电池、电池控制器与电池供电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电池、电池控制器与电池供电系统。该电池(10)包括：第一接口(100)，用于与位于电池控制器(20)上的第三接口(200)直接连接；和第二接口(104)，用于与连接线(30)连接，该连接线(30)用于连接到位于电池控制器(20)上的第四接口(202)。该电池控制器(20)包括：第三接口(200)，用于与位于电池(10)上的第一接口(100)直接连接；和第四接口(202)，用于与连接线(30)连接，该连接线(30)用于连接到位于电池(10)上的第二接口(104)。电池和电池控制器具有可变的连接方式，使得用户能够根据实际需求将电池与电池控制器连接为一个整体或者通过连接线分布地连接，提高了用户体验。
【专利说明】电池、电池控制器与电池供电系统
【技术领域】
[0001〕 本实用新型涉及电池，更具体地涉及电池、电池控制器与电池供电系统。
【背景技术】
[0002]太阳能电池组在很多电网欠发达的地区成为了提供电力的重要来源。太阳能电池板将光能转换为电能，通过电池控制器，该电能被存储在电池中且被从电池中释放给负载。图1示出了一种典型的太阳能系统的系统连接图。其中，太阳能板的功能是进行光电转换，产生的电能电压为17.57/357，该电能通过例如截面积为2.5-41^2的电缆传输给控制器。控制器控制该电能充入到电池中，并且该控制器还具有指示电池中的电量，以及控制该电池释放电能至负载的功能。该控制器作为电池与负载的接口。如图所示，负载示例地是照明器件，例如[￡0灯架、[￡0灯和0“直流)荧光灯。附加地，控制器还能够起到照明控制的作用。控制器与负载之间的电连接例如是截面积为1.5002的电缆。电池还可以通过…8电路提供讯的电压直接供给移动电话和收音机使用，移动电话和收音机也可以看作是负载。
[0003]目前市场上存在两种主流的系统实现方式。第一种是将电池控制器与电池(电池组)集成为单个产品，这种实现方式占大概超过80%的份额。另一种是电池与电池控制器分离，两者通过电缆连接，这种实现方式占大概低于20%的份额。图2示出了该实现方式的一个应用场景，其中电池被隐藏在讲桌下方，控制器悬挂在墙壁上，位于屋顶的太阳能板通过控制器向电池充电，电池再通过控制器向悬挂在天花板下的灯具供电。
实用新型内容
[0004]由于集成式实现中控制器与电池成为一体位于产品中，终端用户很难对电池或控制器进行替换。并且，在某些应用场景下，出于安全的原因和外观的简化，终端用户希望将电池隐藏在不直接可见的地方，而出于控制方便的原因，他希望控制器是可见的，所以在这种应用场景下集成式实现难以胜任。而对于分离式实现来说，需要额外的功率电缆来连接控制器和电池，这对于小功率系统，例如家庭用电来说会有一定的功率损耗。
[0005]进一步来说，终端用户也希望对电池供电系统的容量进行扩展，以延长系统的工作时间，但是现有技术并不支持这种扩展。
[0006]至少出于解决以上技术问题的考虑，本实用新型的第一个方面提供了一种电池，其特征在于，包括:第一接口，用于与位于电池控制器上的第三接口直接连接；和第二接口，用于与连接线连接，该连接线用于连接到位于电池控制器上的第四接口。
[0007]相应地，本实用新型的第二个方面提供了一种电池控制器，其特征在于，包括:-第三接口，用于与位于电池上的第一接口直接连接；和第四接口，用于与连接线连接，该连接线用于连接到位于电池上的第二接口。
[0008]根据以上方面，电池和电池控制器具有可变的连接方式，使得用户能够根据实际需求进行连接，提高了用户体验。
[0009]根据一个优选的实施方式，所述第一接口和所述第二接口是同一物理接口，所述第三接口和所述第四接口是同一物理接口。替代地，所述第一接口和所述第二接口是不同的物理接口，所述第三接口和所述第四接口是不同的物理接口。
[0010]在该实施方式中，提出了两种具体实现方式:电池与控制器直接连接所用的接口可以与通过连接线连接所用的接口相同或者不同。
[0011]根据一个优选的实施方式，所述电池具有外壳体，所述外壳体上具有形状与所述电池控制器相匹配的接纳部，用于接纳所述电池控制器，且所述第一接口位于所述接纳部的上表面。所述外壳体的形状与所述电池上的接纳部相匹配，且所述第三接口位于所述电池控制器的外壳的底面，所述第四接口位于所述电池控制器的外壳的侧面。
[0012]该实施方式中，在电池直接连接到电池控制器时，电池接纳部能够将控制器容纳在其中，整体性强，结构紧凑。而在通过连接线连接时，电池控制器可以侧挂起来并露出侧面以供连接线连接，结构美观。
[0013]根据一个优选的实施方式，所述电池还包括第五接口，用于连接到另一电池并形成并联或串联连接。根据另一个优选的实施方式，所述电池控制器还包括第六接口，用于连接到另一电池，并将该另一电池与通过第三或第四接口所连接的电池形成并联或串联连接。
[0014]在该实施方式中，电池供电系统的容量能够扩展，用户能够将额外的电池连接到现有电池或者电池控制器上，以与现有电池形成并联或串联连接，以延长电池供电系统的工作时间，提高了电池供电系统易用性。
