АККУМУЛЯТОРНЫЙ МОДУЛЬ, ЗАРЯДНЫЙ МОДУЛЬ И ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО, ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ БЫСТРЫЙ ЗАРЯД С ВЫСОКОЙ МОЩНОСТЬЮ Российский патент 2023 года по МПК H01M10/58 H01M10/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления изобретения относятся к технологиям заряда и, в частности, к аккумуляторному модулю, зарядному модулю и электронному устройству, поддерживающим быстрый заряд с высокой мощностью.

Уровень техники

Система заряда, используемая в настоящее время на электронном терминале, содержит процессорную схему и элемент батареи. Процессорная схема обрабатывает напряжение заряда и ток заряда, которые принимаются извне, и подает обработанное напряжение заряда и обработанный ток заряда на элемент батареи. Элемент батареи хранит электроэнергию, основываясь на напряжении заряда и токе заряда. В традиционной технологии каждый элемент батареи содержит вывод, имеющий положительную полярность, и вывод, имеющий отрицательную полярность. Вывод, имеющий положительную полярность, и вывод, имеющий отрицательную полярность, обеспечивают путь прохождения заряда и путь прохождения разряда для элемента батареи.

По мере возрастания потребностей в быстром заряде элементов батареи, чтобы решить проблему быстрого заряда, в зарядную систему по традиционной технологии для увеличения скорости заряда может добавляться больше элементов батареи и больше процессорных схем. Однако для элементов батареи и процессорных схем необходимо дополнительное физическое пространство, что в результате приводит к невозможности удовлетворения требований по расположению электронного терминала в пространстве, выделенном для размещения. Поэтому, если никакие элементы батареи не добавляются, токи заряда и разряда одиночного элемента батареи необходимо увеличивать, чтобы повысить эффективность заряда. Однако увеличение тока заряда и разряда одиночного элемента батареи легко приводит в результате к резкому увеличению количества тепла, выделяемого выводами, и, следовательно, процессорная схема и элемент батареи не могут удовлетворять особому требованию электронного терминала по количеству выделяемого тепла.

Раскрытие сущности изобретения

Чтобы решить вышеупомянутую проблему, варианты осуществления изобретения обеспечивают аккумуляторный модуль, зарядный модуль и электронное устройство, поддерживающие быстрый заряд с высокой мощностью, отличающиеся относительно малым количеством выделяемого тепла и относительно малым занимаемым пространством.

Вариант осуществления изобретения обеспечивает аккумуляторный модуль. Аккумуляторный модуль содержит элемент батареи. Элемент батареи содержит в себе корпус элемента батареи, первый вывод, второй вывод и третий вывод. Первый вывод, второй вывод и третий вывод раздельно электрически соединены с корпусом элемента батареи, причем первый вывод и третий вывод имеют первую полярность, а второй вывод имеет вторую полярность.

При совместном действии второй вывод и первый вывод способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи. Вместе второй вывод и третий вывод способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи. Первая полярность и вторая полярность являются полярностями, противоположными друг другу. Когда первая полярность является положительной полярностью, вторая полярность является отрицательной полярностью. Когда первая полярность является отрицательной полярностью, вторая полярность является положительной полярностью.

Для элемента батареи представленные три вывода входят в состав по меньшей мере двух проводящих путей для заряда, тем самым существенно повышая эффективность заряда элемента батареи. Кроме того, поскольку два проводящих пути делят ток заряда, ток, проходящий через каждый вывод, фактически снижается и количество тепла, выделяемого каждым выводом, также фактически снижается.

В вариантах осуществления изобретения также содержится первая плата защиты батареи. Первая плата защиты батареи содержит первую схему защиты, первый интерфейс батареи и второй интерфейс батареи. Первый интерфейс батареи и второй интерфейс батареи выполнены с возможностью электрического соединения с компонентом, находящимся снаружи аккумуляторного модуля.

Первый интерфейс батареи электрически соединен раздельно со вторым выводом и первым выводом, используя первую схему защиты, при этом первый интерфейс батареи, первый вывод, корпус элемента батареи, второй вывод и первая схема защиты входят в состав первого проводящего контура. Второй интерфейс батареи электрически соединен раздельно со вторым выводом и третьим выводом, используя первую схему защиты, при этом второй интерфейс батареи, третий вывод, корпус элемента батареи, второй вывод и первая схема защиты входят в состав второго проводящего контура.

Первая схема защиты выполнена с возможностью детектирования напряжений и токов, присутствующих в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре, и когда напряжения или токи превышают пороговый диапазон, первая схема защиты отключает первый проводящий контур и второй проводящий контур.

Первая плата защиты батареи и три вывода входят в состав двух проводящих контуров для заряда элемента батареи. Кроме того, первая плата защиты батареи, используя первую схему защиты, детектирует ток заряда или ток разряда, который является током элемента батареи, чтобы предотвратить повреждение батареи из-за перенапряжения, недостаточного напряжения или перегрузки по току во время заряда и разряда гарантируя, тем самым, сохранность элемента батареи.

В варианте осуществления изобретения первый вывод, второй вывод и третий вывод все расположены на первой стороне корпуса элемента батареи; первый вывод и второй вывод расположены на первой стороне корпуса элемента батареи, а третий вывод расположен на второй стороне корпуса элемента батареи; или первый вывод и третий вывод расположены на первой стороне корпуса элемента батареи и второй вывод расположен на второй стороне корпуса элемента батареи; или первый вывод расположен на первой стороне корпуса элемента батареи, второй вывод расположен на второй стороне корпуса элемента батареи и третий вывод расположен на третьей стороне корпуса элемента батареи.

Расположение трех выводов не ограничивается определенными местами на корпусе элемента батареи. Места, в которых располагаются выводы, могут изменяться на основе реальных требований, чтобы обеспечить координацию между элементом батареи и остальной схемой, тем самым снижая сложность монтажа и повышая интеграцию зарядного модуля.

В варианте осуществления изобретения первый вывод, второй вывод и третий вывод все расположены на первой стороне корпуса элемента батареи, при этом первый вывод и третий вывод расположены с двух сторон от второго вывода, соответственно.

Три вывода располагаются на одной и той же стороне элемента батареи, причем два вывода, имеющие одинаковую первую полярность, располагаются с двух сторон от вывода, имеющего вторую полярность, так что монтажное соединение между двумя выводами и первой платой защиты батареи является относительно однородным и простым.

В варианте осуществления изобретения также содержатся четвертый вывод, пятый вывод и шестой вывод. Четвертый вывод, пятый вывод и шестой вывод электрически соединены раздельно с корпусом элемента батареи. Четвертый вывод и шестой вывод имеют первую полярность, а пятый вывод имеет вторую полярность, или четвертый вывод и шестой вывод имеют вторую полярность, а пятый вывод имеет первую полярность.

Совместно пятый вывод и четвертый вывод способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи.

Совместно пятый вывод и шестой вывод способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи.

Для элемента батареи обеспечиваемые шесть выводов образуют по меньшей мере четыре проводящих пути заряда, тем самым дополнительно повышая эффективность заряда элемента батареи. Кроме того, поскольку четыре проводящих пути в большой степени делят ток заряда, ток, проходящий по каждому выводу, фактически снижается и количество тепла, выделяемого на каждом выводе, также фактически снижается.

В варианте осуществления изобретения дополнительно вводится вторая плата защиты батареи. Вторая плата защиты батареи содержит вторую схему защиты, третий интерфейс батареи и четвертый интерфейс батареи. Третий интерфейс батареи и четвертый интерфейс батареи выполнены с возможностью электрического соединения с компонентом, расположенным снаружи аккумуляторного модуля.

Третий интерфейс батареи электрически соединен раздельно с пятым выводом и четвертым выводом, используя вторую схему защиты, а третий интерфейс батареи, четвертый вывод, корпус элемента батареи, пятый вывод и вторая схема защиты входят в состав третьего проводящего контура. Четвертый интерфейс батареи электрически соединен раздельно с пятым выводом и шестым выводом, используя вторую схему защиты, и четвертый интерфейс батареи, шестой вывод, корпус элемента батареи, пятый вывод и вторая схема защиты входят в состав четвертого проводящего контура.

Вторая схема защиты выполнена с возможностью детектирования напряжений и токов в третьем проводящем контуре и в четвертом проводящем контуре, и когда напряжения и токи превышают пороговый диапазон, вторая схема защиты отключает третий проводящий контур и четвертый проводящий контур.

Вторая плата защиты батареи и другие три вывода входят в состав других двух проводящих контуров заряда элемента батареи. Кроме того, вторая плата защиты батареи, используя вторую схему защиты, детектирует ток заряда или ток разряда элемента батареи, чтобы предотвратить повреждение батареи из-за перенапряжения, недостаточного напряжения или перегрузки по току во время заряда и разряда, обеспечивая сохранность элемента батареи.

В варианте осуществления изобретения первая схема защиты и вторая схема защиты имеют одну и ту же структуру схемы. Следовательно, защита элемента батареи является, в основном, соответствующей и синхронизированной, тем самым, дополнительно обеспечивая сохранность элемента батареи.

В варианте осуществления изобретения первый вывод, второй вывод и третий вывод все расположены на первой стороне корпуса элемента батареи, а четвертый вывод, пятый вывод и шестой вывод все расположены на второй стороне корпуса элемента батареи. Первая сторона корпуса элемента батареи и вторая сторона корпуса элемента батареи являются двумя противоположными сторонами корпуса элемента батареи или первая сторона корпуса элемента батареи и вторая сторона корпуса элемента батареи являются двумя соседними сторонами корпуса элемента батареи.

Три вывода расположены на одной стороне элемента батареи, а другие три вывода расположены на другой стороне элемента батареи с двумя выводами, которые имеют одинаковую первую полярность и расположены с двух сторон одного вывода, который имеет вторую полярность. Таким образом, монтажное соединение между двумя выводами и первой платой защиты батареи является относительно однородным и простым и выводы имеют большее пространство для рассеивания тепла и обеспечивается более равномерное рассеивание тепла.

В варианте осуществления изобретения первая схема защиты содержит первый блок управления защитой, первый блок выборки и первый блок коммутации. Первый блок управления защитой электрически соединен раздельно с первым проводящим контуром и вторым проводящим контуром и первый блок управления защитой детектирует напряжение в первом проводящем контуре и втором проводящем контуре. Первый блок выборки электрически соединен раздельно со вторым выводом, первым блоком управления защитой и первым блоком коммутации и первый блок управления защитой детектирует токи в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре при помощи первого блока выборки. Первый блок коммутации электрически соединен раздельно с первым блоком управления защитой, первым блоком выборки, первым интерфейсом батареи и вторым интерфейсом батареи. При определении, что напряжение или ток в первом проводящем контуре или во втором проводящем контуре превышает первый пороговый диапазон, первый блок управления защитой выполнен с возможностью управления блоком коммутации таким образом, чтобы отключить и отсоединить первый проводящий контур и второй проводящий контур.

Превышают ли напряжение и ток, проходящие через каждый вывод, соответствующие пороговые диапазоны, может быть точно определено на основе токов в двух проводящих контурах, детектируемых первым блоком выборки, и напряжений, получаемых первым блоком управления защитой. Кроме того, когда напряжение и ток, которые передаются через каждый вывод, превышают соответствующие пороговые диапазоны, проводящий контур, соединенный с выводом, своевременно отключается, тем самым обеспечивая сохранность элемента батареи.

В варианте осуществления изобретения первый блок коммутации содержит первый переключатель и второй переключатель, причем первый переключатель установлен в первом проводящем контуре, а второй переключатель установлен во втором проводящем контуре. Проводящие контуры, соединенные с выводами, могут легко и своевременно отключаться при помощи двух переключателей.

В варианте осуществления изобретения первая схема защиты дополнительно содержит второй блок управления защитой и второй блок коммутации.

Второй блок управления защитой электрически соединен раздельно с первым проводящим контуром и вторым проводящим контуром и второй блок управления защитой обнаруживает напряжения в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре.

Второй блок управления защитой электрически соединяется с первым блоком выборки и выполнен с возможностью детектирования токов в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре, используя первый блок выборки.

Второй блок коммутации электрически соединен раздельно со вторым блоком управления защитой, первым блоком коммутации, первым интерфейсом батареи и вторым интерфейсом батареи.

При определении, что напряжение или ток в первом проводящем контуре или во втором проводящем контуре превышает второй пороговый диапазон, второй блок управления защитой выполнен с возможностью управления вторым блоком коммутации отключения таким образом, чтобы отсоединять первый проводящий контур и второй проводящий контур.

Конкретно, первый пороговый диапазон совпадает со вторым пороговым диапазоном или первый пороговый диапазон меньше или больше, чем второй пороговый диапазон.

Когда первая схема защиты дает сбой, второй блок управления защитой и второй блок коммутации могут своевременно заменить собой первый блок управления защитой и первый блок коммутации в первой схеме защиты для защиты элемента батареи. Другими словами, первая схема защиты и вторая схема защиты могут заменять друг друга и работать синхронно, таким образом, дополнительно повышая надежность защиты элемента батареи.

В варианте осуществления изобретения второй блок коммутации содержит третий переключатель и четвертый переключатель, причем третий переключатель установлен в первом проводящем контуре, а четвертый переключатель установлен во втором проводящем контуре. Проводящие контуры, соединенные с выводами, могут легко и своевременно отключаться, используя два переключателя.

В варианте осуществления изобретения корпус элемента батареи имеет свернутую конструкцию. Элемент батареи содержит одну первую электродную пластину, имеющую первую полярность, и одну вторую электродную пластину, имеющую вторую полярность. Первый вывод и третий вывод расположены на первой электродной пластине, и второй вывод расположен на второй электродной пластине. Первая электродная пластина и вторая электродная пластина свернуты для формирования элемента батареи с тремя выводами, и первый вывод, второй вывод и третий вывод находятся в разных местах на элементе батареи. Выводы располагаются раздельно на различных электродных пластинах и электродные пластины свернуты так, чтобы сформировать элемент батареи. Это эффективно упрощает процесс изготовления трех выводов.

В варианте осуществления изобретения элемент батареи имеет свернутую конструкцию. Элемент батареи содержит одну первую электродную пластину, имеющую первую полярность, и одну вторую электродную пластину, имеющую вторую полярность. Первый вывод, третий вывод, четвертый вывод и шестой вывод расположены на первой электродной пластине, а второй вывод и пятый вывод расположены на второй электродной пластине. Первая электродная пластина и вторая электродная пластина свернуты для формирования элемента батареи с шестью выводами и первый вывод, второй вывод, третий вывод, четвертый вывод, пятый вывод и шестой вывод находятся в разных местах элемента батареи. Выводы располагаются раздельно на разных электродных пластинах и электродные пластины свернуты с образованием элемента батареи. Это эффективно упрощает процесс производства шести выводов.

В варианте осуществления изобретения элемент батареи имеет слоистую конструкцию. Элемент батареи содержит по меньшей мере две первые электродные пластины, имеющие первую полярность, и по меньшей мере две вторые электродные пластины, имеющие вторую полярность. Первый подвывод и третий подвывод расположены на каждой первой электродной пластине, и второй подвывод расположен на каждой второй электродной пластине. Все первые электродные пластины и все вторые электродные пластины послойно наложены с образованием элемента батареи, все первые подвыводы электрически соединены для формирования первого вывода, все вторые подвыводы электрически соединены для формирования второго вывода, все третьи подвыводы электрически соединены для формирования третьего вывода, и первый вывод, второй вывод и третий вывод находятся в разных местах элемента батареи. Выводы расположены раздельно на различных электродных пластинах и электродные пластины последовательно наложены одна на другую с образованием элемента батареи. Это эффективно упрощает процесс изготовления трех выводов.

В варианте осуществления изобретения элемент батареи имеет слоистую конструкцию. Элемент батареи содержит по меньшей мере две первые электродные пластины, имеющие первую полярность, и по меньшей мере две вторые электродные пластины, имеющие вторую полярность. Первый подвывод, третий подвывод, четвертый подвывод и шестой подвывод расположены на каждой первой электродной пластине, а второй подвывод и пятый подвывод расположены на каждой второй электродной пластине. Все первые электродные пластины и все вторые электродные пластины послойно наложены с образованием элемента батареи, все первые подвыводы электрически соединены с образованием первого вывода, все вторые подвыводы электрически соединены с образованием второго вывода, все третьи подвыводы электрически соединены с образованием третьего вывода, все четвертые подвыводы электрически соединены с образованием четвертого вывода, все пятые подвыводы электрически соединены с образованием пятого вывода, все шестые подвыводы электрически соединены с образованием шестого вывода; и первый вывод, второй вывод, третий вывод, четвертый вывод, пятый вывод и шестой вывод находятся в различных местах элемента батареи. Выводы расположены раздельно на различных электродных пластинах, а электродные пластины последовательно наложены одна на другую с образованием элемента батареи. Это эффективно упрощает процесс формирования шести выводов.

В варианте осуществления изобретения элемент батареи содержит корпус элемента батареи, первый вывод, второй вывод, третий вывод и четвертый вывод. Первый вывод, второй вывод, третий вывод и четвертый вывод раздельно электрически соединены с корпусом элемента батареи, первый вывод и третий вывод имеют первую полярность, а второй вывод и четвертый вывод имеют второй полярность. Совместно второй вывод и первый вывод способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи. Совместно четвертый вывод и третий вывод способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи. Первая полярность является положительной полярностью, а вторая полярность является отрицательной полярностью; или первая полярность является отрицательной полярностью, а вторая полярность является положительной полярностью.

