CN103532191A - 一种吸尘器的双组电池组充电系统及其充电方法 - Google Patents

一种吸尘器的双组电池组充电系统及其充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸尘器的双组电池组充电系统，涉及充电式吸尘器的电路技术，其包括设置在吸尘器内的并联的第一电池组和第二电池组电池组，第一电池组和第二电池组电池组共用的充电端口连接充电座，所述的第一电池组和第二电池组电池组的充电回路上各设有充电控制模块，充电控制控制模块连接充电处理器，可以实现对两组并联的电池组同时充电，提供了充电效率。本发明还公开了相应的充电控制方法，检测两组电池组的电压，实现了同时可以对两组电池组以先恒流后恒压的方式进行充电，保证充电效率和充电饱和度，当两组电池组出现大于设定压差的情况时，调整充电电流平衡两组电池组的充电时间。

Description

一种吸尘器的双组电池组充电系统及其充电方法
技术领域
本发明涉及吸尘器的充电电路，具体是指具有双组电池组的吸尘器的充电系统以及充电方法。
背景技术
在单组电池组的充电式吸尘器中，单组电池组的一般充电时间要4个小时，为了增加充电式吸尘器单次使用时间，也有设置了双组电池组的充电式吸尘器，针对双组电池组的充电式吸尘器则需要对两组电池组分两次进行充电，用户要在一组电池充满4小时后，手动从充电座上拿出，再更换另一组电池组进行充电，也就是需要8个小时的充电时间，充电时间太长，并且一组电池充满后换另一组电池时需要用户手动更换，增加用户的操作时间，造成不便。
发明内容
本发明提供了一种吸尘器的双组电池组充电系统及其充电方法，可以同时对两组电池组进行充电，加快了充电效率，节约了充电时间。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种吸尘器的双组电池组充电系统，包括设置在吸尘器内的并联的第一电池组和第二电池组，第一电池组和第二电池组共用一与充电座连接的充电端口，所述的第一电池组和第二电池组的充电回路上各设有充电控制模块，充电控制模块连接充电处理器。通过连接在充电座上的充电端口，可以同时对并联的第一电池组和第二电池组进行充电，同时有充电处理器通过充电控制模块控制充电过程，防止在两组电池组压差较大的情况下出现反充电现象和充电时间过于不均的现象。
作为优选，所述的充电控制模块包括电压检测装置、电流检测装置、电子开关和电源调制装置，所述电压检测装置、电流检测装置、电子开关和电源调制装置分别连接至充电处理器，电压检测装置和电流检测装置发送电池组电压信号和电流信号至充电处理器，基于电压信号和电流信号，充电处理器发送开关信号至电子开关，发送反馈信号至电源调制装置，所述的电源调制装置连接充电端口。
作为优选，所述的电源调制装置为开关电源。开关电源易于控制，应用本发明中，使得电路结构简单。
作为优选，所述的电子开关为单向导通控制的晶闸管，反向截止，阻止电流反向流回电池组出现反充电现象。
作为优选，所述的第一电池组和第二电池组各连接了一电池温度检测模块，电池温度检测模块连接充电处理器并发送电池组温度信号。电池温度检测模块检测电池组温度，充电处理器判断是否异常，保证电路运行安全。
作为优选，所述的充电处理器连接了用来提醒电池充电完毕的提示装置，可以及时提醒用户电池组已经充电完成了。
作为优选，所述的充电处理器连接了操作装置，便于用户手动操作。
本发明还提供了一种吸尘器的双组电池组充电系统的充电方法，包括电压检测装置和电流检测装置，电压检测装置和电流检测装置检测电池组电压和电流，由充电处理器控制两个电池组的充电回路，充电开始后，实时检测两组并联的电池组的电压和充电电流，计算两组电池组的压差，当压差大于设定值时，充电处理器控制调整充电电流使得低电压电池组的充电电流大于高电压电池组的充电电流，当压差小于等于设定压差值时，两组电池组以相同的充电电流充电，当电池组的电压达到设定电压值时，分别以恒定电压值对两组电池组充电，两组电池组停止充电的条件为充电电流降低到电池额定容量的设定倍数。
上述的方法可以同时满足两组电池组都以先恒流后恒压的方式进行充电，同时当两组电池组存在较大压差的情况下，以不同的充电电流充电平衡二者间的充电时间，方便用户操作。
