CN110112795A - 充电器、多电池充电系统及其充电控制方法 - Google Patents

充电器、多电池充电系统及其充电控制方法 Download PDF

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CN110112795A CN201810102397.3A CN201810102397A CN110112795A CN 110112795 A CN110112795 A CN 110112795A CN 201810102397 A CN201810102397 A CN 201810102397A CN 110112795 A CN110112795 A CN 110112795A
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Abstract

本发明公开了一种充电器、多电池充电系统及其充电控制方法，该充电器包括：至少两个充电接口，充电接口用于连接待充电的智能电池，且充电接口与其连接的待充电的智能电池构成充电回路；控制器，控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息，并根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对多个待充电的智能电池进行充电。根据本发明的充电器，能够通过一个充电器设备依次对每个待充电的智能电池进行充电，保证充电正常进行，并能够提高充电方便性。

Description

充电器、多电池充电系统及其充电控制方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种充电器、一种多电池充电系统和一种多电池充电系统的充电控制方法。
背景技术
随着农业植保无人机的普及，农业无人机的数量越来越多。而大部分植保无人机都是锂电池供电，这类电池倍率高，能量密度大。在实际应用中，一架无人机需要配备多个机载电池。正是由于机载电池数量越来越多，在充电的问题上遇到一个非常麻烦的问题。
目前普遍的充电方式为通过一个充电器给一个电池充电，当需要给多个电池充电的时候，可以配备多个充电器。但是在很多地区，电网电压并不稳定，供电能力不足，往往无法同时对多台充电器进行充电。上述电网电压不稳定的问题是当前的实际现状，短期内不太可能解决。另外，当同时使用多台充电器时，若充电器总功率超过电网的负载能力，也会导致电网供电不正常。总之，在某些应用场景下，仅允许通过一台充电器，给多个电池充电，否则充电无法正常进行。
然而在给多个电池充电时，一个电池充电完成后，需人工更换另一个充电电池，因此大多时候充电需要人员值守，充电方便性较差。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种充电器，能够保证充电正常进行，并能够提高充电方便性。
本发明的第二个目的在于提出一种多电池充电系统。
本发明的第三个目的在于提出一种多电池充电系统的充电控制方法。
根据本发明第一方面实施例的充电器，包括：至少两个充电接口，所述充电接口用于连接待充电的智能电池，且所述充电接口与其连接的待充电的智能电池构成充电回路；控制器，所述控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息，并根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对多个待充电的智能电池进行充电。
根据本发明实施例的充电器，其控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息，并根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对多个待充电的智能电池进行充电，由此，通过一个充电器设备能够依次对每个待充电的智能电池进行充电，突破了电网负载能力的限制，保证充电正常进行，并且，通过自动切换待充电的智能电池，无需人为干预，大大提高了充电的方便性。在本发明中，所述控制器的形态不限定，所述控制器既可以为独立的设置在充电器外部的模块，又可以是设置在充电器内部的一个模块；所述控制器还可以包括若干个子控制器，例如包括第一子控制器和第二子控制器，两个子控制器可以通讯，所述第一子控制设置在待充电的智能电池上用于获取电池的状态信息，所述第二子控制器可以设置在所述充电器内部，并根据所述状态信息对所述多个待充电的智能电池进行充电。
另外，根据本发明上述实施例的充电器还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述的充电器还包括：AC-DC模块，所述AC-DC模块用于将输入的交流电源转换为直流电源，以分别给所述多个待充电的智能电池充电。
进一步地，所述控制器用于根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并根据排序结果控制多个待充电的智能电池依次进行充电，直至所有待充电的智能电池全部充满电。
进一步地，所述控制器用于根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并控制排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电，以及在所述首个待充电的智能电池充满电后重新获取未进行充电的智能电池的状态信息，并对未进行充电的待充电的智能电池重新进行排序以更新所述排序结果，以及控制更新后的排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电，以此类推，直至所有待充电的智能电池全部充满电。