Для элемента батареи эти четыре представленные вывода входят в состав по меньшей мере двух проводящих путей для заряда, таким образом, фактически повышая эффективность заряда элемента батареи. Кроме того, поскольку эти два проводящих пути отделены друг от друга и делят ток заряда, ток, проходящий через каждый вывод, фактически уменьшается и количество тепла, выделяющееся на каждом выводе, также фактически уменьшается.

В варианте осуществления изобретения первый вывод и второй вывод расположены на первой стороне корпуса элемента батареи, а третий вывод и четвертый вывод расположены на второй стороне корпуса элемента батареи; или первый вывод расположен на первой стороне корпуса элемента батареи, а второй вывод, третий вывод и четвертый вывод расположены на второй стороне корпуса элемента батареи.

В варианте осуществления изобретения аккумуляторный модуль дополнительно содержит первую плату защиты батареи и вторую плату защиты батареи. Первая плата защиты батареи содержит первую схему защиты и первый интерфейс батареи, а вторая плата защиты батареи содержит вторую схему защиты и второй интерфейс батареи. Первый интерфейс батареи электрически соединен раздельно со вторым выводом и первым выводом, используя первую схему защиты, и первый интерфейс батареи, первый вывод, корпус элемента батареи, второй вывод и первая схема защиты входят в состав первого проводящего контура. Второй интерфейс батареи электрически соединен раздельно с третьим выводом и четвертым выводом, используя вторую схему защиты, и второй интерфейс батареи, третий вывод, корпус элемента батареи, четвертый вывод и первая схема защиты входят в состав второго проводящего контура. Первая схема защиты выполнена с возможностью детектирования напряжения и тока в первом проводящем контуре и, когда напряжение или ток превышают пороговый диапазон, первая схема защиты отключает первый проводящий контур. Вторая схема защиты выполнена с возможностью детектирования напряжения и тока во втором проводящем контуре и, когда напряжение или ток превышают пороговый диапазон, вторая схема защиты отключает второй проводящий контур.

В варианте осуществления изобретения элемент батареи имеет свернутую конструкцию. Корпус элемента батареи содержит одну первую электродную пластину, имеющую первую полярность, и одну вторую электродную пластину, имеющую вторую полярность. Первый вывод и третий вывод расположены на первой электродной пластине, а второй вывод и четвертый вывод расположены на второй электродной пластине. Первая электродная пластина и вторая электродная пластина свернуты для формирования корпуса элемента батареи с четырьмя выводами, и первый вывод, второй вывод, третий вывод и четвертый вывод расположены в разных местах на корпусе элемента батареи. Выводы расположены раздельно на разных электродных пластинах, и электродные пластины свернуты для формирования элемента батареи. Это эффективно упрощает процесс производства четырех выводов.

В варианте осуществления изобретения корпус элемента батареи имеет слоистую конструкцию. Корпус элемента батареи содержит по меньшей мере две первые электродные пластины, имеющие первую полярность, и по меньшей мере две вторые электродные пластины, имеющие вторую полярность. Первый подвывод и третий подвывод расположены на каждой первой электродной пластине, и второй подвывод и четвертый подвывод расположены на каждой второй электродной пластине. Все первые электродные пластины и все вторые электродные пластины являются послойно наложены для формирования корпуса элемента батареи, все первые подвыводы электрически соединяются для формирования первого вывода, все вторые подвыводы электрически соединяются для формирования второго вывода, все третьи подвыводы электрически соединяются для формирования третьего вывода и все четвертые подвыводы электрически соединяются для формирования четвертого вывода. Первый вывод, второй вывод, третий вывод и четвертый вывод располагаются в разных местах на корпусе элемента батареи. Выводы располагаются раздельно на различных электродных пластинах и электродные пластины последовательно укладываются друг на друга для формирования элемента батареи. Это эффективно упрощает процесс производства четырех выводов.

В варианте осуществления изобретения обеспечивается зарядный модуль, содержащий вышеупомянутый аккумуляторный модуль и печатную плату. Печатная плата электрически соединяется с батарейным модулем. Печатная плата выполнена с возможностью приема первого напряжения заряда, обеспечиваемого извне, преобразования напряжения заряда в напряжение и ток, и вывода напряжения и тока на аккумуляторный модуль. В зарядном модуле, поскольку элемент батареи в батарейном модуле имеет по меньшей мере два проводящих пути для заряда, используя выводы, фактически добавляются пути заряда элемента батареи, ток, проходящий через каждый вывод, по сути снижается и количество тепла, выделяющегося каждым выводом, по существу уменьшается, в то время как время заряда сокращается.

В варианте осуществления изобретения печатная плата содержит первую печатную плату и третью печатную плату. Первая печатная плата содержит интерфейс, выполненный с возможностью приема первого напряжения заряда, и первая печатная плата преобразует первое напряжение заряда во второе напряжение заряда и передает второе напряжение заряда на третью печатную плату. Третья печатная плата электрически соединяется с батарейным модулем и выполнена с возможностью преобразования второго напряжения заряда в напряжение и вывода напряжения на аккумуляторный модуль. Первая печатная плата и третья печатная плата действуют совместно, чтобы преобразовывать принятое напряжения заряда в напряжение, пригодное для использования элементом батареи во время зарядки, обеспечивая, таким образом, сохранность элемента батареи во время заряда.

В варианте осуществления изобретения печатная плата содержит первую печатную плату и третью печатную плату. Первая печатная плата содержит интерфейс, выполненный с возможностью приема первого напряжения заряда, и первая печатная плата передает первое напряжение заряда на третью печатную плату. Третья печатная плата электрически соединяется с батарейным модулем и выполнена с возможностью преобразования первого напряжения заряда в напряжение и вывода напряжения на аккумуляторный модуль. Первая печатная плата и третья печатная плата действуют совместно для преобразования принятого напряжения заряда в напряжение, пригодное для использования элементом батареи во время зарядки, обеспечивая, таким образом, сохранность элемента батареи во время заряда.

В варианте осуществления изобретения печатная плата дополнительно содержит второй печатную плату. Первая печатная плата и третья печатная плата расположены на двух противоположных сторонах батарейного модуля, а вторая печатная плата электрически соединена раздельно с первой печатной платой и третьей печатной платой через корпус элемента батареи. Первая печатная плата и третья печатная плата соединяются, используя вторую печатную плату, гарантируя, таким образом, гибкость при определении положений первой печатной платы и третьей печатной платы.

В варианте осуществления изобретения зарядный модуль выполнен с возможностью обеспечения оперативной подачи питания для функциональной схемы.

В варианте осуществления изобретения обеспечивается электронное устройство, содержащее функциональную схему и вышеупомянутый зарядный модуль. Зарядный модуль выполнен с возможностью обеспечения оперативной подачи питания для функциональной схемы.

В варианте осуществления изобретения элемент батареи имеет свернутую конструкцию. Свернутый элемент батареи содержит одну положительную электродную пластину и одну отрицательную электродную пластину. Положительный вывод и отрицательный вывод располагаются раздельно на положительной электродной пластине и отрицательной электродной пластине. По меньшей мере две вывода, имеющие одинаковую полярность, расположены в разных местах по меньшей мере на положительной электродной пластине или на отрицательной электродной пластине. По меньшей мере две вывода, имеющие одинаковую полярность, образуют по меньшей мере два вывода, имеющих одинаковую полярность, в различных местах элемента батареи, формируемого путем скручивания, так что элемент батареи, сформированный путем скручивания, содержит по меньшей мере три вывода.

В варианте осуществления изобретения элемент батареи имеет слоистую конструкцию. Слоистый элемент батареи содержит более одной положительной электродной пластины и более одной отрицательной электродной пластины. По меньшей мере один положительный вывод и по меньшей мере один отрицательный вывод располагаются раздельно на каждой положительной электродной пластине и на каждой отрицательной электродной пластине. На положительных электродных пластинах или на отрицательных электродных пластинах, по меньшей мере два положительных (отрицательных) вывода располагаются в разных местах по меньшей мере на одной положительной (отрицательной) электродной пластине, или положительные (отрицательные) выводы по меньшей мере на двух положительных (отрицательных) электродных пластинах располагаются в различных местах на электродных пластинах, так что слоистый элемент батареи содержит по меньшей мере три вывода.

В варианте осуществления изобретения элемент батареи содержит по меньшей мере три вывода. Эти три вывода расположены на одной и той же стороне элемента батареи или эти три вывода располагаются раздельно на разных сторонах элемента батареи.

В вариантах осуществления изобретения используются интерфейс со множеством аккумуляторов и режим со множеством выводов, чтобы улучшить токовую нагрузочную способность элемента батареи.

В решении с множеством выводов могут быть три вывода, четыре вывода, шесть выводов или N выводов. Отрицательный вывод или положительный вывод могут использоваться совместно во время заряда и разряда. Например, в решении с тремя выводами три вывода содержат два положительных вывода и один отрицательный вывод, и отрицательный вывод используется совместно (как показано на фиг. 2A); или три вывода включают два отрицательных вывода и один положительный вывод, и положительный вывод используется совместно (как показано на фиг. 8). В решении с шестью выводами, шесть выводов могут дублировать выводы из решения с тремя выводами. Кроме того, может содержаться больше выводов, например, восемь выводов, девять выводов или 12 выводов.

В вариантах осуществления изобретения ИС (зарядная схема) зарядного устройства с эффективным отношением перепада давления (например, 4:1 или другое большее отношение) используется для выполнения ступенчатого понижения напряжения. При условии, что внешний зарядный кабель (и протокол PD) ограничивает входной сквозной ток через узкое место равным 5 А, зарядная мощность увеличивается за счет увеличения входного напряжения.

Решение с множеством выводом в вариантах осуществления изобретения может использовать, например, один из следующих способов.

A: Для разделения тока используется режим А, в котором добавляется вывод и вывод используется повторно (то есть вышеупомянутый совместно используемый положительный вывод или совместно используемый отрицательный вывод). Это снижает не только импеданс вывода, но также и количество тепла, выделяемого корпусом элемента батареи (содержащим элемент батареи и плату защиты батареи). Конструктивно объем совместно используемого вывода может увеличиться. Например, могут увеличиться ширина, длина и/или толщина совместно используемого вывода.

B: Количество выводов увеличивается. Элемент батареи имеет конструкцию с выводами с двух сторон для увеличения сквозной токовой нагрузочной способности элемента батареи, включая, но не ограничиваясь только такими конструкциями, как конструкция с четырьмя выводами и конструкция с шестью выводами. Конструкция с четырьмя выводами показана ниже на фиг. 9, где присутствует одна пара положительных и отрицательных выводов на каждой из двух сторон элемента батареи. Конструкция с шестью выводами показана ниже на фиг. 14A, где присутствуют три вывода на каждой из двух сторон элемента батареи. На фиг. 14A показано, что отрицательный вывод используется совместно. Аналогично, положительный вывод альтернативно может использоваться совместно.

В таких решениях, как решение с тремя выводами и решение с шестью выводами в вариантах осуществления изобретения, ИС защиты (то есть ИС защиты в плате защиты батареи) могут объединяться посредством распределения выводов и оптимизации схем, тем самым реализуя возможность заряда с высокой мощностью для случая, в котором используется одиночный элемент батареи, и избегая проблемы безопасности, существующей, когда используются два элемента батареи.

В вариантах осуществления изобретения могут быть решены следующие проблемы, существующие, когда используется одиночный элемент батареи: недостаточная функциональная возможность по сквозному току и большое количество выделяющегося тепла, и последующие проблемы, существующие, когда используются два элемента батареи, также могут быть решены: высокая стоимость, необходимость добавления дополнительного набора защитных ИС и большая потеря емкости в случае разделения токов.

В вариантах осуществления изобретения, используя ряд выводов батареи, количество тепла, выделяемого элементом батареи, снижается, и возможность сквозного тока элемента батареи увеличивается. В вариантах осуществления изобретения решение по защите одного набора защитных ИС реализуется посредством планирования путей прохождения тока через двухбатарейный интерфейс. Когда это решение сравнивается с решением элемента двойной батареи, оказывается, что затраты уменьшаются и сохранность является высокой, тогда как количество тепла, выделяемого элементом батареи, уменьшается. В вариантах осуществления изобретения, используя множество выводов и ИС зарядного устройства с отношением эффективного дифференциального давления (например, 4:1), реализуется заряд с повышенной мощностью без увеличения общего количества выделяющегося тепла. В вариантах осуществления изобретения возможность сквозного тока с повышенной мощностью обеспечивается, используя ряд выводов, реализуя, таким образом, заряд с повышенной мощностью для случая, в котором используется одиночный элемент батареи, и решая проблему, возникающую при использовании двух элементов батареи.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - блок-схема зарядного модуля, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 2A и фиг. 2B - планарная конструкция элемента батареи;

фиг. 3A и фиг. 3B - блок-схемы первой платы защиты батареи, показанной на фиг. 1;

фиг. 4A - блок-схема показанных на фиг. 1 первой схемы защиты и второй схемы защиты;

фиг. 4B - блок-схема первой схемы защиты и второй схемы защиты, соответствующих другому варианту осуществления изобретения;

фиг. 5 - структурная схема конструкции первой защитной платы в аккумуляторном модуле, показанной на фиг. 1;

фиг. 6 - блок-схема аккумуляторного модуля в зарядном модуле по другому варианту осуществления изобретения;

фиг. 7 - блок-схема зарядного модуля, соответствующего другому варианту осуществления изобретения;

фиг. 8 - блок-схема аккумуляторного модуля в зарядном модуле по другому варианту осуществления изобретения;

фиг. 9 - блок-схема зарядного модуля, соответствующего другому варианту осуществления изобретения;

фиг. 10 - блок-схема зарядного модуля;

фиг. 11 - структурная схема конструкции аккумуляторного модуля;

фиг. 12 - структурная схема конструкции одной из первых плат защиты батареи;

фиг. 13 - блок-схема зарядного модуля, соответствующего другому варианту осуществления изобретения;

фиг. 14A - структурная схема аккумуляторного модуля в зарядном модуле, показанном на фиг. 13;

фиг. 14B - структурная схема аккумуляторного модуля с пятью выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 15 - структурная схема конструкции аккумуляторного модуля в зарядном модуле, показанном на фиг. 13;

фиг. 16A - фиг. 16C - развернутые структурные схемы элемента батареи с тремя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 17 - вид сверху элемента батареи, показанного на фиг. 16A;

фиг. 18 - фронтальный схематический вид элемента батареи, показанного на фиг. 16A;

фиг. 19 - развернутая структурная схема элемента батареи с тремя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 20 - вид сверху элемента батареи, показанного на фиг. 19;

фиг. 21 - развернутая структурная схема элемента батареи с тремя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 22 - вид сверху элемента батареи, показанного на фиг. 21;

фиг. 23 - развернутая структурная схема элемента батареи с тремя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 24 - вид сверху элемента батареи, показанного на фиг. 23;

фиг. 25 - фронтальный вид элемента батареи, показанного на фиг. 24;

фиг. 26 - развернутая структурная схема элемента батареи с тремя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 27 - трехмерная конструкция элемента батареи, показанного на фиг. 26;

фиг. 28 - вид слева элемента батареи, показанного на фиг. 27;

фиг. 29 - развернутая структурная схема элемента батареи, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 30 - развернутая структурная схема элемента батареи, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 31 - трехмерная конструкция элемента батареи, показанного на фиг. 30;

фиг. 32 - вид слева элемента батареи, показанного на фиг. 31;

фиг. 33 - основной вид элемента батареи, показанного на фиг. 31;

фиг. 34 - развернутая структурная схема конструкции элемента батареи с шестью выводами, соответствующей варианту осуществления изобретения;

фиг. 35 - развернутая структурная схема элемента батареи с шестью выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 36 - планарная конструкция элемента батареи, показанного на фиг. 34;

фиг. 37 - планарная конструкция элемента батареи с четырьмя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 38 - фронтальный вид элемента батареи, показанного на фиг. 37;

фиг. 39 - схематическое изображение элемента батареи с тремя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 40 - схематическое изображение элемента батареи с четырьмя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 41 - схематическое изображение элемента батареи с пятью выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 42 - схематическое изображение элемента батареи с шестью выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 43 - схематическое изображение несквозного элемента батареи, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 44 - схематическое изображение сквозного элемента батареи, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 45 - схематическое изображение элемента батареи с тремя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 46 - схематическое изображение элемента батареи с четырьмя выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения;

фиг. 47 - схематическое изображение элемента батареи с пятью выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения; и

фиг. 48 - схематическое изображение элемента батареи с шестью выводами, соответствующего варианту осуществления изобретения.

Описание вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1 представлена блок-схема зарядного модуля 10, соответствующего варианту осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 1, зарядный модуль 10 содержит первую печатную плату 11, вторую печатную плату 12, третью печатную плату 13, и аккумуляторный модуль 100 содержит элемент 14 батареи и первую защитную плату 15 батареи. Первая печатная плата 11, вторая печатная плата 12 и третья печатная плата 13 действуют совместно для преобразования напряжения заряда и тока заряда, которые принимаются извне, в напряжение и ток, пригодные для выполнения заряда аккумуляторного модуля 100 зарядки. Аккумуляторный модуль 100 принимает преобразованные напряжение и ток и выполняет заряд для аккумулирования электрической энергии. Кроме того, аккумуляторный модуль 100 может также отдавать хранящуюся электрическую энергию третьей печатной плате 13, чтобы выполнить разряд и обеспечить предоставление мощности возбуждения для третьей печатной платы 13 и для другой функциональной схемы (не показана на чертеже).

