JP2022091659A - ポータブル電源用の電池迅速交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本出願の実施例には、ポータブル電源用の電池迅速交換装置が提供される。【解決手段】本出願の実施例に提供されるポータブル電源用の電池迅速交換装置は、電源ハウジング及び取り外し可能である幾つかの電池を含み、電源ハウジングは、幾つかの電池を収納するための幾つかの電池室を有し、電池室には、電池室開口部及び電池室内に位置する第１コネクタが設けられ、電池には、第１コネクタに插着可能な第２コネクタが設けられ、取り外し可能な電池は、電池室開口部を介して電池室内に組み込まれ、第２コネクタは第１コネクタに插着され、複数の電池室内に組み込まれた電池が電気的に並列接続される。本出願の実施例に係るポータブル電源用の電池迅速交換装置は、人々は屋外活動を行う際に、複数の電池を携帯すれば、電気機器の正常な使用を確保することができ、ユーザの電気量の不足に対する不安を軽減し、ユーザの体験を向上させる。【選択図】図１

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、出願番号がＣＮ２０２０２３０２７０９４．１で、２０２０年１２月１５日に出願された、名称が「ポータブル電源用の電池迅速交換装置」である中国特許出願、並びに出願番号がＣＮ２０２０１１４５１３１１．１で、２０２０年１２月９日に出願された、名称が「電源システム及びその制御方法」である中国特許出願の優先権を主張するものであり、両者はいずれも援用によって本出願に組み込まれた。

本出願の実施例は、屋外給電の技術分野に関し、特に、ポータブル電源（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）用の電池迅速交換装置に関する。

社会の急速な発展と人々の生活水準の向上に伴い、現在、レジャーやリラックスの方式として、人々は通常キャンプ、ドライブ旅行、空中写真等の屋外活動を選択する。人々が屋外活動を行う際に、コンピュータ、テレビ、電動工具等のハイパワー電気機器を使用して屋外旅行活動の楽しさをさらに高める必要があり、この場合、通常ポータブル電源を使用して電気機器に電力を供給する。

発明者らは、ポータブル電源に蓄える電力が限られているため、電気量が不足になり、電力を供給し続けることができない状況がよく発生し、電気機器の正常な使用に影響を与えるだけでなく、ユーザは電気量が不足であることを心配して不安を感じやすくなることを発見した。

従って、如何にして人々が屋外活動を行う際に、電気量が不足であることを心配して不安を感じることなく、電気機器の正常な使用を確保するかは、特に重要となっている。

本出願の実施例には、ポータブル電源用の電池迅速交換装置が提供され、これにより、人々は屋外活動を行う際に、複数の迅速交換可能な電池を利用して大きな電気量の需要を満たし、ユーザの電気量の不足に対する不安を効果的に軽減し、ユーザの体験を向上させる。

本出願の実施例には、ポータブル電源用の電池迅速交換装置が提供され、当該ポータブル電源用の電池迅速交換装置は、電源ハウジング及び取り外し可能である幾つかの電池を含み、電源ハウジングは、幾つかの電池を収納するための幾つかの電池室を有し、電池室には、電池室開口部及び電池室内に位置する第１コネクタが設けられ、電池には、第１コネクタに插着可能な第２コネクタが設けられ、取り外し可能な電池は電池室開口部を介して電池室内に組み込まれ、且つ第２コネクタは第１コネクタに插着され、複数の電池室内に組み込まれた電池が電気的に並列接続される。

