充电/放电群组30B中的电池进入放电状态，并将电池排放出的电量导向回收电缆26。相对地，当充电/放电群组30B正在对自己本身所对应的多个电池充电时，中央控制模块32可令充电/放电群组30A中的电池进入放电状态，并将电池排放出的电量导向回收电缆26。借此，这两个群组可以互相利用对方放电时排出的电能为自己的充电过程节省耗能。

由于在根据本发明的电池充电/放电系统中，能源的循环回收利用不再局限于单一充放电装置，因此可以大幅提升电能的利用率。实际应用中，中央控制模块28可以利用一电脑系统或一单芯片微处理器来实现，但不以此为限。

请参阅图2D，图2D为根据本发明的另一电池充电/放电系统实施例的示意图。于此实施例中，每一个充电/放电控制器内部各自包含一个电源供应器，而非多个充电/放电控制器共用一电源供应器。当充电/放电控制器24A所对应的电池12A处于充电模式，电源供应器246A为电池12A充电。如图2D所示，充电/放电控制器24A中也包含一单向开关248A，连接于回收电缆26与该电源供应器246A之间。当单向开关248A处于一导通状态，单向开关248A容许由回收电缆26流向电源供应器246A的一电流通过。与先前几个实施例相同的是，图2D中的电源供应器246A可以由回收电缆26接收其他电池放电所产生的回收电力，借此节省为电池12A所需耗费的电量。相对地，电池12A放电时排出的电量，也可以供做其他电池的充电电力。

如上所述，通过整合多个电池充电/放电控制器，根据本发明的电池充电/放电系统及方法除了提升能源利用率并降低整个电池充电/放电系统的耗能之外，还可以减少由未被有效利用的电能转换而成的热能，进而解决系统中的散热问题。此外，根据本发明的系统系以直流电形式回收电能，因此可解决现有技术中电力质量因素受到回收电力负面影响的问题。根据本发明的电池充电/放电系统及电池充电/放电方法适用于各种不同大小或不同容量的电池，也不仅限应用于测试设备中。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及等同替代于本发明申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池充电/放电系统，包含：

一回收电缆；以及

多个充电/放电控制器，其中的每一个充电/放电控制器各自对应于一电池，当该电池处于一放电模式，该电池所输出的一放电电流通过该充电/放电控制器流向该回收电缆；

其中当该电池充电/放电系统在运行时，该回收电缆具有一回收电压，并且该回收电压为一直流电压。

2.如权利要求1所述的电池充电/放电系统，其特征在于，该电池充电/放电系统还包含：

一电源供应器，分别连接至各充电/放电控制器，用以通过各充电/放电控制器为各充电/放电控制器所对应的该电池充电。

3.如权利要求2所述的电池充电/放电系统，其特征在于，该电池充电/放电系统还包含：

一单向开关，连接于该回收电缆与该电源供应器之间，当该单向开关处于一导通状态，该单向开关容许由该回收电缆流向该电源供应器的一电流通过。

4.如权利要求3所述的电池充电/放电系统，其特征在于，当该电池充电/放电系统处于一稳定运行状态，该单向开关被开启；当该电池充电/放电系统处于一初步启动状态，该单向开关被关闭。

5.如权利要求3所述的电池充电/放电系统，其特征在于，该单向开关包含一二极管。

6.如权利要求3所述的电池充电/放电系统，其特征在于，该单向开关针对流向该电源供应器的该电流提供一电流量限制。

7.如权利要求2所述的电池充电/放电系统，其特征在于，该电源供应器为所述多个充电/放电控制器提供一电源电压，并且每一个充电/放电控制器各自包含：

一升压电路，当该充电/放电控制器所对应的该电池处于该放电模式，该升压电路将该电池提供至该回收电缆的一放电电压提高为高于该电源电压。

8.如权利要求2所述的电池充电/放电系统，其特征在于，该电池充电/放电系统进一步包含：

一中央控制模块，用以通过该多个充电/放电控制器控制所述多个电池被充电或放电的一顺序。

9.如权利要求1所述的电池充电/放电系统，其特征在于，每一个充电/放电控制器各自包含一电源供应器，当该充电/放电控制器所对应的该电池处于一充电模式，该电源供应器为该电池充电。

10.如权利要求9所述的电池充电/放电系统，其特征在于，每一个充电/放电控制器各自还包含：

一单向开关，连接于该回收电缆与该电源供应器之间，当该单向开关处于一导通状态，该单向开关容许由该回收电缆流向该电源供应器的一电流通过。

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