А именно, первая печатная плата 11 выполнена с возможностью: приема первого напряжения заряда и первого зарядного тока извне, выполнения преобразования первого напряжения заряда во второе напряжение заряда. Вторая печатная плата 12 электрически соединяется с первой печатной платой 11 и третьей печатной платой 13 и выполнена с возможностью предоставления первого напряжения заряда и первого зарядного тока третьей печатной плате 13. Третья печатная плата 13 электрически соединена с первой платой 15 защиты батареи и выполнена с возможностью преобразования второго напряжения заряда в напряжение элемента батареи и предоставления напряжения элемента батареи первой плате 15 защиты батареи. Кроме того, первая печатная плата 11 и третья печатная плата 13 также преобразуют первый зарядный ток в ток элемента батареи.

Первая плата 15 защиты батареи электрически соединена с элементом 14 батареи и выполнена с возможностью передачи напряжения элемента батареи и тока элемента батареи элементу 14 батареи, используя по меньшей мере два проводящих пути, так чтобы элемент 14 батареи выполнял заряд для аккумулирования электрической энергии. В другом направлении, элемент 14 батареи передает напряжение элемента батареи и ток элемента батареи первой плате 15 защиты батареи, используя указанные по меньшей мере два проводящих пути, так чтобы элемент 14 батареи отдавал хранящуюся электрическую энергию третьей печатной плате 13 для выполнения разряда.

В этом варианте осуществления изобретения напряжение элемента батареи меньше, чем первое напряжение заряда и второе напряжение заряда. Напряжение элемента батареи является номинальным напряжением, при котором элемент 14 батареи заряжается или разряжается. Например, напряжение элемента батареи составляет 5 Вольт (В) и первый зарядный ток составляет 12 Ампер (А). В другом варианте осуществления изобретения первая печатная плата 11 может напрямую электрически соединяться с третьей печатной платой 13 без выполнения соединения со второй печатной платой 12. Другими словами, в другом варианте может не быть второй печатной платы 12 и первая печатная плата 11 и третья печатная плата 13 электрически соединяются напрямую. Альтернативно, в другом варианте, первая печатная плата 11 и третья печатная плата 13 могут быть реализованы посредством одной и той же печатной платой, то есть первая печатная плата 11 и третья печатная плата 13 являются одной и той же печатной платой, а вторая печатная плата 12 отсутствует.

Следует заметить, что множество функциональных схем и множество проводящих линий расположены на каждой из плат - первой печатной плате 11, второй печатной плате 12 и третьей печатной плате 13, чтобы обрабатывать принимаемые напряжение и ток и передавать обработанные напряжение и ток. Более конкретно, первая печатная плата 11 содержит первый интерфейс 111 передачи и первый блок С1 преобразования напряжения. Первый интерфейс 111 передачи выполнен с возможностью электрического соединения с внешней системой электропитания и приема первого напряжения заряда и первого зарядного тока. В этом варианте осуществления изобретения, например, первый интерфейс 111 передачи может быть интерфейсом мини-USB, интерфейсом микро-USB 2.0, интерфейсом микро-USB 2.0 или интерфейсом С-типа, первое напряжение заряда составляет 12 Вольт (В) и первый ток заряда составляет 5 Ампер (А).

Первый блок С1 преобразования напряжения электрически соединяется с первым интерфейсом 111 передачи и выполнен с возможностью преобразования первого напряжения заряда во второе напряжение заряда, например, может понизить первое напряжение заряда. В этом варианте осуществления изобретения первый блок С1 преобразования напряжения может понизить входное напряжение самое большее наполовину (1/2) и затем вывести напряжение. Другими словами, минимальное значение второго напряжения заряда (выходное напряжение) может равняться 1/2 от первого напряжения заряда (входного напряжения). В процессе заряда первый блок С1 преобразования напряжения определяет величину понижения напряжения, основываясь на фактическом требовании. Конечно, в другом варианте осуществления изобретения, первый блок С1 преобразования напряжения может иметь другую возможность понижения напряжения (понижение напряжения 4:1, 3:1 или другое отношение). Например, первый блок С1 преобразования напряжения может быть ИС зарядного устройства (charger IC) с отношением 4:1 и способен понижать выходное напряжение до 1/4 от входного напряжения. Следует заметить, что в другом варианте может не быть необходимости преобразовывать первое напряжение заряда, например, не быть необходимости понижать первое напряжение заряда. Например, если значение первого напряжения заряда является относительно низким, нет необходимости выполнять понижение напряжения. В этом случае первая печатная плата 11 может не содержать первый блок С1 преобразования напряжения и первая печатная плата 11 может непосредственно передавать первое напряжение заряда на третью печатную плату 13.

Вторая печатная плата 12 содержит первый соединительный интерфейс 121 и второй соединительный интерфейс 122. Первый соединительный интерфейс 121 электрически соединяется с первой печатной платой 11 и второй соединительный интерфейс 122 электрически соединяется с третьей печатной платой 13. В этом варианте первая печатная плата 11 и третья печатная плата 13 расположены с двух противоположных сторон элемента 14 батареи. В этом случае, вторая печатная плата 12 электрически соединяет первую печатную плату 11 с третьей печатной платой 13 через две противоположные стороны элемента 14 батареи, чтобы передавать второе напряжение заряда на третью печатную плату 13. В этом варианте вторая печатная плата 12 может быть гибкой печатной платой.

Следует заметить, что места, в которых расположены первая печатная плата 11, вторая печатная плата 12 и третья печатная плата 13 не ограничиваются в этом варианте осуществления изобретения. Конструкции в вариантах осуществления изобретения и на сопроводительных чертежах являются просто примерами взаимосвязей при соединении и не ограничивают конкретное расположение компонентов. Например, вторая печатная плата 12 на фиг. 1 находится на левой стороне чертежа, но в реальном изделии вторая печатная плата 12 может располагаться в любом подходящем месте. Например, в целях баланса, вторая печатная плата 12 может быть расположена в промежуточном месте, то есть элемент батареи и схема защиты могут быть симметричны относительно второй печатной платы 12.

Третья печатная плата 13 содержит первый проводящий интерфейс 131, второй проводящий интерфейс 132 и два вторых блока С2 преобразования напряжения. В конкретном процессе реализации обычно третья печатная плата 13 может дополнительно содержать другой элемент схемы для реализации функций заряда и разряда электронного устройства посредством взаимодействия. Например, третья печатная плата 13 может дополнительно содержать первый блок 133 выборки и кулонометр 134. Первый блок 133 выборки электрически соединяется с первым проводящим интерфейсом 131 и вторым проводящим интерфейсом 132. Кулонометр 134 электрически соединяется с первым блоком 133 выборки. Первый блок 133 выборки может быть низкоомным резистором, выполненным с возможностью выборки во время детектирования тока или детектирования электрической величины. Кулонометр 134 (также называемый кулоновым счетчиком) выполнен с возможностью измерения электрической величины батареи. Кулонометр 134 может измерять электрическую величину батареи, используя низкоомный резистор.

Два вторых блока С2 преобразования напряжения раздельно электрически соединены со вторым соединительным интерфейсом 122 и раздельно выполнены с возможностью приема второго напряжения заряда и зарядного тока и преобразования второго напряжения заряда в напряжение элемента батареи, например, могут понизить второе напряжение заряда до напряжения элемента батареи. В этом варианте осуществления изобретения второй блок С2 преобразования напряжения может быть ИС зарядного устройства с отношением 2:1, может понижать входное напряжение самое большее до половины и затем выводить напряжение. Другими словами, минимальное значение напряжения элемента батареи (выходное напряжение) может равняться половине (1/2) второго напряжения заряда (входного напряжения). В процессе заряда второй блок С2 преобразования напряжения определяет величину понижения напряжения на основе фактического требования. В другом варианте осуществления изобретения второй блок С2 преобразования напряжения может иметь другую возможность понижения напряжения (понижение напряжения с отношением 4:1, 3:1 или другим отношением). Например, второй блок С2 преобразования напряжения может быть ИС зарядного устройства (charger IC) с отношением 4:1 и быть способен понижать выходное напряжение до 1/4 входного напряжения.

Следует заметить, что напряжения в вариантах осуществления изобретения являются просто примерами и в реальном процессе заряда аккумуляторного модуля 100, напряжение заряда или разряда колеблется. Напряжение элемента батареи, соответствующее максимальному току, допустимое, когда аккумуляторный модуль 100 заряжается, не превышает 5 В. Обычно максимальное напряжение элемента батареи составляет 4,22 В или 4,45 В.

Два вторых блока С2 преобразования напряжения раздельно электрически соединены с первым проводящим интерфейсом 131 и вторым проводящим интерфейсом 132, чтобы раздельно предоставлять напряжение элемента батареи и тока элемента батареи первому проводящему интерфейсу 131 и второму проводящему интерфейсу 132. Другими словами, первый проводящий интерфейс 131 принимает напряжение элемента батареи и ток элемента батареи, и второй проводящий интерфейс 132 также принимает напряжение элемента батареи и ток элемента батареи.

В варианте осуществления изобретения два вторых блока С2 преобразования напряжения могут быть, например, ИС зарядного устройства (charger IC). Может случиться так, что две ИС зарядного устройства обе являются первичными ИС зарядного устройства, или может случиться так, что одна ИС зарядного устройства является первичной ИС зарядного устройства, а другая ИС зарядного устройства является вторичной ИС зарядного устройства. В дополнение к выполнению преобразования напряжения, первичная ИС зарядного устройства дополнительно поддерживает другую функцию заряда, например, может дополнительно поддерживать заряд со структурой пониженного напряжения, функцию USB OTG (USB on-the-go (на ходу)) и т. п. Вторичная ИС зарядного устройства выполнена, главным образом, с возможностью реализации таких функций, как преобразование напряжения и увеличение зарядного тока.

Со ссылкой на фиг. 1, на фиг. 2A представлена планарная конструкция элемента 14 батареи.

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2A, элемент 14 батареи содержит корпус 140 элемента батареи и первую сторону 141 и вторую сторону 142, которые противоположны друг другу. Первая печатная плата 11 расположена на стороне первой стороны 141 элемента 14 батареи и третья печатная плата 13 и первая плата 15 защиты батареи расположены на стороне второй стороны 142 элемента батареи. Вторая печатная плата 12 раздельно электрически соединена с первой печатной платой 11 и третьей печатной платой 13 через первую сторону 141 и второй сторону 142 элемента 14 батареи.

В этом варианте вывод 14a, вывод 14b и вывод 14c расположены на второй стороне 142 корпуса 140 элемента батареи. Вывод 14a имеет полярность 1, а вывод 14b и вывод 14c имеют полярность 2. Полярность 1 и полярность 2 противоположны. Полярность 1 является положительной полярностью, а полярность 2 является отрицательной полярностью; или полярность 1 является отрицательной полярностью, а полярность 2 является положительной полярностью.

Вывод 14b и вывод 14a формируют положительный и отрицательный электроды проводящего контура, и вывод 14c и вывод 14a формируют положительный и отрицательный электроды проводящего контура. В этом случае, путем раздельного использования двух проводящих контуров, напряжение и ток подаются на корпус 140 элемента батареи (заряд), или напряжение и ток выводятся от корпуса 140 элемента батареи (разряд).

В этом варианте вывод 14b и вывод 14c могут напрямую электрически соединяться. Другими словами, напряжения (потенциалы) на выводе 14b и на выводе 14c одинаковы.

Поэтому элемент 14 батареи содержит два проводящих контура для заряда или разряда. В этом случае эффективность заряда элемента 14 батареи может быть повышена и время заряда может быть сокращено, не увеличивая зарядный ток, проходящий по каждому выводу. Следует заметить, что положения этих выводов в элементе батареи в этом варианте не ограничиваются и решения в этом варианте осуществления изобретения могут быть реализованы при условии, что взаимосвязи электрических соединений сохраняются. Положения выводов в элементе батареи подробно описываются в последующем варианте осуществления конкретной конструкции элемента батареи.

Со ссылкой на фиг. 1, на фиг. 3A представлена блок-схема первой платы 15 защиты батареи, показанной на фиг. 1.

Как показано на фиг. 3A, первая плата 15 защиты батареи содержит первый интерфейс 151 батареи, второй интерфейс 152 батареи, первую схему 153 защиты и вторую схему 154 защиты.

Первый интерфейс 151 батареи электрически соединяется с первым проводящим интерфейсом 131 (фиг. 1) и второй интерфейс 152 батареи электрически соединяется со вторым проводящим интерфейсом 132 (фиг. 1).

Первая схема 153 защиты электрически подключается между первым интерфейсом 151 батареи и выводами 14a, 14b и 14c, и первая схема 153 защиты также электрически подключается между вторым интерфейсом 152 батареи и выводами 14a, 14b и 14c. Первая схема 153 защиты выполнена с возможностью отключения проводящего пути между первым интерфейсом 151 батареи и выводами 14a, 14b, и 14c и проводящего пути между вторым интерфейсом 152 батареи и выводами 14a, 14b, и 14c во время заряда или разряда элемента 14 батареи, когда напряжение и ток между первым интерфейсом 151 батареи и выводами 14a, 14b, и 14c и напряжение и ток между вторым интерфейсом 152 батареи и выводами 14a, 14b и 14c превышают пороговые диапазоны, чтобы защитить элемент 14 батареи и предотвратить повреждение элемента 14 батареи.

Вторая схема 154 защиты электрически подключена между первым интерфейсом 151 батареи и выводами 14a, 14b и 14c и вторая схема 154 защиты также электрически подключена между вторым интерфейсом 152 батареи и выводами 14a, 14b и 14c. Вторая схема 154 защиты выполнена с возможностью отключения проводящего пути между первым интерфейсом 151 батареи и выводами 14a, 14b и 14c и проводящего пути между вторым интерфейсом 152 батареи и выводами 14a, 14b и 14c во время заряда или разряда элемента 14 батареи, когда напряжение и ток между первым интерфейсом 151 батареи и выводами 14a, 14b и 14c и напряжение и ток между вторым интерфейсом 152 батареи и выводами 14a, 14b и 14c превышают пороговые диапазоны, чтобы защитить элемент 14 батареи и предотвратить повреждение элемента 14 батареи.

Первая схема 153 защиты и вторая схема 154 защиты защищают элемент 14 батареи одновременно. Когда любая из схем - первой схемы 153 защиты или второй схемы 154 защиты - дает сбой, другая схема может защитить элемент 14 батареи. Другими словами, первая схема 153 защиты и вторая схема 154 защиты могут резервировать друг друга. Когда первый блок 1531 управления защитой дает сбой, второй блок 1541 управления защитой 1541 выполняет защиту по напряжению и по току. Альтернативно, когда второй блок 1541 управления защитой дает сбой, первый блок 1531 управления защитой выполняет защиту по напряжению и по току.

Пороговые диапазоны, соответствующие первой схеме 153 защиты и которые предназначены для защиты по напряжению и по току, которые являются входными и выходными параметрами элемента 14 батареи, могут совпадать или отличаться от пороговых диапазонов, соответствующих второй схеме 154 защиты и которые предназначены для напряжений и токов, являющихся входными и выходными параметрами элемента 14 батареи. Когда первая схема 153 защиты и вторая схема 154 защиты соответствуют различным диапазонам, схема защиты, которая первой достигает порогового диапазона, выполняет действие по отключению пути прохождения тока. Когда первая схема 153 защиты и вторая схема 154 защиты соответствуют одинаковым диапазонам, одна из двух схем защиты, которая раньше обнаруживает, что напряжение или ток превышает соответствующий пороговый диапазон, выполняет операцию защиты. Более конкретно, первый интерфейс 151 батареи, вывод 14b, корпус элемента батареи, вывод 14a и первая схема 153 защиты образуют первый проводящий контур. Первый проводящий контур передает напряжение элемента батареи и ток элемента батареи.

В этом варианте осуществления изобретения первый проводящий контур содержит первый проводящий путь P1 и третий проводящий путь P3. Первый проводящий путь P1 проходит между первым интерфейсом 151 батареи и выводом 14b и третий проводящий путь P3 проходит между первым интерфейсом 151 батареи и выводом 14a.

Второй интерфейс 152 батареи, вывод 14c, корпус элемента батареи, вывод 14a и первая схема 153 защиты составляет второй проводящий контур. Второй проводящий контур передает напряжение элемента батареи и ток элемента батареи.

В этом варианте второй проводящий контур содержит второй проводящий путь P2 и четвертый проводящий путь P4. Второй проводящий путь P2 проходит между вторым интерфейсом 152 батареи и выводом 14c и четвертый проводящий путь P4 проходит между вторым интерфейсом 152 батареи и выводом 14a.

Как вариант, третий проводящий путь P3 и четвертый проводящий путь P4 электрически соединяются напрямую, используя проводящую линию, так что напряжения на третьем проводящем пути P3 и на четвертом проводящем пути P4, в основном, одинаковы и токи, протекающие по третьему проводящему пути P3 и по четвертому проводящему пути P4 являются, в основном, одинаковыми.

Первая 153 схема защиты выполнена с возможностью детектирования напряжений и токов, присутствующих в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре. Когда напряжения превышают первый пороговый диапазон напряжения, первая схема 153 защиты отключает первый проводящий контур и второй проводящий контур для предотвращения элемента 14 батареи от заряда в условиях перенапряжения или от разряда в условиях пониженного напряжения. Когда токи превышают первый токовый порог, первая схема 153 защиты отключает два проводящих контура для предотвращения элемента 14 батареи от заряда или разряда в условиях перегрузки по току.