[0015]根据本发明的第三个方面，提供了一种电池供电系统，其特征在于，包括:根据前述第一个方面所述的电池；和根据前述第二个方面所述的电池控制器，用于控制所述电池的充放电。在一个更进一步的实施方式中，该电池供电系统还包括太阳能板，通过所述电池控制器与所述电池相连，用于在所述电池控制器的控制下向对所述电池提供电能。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]通过参照下面的实施例的详细阐述，本实用新型的上述和其它方面将变得更为清/2.。
[0017]图1是典型的基于太阳能的电池供电系统的系统连接图；
[0018]图2示意地示出了分离式的电池与控制器所应用的环境；
[0019]图3示意地示出了根据本发明的一个实施方式，电池与电池控制器可以直接连接的场景；
[0020]图4示意地示出了直接连接后的电池与电池控制器，以及并联到另一个电池的场旦牙、；
[0021]图5示意地示出了根据本发明的一个实施方式，电池与电池控制器通过连接线而间接连接的场景；
[0022]图6示意地示出了本发明的实施方式可用的接口的正视图；
[0023]图7示意地示出了本发明的实施方式可用的接口的后视图；
[0024]图8示意地示出了本发明的实施方式可用的连接线；
[0025]图9示意地示出了根据本发明的一个实施方式，电池与电池控制器通过连接线并且串联多个电池的场景；
[0026]图10示意地示出了用于串联多个电池的接线盒的内部结构，该接线盒可实体化在电池或电池控制器中作为第五或第六接口。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型提供了一种电池，其特征在于，包括:第一接口，用于与位于电池控制器上的第三接口直接连接；和第二接口，用于与连接线连接，该连接线用于连接到位于电池控制器上的第四接口。
[0028]相应地，本实用新型提供了一种电池控制器，其特征在于，包括:第三接口，用于与位于电池上的第一接口直接连接；和第四接口，用于与连接线连接，该连接线用于连接到位于电池上的第二接口。
[0029]图3示意地示出了根据本发明的一个实施方式，电池系统1中的电池10与电池控制器20可以直接连接的场景。如图3所示，电池控制器20上具有第三接口 200(位于电池控制器20的底面从而未直接示出)，电池上10上具有第一接口 100，该第三接口 200直接与第一接口相连。
[0030]更加具体的，如图3所示，第一接口 100由凹陷和位于凹陷中的电接触端子构成。相应的，第三接口 200由与该凹陷形状匹配的突起以及位于突起上的电接触端子构成。从而第三接口 200的突起可以插入第一接口 100的凹陷中，且两者的电接触端子达到良好的电连接，凹陷和突起达到定位以及提供一定连接强度的作用。在其他实施方式中，该第一接口和第三接口可以不包括进行物理定位和提供连接强度的部件，而仅包括电连接部件即可，例如该接口可以由朝向彼此突起的电弹片构成。更加具体的，每个接口可以分别包括一对电接触端子，分别对应正极与负极。
[0031]如图3所示，优选地，为了更好的美观、紧凑以及连接强度，电池10具有外壳体，夕卜壳体上具有形状与电池控制器相匹配的接纳部102，用于接纳电池控制器20，且，第一接口100位于接纳部102的上表面。相应地，电池控制器20具有外壳体，外壳体的形状与电池10上的接纳部102相匹配，且第三接口 200位于电池控制器20的外壳的底面。
[0032]如图4左侧示出了连接为一体的电池10与电池控制器20。图4还进一步示出了本实用新型的一个优选实施方式，其中，电池10与电池10’并联在一起以提供更大容量，这将在下文中详述。
[0033]图5示意地示出了根据本发明的一个实施方式，电池与电池控制器通过连接线而间接连接的场景。如图5所示，电池控制器20上具有第四接口 202(未直接示出)，电池上10上具有第二接口 104，该第三接口 202与第二接口 104通过连接线30相连。第二接口104与第四接口 202可以分别包括一对电接触端子，分别对应正极与负极。相应的，连接线30也采用两芯的电缆，每一芯分别将第二接口与第四接口的相应端子电连接。
[0034]更加具体的，图6和图7示出了第四接口 202与第二接口 104的一种实现方式。其中，图6是正视图，图7是后视图。如左侧所示，接口 8具有凹槽80和位于凹槽中的电端子82，该凹槽用于接纳连接线9的插头90，该电端子82的前端用于插入到连接线插头90中的电触孔92之中，形成电连接。如右侧所示，电端子82的后端可以连接到电池10内部的蓄电部件的正极和负极。图8示出了连接线9的示意图。连接线9包括与图6和图7所示的插座匹配的插头90，位于插头90中的用于收纳电端子82的前端的电触孔92，以及线缆94。其中，线缆94中的两根内芯连接连接线9两端的插头的相对电触孔。
[0035]出于减少器件的目的，如图5所示，第一接口 104和第二接口 100是同一物理接口。在一个替代的实施方式中，第一接口和第二接口也可以是不同的物理接口。并且，如图5所示，第四接口 202位于电池控制器20的外壳的侧面，术语“侧面”是相对于如图3所示的电池控制器20的外壳的底面而言的。当如图5那样将电池控制器侧挂在墙上时，其在图3中的底面将与墙壁紧贴，而第四接口 202所处的侧面将面对底面。在该实施方式中，第三接口和第四接口是不同的物理接口。替代地，第三接口和第四接口也可以是同一个的物理接口。