进一步地，所述控制器用于根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量，并按照剩余电量由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
进一步地，所述控制器用于根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余充电时间，并按照剩余充电时间由短到长的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
进一步地，多个待充电的智能电池中任意两个智能电池的总容量相同或不同，所述控制器用于根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量占总容量的比例，并按照比例由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
进一步地，所述控制器还用于，在获取每个待充电的智能电池的状态信息之前，通过与每个待充电的智能电池进行通信，以给每个待充电的智能电池分配ID，以便根据每个待充电的智能电池的ID和每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序。
进一步地，所述控制器与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的静态ID，并根据每个待充电的智能电池的静态ID和分配给每个待充电的智能电池的动态ID生成多个ID数据，以及将多个ID数据分别发送给每个待充电的智能电池，每个待充电的智能电池将接收到的多个ID数据与自身静态ID进行匹配，并将匹配成功的ID数据中的动态ID作为自身的ID。
根据本发明的一个实施例，每个所述充电回路中设有充电开关，其中，在任意一个充电开关闭合时，所述充电器给该充电开关所在充电回路对应的智能电池充电。
根据本发明的一个实施例，所述充电开关设置在所述充电器中时，其中，所述控制器通过控制多个充电开关，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
根据本发明的一个实施例，所述充电开关设置在所述智能电池中时，其中，所述控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以通过每个待充电的智能电池中的微处理器控制多个充电开关，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时通过当前需要充电的智能电池中的微处理器控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
根据本发明第二方面实施例的多电池充电系统，包括：多个待充电的智能电池；本发明第一方面实施例的充电器，所述充电器依次给多个待充电的智能电池充电。
根据本发明实施例的多电池充电系统，通过一个充电器设备能够依次对每个待充电的智能电池进行充电，突破了电网负载能力的限制，保证充电正常进行，并且，通过自动切换待充电的智能电池，无需人为干预，大大提高了充电的方便性。
根据本发明第三方面实施例的多电池充电系统的充电控制方法，包括以下步骤：所述控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息；所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对所述多个待充电的智能电池进行充电。
根据本发明实施例的多电池充电系统的充电控制方法，控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息，并根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对多个待充电的智能电池进行充电，由此，通过一个充电器设备能够依次对每个待充电的智能电池进行充电，突破了电网负载能力的限制，保证充电正常进行，并且，通过自动切换待充电的智能电池，无需人为干预，大大提高了充电的方便性。
另外，根据本发明上述实施例的多电池充电系统的充电控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以使多个待充电的智能电池依次进行充电，包括：所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并根据排序结果控制多个待充电的智能电池依次进行充电，直至所有待充电的智能电池全部充满电。
进一步地，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以使多个待充电的智能电池依次进行充电，包括：所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并控制排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电；所述控制器在所述首个待充电的智能电池充满电后重新获取未进行充电的智能电池的状态信息，并对未进行充电的待充电的智能电池重新进行排序以更新所述排序结果，以及控制更新后的排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电，以此类推，直至所有待充电的智能电池全部充满电。
