CN106786921A - 无线充电装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了无线充电装置及系统，涉及家用电器技术领域，其中，该无线充电装置包括：依次电连接的电池管理模块、传输模块、充电模块和显示模块，其中，电池管理模块用来实时采集锂电池的充电电压，传输模块将充电电压发送给充电模块，充电模块根据接收到的充电电压调整充电电流，通过显示模块将充电电压和充电电流进行显示，这样，充电模块在充电的过程中能与正在充电的锂电池实时进行通信，并及时获取锂电池的充电情况，有效减少了充电过程中异常情况的发生。

Description

无线充电装置及系统

技术领域

本发明涉及家用电器领域，尤其涉及无线充电装置及系统。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的电子设备选用锂电池作为电源，比如，现行的手机大多数都是使用锂电池的，原因在于，锂电池具有高储存能量密度，使用寿命长，有可以使用10000次的记录，并具备高功率承受力，自放电率很低，高低温适应性强，而且，绿色环保，在生产、使用和报废的过程中都不产生任何铅、汞、镉等有毒有害的重金属物质，因此，近年来锂电池使用广泛。

在锂电池的使用过程中，需要定期为其进行充电，以保证锂电池有足够的电量供应。在进行充电时，首先，需要将充电模块通过充电线与装有锂电池的设备进行连接，之后，将充电模块与电源进行连接，即将充电模块的插头插到充电插座上；当充电模块已经充好电后或者需要临时使用充电模块时，拔掉充电模块的插头即可。但是，在上述充电过程中，充电模块和充电模块之间只是通过充电线连接，充电模块和充电模块在充电过程中出现的异常(例如，电压过高或电流过大等)，无法及时获取。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了无线充电装置及系统，通过电池管理模块和显示模块等的设置，使得充电模块能获取正在充电的锂电池的充电情况。

第一方面，本发明实施例提供了无线充电装置，包括：

依次电连接的电池管理模块、传输模块、充电模块和显示模块；

电池管理模块，用于实时采集锂电池的充电电压；

传输模块，用于将充电电压发送给充电模块；

充电模块，用于根据接收到的充电电压调整充电电流；

显示模块，用于将充电电压和充电电流进行显示。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，传输模块包括无线发送单元；

无线发送单元连接在电池管理模块和充电模块之间，用于将充电电压无线传输给充电模块。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，传输模块还包括无线接收单元；

无线接收单元与无线发送单元相连，用于接收充电电压。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，充电模块包括相连接的电压检测单元和电压报警单元；

电压检测单元，用于判断充电电压是否大于预先设定的阈值；

电压报警单元，用于当充电电压大于预先设定的阈值时，向显示模块发送电压报警信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，充电模块还包括电流检测单元和电流报警单元；

电流检测单元，用于判断充电电流是否大于预先设定的阈值；

电流报警单元，用于当充电电流大于预先设定的阈值时，向显示模块发送电流报警信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，电池管理模块包括依次电连接的电池连接单元和电池监测单元；

电池连接单元，用于存放多个需要充电的锂电池；

电池监测单元，用于采集每个锂电池的充电电压。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括相连接的存储模块和输出模块，其中，存储模块与充电模块相连；

存储模块，用于对充电电压和充电电流的数值实时进行存储；

输出模块，用于将存储的充电电压和充电电流进行打印输出。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，充电模块还包括电流控制键和开关键；

电流控制键，用于调节充电电流的大小；

开关键，用于当检测到有锂电池接入电池管理模块时，使充电模块与电池管理模块之间的连接导通；

开关键，还用于当充电电压大于预先设定的阈值时，使充电模块与电池管理模块之间的连接断开。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，显示模块设置在充电模块的正面。

