电池切换系统以及其电池操作方法与流程

本发明涉及用于操作不同电池装置的电池切换系统及其电池操作方法；具体来说，本发明涉及电池切换系统和方法，其用于操作具有不同电压的电池电力的充电和耗尽。

背景技术：

随着世界的电力使用的增加，与存储电力有关的技术也在快速进展。随着技术变得越来越小型化和便携化，电源的存储器的设计自然地必须适合于便携式技术的设计。例如，诸如电动踏板车的传统个人电动车辆通常设计成具有一个电池单元，其中电池单元的功率和物理尺寸和形状是依据电动滑板车定制的。但是，这种类型的设计有存在的问题。一个问题是消费者对单个电池单元充电所需等待的长时间不满意。另一个问题是，不断严格的政府法规通常意味着个人电动车辆中通常会看到的电池尺寸不会被允许带到飞机上，这意味着个人电动汽车不再是真正的便携式。因此，需要将电力存储模块化成更小的单元，从而可以克服上述问题，以提供更便携和方便的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于用于操作不同功率的电池的电池切换系统及其电池操作方法。

本发明的另一目的是提供一种通过模块化来减小电池尺寸的电池切换系统及其电池操作方法。

根据本发明的一个方面，提供一种电池切换系统。所述电池切换系统包含至少一个第一电池装置和一个第二电池装置和一个电池切换装置。所述第一电池装置和所述第二电池装置具有不同电压。所述电池切换装置具有容纳所述第一电池装置和所述第二电池装置的容纳空间。当所述电池切换装置处于充电模式时，所述电池切换装置对所述第一电池装置和所述第二电池装置中具有较低电压的进行充电，以在与所述第一电池装置和所述第二电池装置中的另一个具有较高的电压相匹配时同时对所述第一电池装置和所述第二电池装置进行充电。当所述电池切换装置处于电源模式时，所述电池切换装置对所述第一电池装置和所述第二电池装置中具有较高的电压的进行排电，以在与所述第一电池装置和所述第二电池装置中的另一个具有较低电压相匹配时同时对所述第一电池装置和所述第二电池装置进行排电。

于一实施例中，所述第一电池装置和所述第二电池装置具有不同的瓦数。

于一实施例中，所述电池切换装置还包括一个控制器装置。

于一实施例中，所述电池开关装置还包括至少一个切换器以对应于每一个所述第一电池装置和所述第二电池装置。

于一实施例中，所述至少一个切换器与所述第一电池装置和所述第二电池装置形成并联电路，所述控制器装置控制所述至少一个切换器以对所述第一电池装置和第二电池装置其中的一个进行充电或排电，以匹配所述第一电池装置和第二电池装置中的另一个的电压。

于一实施例中，所述控制器装置耦接一个充电装置，所述控制器装置从所述充电装置接收电力并进入所述充电模式。

于一实施例中，所述控制器装置耦接一个电力耗尽装置，所述控制器装置进入所述电力模式，并从所述第一电池装置和所述第二电池装置的组合传输电力给所述电力耗尽装置。

于一实施例中，所述电力耗尽装置包括个人车辆，个人电动车辆，电动滑板车和电动滑板。

根据本发明的另一方面，提供一种电池操作方法。所述方法包括：a)确定电池切换装置是否连接到一个充电装置或一个电力耗尽装置并产生模式确定结果；b)根据模式确定结果，进入充电模式或电力模式；c)如果在所述充电模式下，对所述第一电池装置和所述第二电池装置中具有较低电压的一个进行充电，直到所述第一电池装置和所述第二电池装置具有相同的电压，然后同时对所述第一电池装置和所述第二电池设备进行充电；d)如果在所述电力模式下，对所述第一电池装置和所述第二电池装置中具有较高电压的一个进行排电，直到所述第一电池装置和所述第二电池装置具有相同的电压，然后同时对所述第一电池装置和所述第二电池设备进行排电。

于一实施例中，所述第一电池装置和所述第二电池装置具有不同的瓦数，步骤c)包括：确定所述第一电池装置和所述第二电池装置的各自的电压电平。

附图说明

图1是本发明的电池切换系统的实施例的视图；

图2a是本发明的电池切换系统的实施例；

图2b是本发明的电池切换系统的实施例；

图2c是本发明的电池切换系统的实施例；

图3是本发明的电池切换系统的实施例；

图4是本发明的电池操作方法的实施例。

主要元件符号说明：

100电池切换系统

110电池切换装置

111控制器装置

112切换器

120充电器装置

130电力耗尽装置

510～540步骤

b1第一电池装置

b2第二电池装置

s1、s2、s3插槽

具体实施方式

本发明的实施例提供用于支持导航信令系统的方法和系统。在以下详细描述中，参考形成本发明的一部分的附图，且其中借助于说明示出具体实施例或实例。这些实施例仅说明本发明的范围，而不应解释为对本发明的限制。现在参考附图，其中贯穿若干图相同编号表示相同元件，将描述本发明的各方面以及示例性操作环境。