其中，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量，并按照剩余电量由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
其中，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余充电时间，并按照剩余充电时间由短到长的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
其中，多个待充电的智能电池中任意两个智能电池的总容量相同或不同，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量占总容量的比例，并按照比例由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
进一步地，所述控制器还在获取每个待充电的智能电池的状态信息之前，通过与每个待充电的智能电池进行通信，以给每个待充电的智能电池分配ID，以便根据每个待充电的智能电池的ID和每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序。
进一步地，所述控制器给每个待充电的智能电池分配ID，包括：所述控制器与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的静态ID，并根据每个待充电的智能电池的静态ID和分配给每个待充电的智能电池的动态ID生成多个ID数据，以及将多个ID数据分别发送给每个待充电的智能电池；每个待充电的智能电池将接收到的多个ID数据与自身静态ID进行匹配，并将匹配成功的ID数据中的动态ID作为自身的ID。
根据本发明的一个实施例，每个所述充电回路中设有充电开关，其中，在任意一个充电开关闭合时，所述充电器给该充电开关所在充电回路对应的智能电池充电。
根据本发明的一个实施例，所述充电开关设置在所述充电器中时，其中，所述控制器通过控制多个充电开关，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
根据本发明的一个实施例，所述充电开关设置在所述智能电池中时，其中，所述控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以通过每个待充电的智能电池中的微处理器控制多个充电开关，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时通过当前需要充电的智能电池中的微处理器控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
附图说明
图1为根据本发明实施例的多电池充电系统的方框示意图；
图2为根据本发明一个实施例的多电池充电系统的方框示意图；
图3为根据本发明一个实施例的多电池充电系统的结构示意图；
图4为根据本发明实施例的多电池充电系统的充电控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例的充电器、多电池充电系统及其充电控制方法可应用于无人机中，也可应用于便携电子设备、电动汽车等其他用电设备中。
下面结合附图来描述本发明实施例的充电器、多电池充电系统及其充电控制方法。
图1为根据本发明实施例的多电池充电系统的方框示意图。
如图1所示，本发明实施例的充电器100，包括至少两个充电接口10(图中示出三个或三个以上)和控制器20。
其中，充电接口10用于连接待充电的智能电池200，且充电接口10与待充电的智能电池200构成充电回路；控制器20通过与每个待充电的智能电池200进行通信以获取每个待充电的智能电池200的状态信息，并根据每个待充电的智能电池200的状态信息对相应的充电回路进行控制以对多个待充电的智能电池200进行充电。
其中，充电器100可对输入的电源进行转换，以通过充电接口10对相应的智能电池200进行充电。当输入的电源为交流电源时，如图2所示，充电器100还可包括AC-DC模块30。AC-DC模块30可将输入的交流电源转换为直流电源，以分别给多个待充电的智能电池200充电。
在本发明的一个实施例中，控制器20可根据每个待充电的智能电池200的状态信息对多个待充电的智能电池200进行排序，并根据排序结果控制多个待充电的智能电池200依次进行充电，直至所有待充电的智能电池全部充满电。也就是说，在确定多个待充电的智能电池200后，可一次性获取所有待充电的智能电池200的状态信息，并据此进行排序，然后依据该次排序的排序结果对多个待充电的智能电池200依次进行充电即可。
在本发明的一个实施例中，控制器20还可根据每个待充电的智能电池200的状态信息对多个待充电的智能电池200进行排序，并控制排序结果中的首个待充电的智能电池200进行充电，以及在首个待充电的智能电池200充满电后重新获取未进行充电的智能电池200的状态信息，并对未进行充电的待充电的智能电池200重新进行排序以更新排序结果，以及控制更新后的排序结果中的首个待充电的智能电池200进行充电，以此类推，直至所有待充电的智能电池200全部充满电。也就是说，在每次根据排序结果完成对一个待充电的智能电池200的充电后，均重新获取剩余的待充电的智能电池200的状态信息，并据此重新进行排序，由此，可依据每次的排序结果对其中一个待充电的智能电池200进行充电，直至所有待充电的智能电池200全部充满电。
其中，控制器20可根据每个待充电的智能电池200的剩余电量、剩余充电时间或者剩余电量占总容量的比例等对待充电的智能电池200进行排序。