関連技術と比べて、本出願の実施形態の電池室には、電池室開口部及び電池室内に位置する第１コネクタが設けられ、電池には、第１コネクタに插着可能な第２コネクタが設けられ、取り外し可能な電池は、電池室開口部を介して電池室内に組み込まれ、且つ第２コネクタは第１コネクタに插着される。ポータブル電源が切れた場合、切れた電池を電池室開口部から取り出し、取り外し可能な充電済みの電池を改めて電池室開口部を介して電池室内に組み込み、且つ第２コネクタが第１コネクタに插着され、これによって、ポータブル電源で電力を供給し続けることができ、人々は屋外活動中において、複数の電池を携帯すれば、電気機器の正常な使用を確保することができ、電気量が不足であることを心配する必要がない。また、複数の電池室内に組み込まれた電池が電気的に並列接続されるため、電池を取り出す時に、ポータブル電源からの電力の供給を中断することなく、他の電池室内に位置する電池は依然として電力を供給し続けることができる。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、電源ハウジングは、電池室に設置されたバックルをさらに含み、バックルは、電池が電池室内に組み込まれる際に電池を電池室内にロックする。電池が電池室内に組み込まれる際にバックルにより電池を電池室内にロックすることによって、ポータブル電源を移動させる時に電池が電池室から脱落することを回避する。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、電源ハウジングに固定され、且つ幾つかの電池室開口部を覆うための取り外し可能な保護カバーをさらに含み、保護カバーは幾つかの電池室開口部の一方側を覆い、且つ対応する電池室開口部に弾性部が設けられている。電源ハウジングに固定され、且つ幾つかの電池室開口部を覆うための取り外し可能な保護カバーにより、電池が電池室から脱落することをさらに回避する。保護カバーが幾つかの電池室開口部の一方側を覆い、且つ対応する電池室開口部に弾性部が設けられることにより、ポータブル電源が極端な衝撃又は衝突に遭遇してバックルが故障した場合、電池は弾性部を弾性変形させるように押し付け、電池の慣性力を緩衝し、電池がぶつかることにより損傷してしまうことを回避する。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、電池室には、前部及び後部が設けられており、電池室開口部は前部に位置し、第１コネクタは後部に設置されている。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、電池室内には、第１コネクタに隣接する第１ガイド部がさらに設けられており、電池には、第１ガイド部と嵌合可能な第２ガイド部が設けられており、後部から前部に向かう方向において、第１ガイド部の長さが第１コネクタの長さよりも大きい。後部から前部に向かう方向において、第１ガイド部の長さを第１コネクタの長さよりも大きくすることにより、取り外し可能な電池が電池室開口部を介して電池室内に組み込まれる際に、第１ガイド部と第２ガイド部との嵌合は第１コネクタと第２コネクタとの插着に先行し、これによって、第１コネクタが第２コネクタへ插着される際の插着方向を規制し、第１コネクタと第２コネクタとの插着精度を向上させ、第１コネクタと第２コネクタとの插着誤差による第１コネクタと第２コネクタの損傷及び寿命の低下を回避する。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、後部には、緩衝部がさらに設けられ、電池が電池室内に組み込まれる際に、緩衝部は、電池によって押し付けられて弾性変形が生じる。電池が電池室内に組み込まれる際に、緩衝部が電池によって押し付けられて弾性変形が生じることにより、電池が電池室内に組み込まれる過程で電池室の後部に衝突して損傷してしまうことを回避する。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、電池室は、前部から後部まで延びる第１ポカヨケ機構をさらに含み、電池には、第１ポカヨケ機構と貼り合わせた第２ポカヨケ機構が設けられている。電池室が前部から後部まで延びる第１ポカヨケ機構をさらに含み、電池に第１ポカヨケ機構と貼り合わせた第２ポカヨケ機構が設けられることにより、ユーザは電池を電池室内に組み込む時に、組み立てミスを回避し、経験がなくても電池を正確に電池室内に組み込むことができる。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、電池には、充電インターフェース及び／又は放電インターフェースがさらに設けられている。電池に充電インターフェース及び／又は放電インターフェースがさらに設けられることにより、電池は独立して充電及び／又は放電を行うことができる。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、充電インターフェース及び／又は放電インターフェースに関連付けられた充放電制御デバイスをさらに含み、充放電制御デバイスは、充放電回路、コントローラ及び検出回路を含み、そのうち、充放電回路は電池室内の複数の電池に接続され、コントローラは充放電回路、複数の電池に接続され、検出回路は、複数の電池とコントローラに接続され、複数の電池における電圧値を検出し、且つ電圧値に基づいて、複数の電池のうちの少なくとも一部の電池を充放電回路に接続して並列運転させるように制御することに用いられ、ここで、少なくとも一部の電池は、複数の電池において電圧差が所定値を超えない全ての電池である。

