一种电池充电装置及系统的制作方法

1.本公开属于充电领域，尤其涉及一种电池充电装置及系统。


背景技术：

2.随着5g时代的到来，手机等移动电子设备电池容量越来越高，对快速充电的需求不断提升。
3.相关技术中，为了实现快速充电，采用在终端设备内置电荷泵的方案。在充电过程中，造成终端设备温度升高的热源主要是内部的电荷泵和电池。大倍率充电场景下，电荷泵和电池持续产热，造成终端设备整机温度过高。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种电池充电装置及系统。
5.根据本公开实施例的第一方面，提供一种电池充电装置，用于为终端的电池充电，电池充电装置包括充电器和独立于所述终端的充电转换器；
6.充电器通过充电转换器与终端的电池电连接时，终端的电池处于快充模式充电；
7.其中，充电转换器用于对输入至其中的电流和/或电压进行转换后，输出至终端的电池。
8.可选地，充电转换器包括用于与终端形成电连接的第一连接部，第一连接部通过磁吸方式与终端的充电部形成可拆卸连接。
9.可选地，充电转换器包括用于与充电器形成电连接的第二连接部，第二连接部与充电器通过插接方式形成可拆卸连接。
10.可选地，电池充电装置还包括充电线，第二连接部通过充电线与充电器电连接。
11.可选地，充电转换器包括电荷泵。
12.可选地，充电器与所述终端的电池通过电流通路直接连接时，终端的电池处于慢充模式充电。
13.根据本公开实施例的第二方面，提供了一种电池充电系统，电池充电系统包括终端的电池，以及如第一方面所述的电池充电装置。
14.可选地，电池充电系统还包括设置于终端的充电部，充电部与终端的电池电连接；
15.充电部包括磁吸单元，电池充电装置的充电转换器的第一连接部与所述充电部的磁吸单元磁吸连接；和/或，
16.充电部与电池充电装置的充电器通过usb type-c接口形成电连接。
17.可选地，充电部包括第一充电单元，磁吸单元设置于第一充电单元，第一连接部与第一充电单元电连接；
18.可选地，充电部还包括第二充电单元，充电器通过电池充电装置的充电线与第二充电单元电连接。
19.可选地，第一充电单元与所述电池的充电口之间的电流通路的距离小于所述第二
充电单元与所述电池的充电口之间的电流通路的距离。
20.可选地，第一充电单元与所述充电转换器形成的电流通路遵循预设私有充电协议；和/或，
21.所述第二充电单元与所述充电器形成的电流通路遵循qc协议和/或pd协议。
22.可选地，电池充电系统还包括电池控制芯片，电池控制芯片与终端的充电部电连接，电池控制芯片用于对充电过程中的电流和/或电压进行调节。
23.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开中的电池充电装置及充电系统，将充电过程中发热严重的充电转换器独立于终端设置，当用户想要以快充模式充电时，使用充电器通过充电转换器与终端的电池连接即可，在实现快速充电的同时，避免终端温度过高。
24.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
25.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
26.图1是根据一示例性实施例示出的电池充电装置处于快充模式的示意图。
27.图2是根据一示例性实施例示出的电池充电装置处于慢充模式的示意图。
28.图3是根据一示例性实施例示出的电池充电系统处于快充模式的示意图。
29.图4是根据一示例性实施例示出的电池充电系统处于慢充模式的示意图。
具体实施方式
30.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。
31.随着5g时代的到来，手机等移动电子设备配置了大容量的电池，随着电池容量不断增加，为了快速将电池充满电，缩短充电时间，对充电速度的需求不断提升，大倍率电流快充模式应运而生。
32.相关技术中，存在一种采用低电压大电流的快速充电方案，该方案在充电过程中无需通过电荷泵进行充电，充电器直接通过充电线对电池进行大电流直冲，这样的充电方式虽然能够在一定程度上减少终端设备发热，但该方案的充电线在充电过程中需要承载极大的电流，要求充电线具有更大的横截面，导致充电线较粗，提升成本的同时，不利于用户携带，用户体验较差。
33.相关技术中，还存在一种通过在终端设备的内部内置电荷泵的快速充电方案。该方案在充电过程中，大电流会导致设备发热量巨大。其中，热源主要是内部的电荷泵和电池。为防止电池温度过高，造成危害或损失，需要在使用大电流充电过程中对充电过程的持续时间进行控制，进而控制电池的温度，导致无法持续进行大功率充电，无法达到极致的充电时间，并且存在一定的安全隐患。