具体而言，在本发明的一个实施例中，控制器20可根据每个待充电的智能电池200的状态信息获取每个待充电的智能电池200的剩余电量，并按照剩余电量由高到低的顺序对多个待充电的智能电池200进行排序。由此，充电器100可在同一时间对一个智能电池200进行充电，并且可优先对剩余电量较高的待充电的智能电池200进行充电。
在本发明的一个实施例中，控制器20可根据每个待充电的智能电池200的状态信息获取每个待充电的智能电池200的剩余充电时间，并按照剩余充电时间由短到长的顺序对多个待充电的智能电池200进行排序。由此，充电器100可在同一时间对一个智能电池200进行充电，并且可优先对剩余充电时间较短的待充电的智能电池200进行充电，从而便于尽快完成一个或多个智能电池200的充电以便及时提供给用户使用。
在本发明的一个实施例中，多个待充电的智能电池200中任意两个智能电池200的总容量相同或不同，控制器20可根据每个待充电的智能电池200的状态信息获取每个待充电的智能电池200的剩余电量占总容量的比例，并按照比例由高到低的顺序对多个待充电的智能电池200进行排序。由此，当多个待充电的智能电池200的总容量不完全相同时，本发明实施例的充电器100也可实现对该多个待充电的智能电池200的充电。举例而言，多个待充电的智能电池200包括总容量为180000mAh，剩余电量为100000mAh的第一智能电池和总容量为80000mAh，剩余电量为70000mAh的第二智能电池，则第一智能电池的剩余电量占总容量的比例为55.5％，第二智能电池的剩余电量占总容量的比例为87.5％，此时可优先给第二智能电池充电。
在本发明的一个实施例中，每个待充电的智能电池200具有通信功能，控制器20可与每个智能电池200进行通信，例如通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线与每个智能电池200进行连接和通信。在本发明的一个实施例中，控制器20在获取每个待充电的智能电池200的状态信息之前，通过与每个待充电的智能电池200进行通信，以给每个待充电的智能电池200分配ID，以便根据每个待充电的智能电池200的ID和每个待充电的智能电池200的状态信息对多个待充电的智能电池200进行排序。
待充电的智能电池200的ID可以理解为通信设备的地址，在控制器20与多个待充电的智能电池200组成的通信网络中，需保证每个待充电的智能电池200，即通信设备节点的地址是唯一的，否则会引起总线通信的冲突，导致通信失败。在上电时，所有待充电的智能电池200均未分配ID，均使用默认ID。也就是说，充电器100的控制器20无法与特定的待充电的智能电池200进行通信。例如，当控制器20通过CAN总线发送命令，以获取通信网络中所有智能电池200的状态信息时，虽然每个智能电池200都可返回数据给控制器20，但是因为每个智能电池200的ID是相同的，所以控制器20无法区分出数据与智能电池200的对应关系。因此，在通信之前，控制器20可为每个待充电的智能电池200分配唯一的ID，这个过程也叫动态分配ID的过程。
除了动态分配ID之外，每个待充电的智能电池200还包括静态ID。静态ID号是指出厂之前就已经固化在智能电池200内部闪存上上，无法被改变，并且每个智能电池200的ID具有全球唯一性。对于静态ID，如果长度比较小，可以直接用于通信，此时无需上述动态分配ID的过程。由于包括微控制器的产品一般都有静态ID，因此静态ID往往长度太大，不适合作为通信设备的地址。例如CAN的标准ID最大只有29位，一般的静态ID都超过这个长度，因此，在本发明的一个实施例中，可重新分配ID号，以使通信网络正常工作。
具体地，控制器20可与每个待充电的智能电池200进行通信以获取每个待充电的智能电池200的静态ID，并根据每个待充电的智能电池200的静态ID和分配给每个待充电的智能电池200的动态ID生成多个ID数据，以及将多个ID数据分别发送给每个待充电的智能电池200，每个待充电的智能电池200将接收到的多个ID数据与自身静态ID进行匹配，并将匹配成功的ID数据中的动态ID作为自身的ID。
为了进一步说明重新分配ID的过程，假设通信网络中仅包括2个待充电的智能电池B1和B2，并且静态ID大小为2字节，B1、B2的静态ID分别为0xFF01，0xFF02。而控制器20最终分配的动态ID只有1个字节。通信网络上电时，B1和B2均没有被分配ID，只有默认的ID，都为0x00。
首先，控制器20通过CAN总线向默认ID为0x00的待充电的智能电池200发送获取静态ID的命令，也就是说，通信网络中所有ID为0x00待充电的智能电池200均可接收到该命令。由于通信网络刚上电，所有待充电的智能电池200的默认ID均为0x00，因此通信网络中的待充电的智能电池200均可将自身的静态ID发送给控制器20，本实施例中B1和B2的静态ID分别为0xFF01、0xFF02。
控制器20在接收到B1和B2的静态ID之后，通过一系列算法分配一个ID。例如控制器20对应0xFF01分配的ID号为0x05，对应0xFF02分配的ID号为0x09。并且控制器20将静态ID和动态ID再发送到CAN通信网络。在本实施例中，控制器20接收到来自通信网络的2个电池节点的静态ID分别为0xFF01、0xFF02，经过处理之后，控制器20向生成ID数据：0xFF0105、0xFF0209。