一部の実施例では、充放電制御デバイスは、複数の電池のそれぞれに対応して接続されるＭＯＳトランジスタをさらに含むことができ、複数の電池のそれぞれはＭＯＳトランジスタを介して充放電回路に接続され、充放電回路はＭＯＳトランジスタのオン・オフを制御することで電池の接続と切断を制御する。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、電池には、電池の電気量を表示するための表示装置がさらに設けられている。電池に電池の電気量を表示するための表示装置がさらに設けられることにより、ユーザは電池の現在の電気量をリアルタイムで確認することができる。

一部の実施例では、ポータブル電源用の電池迅速交換装置において、電源ハウジングに設置された放熱フィンをさらに含む。

１つ又は複数の実施例は、それらに対応する添付の図面によって例示的に説明される。これらの例示的な説明は、実施例を限定するものではない。図面において同じ符号を付する要素は、類似する要素として表されており、特に説明しない限り、添付の図面は比例的制限を構成しない。

図１は、本出願の実施例１に提供されたポータブル電源用の電池迅速交換装置の分解図である。 図２は、本出願の実施例１に提供された電源ハウジングの構成を示す図である。 図３は、本出願の実施例１に提供された電源ハウジングを示す断面図である。 図４は、本出願の実施例１に提供された電池の構成を示す図である。 図５は、別の視点から見た本出願の実施例１に提供された電池の構成を示す図である。 図６は、本出願の実施例１に提供された充放電制御デバイスの構成を示すブロック図である。 図７は、本出願の実施例１に提供された充放電制御デバイスの電池接続を示す図である。

本出願の実施例の目的、技術考案及び利点をより明確にするために、以下、図面を参照しながら本出願の各実施形態を詳しく説明する。ただし、本出願の各実施形態において、本出願に対する理解を便宜にするために、多くの技術的細部まで記載されているが、以下の各実施形態の種々の変更及び修正に基づいて、本出願が保護しようとする技術考案を実現可能であることは、当業者にとって自明なことである。

本出願の実施例１には、ポータブル電源用の電池迅速交換装置が提供され、電池室には、電池室開口部及び電池室内に位置する第１コネクタが設けられ、電池には、第１コネクタに插着可能な第２コネクタが設けられ、取り外し可能な電池は、電池室開口部を介して電池室内に組み込まれ、第２コネクタは第１コネクタに插着される。ポータブル電源が切れた場合、切れた電池を電池室開口部から取り出し、取り外し可能な充電済みの電池を改めて電池室開口部を介して電池室内に組み込み、且つ第２コネクタが第１コネクタに插着され、これによって、ポータブル電源で電力を供給し続けることができ、人々は屋外活動中において、複数の電池を携帯すれば、電気量が不足であることを心配して不安を感じることなく、電気機器の正常な使用を確保することができる。また、複数の電池室内に組み込まれた電池が電気的に並列接続されるため、電池を取り出す時に、ポータブル電源からの電力の供給を中断することなく、他の電池室内に位置する電池は依然として電力を供給し続けることができる。

以下、本実施形態の詳細について、具体的に説明するが、以下の内容は理解を容易にするために提供された実現可能な詳細だけであり、本考案を実施するための必須なものではない。

図１～図５を参照すると、本出願の実施例１に提供されたポータブル電源用の電池迅速交換装置は、電源ハウジング１１及び取り外し可能である幾つかの電池１２を含み、電源ハウジング１１は、幾つかの電池１２を収納するための幾つかの電池室１３を有し、電池室１３には、電池室開口部１３１及び電池室１３内に位置する第１コネクタ１３２が設けられ、電池１２には、第１コネクタ１３２に插着可能な第２コネクタ１２１が設けられ、取り外し可能な電池１２は、電池室開口部１３１を介して電池室１３内に組み込まれ、且つ第２コネクタ１２１は第１コネクタ１３２に插着される。