作为优选，所述的设定压差值为0.4伏特。
作为优选，所述的设定电压值通过以下方法得到：
1）检测电池组电压为a伏特，检测充电电流为b安培，已知充电回路阻抗为c欧姆，已知电池组充电饱和电压为d伏特；
2）当a+b×c=d，此时数值a即为所述的设定电压值。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：可以实现对两组并联的电池组同时充电，提供了充电效率，设置了充电处理器和充电控制模块对充电过程进行控制，实现了同时可以对两组电池组以先恒流后恒压的方式进行充电，保证充电效率和充电饱和度。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1为本发明电路结构框图；
图2为手提式和立式二合一的吸尘器结构示意图；
图3为本发明充电控制方法流程图；
图4为本发明两组电池组开始充电时压差大于设定值情况下充电电压电流变化示意图。
其中，1为立式吸尘器本体，2为手提式吸尘器本体2，3为作为电子开关的晶闸管，4为电流互感器，5为充电的电源，6为第一充电控制模块，7为第二充电控制模块。
具体实施方式
参见图1，为吸尘器的双组电池组充电系统的结构框图，其中设置在吸尘器内的第一电池组和第二电池组是并联关系，所述的第一电池组和第二电池组的充电回路上各设有充电控制模块，分别为连接了第一电池组的第一充电控制模块6，分别为连接了第二电池组的第二充电控制模块7，两个充电控制模块都连接充电处理器，所述的充电控制模块包括电压检测装置、电流检测装置、电子开关和电源调制装置，所述电压检测装置、电流检测装置、电子开关和电源调制装置分别连接至充电处理器，电压检测装置和电流检测装置发送电池组电压信号和电流信号至充电处理器，基于电压信号和电流信号，充电处理器发送开关信号至电子开关，发送反馈信号至电源调制装置，所述的电源调制装置连接充电端口。在本实施例中，电流检测装置优选包括接在充电回路上的电流互感器4，所述的电子开关优选单向导通控制的晶闸管3，由于反向截止，可以阻止电流反向流回电池组出现反充电现象。所述的电源调制装置优选开关电源，开关电源易于控制，应用本发明中，使得电路结构简单。
在本实施例中，第一电池组和第二电池组共用一与充电座连接的充电端口，充电座连接了电源5，可以实现对两组并联的电池组同时充电，提供了充电效率，通过所述的电压检测装置和电流检测装置可以检测电池组的电压信号和电流信号，充电处理器可以计算两组电池组的压差值并预设定保证充电过程稳定工作的压差值和充电完成时电流值，使得两组电池组均以先恒流后恒压的方式进行充电，保证充电效率和充电饱和度。
为了保证电路运行安全，所述的第一电池组和第二电池组各连接了一电池温度检测模块，电池温度检测模块连接充电处理器并发送电池组温度信号。电池温度检测模块检测电池组温度，充电处理器判断是否异常，出现异常状况时，由充电处理器控制电子开关关断充电回路。
所述的充电处理器连接了用来提醒电池充电完毕的提示装置，可以及时提醒用户电池组已经充电完成了，所述的提示装置可以采用声音提示设备，也可以采用显示设备，或者二者皆备。所述的充电处理器还连接了操作装置，便于用户手动操作，诸如启动充电程序，临时关断充电等。
需要指出，本发明尤其适合应用于手提式和立式二合一的吸尘器，参见图2，手提式和立式二合一的吸尘器包括手提式吸尘器本体2和立式吸尘器本体1，在手提式吸尘器本体2和立式吸尘器本体1内各设有一组电池组，手提式吸尘器本体2和立式吸尘器本体1组合时，设置在二者内的两组电池组并联。
基于上述的系统硬件设置，本实施例还提供了一种吸尘器的双组电池组充电系统的充电方法，参见图3，充电开始后，实时检测两组并联的电池组的电压和充电电流并计算两组电池组的压差，当压差大于设定值时，在本实施例中所述的设定压差值优选为0.4伏特，此时，充电处理器控制调整充电电流使得低电压电池组的充电电流大于高电压电池组的充电电流，当压差小于等于设定压差值时，两组电池组以相同的充电电流充电，当电池组的电压达到设定电压值时，分别以恒定电压值对两组电池组充电，两组电池组停止充电的条件为充电电流降低到电池额定容量的设定倍数，并且启动提示装置提醒用户已经充电完成。在本实施例中，所述的设定倍数为0.02倍，经过实验，到这个数值时，可以判定电池已经充满，再继续充电效果较差。如此，两组电池组均以先恒流后恒压的方式完成了充电过程，当出现两组电池组存在大压差的情况下以不同的充电电流平衡充电时间，方便了用户操作。