本发明提供一种电池切换系统及其电池操作方法。优选地，池切换系统和方法可以适用于需要蓄电的任何设备或车辆。设备可以包括计算机，笔记本电脑，移动电话和任何其他相关的便携式设备。车辆可以包括(但不限于)个人电动车，例如电动滑板车，电动滑板和其他相关的个人运输车辆。

图1是本发明的电池切换系统100的一个实施例。电池切换系统100包括至少一个第一电池装置b1，一个第二电池装置b2和一个电池切换装置110。

如图1所示，电池切换装置110具有至少一个容纳空间以容纳第一电池装置b1和/或第二电池装置b2。例如，在图1中，容纳空间包括插槽s1，插槽s2和插槽s3。然而，应当注意，本发明的电池切换系统100不限于仅具有一个容纳空间，也不限制通过3个槽实现容纳空间。此外，容纳空间也不限于分成狭缝。在一个实施例中，可以调整容纳空间的尺寸和/或形状以适应第一电池装置b1和/或第二电池装置b2的尺寸和/或形状。

在本实施例中，电池切换装置110用于操作一个或多个电池装置。例如，在图1所示的实施例中，当第一电池装置b1和第二电池装置b2插入到电池切换装置110的电池切换装置110的容纳空间的插槽s1-s3中时，电池切换装置110会对第一电池装置b1和第二电池装置b2进行操作，监督或调节。作为第一电池装置b1和第二电池装置b2的操作的一部分，电池切换装置110可以决定是否利用存储在第一电池装置b1中的电力和/或第二电池装置b2，以便为另一电气装置供电，或为第一电池装置b1和/或第二电池装置b2充电。应当注意，如果电池切换装置110对第一电池装置b1和/或第二电池装置b2充电，则这些电池必须是可再充电电池。可充电电池的实例可以包括(但不限于)基于锂离子，磷酸铁锂，铝离子和其他相关可再充电的电池。

图2a是电池切换装置110耦合到充电器装置120的实施例。在本实施例中，为了对第一电池装置b1和/或第二电池装置b2充电，充电器装置120可以是电池切换装置110可以吸入的任何装置或电源。例如，如果电池切换系统100是应用于电动滑板车上，且其中第一电池装置b1和第二电池b2是电动踏板车的可充电电池，则当电动踏板车是插在电插座或电源充电站时，充电器装置120可当作电力的来源。

图2b是图2a的另一实施例，其中电力耗尽装置130相对的是连接到电池切换装置110。在本实施例中，电力耗尽装置130为任何会经由电池切换装置110使用存储在第一电池装置b1和/或第二电池装置b2的装置。在上面给出的电动滑板车的示例中，电力耗尽装置130将包括电动踏板车的电动机和任何其他电子电动机将使用电力/电力的滑板车。

图2c是电池切换系统100的实施例，其中电池切换装置110耦合到充电器装置120和电力耗尽装置130两者。在本实施例中，参考踏板车示例，电池切换装置110耦合到充电器装置120和电力耗尽装置130的示例可以是混合动力电动个人车辆。例如，充电器装置120可以示例性地是从汽油产生电力的燃气发动机，而电力耗尽装置130可以示例性地是驱动踏板车的运动的电动机。

图3所示为电池切换系统100的示意图的实施例。电池切换装置110还可以包括控制器装置111和一个或多个切换器112。在本实施例中，每个切换器112对应于连接到电池切换装置110的每个电池装置。例如，如图3所示，第一电池装置b1和第二电池装置b2分别连接到它们自己的切换器112。在本实施例中，这些切换器112是相对其相应的电池装置被布置在并行的电路中。控制器装置111通过其对应的切换器112连接到每个电池装置(例如第一电池装置b1和第二电池装置b2)。

以下描述电池切换系统100调节电池装置(例如第一电池装置b1和第二电池装置b2)的功率电平的步骤。图4的电池操作方法应与图2a-图3参考：

当一个或多个电池装置连接到电池切换系统100的电池切换装置110时，电池切换装置110的控制装置111将注意到哪个电池装置当前连接到电池切换装置110。在本实施方式中，为了简单说明本发明，仅提及两个电池装置(第一电池装置b1和第二电池装置b2)。然而，在其他不同的实施例中，可以理解，多个电池装置可以同时连接到电池切换系统100。