具体的に、本実施例において、電源ハウジング１１には、電池１２を収納するための４つの電池室１３が設けられ、各電池室１３のいずれも１つの第１コネクタ１３２を有し、電池室１３の各々は１つの電池１２を収納することに用いられ、取り外し可能な電池１２は、電池室開口部１３１を介して電池室１３内に組み込まれ、電池１２には、第１コネクタ１３２に插着可能な第２コネクタ１２１が設けられている。理解できるように、電池１２のエネルギー密度を高めるために、電池１２としてリチウムイオン電池を用いることができる。ポータブル電源の電池の容量を低下させずにポータブル電源の重量を軽減し、ポータブル電源の利便性を向上させるために、電源ハウジング１１は、電気を伝導するために使用される必要がある導電性材料に加えて、高強度のＰＣ／ＡＢＳ（ＰＣ：ポリカーボネート、ＡＢＳ：アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ＰＣ／ＡＢＳ：ポリカーボネートとアクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体の混合物）材料で製造され、これによって、電源ハウジング１１の構造強度を確保した上に、ポータブル電源の重量を軽減する。また、本実施例において、電池１２は電池棒であり、各電池棒は、１つのセル又は直列／並列に接続された複数のセルからなっている。

なお、他の変更可能な実施例において、電源ハウジングには、他の数の電池室が設けられてもよい。例えば、１つの実施例において、電源ハウジングには、１つの電池室のみが設けられてもよく、１つの電池室は、複数の第１コネクタが設けられ且つ複数の電池を同時に収納してもよい。なお、電池室の配置方向は、垂直、水平又は斜め等の様々な方向であってもよい。

本実施例において、電源ハウジング１１内の４つの電池室１３の４つの第１コネクタ１３２が並列に接続され、その結果、４つの電池室１３内に組み込まれた４つの電池１２が電気的に並列接続されるため、いずれかの電池１２を取り出す時に、ポータブル電源からの電力の供給を中断することなく、他の電池室１３内に位置する電池１２は依然として電力を供給し続けることができる。また、第１コネクタ１３２はオスプラグであり、第２コネクタ１２１はメスジャックであり、第１コネクタ１３２が第２コネクタ１２１に插着される時に、第１コネクタ１３２のプラグが第２コネクタ１２１のジャックに挿入され、これによって、電池１２と電池室１３の電気的接続を実現する。

他の変更可能な実施例において、第１コネクタはメスジャックであり、第２コネクタはオスプラグであり、第２コネクタが第１コネクタに插着される時に、第２コネクタのプラグが第１コネクタのジャックに挿入されてもよい。

一部の実施例では、電源ハウジング１１は、電池室１３に設置されたバックル１３３をさらに含み、バックル１３３は、電池１２が電池室１３内に組み込まれる際に電池を電池室１３内にロックし、これによって、ポータブル電源を移動させる時に電池１２が電池室１３から脱落することを回避する。

具体的には、本実施例において、バックル１３３は、弾性リセットバックルであり、且つ電池室１３の電池室開口部１３１に設置されており、電池１２が電池室１３に組み込まれていない場合、バックル１３３は開いている状態であり、電池１２が電池室１３内に組み込まれた場合、バックル１３３を手動で閉じ、この場合、バックル１３３は電池１２を電池室１３内にロックする。理解できるように、他の実施例において、バックルには、電磁弁及び感知装置が設けられてもよく、感知装置が電池室内に電池を設けたことを感知した時に、電磁弁を通電させることにより、バックルは電池を電池室内にロックし、ここで、感知装置は距離感知装置であってもよく、そのため、バックルを手動で開閉する必要がない。

さらに、上記のポータブル電源用の電池迅速交換装置は、電源ハウジング１１に固定され、且つ幾つかの電池室開口部１３１を覆うための取り外し可能な保護カバー１４をさらに含み、保護カバー１４は幾つかの電池室開口部１３１の一方側を覆い、且つ対応する電池室開口部１３１に弾性部１４１が設けられている。ポータブル電源が極端な衝撃又は衝突に遭遇してバックル１３３が故障した場合、電池１２は弾性部１４１を弾性変形させるように押し付け、電池１２の慣性力を緩衝し、保護カバー１４の保護の下で、第２回の保護を実現し、電池１２がぶつかることにより損傷してしまうことを回避する。