第二方面，本发明实施例提供了无线充电系统，包括：上述的无线充电装置和用电设备；

无线充电装置与用电设备连接，用于为用电设备进行供电。

本发明实施例提供的无线充电装置及系统，其中，该无线充电装置包括：依次电连接的电池管理模块、传输模块、充电模块和显示模块，首先，通过电池管理模块来实时采集锂电池的充电电压，之后，传输模块用于将充电电压发送给充电模块，充电模块根据接收到的充电电压来调整充电电流，最后，由显示模块将充电电压和充电电流进行显示。通过上述电池管理模块、传输模块、充电模块和显示模块的设置，使得充电模块能在锂电池的充电过程中，实时获取锂电池的充电情况，即充电电压，并根据充电电压来调整流经锂电池的充电电流，从而有效监测了锂电池在充电过程中的具体情况，也进一步避免了充电异常现象的发生。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的无线充电装置的结构连接图；

图2示出了本发明实施例所提供的无线充电装置的传输模块的结构连接图；

图3示出了本发明实施例所提供的无线充电系统的连接图；

图4示出了本发明实施例所提供的无线充电装置的发送端连接图；

图5示出了本发明实施例所提供的无线充电装置的接收端连接图。

图标：1-电池管理模块；2-传输模块；3-充电模块；4-显示模块；21-无线发送单元；22-无线接收单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，很多用电设备上都是用锂电池作为供电电池。在锂电池的使用过程中，需要定期为其进行充电，以保证锂电池有足够的电量供应。需要进行充电时，首先，需要将充电模块通过充电线与装有锂电池的设备进行连接，之后，将充电模块与电源进行连接，即将充电模块的插头插到充电插座上；当锂电池已经充好电后或者需要临时使用锂电池时，拔掉充电模块的插头即可。可见，在整个充电的过程中，充电模块和锂电池之间只是通过充电线连接，充电模块无法知晓锂电池的充电情况，更无法获取锂电池在充电过程中出现的异常情况。

基于此，本发明实施例提供了无线充电装置及系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1和图2，本实施例提出的无线充电装置包括：依次电连接的电池管理模块1、传输模块2、充电模块3和显示模块4，其具体结构和使用方法如下：

首先，将电池管理模块1与正在充电的锂电池进行连接，以便实时采集锂电池的充电电压。在实际使用过程中，用电设备中包含的锂电池数目不等，例如，手机电池一般为一个锂电池，多功能手电筒中则通常有多个锂电池，为此，在电池管理模块1中包括依次电连接的电池连接单元和电池监测单元，其中，电池连接单元用于存放多个需要充电的锂电池，当需要充电的锂电池为一个时，电池连接单元中直接放置该锂电池。

当需要充电的锂电池为多个时，电池连接单元内相应的设置有多个电池槽，并且，多个电池槽位串联或者并联连接，当有多个锂电池要充电时，将各个锂电池依次放入电池槽内进行相应的串联或者并联连接，并且，待充电的锂电池的充电端均能与电源相连。

针对上段中提到的多个锂电池需要进行充电的情况，电池连接单元为一个可调节的电池槽，当锂电池需要充电时，直接将含有锂电池的充电模块放入该电池槽内，并根据充电模块的大小进行相应的调节，并从该充电模块上导出充电模块的充电口(或者，充电线)，该充电口能与电源相连，以完成锂电池的电能储备。

电池监测单元用以采集每个正在充电的锂电池的充电电压，当需要充电的锂电池为一个时，电池监测单元直接对该锂电池进行实时电压值的测量，即完成充电电压的采集；当需要充电的锂电池为多个时，电池监测单元分别对每个正在充电的锂电池进行实时电压值的测量。

当完成充电电压的采集后，通过传输模块2将充电电压发送给充电模块，这里的充电模块可以为充电器、移动电源或者车载充电器等等。与传统的有线充电器不同，本发明中的传输模块2包括无线发送单元21和无线接收单元22，即取消了充电锂电池和充电模块之间的有线连接，这样使得充电线容易丢失，充电锂电池和充电模块之间结构零件接线繁琐的问题得以解决。