Аналогично, вторая схема 154 защиты также выполнена с возможностью детектирования напряжений и токов первого проводящего контура и второго проводящего контура. Когда напряжения превышают второй пороговый диапазон напряжения, вторая схема 154 защиты отключает два проводящих контура, для предотвращения заряда элемента 14 батареи в условии повышенного напряжения или от разряда в условиях пониженного напряжения. Когда токи превышают второй токовый порог, вторая схема 154 защиты отключает два проводящих контура для предотвращения заряда или разряда элемента 14 батареи в условиях перегрузки по току.

В этом варианте осуществления первый пороговый диапазон напряжения может быть в пределах от порога 1 пониженного напряжения до порога 1 повышенного напряжения, где порог 1 пониженного напряжения меньше, чем порог 1 повышенного напряжения. Второй пороговый диапазон напряжения может быть в пределах от порога 2 пониженного напряжения до порога 2 повышенного напряжения, где порог 2 пониженного напряжения меньше, чем порог 2 повышенного напряжения.

Когда первый пороговый диапазон напряжения совпадает со вторым пороговым диапазоном напряжения, порог 1 пониженного напряжения равен порогу 2 пониженного напряжения 2 и порог 1 повышенного напряжения равен порогу 2 повышенного напряжения.

Когда первый пороговый диапазон напряжения отличается от второго порогового диапазона напряжения, порог 1 пониженного напряжения не равен порогу 2 пониженного напряжения или порог 1 повышенного напряжения не равен порогу 2 повышенного напряжения 2. В варианте осуществления порог 2 пониженного напряжения меньше, чем порог 1 пониженного напряжения и порог 2 повышенного напряжения больше, чем порог 1 повышенного напряжения; или порог 2 пониженного напряжения больше, чем порог 1 пониженного напряжения и порог 2 повышенного напряжения больше, чем порог 1 повышенного напряжения.

Например, первый пороговый диапазон напряжения может быть, например, от 2,4 В до 4,422 В, и второй пороговый диапазон напряжения может быть, например, от 2,2 В до 4,45 В. Другими словами, порог 1 повышенного напряжения составляет 4,422 В, порог 1 пониженного напряжения составляет 2,4 В, порог 2 повышенного напряжения составляет 4,45 В и порог 2 пониженного напряжения составляет 2,2 В. С другой стороны, первый пороговый диапазон напряжения может быть, например, в пределах от 2,2 В до 4,422 В, и второй пороговый диапазон напряжения может быть, например, в пределах от 2,4 В до 4,45 В. То есть, напряжение превышает пороговый диапазон напряжения, это означает, что напряжение меньше порога пониженного напряжения или больше порога повышенного напряжения.

В этом варианте осуществления изобретения, первый токовый порог или второй токовый порог имеет определенное значение. Первый токовый порог и второй токовый порог могут быть одинаковыми или различаться. То есть, ток превышает текущий порог, это означает, что ток больше или равен токовому порогу.

Со ссылкой на фиг. 1, на фиг. 4A представлена блок-схема первой схемы 153 защиты и второй схемы 154 защиты, которые показаны на фиг. 1.

Как показано на фиг. 4A, первая схема 153 защиты содержит первый блок 1531 управления защитой, первый блок 1532 выборки напряжения, первая блок 1534 выборки тока и первый блок 1533 коммутации.

Первый блок 1531 управления защитой раздельно электрически соединен с первым проводящим контуром и вторым проводящим контуром. Первый блок 1531 управления защитой обнаруживает напряжения и токи, которые находятся в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре, и определяет, превышают ли обнаруженные напряжения и токи соответствующие пороговые диапазоны. Когда напряжения и токи превышают соответствующие пороговые диапазоны, первый блок 1531 управления защитой выводит сигнал защиты на первый блок 1533 коммутации. Первый блок 1533 коммутации отключает первый проводящий контур и второй проводящий контур на основе сигнала защиты, тем самым защищая элемент 14 батареи, и предотвращая повреждение элемента 14 батареи из-за повышенного напряжения, превышения по току или пониженного напряжения.

Первый блок 1532 выборки напряжения раздельно электрически соединен с выводом 14b, выводом 14c и первым блоком 1531 управления защитой и выполнен с возможностью детектирования напряжения элемента батареи и передачи обнаруженного напряжения элемента батареи первому блоку 1531 управления защитой. Первый блок 1532 выборки напряжения может быть, например, резистором выборки. Как вариант, в этом варианте осуществления изобретения альтернативно может не быть никакого блока выборки напряжения и напряжение в проводящем контуре напрямую обнаруживается блоком управления защитой.

Первый блок 1534 выборки тока электрически соединен раздельно с выводом 14a, первым блоком 1531 управления защитой и первым блоком 1533 коммутации и выполнен с возможностью детектирования токов в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре и передачи токов первому блоку 1531 управления защитой. Первый блок 1534 выборки тока может быть, например, резистором выборки.

Первый блок 1533 коммутации электрически соединен раздельно с первым блоком 1531 управления защитой, первым блоком 1534 выборки тока1534, первым интерфейсом 151 батареи и вторым интерфейсом 152 батареи. Первый блок 1533 коммутации находится в третьем проводящем пути P3 первого проводящего контура и в четвертом проводящем пути P4 второго проводящего контура.

В этом варианте осуществления первый блок 1533 коммутации может содержать первый переключатель S1 и второй переключатель S2.

Первый переключатель S1 электрически соединен раздельно с первым блоком 1534 выборки тока, первым блоком 1531 управления защитой и третьим переключателем S3 во второй схеме 154 защиты. Первый переключатель S1 находится во включенном или выключенном состоянии на основе сигнала защиты, обеспечиваемого первым блоком 1531 управления защитой.

Второй переключатель S2 электрически соединен раздельно с первым блоком 1534 выборки тока, первым блоком 1531 управления защитой и четвертым переключателем S4 во второй схеме 154 защиты. Второй переключатель S2 находится во включенном или выключенном состоянии на основе сигнала защиты, обеспечиваемого первым блоком 1531 управления защитой.

В этом варианте осуществления первый переключатель S1 и второй переключатель S2 включаются или выключаются синхронно и первый переключатель S1 и второй переключатель S2 могут быть реализованы, используя один и тот же тип MOS-транзисторов. Например, первый переключатель S1 и второй переключатель S2 оба являются транзисторами p-типа или n-типа. Конечно, первый переключатель S1 и второй переключатель S2 могут альтернативно быть реализованы, используя другие типы транзисторов или других элементов.

Как показано на фиг. 4A, вторая схема 154 защиты может быть дополнительно включена в этот вариант осуществления изобретения. Вторая схема 154 защиты содержит второй блок 1541 управления защитой, второй блок 1542 выборки напряжения и второй блок 1543 коммутации.

Второй блок 1541 управления защитой электрически соединен раздельно с первым проводящим контуром и вторым проводящим контуром. Второй блок 1541 управления защитой обнаруживает напряжения и токи в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре, определяет, превышают ли напряжения второй пороговый диапазон напряжения, и определяет, превышают ли токи соответствующий пороговый ток. Когда напряжения и токи превышают соответствующие пороговые диапазоны, второй блок 1541 управления защитой вывод сигнал защиты на второй блок 1543 коммутации. Второй блок 1543 коммутации отключает первый проводящий контур и второй проводящий контур, основываясь на сигнале защиты.

Второй блок 1542 выборки напряжения электрически соединен раздельно с выводом 14b, выводом 14c и вторым блоком 1541 управления защитой и выполнен с возможностью детектирования напряжения и передачи обнаруженного напряжения второму блоку 1541 управления защитой. В этом варианте осуществления построения схемы первого блока 1532 выборки напряжения и второго блока 1542 выборки напряжения может быть одинаковым. Как вариант, альтернативно в этом варианте осуществления изобретения может не быть блока выборки напряжения и напряжение в проводящем контуре напрямую обнаруживается блоком управления защитой.

В этом варианте осуществления, поскольку первый интерфейс 151 батареи и второй интерфейс 152 батареи электрически соединяются напрямую, используя проводящую линию, то есть, третий проводящий путь P3 и четвертый проводящий путь P4 закорочены друг с другом, токи, текущие в третьем проводящем пути P3 и в четвертом проводящем пути P4 являются, в основном, одинаковыми.

Второй блок 1543 коммутации электрически соединен раздельно со вторым блоком 1541 управления защитой, первым блоком 1533 коммутации, первым интерфейсом 151 батареи и вторым интерфейсом 152 батареи. Второй блок 1543 коммутации установлен в третьем проводящем пути P3 первого проводящего контура и в четвертом проводящем пути P4 второго проводящего контура.

В этом варианте осуществления второй блок 1543 коммутации содержит третий переключатель S3 и четвертый переключатель S4.

Третий переключатель S3 электрически соединен раздельно с первым переключателем S1, вторым блоком 1541 управления защитой и первым интерфейсом 151 батареи. Третий переключатель S3 находится во включенном или в выключенном состоянии, основываясь на сигнале защиты, обеспечиваемом вторым блоком 1541 управления защитой.

Когда третий переключатель S3 и первый переключатель S1 оба находятся во включенном состоянии, первый проводящий контур замыкается и первый проводящий путь P1 и третий проводящий путь P3 электрически включены. Когда третий переключатель S3 или первый переключатель S1 находятся в выключенном состоянии, первый проводящий контур разомкнут и первый проводящий путь P1 и третий проводящий путь P3 электрически выключены.

Четвертый переключатель S4 электрически соединен раздельно со вторым переключателем S2, вторым блоком 1541 управления защитой и вторым интерфейсом 152 батареи. Четвертый переключатель S4 находится во включенном или выключенном состоянии на основе сигнала защиты, обеспечиваемого первым блоком 1541 управления защитой.

Когда четвертый переключатель S4 и второй переключатель S2 оба находятся во включенном состоянии, второй проводящий контур замкнут и второй проводящий путь P2 и четвертый проводящий путь P4 электрически включены. Другими словами, ток элемента батареи и напряжение элемента батареи могут подаваться между вторым интерфейсом 152 батареи и выводом 14a. Когда четвертый переключатель S4 или второй переключатель S2 находится в выключенном состоянии, второй проводящий контур разомкнут и второй проводящий путь P2 и четвертый проводящий путь P4 электрически выключены.

В этом варианте осуществления третий переключатель S3 и четвертый переключатель S4 синхронно включаются или синхронно выключаются и третий переключатель S3 и четвертый переключатель S4 могут быть реализованы, используя один и тот же тип MOS-транзистора, например, оба являются транзисторами p-типа или n-типа. Конечно, третий переключатель S3 и четвертый переключатель S4 альтернативно могут быть реализованы при помощи транзисторов других типов или других элементов.

В другой реализации вывод 14a может быть разделен на два вывода. При взаимодействии друг с другом эти два вывода имеют ту же функцию, что и вывод 14a. Как показано на фиг. 2B, вывод 14a может быть двумя выводами, имеющими одинаковую полярность (могут также упоминаться как подвыводы). Одна из двух выводов и вывод 14b формирует положительные и отрицательные электроды одного проводящего контура и способны подавать напряжение и ток к корпусу элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи. Другие из этих двух выводов и вывод 14c формируют положительные и отрицательные электроды другого проводящего контура и способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи. Два проводящих контура аналогичны двум проводящим контурам на фиг. 2A. Соответственно, когда вывод 14a разделяется на два вывода, имеющих одинаковую полярность, соответствующая блок-схема первой платы 15 защиты батареи показана на фиг. 3B, и соответствующие блок-схема первой схемы 153 защиты и второй схемы 154 защиты показаны на фиг. 4B. Различие между фиг. 3B и фиг. 3A состоит в том, что вывод 14a разделен на два вывода, имеющих одинаковую полярность. Различие между фиг. 4B и фиг. 4A состоит в том, что вывод 14a разделен на две вывода, имеющих одинаковую полярность.

На фиг. 5 схематично представлена конкретная схема первой платы 15 защиты в аккумуляторном модуле 100, показанном на фиг. 1.

Первый блок 1532 выборки напряжения содержит первый резистор RV1 детектирования напряжения и второй резистор RV2 детектирования напряжения. Первый резистор RV1 выборки напряжения электрически соединяется с выводом 14b на первом проводящем пути P1 и второй резистор RV2 выборки электрически соединяется с выводом 14c на втором проводящем пути P2. Первый резистор RV1 выборки напряжения и второй резистор RV2 выборки выполнены с возможностью сбора данных о напряжении на первом проводящем пути P1 и напряжения на втором проводящем пути P2, соответственно.

В этом варианте осуществления, поскольку вывод 14b и вывод 14c электрически соединены напрямую, первый резистор RV1 выборки напряжения и второй резистор RV2 выборки напряжения соединяются параллельно. Поэтому первый блок 1532 выборки напряжения может собирать среднее значение напряжения на первом проводящем пути P1 и напряжение на втором проводящем пути P2 и обеспечивать среднее значение напряжение для первого блока 1531 управления защитой.

В другом варианте осуществления изобретения может случиться так, что только первый резистор RV1 детектирования напряжения располагается в первом блоке 1532 выборки напряжения, так что напряжение, которое подано на первый проводящий путь P1 и которое обнаруживается первым резистором RV1 детектирования напряжения, используется в качестве напряжения заряда или разряда элемента 14 батареи. Альтернативно, может случиться так, что в первом блоке 1532 выборки напряжения расположен только второй резистор RV2 детектирования напряжения, так что напряжение, поданное на второй проводящий путь P2 и которое обнаруживается вторым резистором RV2 детектирования напряжения, используется в качестве напряжения заряда или разряда элемента 14 батареи.

Первый блок 1534 детектирования тока содержит первый резистор RI1 детектирования тока и второй резистор RI2 детектирования тока. Первый резистор RI1 выборки тока электрически подключается между выводом 14a и первым интерфейсом 151 батареи и второй резистор RV2 выборки электрически подключается между выводом 14a и вторым интерфейсом 152 батареи. Первый резистор RI1 выборки тока и второй резистор RI2 выборки тока выполнены с возможностью сбора данных о токе на третьем проводящем пути P3 и о токе на четвертом проводящем пути P3 Р4 соответственно.

В этом варианте осуществления, поскольку первый интерфейс 151 батареи и второй интерфейс 152 батареи напрямую электрически соединяются при помощи проводящей линии, то есть, третий проводящий путь P3 и четвертый проводящий путь P4 закорачиваются друг с другом, токи, текущие в третьем проводящем пути P3 и в четвертом проводящем пути P4 одинаковы.

Второй блок 1542 выборки напряжения содержит третий резистор RV3 детектирования напряжения и четвертый резистор RV4 детектирования напряжения. Третий резистор RV3 выборки напряжения электрически соединяется с выводом 14b в первом проводящем пути P1 и четвертый резистор RV4 выборки электрически соединяется с выводом 14c во втором проводящем пути P2. Третий резистор RV3 выборки напряжения и четвертый резистор RV4 выборки выполнены с возможностью сбора данных о напряжении на первом проводящем пути P1 и о напряжении на втором проводящем пути P2, соответственно.

В этом варианте осуществления, поскольку две вывода, вывод 14b и вывод 14c, электрически соединяются напрямую, третий резистор RV3 выборки напряжения и четвертый резистор RV4 выборки напряжения соединяются параллельно. Поэтому второй блок 1542 выборки напряжения может собирать данные среднего значения напряжения на первом проводящем пути P1 и напряжения на втором проводящем пути P2 и подавать среднее значение напряжения на первый блок 1531 управления защитой.

В другом варианте осуществления изобретения может случиться так, что только третий резистор RV3 детектирования напряжения расположен во втором блоке 1542 выборки напряжения, так что напряжение, которое присутствует на первом проводящем пути P1 и которое обнаруживается третьим резистором RV3 детектирования напряжения, используется в качестве напряжения заряда или разряда напряжения элемента 14 батареи. Альтернативно, может случиться так, что только четвертый резистор RV4 детектирования напряжения расположен во втором блоке 1542 выборки напряжении, так что напряжение, которое присутствует на втором проводящем пути P2 и которое обнаруживается четвертым резистором RV4 детектирования напряжения, используется в качестве напряжения заряда или разряда элемента 14 батареи.

Как показано на фиг. 5, первый блок 1531 управления защитой содержит первый вывод PV1 детектирования напряжения, первый вывод PI1 детектирования тока, первый вывод CO1 управления зарядом и первый вывод DO1 управления разрядом.

Конкретно, первый вывод PV1 детектирования напряжения электрически соединяется с первым резистором RV1 детектирования напряжения и вторым резистором RV2 детектирования напряжения и выполнен с возможностью детектирования напряжения.

Первый вывод PI1 детектирования тока электрически соединяется с первым резистором RI1 детектирования тока и вторым резистором RI2 детектирования тока и выполнен с возможностью детектирования тока.

Первый вывод CO1 управления зарядом и первый вывод DO1 управления разрядом оба электрически соединяются с первым переключателем S1 и выполнены с возможностью вывода сигнала защиты для управления первым переключателем S1, чтобы переключать его во включенное или в выключенное состояние.