步骤510包括确定电池切换装置是否连接到充电器装置或电力耗尽装置，并且产生模式确定结果。在本实施例中，电池切换装置110的控制装置111将首先确定充电器装置120(示于图2a中示出)或电力耗尽装置130(示例性地示于图2b中)是否连接到电池。根据该判断，控制装置111将产生将决定电池切换系统100是否进入充电模式或电力模式的模式确定结果。

步骤520包括根据模式确定结果进入充电模式或电力模式。在本实施方式中，如果控制装置111检测到充电器装置120与电池切换系统100连接，则模式判定结果将反映该信息，控制装置111将驱动电池切换系统100进入充电状态模式。类似地，如果控制器装置111检测到电力耗尽装置130连接到电池切换系统100，则模式确定结果将反映该信息，并且控制器装置111将驱动电池切换系统100进入电力模式。

步骤530包括如果电池切换系统100处于充电模式，则对第一电池装置b1和第二电池装置b2进行充电。在本实施方式中，一旦电池切换系统100处于充电模式，控制器装置111将首先确定第一电池装置b1和第二电池装置b2的组合中的哪一个具有较低的电压。由于第一电池装置b1和第二电池装置b2可以具有或可以不具有不同的功率，所以第一电池装置b1和第二电池装置b2中的电压电平可以不同。在这些情况下，同时对第一电池装置b1和第二电池装置b2充电是不合适的。因此，在本实施方式中，在找出第一电池装置b1和第二电池装置b2中的哪一个具有较低的电压电平之后，控制器装置111通过相应的电池装置切换器112将来自充电器装置120的电力转移到具有较低电压的电池装置，直到该电池装置的电压电平与其他电池装置的电压电平相匹配。例如，如果发现第一电池装置b1具有比第二电池装置b2低的电压，则控制器装置111将电力转移到第一电池装置b1以对第一电池装置b1充电，直到其电压电平与第二电池装置的电压电平相匹配。一旦第一电池装置b1和第二电池装置b2的电压水平相匹配，控制器装置111然后将转移来自充电装置120的电力，同时对第一电池装置b1和第二电池装置b2充电。以这种方式，在同一电池充电系统中可以同时有效地对具有不同电压的不同电池进行充电。这允许用户能够将不同种类的电池交换或更换到系统中，而不必担心不同的电池将如何彼此运作。

如果电池切换系统100处于电力模式，步骤540包括将第一电池装置和第二电池装置中电压较高的一个进行排电。在本实施方式中，如果电池切换系统100处于电力模式，则控制装置111将开始将电力从第一电池装置b1和第二电池装置b2的组合转移到电力耗尽装置130。为了完成这样，控制装置111将首先确定第一电池装置b1和第二电池装置b2中的哪一个具有较高的电压。如上所述，由于第一电池装置b1和第二电池装置b2可以具有或可以不具有不同的功率，因此从第一电池装置b1和第二电池装置b2两者突然耗尽电力将是不合适的。

在控制器设备111弄清楚第一电池装置b1和第二电池装置b2中的哪一个具有相对较高的电压电平之后，控制器设备111将转移来自第一电池设备b1和第二电池中具有较高电压电平的装置的电力给电力耗尽装置130，直到第一电池装置b1和第二电池装置b2的电压电平相匹配。一旦电压电平匹配，控制器装置111将同时将来自第一电池装置b1和第二电池装置b2的电力排出或转移到电力耗尽装置130。

在另一个实施例中，当充电器装置120和电力耗尽装置130都连接到电池切换系统时，优先考虑对第一电池装置b1和第二电池装置b2的组合进行充电。然而，在其他不同的实施例中，可以优先考虑从第一电池装置b1和第二电池装置b2组合向电力耗尽装置130提供电力。

在一个实施例中，每个电池装置可以彼此独立地充电或放电。例如，电池切换系统可以在对第二电池b2充电或放电之前对第一电池装置b1进行充电或放电(排放)。在上述的踏板车示例中，将从第一电池装置b1和第二电池装置b2中的一个排出电力，再使用第一电池装置b1和第二电池装置b2的另一个。以这种方式，电池切换系统能够提供更有效的功率图，因为电池切换系统可以根据用户使用行为和/或环境，可在这里提到的和前述实施例中的不同电池操作模式之间立即和选择性地切换。

尽管本文已描述本发明的实施例，但以上描述仅为说明性的。相应领域的技术人员将想到本文中所揭露的本发明的另外修改，且认为所有此类修改在如由所附权利要求书界定的本发明的范围内。