无线发送单元21连接在电池管理模块1和充电模块之间，常见，无线发送单元21设置在电池管理模块1上，以便将采集到的充电电压直接无线传输给充电模块；无线接收单元22与无线发送单元21配合使用，无线接收单元22多设置在充电模块上，用于接收充电电压。

当充电模块接收到上述充电电压后，能够根据接收到的充电电压调整充电电流，例如，充电锂电池为一个时，其上的充电电压低于预先设定的阈值时，充电模块调整充电电流，以使充电模块快速进行充电；当锂电池上的充电电压达到预先设定的阈值时，充电模块减小或切断充电电流，以避免锂电池因为充电电压过高而发生损坏。

通过上述调整过程，使锂电池在充电过程中得到了有效保护，此外，充电模块中还包括相连接的电压检测单元和电压报警单元，其中，电压检测单元用来判断充电电压是否大于预先设定的阈值，通常，充电电压的阈值是根据待充电的锂电池的电池容量值进行设定的，设定的规则是阈值等于或者小于电池容量值，对于一些自身有过压保护的锂电池，阈值也可以略大于电池容量值。在充电过程中，当充电电压大于预先设定的阈值时，电压报警单元向显示模块4发送电压报警信号，以告知用户充电过程中发生异常，提醒用户及时停止充电。

另外，在本充电模块中还包括电流检测单元和电流报警单元，其中，电流检测单元用于判断充电电流是否大于预先设定的阈值，通常，在充电过程中，充电电流的阈值是根据充电模块和锂电池的最大允许电流值综合进行设定的，设定的规则是充电模块和锂电池的最大允许电流值均小于或等于阈值。这样，在充电过程中，当充电电流大于预先设定的阈值时，电流报警单元向显示模块4发送电流报警信号，以告知用户充电过程中发生异常，提醒用户及时停止充电。

在本申请的充电模块中还包括电流控制键和开关键，电流控制键用来调节充电电流的大小，通过该电流控制键的设置，用户可以灵活的控制充电模块中的充电电流的大小，以满足不同需求的使用。另外，开关键用于当检测到有锂电池接入电池管理模块1时，使充电模块与电池管理模块1之间的连接导通，确保使锂电池接入后开始进行充电，保证了充电的安全性和规范性；开关键还用于当充电电压大于预先设定的阈值时，使充电模块与电池管理模块1之间的连接断开，停止对锂电池进行充电，从而为充电过程的安全性提供了双重保障。

在该无线通讯装置中还包括显示模块4，并且，显示模块4还能将充电电压和充电电流进行显示，通常，显示模块4设置在充电模块的正面，以便用户实时观察锂电池的充电情况，对充电过程中出现的异常情况及时进行处理。

无线通讯装置上还包括相连接的存储模块和输出模块，其中，存储模块与充电模块相连，存储模块用于对充电电压和充电电流的数值实时进行存储，输出模块用于将存储的充电电压和充电电流进行打印输出，通常，输出模块设置在充电模块上，由充电模块对充电电压和充电电流进行输出，以使用户能直接查看到打印输出的数据，进一步方便了用户的使用。

参见图4，三个电池管理模块1串行连接，其中，每个电池管理模块1均能为12个锂电池进行充电，在该电池管理模块1中选用电池管理芯片1tc6802。电池管理模块1通过SPI与传输模块2进行通讯，传输模块2选用主控芯片为nRF24LE1，这里主控芯片可替换为nrf51822、CC2530等无线RF芯片，这里传输模块2主要用于无线发送，该传输模块2与存储模块通过SPI进行通讯，存储模块采用存储芯片AT45DB62D来存储锂电池的各项数据信息(例如，温度值等)。存储芯片在RTC时钟芯片的控制下进行存储。此外，传输模块2还与温控/自检/复位系统相连，例如，当锂电池的温度值大于预设的标准值时，温控系统起作用等。