34.为了解决上述问题，本公开提出了一种电池充电装置，通过将终端设备中的主要热源与终端设备分离，设置充电转换器。在对电池进行快速充电时，充电器通过充电转换器与终端的电池电连接时，终端的电池处于快充模式充电时，由于充电转换器设置于终端的外部，其产生的热量不会造成电池整机温度升高，在实现快速充电的同时，避免终端温度过高。
35.为了更清楚地描述本公开的电池充电装置，在本文中，将通过充电转换器对电流变换后对电池充电的模式称为快充模式；将充电器直接与终端连接，为终端电池充电的模式称为慢充模式，其中涉及到的快充模式和慢充模式是相对概念，对于其中涉及到充电模式在充电过程中具体电流数值没有具体限定，可以根据行业相关规定进行设置。
36.参考图1，本实施例中的电池充电装置，用于为终端4的电池3充电，电池充电装置包括充电器1和独立于终端的充电转换器2。其中，本实施例中涉及到的终端4比如可以是手机、平板电脑等便携式移动终端。充电器1和充电转换器2可以作为终端4的配件一同出售，也可以作为更换配件单独出售。
37.使用本公开中的电池充电装置对终端4进行充电时，如果用户想要对手机进行快速充电，使用充电器1通过充电转换器2与终端4的电池3电连接时，此时终端4的电池3处于快充模式充电。在充电过程中，充电转换器2用于对输入至其中的电流和/或电压进行转换后，输出至所述终端4的电池3。
38.本实施例中，充电转换器2包括电荷泵(charge pump)，也称为开关电容式电压变换器，是一种直流-直流转换器，利用电容器作为储能元件，用来产生比输入电压大的输出电压，或是产生负的输出电压。电荷泵电路的电效率很高，约为90-95％。电荷泵的工作过程为首先贮存能量，然后以受控方式释放能量，以获得所需的输出电压。因此，使用电荷泵能够高效率地实现大倍率充电，提升充电效率。
39.在本实施例中，由于将充电转换器2置于终端4之外，与电池3分离，减少了终端4内部发热源的数量，在充电过程中，充电转换器产生的热量直接与终端4外部的空气进行热交换，有利于降低终端整机温度。在实现快速充电的同时，避免终端整机温度过高，减少安全隐患。
40.根据一个示例性实施例，依旧参照图1所示，本实施例中的电池充电装置，包括充电器1和独立于终端的充电转换器2。其中，充电转换器2包括用于与终端4形成电连接的第一连接部21，所述第一连接部21通过磁吸方式与所述终端的充电部41形成可拆卸连接。充电转换器2还包括用于与所述充电器1形成电连接的第二连接部22，所述第二连接部22与所述充电器1通过插接方式形成可拆卸连接。当用户想要对终端4进行快速充电时，将充电转换器2分别与终端4和充电器1连接上，并使充电器1与市电相连，就可以实现充电。当充电完成后，断开充电器1与第二连接部22之间的连接，或者，断开第一连接部21与终端4的充电部41之间的连接，就可以停止充电，操作方便、简单、快捷。
41.本实施例中的第一连接部21通过磁吸方式与终端4的充电部41形成可拆卸连接，一方面，通过磁吸方式可以对第一连接部21与充电部41之间进行限位，保证连接可靠性；另一方面，充电转换器2的第一连接部21与终端4的充电部41在建立连接过程中，通过磁吸方式可以实现快速对位，相比插拔方式，磁吸方式对位更加准确，安装更加方便，提升了用户体验。在实施过程中，可以在第一连接部21和充电部41中分别设置磁性相反的磁极，当两者
之间的具体达到预设距离时，n极和s极相互吸引，以使第一连接部21和充电部41快速对位并可靠地吸附在一起。当然，可以理解的是，本实施例中的充电转换器2的第一连接部21除了可以采用上述的磁吸方式与终端4的充电部41进行充电，还可以采用插接方式与充电部41连接。在一个示例中，比如，在终端4的充电部41处设置usb type-c母接口，在充电转换器2的第一连接部21上设置公接口，在需要对两者进行连接时，将第一连接部21上的公接口插入至充电部41的母接口中，即可实现电连接。
42.本实施例中的电池充电装置还包括充电线5，所述第二连接部22通过所述充电线5与所述充电器1电连接。由于本实施例中设置了充电转换器2，充电转换器2中包括电荷泵，因此，本实施例中的充电线5可以使用现有技术中常规使用的充电线，比如，常规的具有usb type-c接口的充电连接线，无需特制，节省了生产制造成本的同时，当充电线5发生损坏时，方便用户自行采购更换，提升了用户的使用体验。