Первый блок 1531 управления защитой определяет, превышает ли пороговые диапазоны напряжение, обнаруживаемое первым выводом PV1 детектирования напряжения, и ток, обнаруживаемый первым выводом PI1 детектирования тока. Когда напряжение или ток превышают пороговый диапазон, первый блок 1531 управления защитой выводит сигнал защиты от первого вывода CO1 управления зарядом и от первого вывода DO1 управления разрядом.

В этом варианте осуществления первый переключатель S1 в первом блоке 1533 коммутации содержит первый вывод SC1 управления, второй вывод SC2 управления, первый проводящий вывод SD1 и второй проводящий вывод SD2.

Первый вывод SC1 управления электрически соединяется с первым выводом DO1 управления разрядом, второй вывод SC2 управления электрически соединяется с первым выводом CO1 зарядом, первый проводящий вывод SD1 электрически соединяется с выводом 14a и второй проводящий вывод SD2 электрически соединяется с первым интерфейсом 151 батареи, используя второй блок 1543 коммутации.

Сигнал защиты выводится посредством первого блока 1531 управления защитой от первого вывода CO1 управления зарядом и первый вывод DO1 управления разрядом управляет первым переключателем S1, который должен включаться или выключаться первым выводом SC1 управления и вторым выводом управления SC2. Когда первый переключатель S1 включен под управлением сигнала защиты, первый проводящий вывод SD1 и второй проводящий вывод SD2 электрически включаются. Когда первый переключатель, S1 выключен под управлением сигнала защиты, первый проводящий вывод SD1 и второй проводящий вывод SD2, электрически выключаются.

В этом варианте осуществления первый переключатель S1 может включаться двунаправленно. Другими словами, для третьего проводящего пути P3 в первом проводящем контуре, когда токи протекает от первого вывода 14a к первому интерфейсу 151 батареи, когда элемент 14 батареи заряжается, первый переключатель S1 может быть включен или выключен; и когда ток протекает от первого интерфейса 151 батареи к первому выводу 14a, когда элемент 14 батареи разряжается разрядов, первый переключатель S1 может быть включен или выключен.

Кроме того, первый вывод CO1 управления зарядом и первый вывод DO1 управления разрядом оба электрически соединяются со вторым переключателем S2 и выполнены с возможностью вывода сигнала защиты для управления вторым переключателем S2, который должен включаться или выключаться.

Второй переключатель S2 в первом блоке 1533 коммутации содержит третий вывод SC3 управления, четвертый вывод SC4 управления, третий проводящий вывод SD3 и четвертый проводящий вывод SD4.

Третий вывод SC3 управления электрически соединяется с первым выводом DO1 управления разрядом, четвертый вывод SC4 управления электрически соединяется с первым выводом CO1 управления, третий проводящий вывод SD3 электрически соединяется с выводом 14a и четвертый проводящий вывод SD4 электрически соединяется со вторым интерфейсом 152 батареи, используя второй блок 1543 коммутации.

Сигнал защиты выводится первым блоком 1531 управления защитой от первого вывода CO1 управления зарядом и первый вывод DO1 управления разрядом управляет вторым переключателем S2, который должен быть включен или выключен, используя третий вывод SC3 управления и четвертый вывод SC4 управления. Когда второй переключатель, S2 включается под управлением сигнала защиты, третий проводящий вывод SD3 и четвертый проводящий вывод SD4 электрически включаются. Когда второй переключатель S2 под управлением сигнала защиты выключается, третий проводящий вывод SD3 и четвертый проводящий вывод SD4 электрически выключаются.

В этом варианте осуществления второй переключатель S2 может включаться двунаправленно. Другими словами, для четвертого проводящего пути P4 в втором проводящем контуре, когда токи протекает от первого вывода 14a ко второму интерфейсу 152 батареи, когда элемент 14 батареи заряжается, второй переключатель S2 может быть включен или выключен; и когда ток протекает от второго интерфейса 152 батареи к первому выводу 14a, когда элемент 14 батареи разряжается, первый переключатель S1 может быть включен или выключен.

Второй блок 1541 управления защитой содержит второй вывод PV2 детектирования напряжения, второй вывод PI2 детектирования тока, второй вывод CO2 управления зарядом и второй вывод DO2 управления разрядом.

Конкретно, второй вывод PV2 детектирования напряжения электрически соединяется с третьим резистором RV3 детектирования напряжения и четвертым резистором детектирования RV4 напряжения и выполнен с возможностью детектирования напряжения.

Второй вывод PI2 детектирования тока электрически соединяется с первым резистором RI1 детектирования тока и вторым резистором RI2 детектирования тока и выполнен с возможностью детектирования тока.

Второй 1541 блок управления защитой определяет, превышают ли пороговые диапазоны напряжение, обнаруживаемое вторым выводом PV2 детектирования напряжения, и ток, обнаруживаемый вторым выводом PI2 детектирования тока. Когда напряжение или ток превышают пороговый диапазон, второй блок 1541 управления защитой выводит сигнал защиты от второго вывода CO2 управления зарядом и от второго вывода DO2 управления разрядом.

Второй вывод CO2 управления зарядом и второй вывод DO2 управления разрядом оба электрически соединяются с третьим переключателем S3 и выполнены с возможностью вывода сигнала защиты для управления третьим переключателем S3, который должен быть во включенном или в выключенном состоянии.

В этом варианте осуществления третий переключатель S3 во втором блоке 1543 коммутации содержит пятый вывод SC5 управления, шестой вывод SC6 управления, пятый проводящий вывод SD5 и шестой проводящий вывод SD6.

Пятый вывод SC5 управления электрически соединяется со вторым выводом DO2 управления разрядом, шестой вывод SC6 управления электрически соединяется со вторым выводом CO2 управления зарядом, пятый проводящий вывод SD5 электрически соединяется со вторым проводящим выводом SD2 первого переключателя S1, и шестой проводящий вывод SD6 электрически соединяется с первым интерфейсом 151 батареи.

Сигнал защиты выводится вторым блоком 1541 управления защитой от второго вывода CO2 вывода управления зарядом и второй вывод DO2 управления разрядом управляет третьим переключателем S3, который должен включаться или выключаться, используя пятый вывод SC5 управления и шестой вывод SC6 управления. Когда третий переключатель S3 включается под управлением сигнала защиты, пятый проводящий вывод SD5 и шестой проводящий вывод SD6 электрически включены. Когда третий переключатель S3 отключается под управлением сигнала защиты, пятый проводящий вывод SD5 и шестой проводящий вывод SD6 электрически выключается.

В этом варианте осуществления третий переключатель S3 может включаться двунаправленно. Другими словами, для третьего проводящего пути P3 в первом проводящем контуре, когда элемент 14 батареи заряжается или разряжается, третий переключатель S3 может включаться или выключаться.

Кроме того, второй вывод CO2 управления зарядом и второй вывод DO2 управления разрядом оба электрически подключаются к четвертому переключателю S4 и выполнены с возможностью вывода сигнала защиты для управления четвертым переключателем S4, который должен быть во включенном или в выключенном состоянии.

Четвертый переключатель S4 во втором блоке 1543 коммутации содержит седьмой вывод SC7 управления, восьмой вывод SC8 управления, седьмой проводящий вывод SD7 и восьмой проводящий вывод SD8.

Седьмой вывод SC7 управления электрически соединяется со вторым выводом DO2 управления разрядом, восьмой вывод SC8 управления электрически соединяется со вторым выводом CO2 управления зарядом, седьмой проводящий вывод SD7 электрически соединяется с четвертым проводящим выводом SD4 второго переключателя S2 и восьмой проводящий вывод SD8 электрически соединяется со вторым интерфейсом 152 батареи.

Сигнал защиты выводится вторым блоком 1541 управления защитой от второго вывода CO2 управления зарядом и второй вывод DO2 управления разрядом управляет четвертым переключателем S4, который должен включаться или отключаться, используя седьмой вывод SC7 управления и восьмой вывод SC8 управления. Когда четвертый переключатель S4 включается под управлением сигнала защиты, седьмой проводящий вывод SD7 и восьмой проводящий вывод SD8 электрически включаются. Когда четвертый переключатель S4 выключается под управлением сигнала защиты, седьмой проводящий вывод SD7 и восьмой проводящий вывод SD8 электрически выключаются.

В этом варианте осуществления четвертый переключатель S4 может включаться двунаправленно.

В этом варианте осуществления первая плата 15 защиты батареи может дополнительно содержать блок 155 антиконтрафакции. Блок 155 антиконтрафакции электрически соединяется со вторым проводящим путем P2 и выполнен с возможностью детектирования напряжения элемента батареи и тока элемента батареи, которые элемент 14 батареи может выдерживать, чтобы избежать повреждения элемент 14 батареи из-за несоответствия между элементом 14 батареи и напряжением элемента батареи или током элемента батареи.

Со ссылкой на фиг. 1 и фиг. 5, далее конкретно описываются процессы работы первой платы 15 защиты в аккумуляторном модуле 100, когда элемент 14 батареи заряжается (аккумулирует электрическую энергию) и разряжается (высвобождает электрическую энергию).

Процесс, в котором элемент 14 батареи заряжается, представляется следующим образом.

Напряжение элемента батареи и ток элемента батареи, которые выводятся третьей печатной платой 13 от первого проводящего интерфейса 131 и от второго проводящего интерфейса 132, передаются первому интерфейсу 151 батареи и второму интерфейсу 152 батареи первой платы 15 защиты батареи.

Для первого проводящего контура, соответствующего первому интерфейсу 151 батареи, напряжение элемента батареи и ток элемента батареи передаются от первого интерфейса 151 батареи к выводу 14b через первый проводящий путь P1.

Напряжение элемента батареи заряжает первый конденсатор C1 через первый резистор RV1 детектирования напряжения. Когда напряжение заряда первого конденсатора C1 достигает порогового напряжения проводимости Vth первого переключателя S1, первый блок 1531 управления защитой выводит сигнал проводимости на первый вывод CO1 управления зарядом для управления первым переключателем S1, который должен находиться во включенном состоянии.

Напряжение элемента батареи заряжает второй конденсатор C2 через третий резистор RV3 детектирования напряжения. Когда напряжение заряда второго конденсатора C2 достигает порогового напряжения Vth проводимости третьего переключателя S3, второй блок 1541 управления защитой вывод сигнал проводимости на второй вывод CO2 управления зарядом для управления третьим переключателем S3, так чтобы он был во включенном состоянии.

Внутри элемента 14 батареи ток элемента батареи передается от вывода 14b к выводу 14a, передается от вывода 14a к первому проводящему выводу SD1 первого переключателя S1 через первый резистор RI1 детектирования тока и затем передается ко второму проводящему выводу SD2.

Поскольку третий переключатель S3 также находится во включенном состоянии, и пятый проводящий вывод SD5 третьего переключателя S3 электрически соединяется со вторым проводящим выводом SD2, ток элемента батареи передается к первому интерфейсу 151 батареи через второй проводящий вывод SD2, пятый проводящий вывод SD5 и шестой проводящий вывод SD6. Таким образом, элемент 14 батареи заряжается в первом проводящем контуре.

Аналогично, для второго проводящего контура, соответствующего второму интерфейсу 152 батареи, напряжение элемента батареи и ток элемента батареи передаются от второго интерфейса 152 батареи к выводу 14c через второй проводящий путь P2.

Напряжение элемента батареи заряжает первый конденсатор C1 через второй резистор RV2 детектирования напряжения. Когда напряжение заряда первого конденсатора C1 достигает порогового напряжения Vth проводимости второго переключателя S2, первый блок 1531 управления защитой вывод сигнал проводимости на первый вывод CO1 управления зарядом для управления вторым переключателем S2, который должен быть во включенном состоянии.

Напряжение элемента батареи заряжает второй конденсатор C2 через четвертый резистор RV4 детектирования напряжения. Когда напряжение заряда второго конденсатора C2 достигает порогового напряжения Vth проводимости четвертого переключателя S4, второй блок 1541 управления защитой выводит сигнал проводимости на второй вывод CO2 управления зарядом для управления четвертым переключателем S4, который должен быть во включенном состоянии.

Внутри элемента 14 батареи ток элемента батареи передается от вывода 14c к выводу 14a, передается от вывода 14a к третьему проводящему выводу SD3 второго переключателя S2 через второй резистор RI2 детектирования тока и затем передается к четвертому проводящему выводу SD4.

Поскольку четвертый переключатель, S4 находится также во включенном состоянии и седьмой проводящий вывод SD7 четвертого переключателя S4 электрически соединяется с третьим проводящим выводом SD3, ток элемента батареи передается второму интерфейсу 152 батареи через третий проводящий вывод SD3, седьмой проводящий вывод SD7 и восьмой проводящий вывод SD8. Таким образом, элемент 14 батареи заряжается во втором проводящем контуре.

В процессе заряда, когда напряжение и ток на первом проводящем пути P1 или на второй проводящем пути P2 превышают соответствующие пороговые диапазоны, то есть, когда имеет место повышенное напряжение или пониженное напряжение и избыточный ток, первый блок 1531 управления защитой и второй блок 1541 управления защитой выполняют защиту элемента 14 батареи. Здесь нижеследующие значения используются в качестве примера: порог пониженного напряжения, соответствующий первому блоку 1531 управления защитой, составляет 2,4 В, порог повышенного напряжения, соответствующий первому блоку 1531 управления защитой, составляет 4,422 В, порог пониженного напряжения, соответствующий второму блоку 1541 управления защитой, составляет 2,2 В и порог повышенного напряжения, соответствующий второму блоку 1541 управления защитой, составляет 4,45 В.

А именно, когда пониженное напряжение имеет место на первом проводящем пути P1 или на втором проводящем пути P2, например, когда напряжение элемента 14 батареи составляет меньше 2,4 В, первый блок 1531 управления защитой выводит сигнал защиты на первый вывод CO1 управления зарядом для управления первым переключателем S1 и вторым переключателем S2, которые должны быть в выключенном состояния (то есть, разъединенном состояния), таким образом, отключая первый проводящий контур и второй проводящий контур.

Когда повышенное напряжение имеет место на первом проводящем пути P2 или на втором проводящем пути P1, например, когда напряжение элемента 14 батареи больше 4,422 В, первый блок 1531 управления защитой выводит сигнал защиты на первый вывод CO1 управления зарядом для управления первым переключателем S1 и вторым переключателем S2, которые должны быть в выключенном состоянии, таким образом, отключая первый проводящий контур и второй проводящий контур.

Если первый блок 1531 управления защитой терпит отказ, то есть, первый блок 1531 управления защитой не может своевременно и точно отключить первый проводящий контур или второй проводящий контур, когда на элементе 14 батареи появляется повышенное напряжение или пониженное напряжение, второй блок 1541 управления защитой может своевременно и точно отключить первый проводящий контур или второй проводящий контур.

Например, если первый блок 1531 управления защитой терпит отказ, когда напряжение элемента 14 батареи составляет меньше 2,2 В, второй блок 1541 управления защитой выводит сигнал защиты на второй вывод CO2 управления зарядом для управления третьим переключателем S3 и четвертым переключателем S4, которые должны быть в выключенном состоянии, отключая, таким образом, первый проводящий контур и второй проводящий контур.

Если первый блок 1531 управления защитой терпит отказ, когда напряжение элемента 14 батареи больше 4,45 В, второй блок 1541 управления защитой выводит сигнал защиты на второй вывод CO2 управления зарядом для управления третьим переключателем S3 и четвертым переключателем S4, которые должны быть в выключенном состоянии, отключая, таким образом, первый проводящий контур и второй проводящий контур.

Аналогично, когда на третьем проводящем пути P3 или четвертом проводящем пути P4 имеет место избыточный ток или недостаточный ток, принципы работы первого блока 1531 управления защитой и второго блока 1541 управления защитой совпадают с принципами работы, используемыми, когда на элементе батареи имеет место повышенное напряжение или пониженное напряжение. Подробности здесь повторно не описываются.

Процесс, в котором элемент 14 батареи разряжается, описан ниже.

Внутри элемента 14 батареи напряжение элемента батареи и ток элемента батареи подаются от вывода 14a к выводу 14b и к выводу 14c раздельно.

Для первого проводящего контура, соответствующего первому интерфейсу 151 батареи, напряжение элемента батареи и ток элемент батареи передаются от вывода 14b к первому интерфейсу 151 батареи через первый проводящий путь P1 и затем передаются от первого интерфейса 151 батареи к первому выводу 14a через третий переключатель S3 и первый переключатель S1. Таким образом, в первом проводящем контуре, элемент 14 батареи разряжается на первый интерфейс 151 батареи.

Аналогично, для второго проводящего контура, соответствующего второму интерфейсу 152 батареи, напряжение элемента батареи и ток элемент батареи передаются от вывода 14c на второй интерфейс 152 батареи через второй проводящий путь P2, и затем передаются от второго интерфейса 152 батареи к первому выводу 14a через четвертый переключатель S4 и второй переключатель S2. Таким образом, во втором проводящем контуре, элемент 14 батареи разряжается на второй интерфейс 152 батареи.

В процессе разряда, когда напряжение и ток на первом проводящем пути P1, втором проводящем пути P2, третьем проводящем пути P3 или четвертом проводящем пути P4 превышают соответствующие пороговые диапазоны, то есть, когда имеют место повышенное напряжение или пониженное напряжение и превышение по току или недостаточный ток, первый блок 1531 управления защитой и второй блок 1541 управления защитой выполняют защиту элемента 14 батареи. Процедура защиты подобна процедуре защиты при процессе заряда. Подробности здесь повторно не описываются.