[0036]接下来将描述本实用新型对电池进行扩展的实施方式。
[0037]如图4中所示，电池控制器20还包括第六接口 206，用于通过连接线32连接到另一电池10’，并将该另一电池10’与通过与该电池控制器20的第三或第四接口所连接的电池形10成并联或串联连接。替代的，电池可以包括第五接口，用于连接到另一电池并形成并联或串联连接。
[0038]具体的，如果需要形成并联，则第六接口或第五接口将两个电池的正极和负极分别连接即可。这样提高了电池系统的电容量。
[0039]如果需要形成串联，第六接口或第五接口可以如图9中的块40所示，块40可以位于电池控制器20中构成第六接口，或者位于电池10中构成第五接口。图10示出了块40的内部结构。当电池控制器20包括第六接口时，它与电池10的连接为，负极连接到电池10的负极，但是正极直接通过它与电池10’的连接而连通至电池10’的负极，且其正极再与电池10’的正极连接。当电池10与电池10’的电压均为127时，电池控制器通过串联这两个电池得到的总电压为2价。并且也提高了电池系统的电容量。高电压的另一个好处是在提供相同功率的情况下，所需的电流较少，因而在供电系统的传输线上消耗的功率较少，所以降低了电池以及太阳能板的成本。
[0040]在以上电池系统的基础上，本实用新型的电池系统还可以包括太阳能板，通过所述电池控制器与所述电池相连，用于在所述电池控制器的控制下向对所述电池提供电能。
[0041]本领域的技术人员应当理解:提供下述说明是为了举例说明的目的而非限制。本领域的技术人员应当明白本实用新型可以以脱离这些具体细节的其它实现方式来实现。而且为了不模糊本实用新型，在当前的说明中省略了已知的功能和结构的并非必要的细节。
[0042]虽然在这里已图解和描述了特定的实施例，但本领域技术人员会认识到，可以用旨在达到同样目的的任何安排来替换所显示的特定实施例，且本实用新型在其它环境下具有其它的应用。本申请旨在覆盖本实用新型的任何改变或变例。以下的权利要求决不应被理解为本实用新型的范围被限制于这里描述的特定实施例。
【权利要求】
1.一种电池(10),其特征在于,包括: -第一接口(100)，用于与位于电池控制器(20)上的第三接口(200)直接连接； -第二接口(104)，用于与连接线(30)连接，该连接线(30)用于连接到位于电池控制器(20)上的第四接口(202)。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口是同一物理接口，或者所述第一接口和所述第二接口是不同的物理接口。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述电池具有外壳体，所述外壳体上具有形状与所述电池控制器相匹配的接纳部(102)，用于接纳所述电池控制器，且 所述第一接口位于所述接纳部的上表面。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，还包括第五接口，用于连接到另一电池(10’ )并形成并联或串联连接。
5.—种电池控制器(20),其特征在于,包括: -第三接口(200)，用于与位于电池(10)上的第一接口(100)直接连接； -第四接口(202)，用于与连接线(30)连接，该连接线(30)用于连接到位于电池(10)上的第二接口(104)。
6.根据权利要求5所述的电池控制器，其特征在于，所述第三接口和所述第四接口是同一物理接口，或者所述第三接口和所述第四接口是不同的物理接口。
7.根据权利要求6所述的电池控制器，其特征在于，所述电池控制器具有外壳体，所述外壳体的形状与所述电池上的接纳部相匹配，且所述第三接口位于所述电池控制器的外壳的底面，所述第四接口位于所述电池控制器的外壳的侧面。
8.根据权利要求5所述的电池控制器，其特征在于，还包括第六接口(206)，用于连接(32)到另一电池(10’)，并将该另一电池(10’)与通过第三或第四接口所连接的电池(10)形成并联或串联连接。
9.一种电池供电系统(I)，其特征在于，包括: -根据权利要求1至4中任一项所述的电池(10)； -根据权利要求5至8中任一项所述的电池控制器(20)，用于控制所述电池(10)的充放电。
10.根据权利要求9所述的电池供电系统，其特征在于，包括至少两个根据权利要求1至4中任一项所述的电池(10、10’)，其中，所述至少两个电池并行连接或串行连接。
11.根据权利要求9所述的电池供电系统，其特征在于，还包括: -太阳能板，通过所述电池控制器与所述电池相连，用于在所述电池控制器的控制下向对所述电池提供电能。
【文档编号】H02J7/00GK204205621SQ201420097809
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】梅独放, 于松涛, 顾逢奂 申请人:飞利浦灯具(上海)有限公司