43.其中，充电线与充电器之间的连接方式可以为不可拆卸的连接，也可以为可拆卸的连接。在一个示例中，充电转换器2的第二连接部22与充电线5固定连接，充电线5与充电器1为可拆卸连接。在另一个示例中，充电转换器2的第二连接部22与充电线5可拆卸连接，充电线5与充电器1之间为固定连接。通过设置充电线5与充电转换器2固定连接，或者与充电器1固定连接，可以有效防止充电器1、充电线5或充电转换器丢失。当然，充电线5也可以为一个独立的连接线，其与充电器1和充电转换器2之间均为可拆卸连接，方便任意一个丢失时，可以单独购买。
44.当然，可以理解的是，充电器1与充电转换器2之间除了通过上述插拔方式连接之外，也可以磁吸方式实现连接，以提升连接边界性和准确性。
45.根据一个示例性实施例，如图1和图2所示，本实施例中的电池充电装置，包括充电器1、独立于终端的充电转换器2和充电线5，充电转换器2包括第一连接部21和第二连接部22。本实施例中的电池充电装置由于设置了独立于终端4，位于终端4外部并与终端4可拆卸连接的充电转换器2，方便用户根据自身使用需求选择是否使用充电转换器2对终端4进行充电。
46.在一个示例中，当用户想要对终端4进行快速充电时，用户可以将充电转换器2与终端4的充电部41连接，并使用充电线5分别连接充电转换器2和充电器1，再将充电器1与市电连接，此时，终端4的电池3处于快充模式充电。充电转换器2从充电器1处接收电能，并对输入至其中的电流和/或电压进行转换后，输出至终端4的电池3，以实现大倍率快速充电。
47.如图2所示，在本实施例中，当用户不想进行快速充电，只想采用一般方式对终端4进行充电时，充电器1与所述终端的电池通过电流通路直接连接时，所述终端的电池处于慢充模式充电。比如，用户使用充电线5直接连接充电器1和终端4的充电部41，不再使用充电转化器2与终端4连接，从而维持在电流相对较小的状态下充电。
48.本实施例中，由于独立于终端4设置了充电转换器2，将充电转换器2中的充电泵从终端4内部独立设置于外部，方便用户根据自身使用需要，灵活地选择快充模式或者慢充模式进行充电，设置更加人性化，提升了用户的使用体验。如果用户选择使用充电转换器2与终端4连接进行快速充电，由于充电转换器2设置在终端4外部，充电转换器2在充电过程中产生的热量不会对终端4的整机温升产生过多影响，终端4的温升得到有效控制，因此，可以极大地提升使用大电流进行快速充电的充电时长，达到大倍率充电的极致充电时间，提升
用户充电体验。
49.本公开提出了一种电池充电系统，电池充电系统包括终端的电池，以及电池充电装置。参考图3，本实施例中的电池充电装置，用于为终端的电池3充电，电池充电装置包括充电器1和独立于终端的充电转换器2。电池充电系统还包括设置于终端4的充电部，充电部与终端的电池3电连接，外部电能输送至充电部中，进而输送至电池中，对电池进行充电。使用本公开中的电池充电系统对终端进行充电时，用户可以根据自身的实际情况，选择与当下情况相匹配的充电方式进行充电，使充电过程更加人性化，提升了用户的使用体验。
50.在一示例性实施例中，参考图3，本实施例中的电池充电系统，包括终端4的电池3，以及充电器1、以及独立于终端4设置的充电转换器。在终端4上设置有充电部，充电部与电池3电连接。在一个示例中，充电部包括磁吸单元，电池充电装置的充电转换器2的第一连接部21与充电部的磁吸单元磁吸连接。当用户需要快速充电时，可以通过磁吸单元，快速连接第一连接部21，充电转换器2的第二连接部22与充电器1通过充电线5电连接后，对终端进行快速充电。在第一连接部21中设置有与磁吸单元的磁性相反的磁极，当磁吸单元与第一连接部21靠近时，在n极和s极之间的相互吸引力的作用下，第一连接部21与磁吸单元快速吸附在一起，实现快速对准定位，避免出现用户操作过程中因对位不准造成连接费时、费力的问题。
51.在另一个示例中，充电部还可以是插接结构，插接结构形式的充电部与电池充电装置的充电器1通过usb type-c接口形成电连接。在实施过程中，充电转换装置2的第一连接部21可以设置为公接口，充电部可以设置为母接口，当需要进行快速充电时，使用第一连接部21与充电部插接连接即可。
52.在另一个示例中，充电部为插接结构，该示例中，电池充电系统的电池充电装置还包括充电线5，充电线5的用于与终端插接连接的一端设置为公接口，终端4上的充电部设置为母接口。当用户想要对终端4的电池3进行慢充模式充电时，可以使用充电线5的公接口插入至充电部的母接口中进行充电。