具体的に、本実施例において、弾性部１４１の数は４つであり、４つの弾性部１４１は、保護カバー１４が幾つかの電池室開口部１３１を覆う側に設置され、且つ４つの電池室開口部１３１の位置にそれぞれに対応する。弾性部１４１は、弾性パッドであり、その一方側に両面テープが設けられているため、保護カバー１４に接着されることができ、保護カバー１４が幾つかの電池室開口部１３１を覆う時に、弾性部１４１は電池１２を押し付け、ポータブル電源が極端な衝撃又は衝突に遭遇してバックル１３３が故障した場合、電池１２は弾性部１４１を弾性変形させるように押し付け、電池１２の慣性力を緩衝し、保護カバー１４の保護の下で、第２回の保護を実現し、電池１２がぶつかることにより損傷してしまうことを回避する。なお、他の実施例において、弾性部の数は１つであり、この１つの弾性部は、保護カバーが幾つかの電池室開口部を覆う側に設置され、且つ４つの電池室開口部を同時に覆う。また、他の実施例において、ポータブル電源を移動させる際に電池１２が電池室１３から脱落しないように、バックル１３３のみを設けてもよい。

保護カバー１４には、複数の貫通孔１４２が設けられており、保護カバー１４を電源ハウジング１１に固定するように、複数のねじ１４３はそれぞれ複数の貫通孔１４２を貫通している。美観、及びねじ１４３が外部と接触することによりねじ１４３が酸化し且つ錆びることを回避するために、ねじ１４３が貫通孔１４２を貫通して保護カバー１４を電源ハウジング１１に固定した後、エンドキャップ１４４は貫通孔１４２に嵌め込まれる。また、一部の貫通孔１４２にねじ１４３が設けられていない場合、エンドキャップ１４４は直接に貫通孔１４２に嵌め込まれることもできる。なお、他の実施例において、保護カバーを電源ハウジングに固定するためのクイックリリースバックルが設けられてもよく、ねじにより保護カバーを電源ハウジングに固定する必要がない。

一部の実施例では、電池室１３には、前部１３４及び後部１３５が設けられており、電池室開口部１３１は前部１３４に位置し、第１コネクタ１３２は後部１３５に設置されている。電池室１３内には、第１コネクタ１３２に隣接する第１ガイド部１３６がさらに設けられており、電池１２には、第１ガイド部１３６と嵌合可能な第２ガイド部１２２が設けられている。後部１３５から前部１３４に向かう方向（即ち、図示のＸ方向）において、第１ガイド部１３６の長さが第１コネクタ１３２の長さよりも大きいため、取り外し可能な電池１２が電池室開口部１３１を介して電池室１３内に組み込まれる際に、第１ガイド部１３６と第２ガイド部１２２との嵌合は第１コネクタ１３２と第２コネクタ１２１との插着に先行し、これによって、第１コネクタ１３２が第２コネクタ１２１へ插着される際の插着方向を規制し、第１コネクタ１３２と第２コネクタ１２１との插着精度を向上させ、第１コネクタ１３２と第２コネクタ１２１との插着誤差による第１コネクタ１３２と第２コネクタ１２１の損傷及び寿命の低下を回避する。本実施例において、前部１３４から後部１３５に向かう方向は、重力方向である。

具体的には、本実施例において、第１ガイド部１３６はガイドピンであり、第２ガイド部１２２はガイド穴であり、第１ガイド部１３６が第２ガイド部１２２に嵌合する時に、ガイドピンがガイド穴に差し込まれ、後部１３５から前部１３４に向かう方向において、第１ガイド部１３６の長さは第２ガイド部１２２の長さの以下となる。他の変更可能な実施例において、第１ガイド部はガイド穴であり、第２ガイド部はガイドピンであり、後部から前部に向かう方向において、第２ガイド部の長さは第１ガイド部の長さの以下となる。

さらに、後部１３５には、緩衝部１３７がさらに設けられ、電池１２が電池室１３内に組み込まれる際に、緩衝部１３７は、電池１２によって押し付けられて弾性変形が生じ、電池１２が重力により電池室１３に組み込まれる過程でぶつかって電池１２が損傷してしまうことを回避する。

具体的に、本実施例において、緩衝部１３７は緩衝ばねであり、電池室１３の各々に２つの緩衝部１３７が設けられており、第１コネクタ１３２は２つの緩衝部１３７の間に設置され、これによって、重力により形成された機械的衝撃に起因して電池１２が損傷してしまうことを回避する。