Для схемы элемента батареи при заряде аккумуляторного модуля 10, показанной на фиг. 1-5, один элемент 14 батареи может включать по меньшей мере два проводящих контура для заряда и разряда. Это повышает эффективность заряда. Когда элемент 14 батареи сравнивается с элементом батареи с одним проводящим контуром, время заряда уменьшается по меньшей мере наполовину и, кроме того, ток, испытываемый каждым выводом, также относительно уменьшается, и поэтому количество тепла, выделяемого каждым выводом, также эффективно уменьшается, то есть, количеством тепла, выделяемым каждым выводом, можно управлять, в то же время реализуя высокую эффективность заряда.

Например, когда элемент батареи имеет только две вывода, для заряда используется ток 12 А и импеданс платы защиты составляет 20 мОм, количество тепла, выделяемого выводами и платой защиты, равно P=I²R=144х20=2,88 Вт.

Однако для элемента 14 батареи в этом варианте осуществления, поскольку элемент 14 батареи содержит три вывода и по меньшей мере два проводящих контура, каждый проводящий контур после разделения тока имеет ток 6 А. Если импеданс платы защиты составляет 20 мОм, количество тепла, выделяемого выводами и платой защиты, составляет P=2хI²R=2х36х20=1,44 W. Можно понять, что общее количество выделяющегося тепла уменьшается наполовину (уменьшение с 2,88 Вт до 1,44 Вт).

На фиг. 6 представлена блок-схема аккумуляторного модуля 100, соответствующего другому варианту осуществления изобретения. Как показано на фиг. 6, аккумуляторный модуль 100 имеет конструкцию, в основном, такую же, как конструкция аккумуляторного модуля 100, показанного на фиг. 4A, и единственное отличие состоит в том, что первая плата 15 защиты батареи содержит только первую схему 153 защиты и не содержит вторую схему 154 защиты. Как описано ранее, вторая схема защиты служит в качестве резерва первой схемы защиты. Если первая схема защиты терпит отказ, вторая схема защиты может выполнить защиту по напряжению и защиту по току для элемента батареи. Поэтому решения в вариантах осуществления изобретения могут также быть реализованы, когда существует только одна схема защиты. Как вариант, чтобы дополнительно повысить надежность защиты, количество схем защиты также может быть увеличено. Например, аккумуляторный модуль 100 может содержать три, четыре или более схем защиты. Для вновь добавленной схемы защиты обратитесь к конструкциям и расположениям, которые имеют первая схема защиты и вторая схема защиты.

На фиг. 7 представлена блок-схема зарядного модуля 30, соответствующая другому варианту осуществления изобретения.

В этом варианте осуществления схема зарядного модуля 30 является, в основном, такой же, как схема зарядного модуля 10, показанного на фиг. 1, и различие состоит в следующем: На первой плате 11 защиты отсутствует первый блок C1 преобразования напряжения и второй блок С2 преобразования напряжения располагается на третьей печатной плате 13. Второй блок С2 преобразования напряжения напрямую преобразует первое напряжение заряда в напряжение элемента батареи и подает напряжение элемента батареи на первый интерфейс 151 батареи и на второй интерфейс 152 батареи отдельно. Второй блок С2 преобразования напряжения в этом варианте осуществления имеет более высокую эффективность преобразования напряжения, чем блоки С1 и С2 преобразования напряжения в зарядном модуле 10. Например, эффективность преобразования может быть удвоена. Например, если блоки С1 и С2 преобразования напряжения в зарядном модуле 10 оба имеют ИС 2:1 зарядного устройства, второй блок С2 преобразования напряжения в этом варианте осуществления может быть ИС 4:1 зарядного устройства.

На фиг. 8 представлена блок-схема аккумуляторного модуля 400 в зарядном модуле 40 в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 8, схема аккумуляторного модуля 400 является, в основном, такой же, как схема аккумуляторного модуля 100, показанного на фиг. 1 и фиг. 2A, и различие состоит в том, что вывод 14a в элементе 14 батареи имеет положительную полярность, а вывод 14b и вывод 14c в элементе 14 батареи имеют отрицательную полярность.

На фиг. 9 представлена блок-схема зарядного модуля 50, соответствующего другому варианту осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 9, схема 500 аккумуляторного модуля в зарядном модуле 50 подобна схеме аккумуляторного модуля 100 в зарядном модуле 10, показанных на фиг. 1, и различие состоит в том, что элемент 14 батареи в аккумуляторном модуле 500 содержит четыре вывода, и две первые платы 15 защиты батареи, и первый интерфейс 151 батареи и второй интерфейс 152 батареи располагаются раздельно на двух противоположных сторонах элемента 14 батареи.

Конкретно, эти четыре вывода являются отдельными выводами 14a, 14b, 14c и 14d. Вывод 14a и вывод 14b расположены на второй стороне 142 элемента 14 батареи, а вывод 14c и вывод 14d расположены на первой стороне 141 элемента 14 батареи. Вывод 14a и вывод 14c имеют первую полярность, а вывод 14b и вывод 14d имеют вторую полярность. В этом варианте осуществления первая полярность является отрицательной полярностью, а вторая полярность является положительной полярностью.

Кроме того, в этом варианте осуществления, на первой печатной плате 11 отсутствует первый блок С1 преобразования напряжения, а второй блок С2 преобразования напряжения расположен на третьей печатной плате 13. Второй блок С2 преобразования напряжения непосредственно преобразовывает первое напряжение заряда в напряжение элемента батареи и раздельно подает напряжение элемента батареи на первый интерфейс 151 батареи и на второй интерфейс 152 батареи. Например, второй блок С2 преобразования напряжения может быть ИС 4:1 зарядного устройства.

На фиг. 10 представлена блок-схема зарядного модуля 50. Как показано на фиг. 10, две первых платы 15 защиты батареи расположены соответственно на первой стороне 141 и на второй стороне 142 элемента 14 батареи. Другими словами, одна первая плата 15 защиты батареи электрически соединяется с выводом 14a и выводом 14b, а другая первая плата 15 защиты батареи электрически соединяется с выводом 14c и выводом 14d.

Более конкретно, на фиг. 11 схематично представлена конструкция аккумуляторного модуля 500 и на фиг. 12 схематично представлена конструкция одной из первых плат 15 защиты батареи.

Как показано на фиг. 11 и фиг. 12, первая плата 15 защиты батареи, расположенная на второй стороне 142 элемента 14 батареи электрически соединяется с первым интерфейсом 151 защиты батареи, выводом 14a и выводом 14b и они образуют первый проводящий контур; а первая плата 15 защиты батареи, расположенная на первой стороне 141 элемента 14 батареи, электрически соединяется со вторым интерфейсом 152 батареи, выводом 14c и выводом 14d и они образуют второй проводящий контур.

Как показано на фиг. 12, первая плата 15 защиты батареи содержит две схемы 153 и 154 защиты. Схемы 153 и 154 защиты выполняют защиту по напряжению и защиту по току для проводящих контуров. По конкретным принципам работы обратитесь к описанию в предшествующем варианте осуществления. В варианте осуществления, показанном на фиг. 12, эти две схемы 153 и 154 защиты обе электрически соединяются с первым интерфейсом 151 батареи. В другой плате защиты батареи обе схемы защиты электрически соединяется со вторым интерфейсом 152 батареи. Следует понимать, что эти две схемы 153 и 154 защиты служат в качестве резерва друг друга. Поэтому альтернативно возможно, что на одной плате защиты батареи расположена только одна схема защиты или на одной плате защиты батареи расположено более одной схем защиты.

На фиг. 13 представлена блок-схема зарядного модуля 60, соответствующего другому варианту осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 13, схема аккумуляторного модуля 600, содержащегося в зарядном модуле 60, подобна схеме аккумуляторного модуля 100, содержащегося в зарядном модуле 10, показанном на фиг. 1, и различие состоит в том, что элемент 14 батареи в аккумуляторном модуле 600 содержит шесть выводов, две платы защиты батареи и четыре интерфейса батареи. Для конкретности, по сравнению с аккумуляторным модулем 100, аккумуляторный модуль 600 имеет еще три вывода, еще одну плату защиты батареи и еще два интерфейса батареи. Следует понимать, что аккумуляторный модуль 600 может быть эквивалентен двум батареям с тремя выводами, но имеет только одно корпус элемента батареи.

Конкретно, по сравнению с аккумуляторным модулем 100, показанным на фиг. 1 и фиг. 2A, аккумуляторный модуль 600, содержащийся в зарядном модуле 60, содержит больше компонентов. На основе аккумуляторного модуля 100, как показано на фиг. 13, аккумуляторный модуль 600 дополнительно содержит вторую плату 16 защиты батареи, третий интерфейс 156 батареи и четвертый интерфейс 157 батареи, которые расположены на первой стороне 141 элемента 14 батареи. Конструкция схемы, способ соединения и принцип работы второй платы 16 защиты батареи являются полностью такими же, как у первой платы 15 батареи защиты.

Кроме того, по сравнению с зарядным модулем 10, зарядный модуль 60 имеет на печатной плате дополнительный блок С3 преобразования напряжения. Как показано на фиг. 13, первая печатная плата 11 содержит третий блок С3 преобразования напряжения. Третий интерфейс 156 батареи и четвертый интерфейс 157 батареи раздельно электрически соединены с третьим блоком С3 преобразования напряжения на первой печатной плате 11 для передачи напряжения и тока элементу 14 батареи. Третий блок С3 преобразования напряжения может быть таким же, как второй блок С2 преобразования напряжения на третьей печатной плате. Следует заметить, что в другом варианте осуществления третий блок С3 преобразования напряжения или второй блок С2 преобразования напряжения C2 могут быть заменены двумя или более блоками преобразования с низкой эффективностью преобразования. Например, одна ИС 4:1 зарядного устройства (C3 или C2) может быть заменен двумя или тремя ИС 2:1 зарядного устройства. Например, три ИС 2:1 зарядного устройства используются для реализации двух ступенчатых понижений напряжения в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, тогда как в варианте осуществления, показанном на фиг. 7, для ступенчатого понижения напряжения используется одна ИС 4:1 зарядного устройства. В зарядном модуле 60 напряжение и ток принимаются извне на первый интерфейс 111 передачи и затем делятся и передаются на третий блок С3 преобразования напряжения на первой печатной плате 11 и на второй блок С2 преобразования напряжения на третьей печатной плате 13. Последующий технологический процесс смотрите в описании предшествующих вариантов осуществления изобретения (вариантов, показанных на фиг. 1-8) элемента батареи с тремя выводами.

На фиг. 14A представлена структурная схема аккумуляторного модуля 600 в зарядном модуле 60, показанном на фиг. 13. Как показано на фиг. 14A, в дополнение к выводу 14a, выводу 14b и выводу 14c, которые расположены на второй стороне 142, элемент 14 батареи дополнительно содержит вывод 14d, вывод 14e и вывод 14f, которые расположены на первой стороне 141. Вывод 14e, вывод 14f и вывод 14b имеют ту же полярность, что и вывод 14c, и вывод 14d имеет ту же полярность, что и вывод 14a. Вывод 14e и вывод 14f расположены на левой и правой сторонах вывода 14d на заданном расстоянии. Конструкция и расположение, которые имеют вывод 14d, вывод 14e и вывод 14f, аналогичны в предшествующем варианте осуществления выводу 14a, выводу 14b, выводу 14c.

На фиг. 15 схематично представлена структурная схема аккумуляторного модуля 600 в зарядном модуле 60, показанном на фиг. 13. Как показано на фиг. 15, вторая плата 16 защиты батареи расположена на первой стороне 141 элемента 14 батареи, выполнена с возможностью приема напряжения элемента батареи и тока элемента батареи от первой печатной платы 11, и электрически соединяется с выводом 14d, выводом 14e и выводом 14f, используя третий интерфейс 156 батареи и четвертый интерфейс 157 батареи. Поскольку конструкция схемы, способ соединения и принцип работы, которые относятся ко второй плате 16 защиты батареи, совпадают с первой платой 15 защиты батареи, конкретный способ соединения второй платы 16 защиты батареи в этом варианте осуществления повторно не описывается.

Следует заметить, что в решении по реализации элемента батареи с четырьмя выводами или элемента батареи с шестью выводами во время зарядки верхний и нижний концы элемента батареи могут использоваться, то есть, четыре вывода или шесть выводов все используются для заряда; и во время разряда может случиться так, что используются только выводы и схема, которые находятся на одном конце элемента батареи. Например, когда элемент батареи с четырьмя выводами разряжается, может случиться так, что для разряда используются только два вывода (например, один положительный вывод и один отрицательный вывод, которые соединяются с третьей печатной платой). Когда разряжается элемент батареи с шестью выводами, может также случиться так, что для разряда используется только контур, образованный некоторыми выводами. Конечно, альтернативно может случиться так, что для разряда используются все выводы.

Как показано на фиг. 14B, другой вариант осуществления изобретения дополнительно обеспечивает аккумуляторный модуль с пятью выводами (может упоминаться как аккумуляторный модуль с пятью выводами). По сравнению с аккумуляторным модулем с шестью выводами, показанным на фиг. 14A, аккумуляторный модуль с пятью выводами также содержит две платы защиты батареи и четыре интерфейса батареи и отличие состоит в том, что одна сторона элемента батареи аккумуляторного модуля с пятью выводами содержит три вывода, и другая сторона элемента батареи содержит две вывода. Для структуры и соответствующей схемы по схемам, которые имеют три вывода, обратитесь к описанию варианта осуществления, показанному на фиг. 1-8. Для структуры и соответствующей структуры схемы, которые имеют эти два вывода, обратитесь к описанию двух выводов в структуре с четырьмя выводами, показанной на фиг. 9-12. Следует понимать, что аккумуляторный модуль с шестью выводами может быть эквивалентен двум батареям с тремя выводами, но имеет только одно корпус элемента батареи; аккумуляторный модуль с четырьмя выводами может быть эквивалентен двум батареям с двумя выводами, но имеет только один корпус элемента батареи; и аккумуляторный модуль с пятью выводами может быть эквивалентен одной батарее с тремя выводами и одной батарее с двумя выводами, но имеет только один корпус элемента батареи.

В аккумуляторном модуле с пятью выводами может случиться так, что три вывода расположены на одной стороне корпуса элемента батареи, а другие два вывода расположены с другой стороны корпуса элемента батареи. Эти две стороны могут быть двумя противоположными сторонами, двумя смежными сторонами или двумя расположенными с интервалами независимыми сторонами.

В другом варианте осуществления изобретения, на основе аккумуляторного модуля с четырьмя выводами в варианте осуществления, показанном на фиг. 9-12, аккумуляторный модуль может дополнительно содержать еще две вывода, то есть, обеспечивается другой аккумуляторный модуль с шестью выводами. Аккумуляторный модуль с шестью выводами может содержать один корпус элемента батареи, шесть выводов, три платы защиты батареи и шесть интерфейсов батареи, то есть, быть эквивалентен трем аккумуляторным модулям с двумя выводами. Положения этих шести выводов не ограничиваются. Может случиться так, что каждые две вывода располагаются на стороне корпуса элемента батареи, то есть, вывода расположены на каждой из трех сторон корпуса элемента батареи и два вывода расположены на каждой стороне с разными полярностями. Среди этих шести выводов три вывода имеют первую полярность, а другие три вывода имеют второй полярность. Три вывода с одинаковой полярностью располагаются на одной и той же электродной пластине.

Ниже представляются данные тестирования, полученные при заряде существующей конструкции элемента батареи с двумя выводами и зарядных модулей, обеспечиваемых в вариантах осуществления изобретения.

Результат тестирования зарядного модуля, элемент батареи которого содержит только два вывода (традиционная технология) приводится ниже.

Ток заряда (A) Эффективность заряда Общее потребление мощности (Вт) 8 0,964 5,195 7 0,97 4,026 6 0,974 3,062 5 0,975 2,337 4 0,975 1,746 3 0,975 1,262

Результат тестирования зарядного модуля 100 (три вывода) в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1, приводится ниже.

Ток заряда (A) Эффективность заряда Общее потребление мощности (Вт) 13 0,98 5,503 12 0,98 4,799 10 0,98 3,615 8 0,98 2,615 6 0,98 1,799 4 0,98 1,167

Результат тестирования зарядного модуля 500 (четыре вывода) в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9, приводится ниже.

Ток заряда (A) Эффективность заряда Общее потребление мощности (Вт) 16 0,98 6,430 14 0,98 5,180 12 0,98 4,073 10 0,98 3,111 8 0,98 2,292 6 0,98 1,618

Результат тестирования зарядного модуля 600 (шесть выводов) в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 13, приводится ниже.

Ток заряда (A) Эффективность заряда Общее потребление мощности (Вт) 24 0,98 8,105 20 0,98 6,054 16 0,98 4,313 14 0,98 3,559 12 0,98 2,883 10 0,98 2,284

Нижеследующее может быть получено из представленных выше результатов тестирования.

Когда первый ток заряда (тока заряда, поступающий извне) составляет 8 А, для существующего решения, в котором элемент батареи имеет только два вывода, общая потребляемая мощность элемента батареи составляет 5,195 Вт, тогда как общая потребляемая мощность зарядного модуля, содержащего три вывода, в варианте осуществления изобретения составляет только 2,615 Вт, и общая потребляемая мощность зарядного модуля, содержащего четыре вывода, в варианте осуществления изобретения составляет только 2,292 Вт.