53.根据一个示例性实施例，参考图3和图4所示，本实施例中的充电部包括第一充电单元43和第二充电单元44，通过设置两个充电单元，方便对终端4内部的充电线路进行布置。其中，磁吸单元设置于第一充电单元43，该第一充电单元43专门用于与充电转换器2连接，以实现快速充电。在进行连接时，充电转换器2的第一连接部21上设置有与磁吸单元的磁极相反的磁极，以使第一连接部与磁吸单元快速定位连接。本实施例中的第一充电单元43设置在终端4的侧边，第一充电单元43与电池的电能接口连接。通常情况下，由于电路设计原因，电池的电能接口设置在终端4的中部的位置，将第一充电单元43设置在终端4的侧边，当充电转换器2与第一充电单元43连接时，电流通过较短的路径就能够快速地流入至电池中。由于电流的通路较短，因此，终端中不会过多地产生热量，以进一步减少终端整机发热。
54.本实施例中的第二充电单元44为插接式结构，该第二充电单元44专门用于慢速充电模式。本实施例中的第二充电单元44设置于终端4的底端，第二充电单元44与终端4的电池3的电能接口连接，由于电能接口设置在终端的中部，第二充电单元44距离电池3的电能接口较远，即第一充电单元43与电池3的电能接口之间的电流通路的距离小于第二充电单元与电池的电能接口之间的电流通路的距离。但由于第二充电单元44用于慢充模式下使
用，而慢充模式下电流相对快充模式下电流较小，因此，即使第二充电单元44距离电池3的电能接口之间的距离较远，也不会产生过多的热量，终端设备的整机发热也不会过于严重。将第二充电单元44设置在终端4的下端时，方便终端4的内容电路布线。
55.在本实施例中，第一充电单元43用于与充电转换器2连接，对电池3进行快充模式充电，充电电流较大；第二充电单元44可用于直接连接充电线5，对电池3进行慢充模式充电，充电电流较小。第一充电单元43设置于与电池4的电能接口较近的位置，使第一充电单元43与电池3的电能接口之间的电流通路的距离小于第二充电单元44与电池3的电能接口之间的电流通路的距离，减少充电线路在承载大电流时发热，有效避免整机过热。
56.根据一个示例性实施例，如图3和图4所示，本实施例中的电池充电系统除了包括终端4的电池3、充电转换装置2、充电器1和充电线5之外，还包括电池控制芯片(图中未示出)。电池控制芯片与终端4的充电部电连接，用于调节充电过程中的电流和/或电源。在快速充电过程中，为了保证充电安全性和可靠性，电池控制芯片控制充电过程中采用阶梯式充电方式进行充电。同时，电池控制芯片还与终端4的主控芯片电连接，以确保整机控制可靠性、安全性和稳定性。
57.本实施例中的终端4包括充电部，充电部包括第一充电单元43，该第一充电单元43用于与充电转换器2形成的电流通路，以实现快速充电。在快速充电过程中，遵循预设私有充电协议。本实施例中的充电部还包括第二充电单元44，第二充电单元44用于与充电线5连接，进而与充电器1连接，以实现慢速充电。在慢速充电过程中，第二充电单元44与充电器1之间的充电过程遵循qc协议或pd协议。
58.在本实施例中，第一充电单元与充电转换器进行快速充电过程中遵循私有充电协议，通过预设私有充电协议，防止用户接入不适当的其他品牌充电器，对终端设备造成危害。第二充电单元与充电器进行慢速充电过程中遵循qc协议或pd协议，使第二充电单元具有更好的适应性，在用户未携带充电转换器或临时借用他人充电器对终端进行充电时，具有比较好的充电效果，提升用户体验。
59.通过以上实施例，本公开提供的技术方案可以实现：将作为电池升温热源之一的充电转换器独立设置在终端之外，且位于靠近终端的一侧，可以连接常规充电器，通过充电转换器将常规充电器提供的电流进行转换，以对终端内部电池进行大电流的快充模式充电，充电转换器产生的热量不会对电池温度造成影响，相比内置电荷泵的方案，可以有效降低电池温度，增加大电流充电的持续时间，进而提高充电速度。由于充电转换器设置于靠近终端的一侧，不需要提高充电器电流，对充电连接线的要求不高，不需要定制承载大电流的充电线。在本公开提供的方案中，终端设备可以预置两个充电接口，充电器经充电转换器连接快充接口，为终端提供快速充电，充电器也可直接连接常规接口，为终端提供常规充电，最大程度满足用户在不同场景下的充电需求。
60.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本技术旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
61.应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结
构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。