如图4所示，标号A所指向的是第一电池组电压变化曲线，标号A1所指向的是第一电池组电流变化曲线，标号B所指向的是第二电池组电压变化曲线，标号B1所指向的是第二电池组电流变化曲线，T为时间轴。在图4中，第一电池组的电压为3.5V，第二电池组的电压为3.9V，二者压差为0.4V,所以开始充电之后，将第一电池组的充电电流恒定在0.6C，第二电池组的充电电流恒定在0.5C，两组电池组的电压都不断上升，在t1时刻第二电池组的电压达到设定值，在t2时刻第一电池组的电压达到设定值，当电池组的电压达到设定值时，充电方式由恒流充电模式转向恒压充电模式，同时充电电流不断下降，直到充电电流小于等于0.02C，启动提示装置提醒用户已经充电完成。
如果两组电池组的压差小于0.4V，则开始充电之后，二者充电电流都恒定在0.5C，其他的过程原理是相同的。
所述的设定电压值通过以下方法得到：
1）检测电池组电压为a伏特，检测充电电流为b安培，已知充电回路阻抗为c欧姆，已知电池组充电饱和电压为d伏特；
2）当a+b×c=d，此时数值a即为所述的设定电压值。
如此得到的设定电压值比较合理，能保证充电的效率，也防止过充现象。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和调整，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种吸尘器的双组电池组充电系统，其特征在于：包括设置在吸尘器内的并联的第一电池组和第二电池组，第一电池组和第二电池组共用一与充电座连接的充电端口，所述的第一电池组和第二电池组的充电回路上各设有充电控制模块，充电控制模块连接充电处理器。
2.根据权利要求1所述的吸尘器的双组电池组充电系统，其特征在于：所述的充电控制模块包括电压检测装置、电流检测装置、电子开关和电源调制装置，所述电压检测装置、电流检测装置、电子开关和电源调制装置分别连接至充电处理器，电压检测装置和电流检测装置发送电池组电压信号和电流信号至充电处理器，基于电压信号和电流信号，充电处理器发送开关信号至电子开关，发送反馈信号至电源调制装置，所述的电源调制装置连接充电端口。
3.根据权利要求2所述的吸尘器的双组电池组充电系统，其特征在于：所述的电源调制装置为开关电源。
4.根据权利要求2所述的吸尘器的双组电池组充电系统，其特征在于：所述的电子开关为单向导通控制的晶闸管（3）。
5.根据权利要求1或2所述的吸尘器的双组电池组充电系统，其特征在于：所述的第一电池组和第二电池组各连接了一电池温度检测模块，电池温度检测模块连接充电处理器并发送电池组温度信号。
6.根据权利要求2所述的吸尘器的双组电池组充电系统，其特征在于：所述的充电处理器连接了用来提醒电池充电完毕的提示装置。
7.根据权利要求2所述的吸尘器的双组电池组充电系统，其特征在于：所述的充电处理器连接了操作装置。
8.一种吸尘器的双组电池组充电系统的充电方法，其特征在于：包括电压检测装置和电流检测装置，电压检测装置和电流检测装置检测电池组电压和电流，由充电处理器控制两个电池组的充电回路，充电开始后，实时检测两组并联的电池组的电压和充电电流，计算两组电池组的压差，当压差大于设定值时，充电处理器控制调整充电电流使得低电压电池组的充电电流大于高电压电池组的充电电流，当压差小于等于设定压差值时，两组电池组以相同的充电电流充电，当电池组的电压达到设定电压值时，分别以恒定电压值对两组电池组充电，两组电池组停止充电的条件为充电电流降低到电池额定容量的设定倍数。
9.根据权利要求8所述的吸尘器的双组电池组充电系统，其特征在于：所述的设定压差值为0.4伏特。
10.根据权利要求8所述的吸尘器的双组电池组充电系统，其特征在于：所述的设定电压值通过以下方法得到：
1）检测电池组电压为a伏特，检测充电电流为b安培，已知充电回路阻抗为c欧姆，已知电池组充电饱和电压为d伏特；
2）当a+b×c=d，此时数值a即为所述的设定电压值。
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