Когда первый зарядный ток составляет 12 А, общая потребляемая мощность зарядного модуля, содержащего три вывода, в варианте осуществления изобретения составляет 4,799 Вт, общая потребляемая мощность зарядного модуля, содержащего четыре вывода, в варианте осуществления изобретения составляет 4,073 Вт, и общая потребляемая мощность зарядного модуля, содержащего шесть выводов, в варианте осуществления изобретения составляет 2,883 Вт.

По сравнению со традиционной технологией, потребляемая мощность зарядных модулей в вариантах осуществления изобретения значительно уменьшается, а скорость заряда эффективно повышается. Поэтому, когда требование по потребляемой мощности удовлетворяется, зарядные модули, обеспечиваемые в вариантах осуществления изобретения, могут выполнять быстрый заряд с высоким уровнем мощности. Например, если требуется, чтобы общая потребляемая мощность, была приблизительно 5-6 Вт, решение с тремя выводами в вариантах осуществления изобретения может поддерживать ток приблизительно от 12 А до 13 А, то есть, может поддерживать зарядную мощность приблизительно от 60 Вт до 65 Вт (12 А х 5 В = 60 Вт, 13 А х 5 В = 65 Вт) (напряжение заряда равно 5 В); решение с четырьмя выводами в вариантах осуществления изобретения может поддерживать ток приблизительно от 14 А до 16 А, то есть, может поддерживать мощность заряда приблизительно от 70 Вт до 90 Вт; и решение с шестью выводами в вариантах осуществления изобретения может поддерживать ток приблизительно 20 А, то есть, может поддерживать мощность заряда приблизительно 100 Вт. В решениях, предоставленных в вариантах осуществления изобретения, потребляемая мощность, соответствующая решению с шестью выводами, ниже, чем потребляемая мощность, соответствующая решению с четырьмя выводами, и потребляемая мощность, соответствующая решению с четырьмя выводами, ниже, чем потребляемая мощность, соответствующая решению с тремя выводами. Другими словами, решение с шестью выводами может поддерживать заряд с более высокой мощностью, чем решение с четырьмя выводами, и решение с четырьмя выводами может поддерживать заряд с более высокой мощностью, чем решение с тремя выводами.

Ниже в вариантах осуществления изобретения описывается конструкция элемента 14 батареи.

Элемент батареи может содержать две электродные пластины. Каждая электродная пластина содержит активную область (Active Area, AA) и, дополнительно, может содержать окружающее пространство (то есть, неактивную область, Non active Area, NA). Активные области AA покрыты проводящими материалами. Проводящие материалы, которыми покрываются активные области двух электродных пластин, действуют совместно, чтобы хранить и отдавать электрическую энергию. Две электродные пластины имеют различные полярности. Каждая электродная пластина имеет один или более выводов. Две электродные пластины скручиваются вместе, чтобы сформировать элемент батареи. Вывода на электродных пластинах являются выводами элемента батареи. На основе количества выводов, требующихся для элемента батареи, на электродных пластинах располагается соответствующее количество выводов.

На фиг. 16A представлена развернутая структурная схема элемента 14 батареи с тремя выводами, соответствующая варианту осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 16A, элемент 14 батареи содержит две электродные пластины, имеющие разные полярности, а именно, электродную пластину 144 и электродную пластину 145. Например, электродная пластина 144 имеет первую полярность, а электродная пластина 145 имеет вторую полярность; или электродная пластина 144 имеет вторую полярность, а электродная пластина 145 имеет первую полярность.

Электродная пластина 144 содержит первую активную область AA1 и две первых неактивных области NA1.

Первая активная область AA1 покрыта первым проводящим материалом M1. Две первые неактивные области NA1 расположены на двух противоположных сторонах первой активной области AA1. По одному выводу расположено на каждой первой неактивной области NA1, например, выводы 14b и 14c, показанные на фиг. 16A.

Электродная пластина 145 содержит вторую активную область AA2 и две вторые неактивные области NA2. Альтернативно, в другой реализации, электродная пластина 145 может содержать только одну неактивную область NA2 (не показано на чертеже).

Вторая активная область AA2 покрыта вторым проводящим материалом M2. Две вторые неактивные области NA2 расположены на двух противоположных сторонах второй активной области АА2. Один вывод расположен в одной из вторых неактивных областей NA2, например, вывод 14a.

Первый проводящий материал M1 и второй проводящий материал M2 действуют вместе, чтобы хранить и отдавать электрическую энергию.

На фиг. 17 представлен вид сверху элемента 14 батареи, показанного на фиг. 16A. Как показано на фиг. 17, электродная пластина 144 и электродная пластина 145 скручиваются вместе. Вывод 14a и вывод 14b расположены рядом внутри скрученной структуры и вместе со скрученными электродной пластиной 144 и электродной пластиной 145 вывод 14c расположен во внешнем краю скрученной структуры.

На фиг. 18 схематично представлена фронтальная конструкция элемента 14 батареи, показанного на фиг. 16A. Два вывода 14b и 14c расположены с левой и с правой сторон от вывода 14a.

В вариантах осуществления изобретения вывод 14b и вывод 14c являются одними и теми же. Вывод 14b и вывод 14c используются только для различения между идентификаторами. Другими словами, в вариантах осуществления изобретения положения вывода 14b и вывода 14c могут быть взаимозаменяемыми.

На фиг. 16A и фиг. 17 представлены просто схематичные структуры элемента батареи с тремя выводами. В другой реализации элемент батареи с тремя выводами может альтернативно иметь другую конструкцию. В структуре две вывода на электродной пластине 144 могут быть расположены в других различных положениях.

Например, две вывода могут быть расположены в неактивных областях на двух концах электродной пластины 144, как показано на фиг. 16A.

Альтернативно, для этих двух выводов может случиться так, что один вывод располагается в неактивной области на одном конце электродной пластины 144, а другой вывод располагается в активной области AA электродной пластины 144. Как показано на фиг. 19, вывод 14b расположен в неактивной области NA1 электродной пластины 144 (на левом или на правом конце электродной пластины 144), а вывод 14c располагается в первой активной области AA1 электродной пластины 144.

Альтернативно, как показано на фиг. 16B, может случиться так, что вывод 14b и вывод 14c оба расположены в первой активной области электродной пластины 144. Когда оба вывода расположены в активной области электродной пластины, эти две вывода могут быть соединены или не соединены. Как показано на фиг. 16C, конец, на котором находится вывод 14b и который расположен на электродной пластине, соединяется с концом, на котором находится вывод 14c и который расположен на электродной пластине. Внешне, эти две вывода разделены, но внутри электродной пластины эти два вывода могут быть соединены.

Вывод может быть расположен в активной области AA электродной пластины 144 следующими двумя способами. Согласно одному способу, после того, как активная область AA1 покрыта проводящим материалом, часть проводящего материала в заданном месте удаляется и затем вывод электрически располагается в заданном месте, например, вывод может быть приварен к электродной пластине. Согласно другому способу, вывод электрически соединяется с электродной пластиной и затем электродная пластина покрывается проводящим материалом, кроме места расположения вывода.

На фиг. 20 показан вид сверху элемента 14 батареи, показанного на фиг. 19. Как видно на фиг. 20, электродная пластина 144 и электродная пластина 145 скручиваются вместе. Вывод 14a и вывод 14c расположены рядом внутри скрученной структуры и с скрученными электродной пластиной 144 и электродной пластиной 145, вывод 14b расположен в другом месте на скрученной структуре. Для фронтальной структуры элемента 14 батареи, показанной на фиг. 19 и фиг. 20, обратитесь к фиг. 18.

Альтернативно, вывод 14b и вывод 14c оба могут быть расположены в активной области AA. Например, вывод 14b и вывод 14c оба располагаются в активной области AA1 электродной пластины 144.

Альтернативно, вывод 14a на электродной пластине 145 и вывод 14c на электродной пластине 144 оба могут быть расположены раздельно в активных областях AA. Как показано на фиг. 21, вывод 14a располагается в активной области AA2 электродной пластины 145, а вывод 14c располагается в активной области AA1 электродной пластины 144.

В другом варианте осуществления вывод на электродной пластине 145 может быть альтернативно расположен в других местах по электродной пластине. Вывод может быть расположен в неактивной области на любом из концов электродные пластины 145, как показано на фиг. 16A. Альтернативно, вывод может быть расположен в активной области электродной пластины 145. Как показано на фиг. 21, вывод 14a располагается во второй активной области AA2 электродной пластины 145.

На фиг. 22 представлен вид сверху элемента 14 батареи, показанного на фиг. 21. Как показано на фиг. 22, электродная пластина 144 и электродная пластина 145 скручены вместе. Вывод 14a и вывод 14c расположены рядом в скрученной структуре и в электродной пластине 144 и электродной пластине 145, которые скручены, вывод 14b располагается в другом месте на скрученной структуре. По фронтальной структуре элемента 14 батареи, показанного на фиг. 21 и фиг. 22, обращайтесь к фиг. 18.

В вариантах осуществления изобретения, чтобы сформировать элемент батареи с тремя выводами, один вывод располагается на любой электродной пластине и две вывода располагаются на другой электродной пластине. Как показано на фиг. 23, вывод 14a может быть расположен на электродной пластине 144, а вывод 14b и вывод 14c могут быть расположены на электродной пластине 145.

Как вариант, множество выводов, расположенных на электродной пластине, могут быть обращены в разных направлениях. Как в предшествующих вариантах осуществления, показанных на фиг. 16A-22, вывод 14a, вывод 14b и вывод 14c все обращены в одном и том же направлении. Как показано на чертежах, все они обращены вверх. В другом варианте осуществления эти три вывода могут быть обращены в других произвольных направлениях.

Например, может случиться так, что любые два из этих трех выводов обращены в одном и том же направлении, а другие обращены в других направлениях. Как показано на фиг. 23, вывод 14b и вывод 14a обращены в одном и том же направлении, то есть, обращены вверх, как показано на чертеже, а вывод 14c обращен в направлении, отличающемся от направления, в котором обращен вывод 14b, то есть, обращен вниз, как показано на чертеже. Следует понимать, что альтернативно может случиться так, что вывод 14b и вывод 14a оба обращены вниз, а вывод 14c обращен вверх. На фиг. 24 показан вид сверху элемента 14 батареи, показанного на фиг. 23. На фиг. 25 схематично представлена фронтальная конструкция элемента 14 батареи, показанного на фиг. 24.

В предшествующих вариантах осуществления, показанных на фиг. 16A-25, выводы на электродных пластинах находятся во взаимно-однозначном соответствии с выводами элемента батареи. Для конкретности, если элемент батареи имеет три вывода, на двух электродных пластинах в сумме присутствуют также три вывода. В другом варианте осуществления множество выводов на электродной пластине могут соответствовать одному выводу элемента батареи. Как показано на фиг. 26, электродная пластина 144 может содержать множество выводов 14-1 (могут также упоминаться как подвыводы), и множество выводов 14-2. После того, как электродная пластина 144 и электродная пластина 145 сворачиваются вместе, множество выводов 14-1 накладываются друг на друга и электрически соединяются, чтобы сформировать вывод 14b элемента батареи, и множество выводов 14-2 накладываются друг на друга, чтобы сформировать вывод 14c элемента батареи. Как вариант, электродная пластина 145 может также содержать множество выводов 14-3. После того, как электродная пластина 144 и электродная пластина 145 скручены вместе, множество выводов 14-3 накладываются друг на друга и электрически соединяются для формирования вывода 14a элемента батареи. В этом варианте осуществления изобретения количество и положения выводов (подвыводов) на электродных пластинах не ограничиваются при условии, что гарантируется, после того, как две электродные пластины скручены, необходимое количество выводов в необходимых положениях может быть сформировано. Специалисты в данной области техники могут разработать количество и положения выводов, основываясь на конструкции схемы в расположении деталей на плате. Когда электродная пластина содержит множество выводов, эти выводы могут быть расположены в активной области электродной пластины, могут быть расположены в неактивной области электродной пластины или может случиться так, что некоторые вывода будут расположены в активной области, а другие выводы будут расположены в неактивной области. На фиг. 27 схематично представлена трехмерная конструкция элемента 14 батареи, показанного на фиг. 26. Фиг. 28 является видом слева элемента 14 батареи, показанного на фиг. 27. Основной вид элемента батареи, показанного на фиг. 26-28, показан на фиг. 18.

В предшествующем варианте осуществления элемент батареи имеет намотанную конструкцию и содержит две электродные пластины, скрученные вместе. Как вариант, внутренняя конструкция элемента батареи может дополнительно содержать другую конструкцию электродной пластины, например, слоистую конструкцию. Например, элемент батареи может содержать множество электродных пластин 144, имеющих первую полярность, и множество электродных пластин 145, имеющих вторую полярность. Электродные пластины 144 и электродные пластины 145 являются слоистыми, чтобы сформировать элемент батареи. Во время создания слоев электродные пластины 144 и электродные пластины 145 могут быть расположены чередующимся образом. Для конкретности, одна электродная пластина 145 ложится как слой между двумя электродными пластинами 144 и одна электродная пластина 144 ложится как слой между двумя электродными пластинами 145.

В вариантах осуществления изобретения для формирования элемента батареи с тремя выводами может случиться так, что два вывода располагаются на любой стороне любой электродные пластины, а один вывод расположен на любой стороне другой электродной пластины. На фиг. 29 схематично представлена развернутая структурная схема элемента 14 батареи, соответствующего варианту осуществления изобретения. Может случиться так, что подвывод 14b-1 и подвывод 14c-1 расположены на первой стороне каждой электродные пластины 144, а подвывод 14a-1 расположен на каждой электродной пластине 145. Все электродные пластины 144 и все электродные пластины 145 располагаются слоями друг с другом. Подвыводы 14b-1 на всех электродных пластинах 144 электрически соединяются (например, свариваются вместе), чтобы сформировать вывод 14b элемента батареи, подвыводы 14c-1 на электродных пластинах 144 электрически соединяются, чтобы сформировать вывод 14c элемента батареи, и подвыводы 14a-1 на всех электродных пластинах 145 электрически соединяются, чтобы сформировать вывод 14a элемента батареи.

Как вариант, множество подвыводов, расположенных на электродной пластине, могут быть обращены в различных направлениях. Как показано на фиг. 29, подвывод 14b-1, подвывод 14c-1 и подвывод 14a-1 все обращены вверх. В другом варианте осуществления эти три подвыводы могут быть обращены в различных произвольных направлениях. Например, подвывод 14a-1 может быть обращен вправо или влево.

Схема трехмерной структуры элемента батареи, сформированного после того, как электродные пластины 144 и электродные пластины 145 на фиг. 29 уложены слоями, показана на фиг. 27.

Как вариант, множество подвыводов, расположенных на одной и той же электродной пластине, могут быть обращены в разных направлениях. Например, подвывод 14b-1 и подвывод 14c-1 на электродной пластине 144 обращены в различных направлениях. Как показано на фиг. 30, подвывод 14b-1 и подвывод 14a-1 обращены вверх, а подвывод 14c-1 обращены влево. На фиг. 31 схематично представлена трехмерная конструкция элемента 14 батареи, показанного на фиг. 30. На фиг. 32 показан вид слева элемента 14 батареи, показанного на фиг. 31. На фиг. 33 показан основной вид элемента батареи, показанного на фиг. 31.

В варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 34, когда элемент батареи имеет шесть выводов, в сумме существуют также шесть выводов на двух электродных пластинах. Например, как показано на фиг. 34, четыре вывода, имеющие одну и ту же полярность, располагаются на электродной пластине 144, а две вывода, имеющие одну и ту же полярность, расположены на электродной пластине 145. В другом варианте осуществления множество подвыводов на электродной пластине могут соответствовать одному выводу элемента батареи. Как показано на фиг. 35, электродная пластина 144 может включать множество подвыводов 14-1, множество подвыводов 14-2, множество подвыводов 14-3 и множество подвыводов 14-4. После того, как электродная пластина 144 и электродная пластина 145 скручены вместе, множество подвыводов 14-1 накладываются друг на друга и электрически соединяются для формирования вывода 14b элемента батареи, множества подвыводов 14-2 накладываются друг на друга и электрически соединяются для формирования вывода 14c элемента батареи, множество подвыводов 14-3 накладываются друг на друга и электрически соединяются для формирования вывода 14e элемента батареи и множества подвыводов 14-4 накладываются друг на друга для формирования вывода 14f элемента батареи.

Как вариант, электродная пластина 145 может также содержать множество подвыводов 14-5. После того, как электродная пластина 144 и электродная пластина 145 скручены вместе, множество подвыводов 14-5 накладываются друг на друга и электрически соединяются для формирования вывода 14a элемента батареи и множество подвыводов 14-6 накладываются друг на друга и электрически соединяются для формирования вывода 14d элемента батареи.

В этом варианте осуществления изобретения количество и места выводов на электродных пластинах не ограничиваются при условии гарантии, что необходимое количество выводов в необходимых местах может быть сформировано после того, как две электродные пластины скручены. Специалисты в данной области техники могут разработать количество и места для выводов на основе конструкции платы и расположения деталей. Когда электродная пластина содержит множество выводов, эти вывода могут располагаться в активной области электродной пластины, могут располагаться в неактивной области электродной пластины или может случиться так, что некоторые вывода будут расположены в активной области, а другие выводы будут расположены в неактивной области. На фиг. 36 схематично показана передняя сторона элемента 14 батареи, показанного на фиг. 35.