さらに、電池室１３は、前部１３４から後部１３５まで延びる第１ポカヨケ機構１３８をさらに含み、電池１２には、第１ポカヨケ機構１３８と貼り合わせた第２ポカヨケ機構１２３が設けられており、これによって、ユーザは電池１２を電池室１３内に組み込む時に、組み立てミスを回避し、経験がなくても正確に組み込むことができる。

具体的に、本実施例において、第１ポカヨケ機構１３８は、電池室１３の前部１３４から後部１３５まで延びる切欠きであり、第２ポカヨケ機構１２３は、切欠きに貼り合わせるための電池１２の側壁であり、これによって、電池１２を収納するための電池室１３のキャビティと電池１２の前部１３４から後部１３５まで延びる方向における断面との大きさ、形状はいずれも等しくなる。

一部の実施例では、電池１２には、充電インターフェース及び放電インターフェースがさらに設けられており、これによって、電池１２は独立して充放電を行うことができる。

具体的に、電池１２には、充電機能及び放電機能という両方を有するＵＳＢ（ＵＳＢ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ：ユニバーサルシリアルバス）充電／放電インターフェース１２４が設けられており、本実施例において、ＵＳＢ充電／放電インターフェース１２４は、Ｔｙｐｅ－Ａインターフェース（ＵＳＢインターフェースの一種の接続端子）及びＴｙｐｅ－Ｃインターフェース（ＵＳＢインターフェースの一種の接続端子）を含む。

さらに、電池１２には、電池１２の電気量を表示するための表示装置１２５がさらに設けられ、これによって、ユーザは電池の現在の電気量をリアルタイムで確認することができる。また、上記のポータブル電源用の電池迅速交換装置は、ポータブル電源の使用中にポータブル電源の放熱効果を向上させるように、電源ハウジング１１に設置された放熱フィン１３９をさらに含む。

他の実施例において、上記のポータブル電源用の電池迅速交換装置は、充電／放電インターフェース１２４に関連付けられた充放電制御デバイス６１をさらに含む。図６を参照して、このデバイス６１は、充放電回路６２、コントローラ６３及び検出回路６４を含む。そのうち、充放電回路６２は電池室１３内の複数の電池１２に接続され、コントローラ６３は上記充放電回路６２、上記複数の電池１２に接続され、検出回路６４は、上記複数の電池１２と上記コントローラ６３に接続され、上記複数の電池１２における電圧値を検出し、且つ上記電圧値に基づいて、上記複数の電池１２のうちの少なくとも一部の電池を上記充放電回路６２に接続して並列運転させるように制御することに用いられる。ここで、上記の少なくとも一部の電池は、上記複数の電池１２において電圧差が所定値を超えない全ての電池であり、これにより、上記充放電回路６２に接続される電池間の電圧差が所定値を超えないことを前提に、より大きな電力の充放電を実現し、電池間の電圧差に起因して電池の間に逆流が発生してしまう問題を回避し、電源システムの損傷率を低減し、電池システムの寿命を延ばす。

一部の実施例では、検出回路６４は電池の充放電状態を検出することにも用いられる。電池が充電状態にあることが検出された場合、検出回路６４は、複数の電池１２のうち電圧が最も低い電池を第１電池として決定し、複数の電池１２のうち第１電池との電圧差が所定値を超える電池を第２電池として決定することにも用いられる。コントローラ６３は、第２電池が充放電回路６２と接続を切断するように制御し、且つ複数の電池１２のうちの残りの電池が充放電回路６２と接続を保持するように制御することに用いられる。充電状態で、電圧が最も低い電池及び電圧が最も低い電池との電圧差が所定値を超えない電池をいずれも上記充放電回路６２に接続するように制御することにより、連続充電の過程において、電圧が比較的低い電池の電圧値を継続的に上昇させ、全ての電池間の電圧差を継続的に減少させる。

一部の実施例では、連続充電により全ての電池の電圧差を継続的に減少させる過程において、検出回路６４は、上記第１電池及び上記第２電池の現在の電圧値を再検出し、切断された第２電池と第１電池との電圧差が所定値を超えない場合に、切断された第２電池を再接続し、電源システムにおける並列運転する電池のデータを増加し、第２電池への充電を実現する。選択することが可能であるが、第２電池の数は１つ又は複数である。第２電池の数が複数である場合、電源システムの現在の全ての電池はいずれも上記充放電回路６２に接続されるようになるまで、上記のステップを繰り返す。