参见图5，传输模块2选用主控芯片为nRF24LE1，这里主控芯片可替换为nrf51822、CC2530等无线RF芯片，这里传输模块2主要用于无线接收，传输模块2通过CAN总线与通讯芯片进行连接，在这里通讯芯片选用MCP2515和TJA1040，同样，通过充电模块3为其进行供电，优选充电模块3为4KW充电机，传输模块2通过I/O口与按键控制相互配合使用。传输模块2还与刷新芯片通过Uart口进行通讯，这里，刷新芯片优选Atmega168，以为显示模块4刷新数据，刷新后的数据传送给显示模块4进行显示。

综上所述，本实施例提供的无线充电装置包括：依次电连接的电池管理模块1、传输模块2、充电模块和显示模块4，其中，电池管理模块1用于实时采集锂电池的充电电压，由传输模块2将充电电压发送给充电模块，充电模块根据接收到的充电电压调整充电电流，显示模块4将充电电压和充电电流进行显示，在使用时，充电的锂电池和充电模块(例如，充电器等)之间能够进行无线通讯，使得充电模块能及时获取并调整锂电池的充电电流和充电电压，从而使充电过程更加安全。

实施例2

参见图3，本实施例提供了无线充电系统包括：上述无线充电装置和用电设备，常见的用电设备包括手机、平板电脑、手电筒等移动设备，无线充电装置与用电设备进行连接，并能为上述用电设备进行供电，使其充满电能。

综上所述，本实施例提供的无线充电系统包括：无线充电装置和用电设备，无线充电装置与用电设备连接，并为上述用电设备进行供电，这样，使用电设备能方便的与无线充电装置进行连接，并由无线充电装置完成对用电设备的电能补给。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.无线充电装置，其特征在于，包括：依次电连接的电池管理模块、传输模块、充电模块和显示模块；

所述电池管理模块，用于实时采集锂电池的充电电压；

所述传输模块，用于将所述充电电压发送给所述充电模块；

所述充电模块，用于根据接收到的所述充电电压调整充电电流；

所述显示模块，用于将所述充电电压和所述充电电流进行显示。

2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述传输模块包括无线发送单元；

所述无线发送单元连接在所述电池管理模块和所述充电模块之间，用于将所述充电电压无线传输给所述充电模块。

3.根据权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述传输模块还包括无线接收单元；

所述无线接收单元与所述无线发送单元相连，用于接收所述充电电压。

4.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述充电模块包括相连接的电压检测单元和电压报警单元；

所述电压检测单元，用于判断所述充电电压是否大于预先设定的阈值；

所述电压报警单元，用于当所述充电电压大于预先设定的阈值时，向所述显示模块发送电压报警信号。

5.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述充电模块还包括电流检测单元和电流报警单元；

所述电流检测单元，用于判断所述充电电流是否大于预先设定的阈值；

所述电流报警单元，用于当所述充电电流大于预先设定的阈值时，向所述显示模块发送电流报警信号。

6.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述电池管理模块包括依次电连接的电池连接单元和电池监测单元；

所述电池连接单元，用于存放多个需要充电的锂电池；

所述电池监测单元，用于采集每个所述锂电池的充电电压。

7.根据权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，还包括相连接的存储模块和输出模块，其中，存储模块与充电模块相连；

所述存储模块，用于对所述充电电压和所述充电电流的数值实时进行存储；

所述输出模块，用于将存储的所述充电电压和所述充电电流进行打印输出。

8.根据权利要求5所述的无线充电装置，其特征在于，所述充电模块还包括电流控制键和开关键；

所述电流控制键，用于调节所述充电电流的大小；

所述开关键，用于当检测到有锂电池接入所述电池管理模块时，使所述充电模块与所述电池管理模块之间的连接导通；

所述开关键，还用于当所述充电电压大于预先设定的阈值时，使所述充电模块与所述电池管理模块之间的连接断开。

9.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述显示模块设置在所述充电模块的正面。

10.无线充电系统，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的无线充电装置和用电设备；

所述无线充电装置与所述用电设备连接，用于为所述用电设备进行供电。