Как вариант, в элементе 14 батареи все выводы, имеющие одинаковую полярность, электрически соединяются друг с другом внутри корпуса элемента батареи, так, чтобы выводы, имеющие одинаковую полярность, имели одинаковое напряжение. Как показано на фиг. 37, на электродной пластине 144 две вывода 14b и 14d, которые расположены с разных сторон и обращены в двух противоположных направлениях, напрямую электрически соединены на электродной пластине 144 или эти две вывода 14b и 14d формируются совместно в электродной пластине 144. В электродной пластине 145 два вывода 14a и 14c, расположенных вдоль различных сторон и обращенных в двух противоположных направлениях, напрямую электрически соединяются в электродной пластине 145 или эти два вывода 14a и 14c целиком формируются в электродной пластине 145. На фиг. 38 схематично представлена фронтальная конструкция элемента 14 батареи показанного на фиг. 37. На фиг. 37 и на фиг. 38 схематично показана конструкция с четырьмя выводами.

Следует заметить, что когда вывод расположен в активной области AA электродной пластины, может случиться так, что в электродной пластине нет неактивной области, или может случиться так, что неактивная область расположена только на одном конце электродной пластины.

Следует заметить, что в вариантах осуществления изобретения, вывод и электродная пластина могут быть двумя компонентами и соединяются посредством сварки; или вывод и электродная пластина могут быть интегрированы и вывод формируется посредством вырезания электродной пластины, основываясь на требующемся положении и требуемом количестве.

Следует заметить, что в аккумуляторных модулях со множеством выводов, представленных в вариантах осуществления изобретения, множество выводов могут располагаться в любых местах на корпусе элемента батареи. На фиг. 39 показаны структуры некоторых возможных аккумуляторных модулей с тремя выводами, соответствующих варианту осуществления изобретения. На фиг. 40 показаны структуры некоторых возможных аккумуляторных модулей с четырьмя выводами, соответствующих варианту осуществления изобретения. На фиг. 41 показаны структуры некоторых возможных аккумуляторных модулей с пятью выводами, соответствующих варианту осуществления изобретения. На фиг. 42 показаны структуры некоторых возможных аккумуляторных модулей с шестью выводами, соответствующих варианту осуществления изобретения.

Следует заметить, что в аккумуляторных модулях, представленных в вариантах осуществления изобретения, конструкция корпуса элемента батареи не ограничивается. Корпус элемента батареи может иметь традиционную форму, например, прямоугольную, квадратную, или форму, подобную прямоугольной или квадратной. Альтернативно, корпус элемента батареи может иметь неправильную форму. Например, как показано на фиг. 43, корпус элемента батареи может быть непроникающим. Корпус элемента батареи непроникающего типа может быть корпусом непроникающего типа А (форма области не ограничена), присутствующим в корпусе элемента батареи или на краю корпуса элемента батареи, где алюминиевая пластмассовая пленка батареи в месте, которое соответствует области A, обеспечивается без сквозного отверстия, но положительный электрод, отрицательный электрод и разделитель батареи, которые находятся в этом месте, можно быть снабжены сквозным отверстием. После того, как аккумуляторный модуль установлен в электронное устройство, компонент электронного устройства может полностью или частично проходить в область A, но не может проходить сквозь корпус элемента батареи. Альтернативно, как показано на фиг. 44, корпус элемента батареи может быть проникающего типа. Корпус элемента батареи проникающего типа может быть корпусом со сквозным отверстием (область B), обеспечиваемым в корпусе элемента батареи или на краю корпуса элемента батареи, где положительный электрод, отрицательный электрод, разделитель и алюминиевая пластмассовая пленка батареи, которые находятся в положении, которое соответствует области B, все снабжены сквозным отверстием. После того, как аккумуляторный модуль устанавливается в электронном устройстве, компонент электронного устройства может проходить через область B в батарее. Основные материалы батареи содержат пластмассовую пленку, положительный электрод, отрицательный электрод и разделитель.

Кроме того, в аккумуляторных модулях, представленных в вариантах осуществления изобретения, форма корпуса элемента батареи не ограничивается. Корпус элемента батареи может иметь различную форму и различное распределение выводов. На фиг. 45 показаны структуры некоторых возможных аккумуляторных модулей с тремя выводами, соответствующих варианту осуществления изобретения. На фиг. 46 показаны структуры некоторых возможных аккумуляторных модулей с четырьмя выводами, соответствующих варианту осуществления изобретения. На фиг. 47 показаны структуры некоторых возможных аккумуляторных модулей с пятью выводами, соответствующих варианту осуществления изобретения. На фиг. 48 показаны структуры некоторых возможных аккумуляторных модулей с шестью выводами, соответствующих варианту осуществления изобретения.

Вариант осуществления изобретения дополнительно обеспечивает электронное устройство. Электронное устройство содержит функциональную схему и зарядный модуль, описанный в предшествующих вариантах осуществления. Зарядный модуль выполнен с возможностью обеспечения рабочей мощности для функциональной схемы. Электронное устройство может быть любым портативным устройством, которое может заряжаться, например, мобильным телефоном, портативным компьютером, носимым устройством (например, смарт-часы или смарт-бандана) или планшетным компьютером. Когда электронное устройство является мобильным телефоном, зарядный модуль принимает электрическую энергию от внешнего источника питания и хранит электрическую энергию, а аккумуляторный модуль подает питание другому компоненту мобильного телефона.

Зарядные схемы, представленные в вариантах осуществления изобретения, выше описываются подробно. Принципы и варианты осуществления изобретения описаны в настоящем раскрытии посредством конкретных примеров. Предшествующие описания вариантов осуществления приводятся просто, чтобы помочь понять метод и центральную идею изобретения. Кроме того, специалист в данной области техники может вносить изменения в конкретные варианты осуществления и объем защиты заявки в соответствии с принципами изобретения. Поэтому содержание настоящего описания не должно истолковываться как ограничивающееся этой заявкой.

Группа изобретений относится к аккумуляторному модулю, зарядному модулю и электронному устройству, поддерживающим быстрый заряд с высокой мощностью. Аккумуляторный модуль (100) содержит элемент (14) батареи, который содержит корпус (140) элемента батареи, первый вывод, второй вывод и третий вывод. Первый вывод, второй вывод и третий вывод электрически соединены раздельно с корпусом (140) элемента батареи. Первый вывод и третий вывод имеют первую полярность, а второй вывод имеет вторую полярность. Второй вывод и первый вывод вместе способны подавать напряжение и ток на корпус элемента (140) батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса (140) элемента батареи. Второй вывод и третий вывод вместе способны подавать напряжение и ток на корпус (140) элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса (140) элемента батареи. Первая полярность отличается от второй полярности. Техническим результатом является повышение эффективности заряда, снижение количества выделяемого тепла при относительно малом занимаемом пространстве. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 48 ил., 4 табл.

1. Аккумуляторный модуль, содержащий

элемент батареи и первую плату защиты батареи, при этом

элемент батареи содержит корпус элемента батареи, первый вывод, второй вывод и третий вывод, причем первый вывод, второй вывод и третий вывод электрически соединены раздельно с корпусом элемента батареи, при этом первый вывод и третий вывод имеют первую полярность, а второй вывод имеет вторую полярность;

второй вывод и первый вывод вместе способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи;

второй вывод и третий вывод вместе способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи; и

первая полярность является положительной полярностью, а вторая полярность является отрицательной полярностью; или первая полярность является отрицательной полярностью, а вторая полярность является положительной полярностью;

первая плата защиты батареи содержит первую схему защиты, первый интерфейс батареи и второй интерфейс батареи, причем первый интерфейс батареи и второй интерфейс батареи выполнены с возможностью электрического соединения с компонентом, находящимся вне аккумуляторного модуля;

первый интерфейс батареи электрически соединен раздельно со вторым выводом и первым выводом, используя первую схему защиты, и первый интерфейс батареи, первый вывод, корпус элемента батареи, второй вывод и первая схема защиты составляют первый проводящий контур;

второй интерфейс батареи электрически соединен раздельно со вторым выводом и третьим выводом, используя первую схему защиты, и второй интерфейс батареи, третий вывод, корпус элемента батареи, второй вывод и первая схема защиты составляют второй проводящий контур; и

первая схема защиты выполнена с возможностью измерения напряжения и тока в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре, и с возможностью отключения первого проводящего контура и второго проводящего контура, когда напряжение или ток превышает пороговый диапазон.

2. Аккумуляторный модуль по п. 1, в котором первая схема защиты содержит первый блок управления защитой, первый блок выборки и первый блок коммутации; при этом

первый блок управления защитой электрически соединен раздельно с первым проводящим контуром и вторым проводящим контуром, и первый блок управления защитой выполнен с возможностью детектирования напряжения в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре;

первый блок выборки электрически соединен раздельно со вторым выводом, первым блоком управления защитой и первым блоком коммутации, при этом первый блок управления защитой выполнен с возможностью детектирования тока в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре, используя первый блок выборки;

первый блок коммутации электрически соединен раздельно с первым блоком управления защитой, первым блоком выборки, первым интерфейсом батареи и вторым интерфейсом батареи; и

первый блок управления защитой выполнен с возможностью управления блоком коммутации для отключения, чтобы отсоединить первый проводящий контур и второй проводящий контур, при определении, что напряжение или ток в первом проводящем контуре или во втором проводящем контуре превышает первый пороговый диапазон.

3. Аккумуляторный модуль по п. 2, в котором первый блок коммутации содержит первый переключатель и второй переключатель, причем первый переключатель расположен в первом проводящем контуре, а второй переключатель расположен во втором проводящем контуре.

4. Аккумуляторный модуль по п. 2, в котором первая схема защиты также содержит второй блок управления защитой и второй блок коммутации; при этом

второй блок управления защитой электрически соединен раздельно с первым проводящим контуром и вторым проводящим контуром, и второй блок управления защитой выполнен с возможностью измерения напряжения в первом проводящем контуре и втором проводящем контуре;

второй блок управления защитой электрически соединен с первым блоком выборки и выполнен с возможностью детектирования тока в первом проводящем контуре и во втором проводящем контуре, используя первый блок выборки;

второй блок коммутации электрически соединен раздельно с вторым блоком управления защитой, первым блоком коммутации, первым интерфейсом батареи и вторым интерфейсом батареи; и

второй блок управления защитой выполнен с возможностью управления вторым блоком коммутации для отключения, чтобы отсоединить первый проводящий контур и второй проводящий контур при определении, что напряжение или ток в первом проводящем контуре или во втором проводящем контуре превышает второй пороговый диапазон.

5. Аккумуляторный модуль по п. 4, в котором второй блок коммутации содержит третий переключатель и четвертый переключатель, причем третий переключатель расположен в первом проводящем контуре, а четвертый переключатель расположен во втором проводящем контуре.

6. Аккумуляторный модуль по п. 1, в котором элемент батареи имеет свернутую конструкцию; при этом

элемент батареи содержит одну первую электродную пластину, имеющую первую полярность, и одну вторую электродную пластину, имеющую вторую полярность;

первый вывод и третий вывод расположены на первой электродной пластине, а второй вывод расположен на второй электродной пластине; и

первая электродная пластина и вторая электродная пластина свернуты с образованием элемента батареи с тремя выводами, причем первый вывод, второй вывод и третий вывод находятся в разных местах на элементе батареи.

7. Аккумуляторный модуль по п. 1, в котором элемент батареи имеет слоистую конструкцию; при этом

элемент батареи содержит по меньшей мере две первые электродные пластины, имеющие первую полярность, и по меньшей мере две вторые электродные пластины, имеющие вторую полярность;

первый подвывод и третий подвывод расположены на каждой первой электродной пластине, и второй подвывод расположен на каждой второй электродной пластине; и

первые электродные пластины и вторые электродные пластины послойно наложены с образованием элемента батареи, причем все первые подвыводы электрически соединены с образованием первого вывода, все вторые подвыводы электрически соединены с образованием второго вывода, все третьи подвыводы электрически соединены с образованием третьего вывода, при этом первый вывод, второй вывод и третий вывод находятся в разных местах на элементе батареи.

8. Аккумуляторный модуль по п. 6, в котором конец первого вывода, который расположен на первой электродной пластине, соединен с концом третьего вывода, который расположен на первой электродной пластине.

9. Аккумуляторный модуль, содержащий

элемент батареи, первую плату защиты батареи и вторую плату защиты батареи, при этом

элемент батареи содержит корпус элемента батареи, первый вывод, второй вывод, третий вывод и четвертый вывод;

первый вывод, второй вывод, третий вывод и четвертый вывод раздельно электрически соединены с корпусом элемента батареи, первый вывод и третий вывод имеют первую полярность, а второй вывод и четвертый вывод имеют вторую полярность;

второй вывод и первый вывод вместе способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи;

четвертый вывод и третий вывод вместе способны подавать напряжение и ток на корпус элемента батареи или способны выводить напряжение и ток от корпуса элемента батареи; причем

первая полярность является положительной полярностью, а вторая полярность является отрицательной полярностью; или первая полярность является отрицательной полярностью, а вторая полярность является положительной полярностью;

первая плата защиты батареи содержит первую схему защиты и первый интерфейс батареи, а вторая плата защиты батареи содержит вторую схему защиты и второй интерфейс батареи;

первый интерфейс батареи электрически соединен раздельно со вторым выводом и первым выводом, используя первую схему защиты, причем первый интерфейс батареи, первый вывод, корпус элемента батареи, второй вывод и первая схема защиты составляют первый проводящий контур;

второй интерфейс батареи электрически соединен раздельно с третьим выводом и четвертым выводом, используя вторую схему защиты, причем второй интерфейс батареи, третий вывод, корпус элемента батареи, четвертый вывод и вторая схема защиты составляют второй проводящий контур;

первая схема защиты выполнена с возможностью детектирования напряжения и тока в первом проводящем контуре и отключения первого проводящего контура, когда напряжение или ток превышают пороговый диапазон; и

вторая схема защиты выполнена с возможностью детектирования напряжения и тока во втором проводящем контуре и отключения второго проводящего контура, когда напряжение или ток превышают пороговый диапазон.

10. Аккумуляторный модуль по п. 9, в котором элемент батареи имеет свернутую конструкцию; при этом

корпус элемента батареи содержит одну первую электродную пластину, имеющую первую полярность, и одну вторую электродную пластину, имеющую вторую полярность;

первый вывод и третий вывод расположены на первой электродной пластине;

второй вывод и четвертый вывод расположены на второй электродной пластине; и

первая электродная пластина и вторая электродная пластина свернуты с образованием корпуса элемента батареи с четырьмя выводами, причем первый вывод, второй вывод, третий вывод и четвертый вывод расположены в разных местах на корпусе элемента батареи.

11. Аккумуляторный модуль по п. 9, в котором корпус элемента батареи имеет слоистую конструкцию; при этом

корпус элемента батареи содержит по меньшей мере две первые электродные пластины, имеющие первую полярность, и по меньшей мере две вторые электродные пластины, имеющие вторую полярность;

первый подвывод и третий подвывод расположены на каждой первой электродной пластине;

второй подвывод и четвертый подвывод расположены на каждой второй электродной пластине;

все первые электродные пластины и все вторые электродные пластины наложены послойно с образованием корпуса элемента батареи, причем все первые подвыводы электрически соединены с образованием первого вывода, все вторые подвыводы электрически соединены с образованием второго вывода, все третьи подвыводы электрически соединены с образованием третьего вывода и все четвертые подвыводы электрически соединены с образованием четвертого вывода; и

первый вывод, второй вывод, третий вывод и четвертый вывод находятся в разных местах на корпусе элемента батареи.

12. Зарядный модуль, содержащий печатную плату и аккумуляторный модуль по любому из пп. 1-11, при этом печатная плата электрически соединена с аккумуляторным модулем; и

печатная плата выполнена с возможностью приема первого напряжения заряда, обеспечиваемого извне, понижения первого напряжения заряда для получения напряжения элемента батареи и вывода напряжения элемента батареи на аккумуляторный модуль.

13. Зарядный модуль по п. 12, в котором печатная плата содержит первую печатную плату и третью печатную плату; при этом

первая печатная плата содержит интерфейс, выполненный с возможностью приема первого напряжения заряда, и первая печатная плата выполнена с возможностью преобразования первого напряжения заряда во второе напряжение заряда и передачи второго напряжения заряда на третью печатную плату; и

третья печатная плата электрически соединена с аккумуляторным модулем и выполнена с возможностью преобразования второго напряжения заряда в напряжение элемента батареи и вывода напряжения элемента батареи на аккумуляторный модуль.

14. Зарядный модуль по п. 12, в котором отношение первого напряжения заряда к напряжению элемента батареи равно N:1, где N больше или равно 2.

15. Зарядный модуль по п. 14, в котором N = 4.

16. Зарядный модуль по п. 15, в котором печатная плата содержит блок преобразования напряжения, при этом

блок преобразования напряжения представляет собой ИС зарядного устройства с отношением 4:1 и выполнен с возможностью преобразования первого напряжения заряда в напряжение элемента батареи.

17. Зарядный модуль по п. 15, в котором печатная плата содержит первый блок преобразования напряжения и второй блок преобразования напряжения; при этом

первый блок преобразования напряжения представляет собой ИС зарядного устройства с отношением 2:1, и второй блок преобразования напряжения представляет собой ИС зарядного устройства с отношением 2:1;

первый блок преобразования напряжения и второй блок преобразования напряжения выполнены с возможностью преобразования первого напряжения заряда в напряжение элемента батареи.

18. Электронное устройство, содержащее функциональную схему и зарядный модуль по любому из пп. 12-17, при этом зарядный модуль выполнен с возможностью предоставления рабочей мощности для функциональной схемы.