一部の実施例では、検出回路６４が電池が放電状態又は放置状態にあることを検出した場合、検出回路６４は、上記複数の電池１２のうち電圧が最も高い電池を第１電池として決定し、上記複数の電池１２のうち上記第１電池との電圧差が所定値を超える電池を第２電池として決定することにも用いられる。コントローラ６３は、上記第２電池が上記充放電回路６２と接続を切断するように制御し、且つ上記複数の電池１２のうちの残りの電池が上記充放電回路６２と接続を保持するように制御することに用いられる。放電状態又は放置状態で、電圧が最も高い電池及び電圧が最も高い電池との電圧差が所定値を超えない電池を上記充放電回路６２に接続するように制御することにより、連続放電の過程において、電圧が比較的高い電池の電圧値を継続的に低下させ、全ての電池間の電圧差を継続的に減少させる。

一部の実施例では、連続放電により全ての電池の電圧差を継続的に減少させる過程において、検出回路６４は、上記第１電池及び上記第２電池の現在の電圧値を再検出し、切断された第２電池と第１電池との電圧差が所定値を超えない場合に、切断された第２電池を再接続し、電源システムにおける並列運転する電池のデータを増加し、第２電池への充電を実現する。選択することが可能であるが、第２電池の数は１つ又は複数である。第２電池の数が複数である場合、電源システムの現在の全ての電池はいずれも上記充放電回路６２に接続されるようになるまで、上記のステップを繰り返す。

電池の現在の電圧値を継続的に再検出し、充電中に、切断された電池のうち電圧が最も低い電池との電圧差が所定値を超えない電池を接続し、又は、放電中に、切断された電池のうち電圧が最も高い電池との電圧差が所定値を超えない電池を接続することにより、最終的に、電圧差が所定値を超えないことを前提に、電源システムの現在の全ての電池１２をいずれも上記充放電回路６２に接続し、最大電力の充電又は放電を実現する。

一部の実施例では、図７を参照して、充放電制御デバイス６１は、上記複数の電池１２のそれぞれに対応して接続されるＭＯＳトランジスタ（金属-酸化物-半導体電界効果トランジスタ）６５をさらに含むことができ、上記複数の電池１２のそれぞれは上記ＭＯＳトランジスタ６５を介して上記充放電回路６２に接続され、充放電回路６２はＭＯＳトランジスタ６５のオン・オフを制御することで電池１２の接続と切断を制御し、具体的に、電池それぞれには、充電用ＭＯＳトランジスタと放電用ＭＯＳトランジスタが接続されており、充電用ＭＯＳトランジスタを閉路にするように制御することにより、当該電池の充電回路を接続し、放電用ＭＯＳトランジスタを閉路にするように制御することにより、当該電池の放電回路を接続する。

上記の各実施形態は本出願を実現するための具体的な実施例であるが、実際の応用において、本出願の主旨及び範囲から逸脱することなく、形式及び細部に対する種々の変更を行うことができることは、当業者であれば理解できるはずである。当業者は、本出願の主旨及び範囲から逸脱しない限り、それぞれの変更及び修正を行うことができる。従って、本出願の保護範囲は、特許請求の範囲によって限定された範囲を基準とするものである。

他の実施例において、上記のポータブル電源用の電池迅速交換装置は、充放電制御デバイス６１をさらに含み、充放電制御デバイス６１は、複数の電池１２に接続される。図６を参照して、このデバイス６１は、充放電回路６２、コントローラ６３及び検出回路６４を含む。そのうち、充放電回路６２は電池室１３内の複数の電池１２に接続され、コントローラ６３は上記充放電回路６２、上記複数の電池１２に接続され、検出回路６４は、上記複数の電池１２と上記コントローラ６３に接続され、上記複数の電池１２における電圧値を検出し、且つ上記電圧値に基づいて、上記複数の電池１２のうちの少なくとも一部の電池を上記充放電回路６２に接続して並列運転させるように制御することに用いられる。ここで、上記の少なくとも一部の電池は、上記複数の電池１２において電圧差が所定値を超えない全ての電池であり、これにより、上記充放電回路６２に接続される電池間の電圧差が所定値を超えないことを前提に、より大きな電力の充放電を実現し、電池間の電圧差に起因して電池の間に逆流が発生してしまう問題を回避し、電源システムの損傷率を低減し、電池システムの寿命を延ばす。

