可拆卸电池储电插排研究

刘奥卓， 夏 梦， 曹煜晖， 王智杰

（湖北文理学院 机械工程学院， 湖北 襄阳 441053）

引言

为解决高校宿舍夜间停电后，大学生使用的手机和有USB充电接口的低功率用电设备短时间使用直流电的用电问题，一种储电式插排为当今大学生在夜间断电生活中的需求提供了有力的支持。

1 插排结构分析

插排结构包括上盖、下盖、电池槽盖、储能电池。在插板的下盖中有一个电池槽，用来存放电池，为方便电池的拆卸，就使用螺钉和电池槽盖将电池固定在电池槽内。电池槽的左侧放置插排的常规电路板，插排的上壳有USB插孔。插排内的电池能够在通电情况下储电，在断电的时候，通过内置电池为插排的电路供电，保持插排能够正常使用一段时间[1-4]。

1.1 插排上盖

插排上盖的插孔全部设计为USB接口[5-8]，由于该插排仅用于供电给使用直流电的设备，并且目前使用直流电的设备大多接线头都使用USB接口，所以这样的结构设计不仅方便了插排上插孔的制作，而且还节省了插排插孔的空间，相比于有插头插孔的插排，该插排的USB插孔在同一使用空间下会有更多的USB插孔（见图1）。

图1 插排上盖

1.2 插排下盖

在插排的下盖中有一个电池槽，用来存放电池（见图2），由于该插排的特点是内置储能电池，考虑到电池会因为某些不可抗拒因素而损坏，和用户想要更换容量更大容量的电池的需求，为方便电池的拆卸，就使用螺钉和电池槽盖将电池固定在电池槽内[9-11]。电池槽的左侧放置的是插排的工作电路板，电源线在插排右侧先经过储能电池然后再接入工作电路板，实现通电状态时储能电池的储能和插排的正常工作和断电状态下保证电池的电量充足。

图2 插板下盖

2 插排技术分析

一是该插排在使用过程中输出的全部为直流电，在使用过程中即使插排上所有的USB接口都工作也不会有产生过大的功率，故能够安全的直接接在其他能够输出交流电的插排上。

二是该插排的插孔全部为USB接口，在能够满足接口够多的情况下，节省出更多的空间给内置电池，同时也有更多的空间让内置电池在使用时散热，极大程度延长了内置电池的使用寿命。

三是该插排的内置电池的放置方法为电池槽盖固定，极大程度的为电池的更换提供了便利，当电池损坏或者需要更换更大容量的电池时，只需要将电池槽盖的螺丝拧下，更换同样大小的内置电池即可，无需购买新的插排，避免造成浪费，节约了用户的开销。

四是该插排的内部接线是电源线接入插排内首先与内置电池连接，再由内置电池连接到工作电路板，当内置电池需要更换但是无法立即更换时，可将电源线直接与工作电路板用连接线连接，保证在电池更换之前的非断电状态下，依旧能够实现其作为插板的功能。

3 结语

可拆卸电池储电插排与UPS类似，UPS虽然可以实现长时间稳定的供电，但由于体积过大、价格过于昂贵，并不是每个学生都有条件配备UPS，可拆卸电池储电插排在结构设计上对电池的拆卸提供了便利，对拆卸电池之后的继续使用提供了可行性，集安全性、经济性、便利性于一身，满足了当代大学生的生活需求。