Claims (12)

1. ポータブル電源に用いられる電池迅速交換装置であって、
   電源ハウジング及び取り外し可能である幾つかの電池を含み、
   前記電源ハウジングは、前記幾つかの電池を収納するための幾つかの電池室を有し、
   前記電池室には、電池室開口部及び前記電池室内に位置する第１コネクタが設けられ、
   前記電池には、前記第１コネクタに插着可能な第２コネクタが設けられ、
   取り外し可能な前記電池は前記電池室開口部を介して前記電池室内に組み込まれ、且つ前記第２コネクタは前記第１コネクタに插着され、
   複数の前記電池室内に組み込まれた前記電池が電気的に並列接続されることを特徴とする電池迅速交換装置。
2. 前記電源ハウジングは、前記電池室に設置されたバックルをさらに含み、前記バックルは、前記電池が前記電池室内に組み込まれる際に前記電池を前記電池室内にロックすることを特徴とする請求項１に記載の電池迅速交換装置。
3. 前記電源ハウジングに固定され、且つ幾つかの前記電池室開口部を覆うための取り外し可能な保護カバーをさらに含み、前記保護カバーは幾つかの前記電池室開口部の一方側を覆い、且つ対応する前記電池室開口部に弾性部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池迅速交換装置。
4. 前記電池室には、前部及び後部が設けられており、前記電池室開口部は前記前部に位置し、前記第１コネクタは前記後部に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の電池迅速交換装置。
5. 前記電池室内には、前記第１コネクタに隣接する第１ガイド部がさらに設けられており、前記電池には、前記第１ガイド部と嵌合可能な第２ガイド部が設けられており、前記後部から前記前部に向かう方向において、前記第１ガイド部の長さが前記第１コネクタの長さよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の電池迅速交換装置。
6. 前記後部には、緩衝部がさらに設けられ、前記電池が前記電池室内に組み込まれる際に、前記緩衝部は、前記電池によって押し付けられて弾性変形が生じることを特徴とする請求項４に記載の電池迅速交換装置。
7. 前記電池室は、前記前部から前記後部まで延びる第１ポカヨケ機構をさらに含み、前記電池には、前記第１ポカヨケ機構と貼り合わせた第２ポカヨケ機構が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電池迅速交換装置。
8. 前記電池には、充電インターフェース及び／又は放電インターフェースがさらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池迅速交換装置。
9. 前記充電インターフェース及び／又は前記放電インターフェースに関連付けられた充放電制御デバイスをさらに含み、前記充放電制御デバイスは、充放電回路、コントローラ及び検出回路を含み、そのうち、
   前記充放電回路は電池室内の複数の電池に接続され、
   前記コントローラは前記充放電回路、前記複数の電池に接続され、
   前記検出回路は、前記複数の電池と前記コントローラに接続され、前記複数の電池における電圧値を検出し、且つ前記電圧値に基づいて、前記複数の電池のうちの少なくとも一部の電池を前記充放電回路に接続して並列運転させるように制御することに用いられ、ここで、前記少なくとも一部の電池は、前記複数の電池において電圧差が所定値を超えない全ての電池であることを特徴とする請求項８に記載の電池迅速交換装置。
10. 前記充放電制御デバイスは、前記複数の電池のそれぞれに対応して接続されるＭＯＳトランジスタをさらに含むことができ、前記複数の電池のそれぞれは前記ＭＯＳトランジスタを介して前記充放電回路に接続され、前記充放電回路はＭＯＳトランジスタのオン・オフを制御することで電池の接続と切断を制御することを特徴とする請求項９に記載の電池迅速交換装置。
11. 前記電池には、電池の電気量を表示するための表示装置がさらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池迅速交換装置。
12. 前記電源ハウジングに設置された放熱フィンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電池迅速交換装置。

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