此时，通信网络中的待充电的智能电池200依然是默认ID，所有待充电的智能电池200都能接收到控制器20发送过来的两个ID数据：0xFF0105和0xFF0209。待充电的智能电池200接收到ID数据之后，可将接收到的ID数据与自身的静态ID通过算法进行匹配。当ID数据匹配时，待充电的智能电池200可将自身的动态ID设置为控制器20分配的ID；如果ID数据不匹配，则不作任何处理。例如，控制器20发送的0xFF0105的ID数据，其前2字节是0xFF01，只会被静态ID为0xFF01的B1所匹配，该待充电的智能电池200将其ID设置为0x05；同样地，静态ID为0xFF02的B2接收到0xFF0209的ID数据之后，可将其ID设置为0x09。至此，动态分配ID已经完成，后续的通信网络上都使用该动态ID：0x05、0x09。
对于包括超过两个待充电的智能电池200的通信网络。其ID分配过程与上述分配B1、B2的ID过程类似，在此不一一赘述。
在给每个待充电的智能电池200分配ID之后，每个待充电的智能电池200均有唯一对应的ID，因此控制器20可准确地与特定的待充电的智能电池200进行通信。智能电池200可检测自身的电压、电流、电量、温度等状态信息，控制器20通过与每个待充电的智能电池200进行通信，可获取每个待充电的智能电池200的状态信息，进而可获取到每个待充电的智能电池200的剩余电量、剩余充电时间或者剩余电量占总容量的比例等。
在获取到每个待充电的智能电池200的状态信息后，可根据每个待充电的智能电池200的状态信息对多个待充电的智能电池200进行排序，并根据排序结果对多个待充电的智能电池200进行充电。
如图3所示，每个充电回路中设有充电开关，智能电池B1、B2、…、Bn所在的充电回路分别设有充电开关S1、S2、…、Sn。图3中充电开关均对应AC-DC模块的负输出端P-设置，在本发明的其他实施例中，部分或全部充电开关还可对应AC-DC模块的正输出端P+设置。
其中，在任意一个充电开关闭合时，充电器100给该充电开关所在充电回路对应的智能电池200充电。在本发明的一个实施例中，AC-DC模块的输入为AC220V，输出电压为DC50.4V，即智能电池200的充电电压为50.4V。
在本发明的一个实施例中，充电开关可设置在充电器100中。控制器20通过控制多个充电开关，例如控制多个充电开关依次闭合，并通过与当前需要充电的智能电池200进行通信以判断当前需要充电的智能电池200是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池200处于充电状态时控制当前需要充电的智能电池200所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池200充满电。
在本发明的另一个实施例中，充电开关可设置在智能电池200中。控制器20通过与每个待充电的智能电池200进行通信以通过每个待充电的智能电池200中的微处理器控制多个充电开关，例如控制多个充电开关依次闭合，并通过与当前需要充电的智能电池200进行通信以判断当前需要充电的智能电池200是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池200处于充电状态时通过当前需要充电的智能电池200中的微处理器控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
下面以按照剩余电量进行一次排序为例详细说明本发明实施例的充电器100的工作过程。
假设图3中的B2为剩余电量最高的智能电池，记为IDmax电池，控制器20首先闭合充电开关S1，断开其他充电开关，此时仅对B1充电，同时MCU即控制器20通过两根CAN线CAN+和CAN-获取IDmax电池的状态信息，根据IDmax电池返回的状态信息，判断IDmax电池是否处于充电状态。如果不处于充电状态，说明B1电池不是IDmax电池，然后控制器20断开充电开关S1、闭合充电开关S2，即将开关切换至S2，仅对B2充电，此时控制器20判断IDmax电池处于充电状态，则可判断B2为IDmax电池，那么控制器20可维持充电开关S2的闭合状态，保持对B2进行充电，直至B2充电完成。
通过以上实施例的充电器100，充电器100的充电过程可分为以下步骤：
步骤1：控制器20通过CAN总线给所有待充电的智能电池200分配ID。保证通信网络中每个智能电池200都有对应的唯一的通信ID。
步骤2：控制器20通过CAN总线获取通信网络中所有待充电的智能电池200的状态信息，并找出未充满电且剩余电量最高的智能电池200的ID，标记为IDmax。
步骤3：控制器20依次控制开关S1、S2、……、Sn，寻找IDmax电池，并进行充电。
步骤4：若IDmax电池充电完成，则返回步骤2。
综上所述，根据本发明实施例的充电器，其控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息，并根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对多个待充电的智能电池进行充电，由此，通过一个充电器设备能够依次对每个待充电的智能电池进行充电，突破了电网负载能力的限制，保证充电正常进行，并且，通过自动切换待充电的智能电池，无需人为干预，大大提高了充电的方便性。
对应上述实施例，本发明还提出一种多电池充电系统。
参照图1，本发明实施例的多电池充电系统，包括本发明上述实施例的充电器100和多个待充电的智能电池200，充电器100可依次给多个待充电的智能电池200充电。其具体的实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。
根据本发明实施例的多电池充电系统，通过一个充电器设备能够依次对每个待充电的智能电池进行充电，突破了电网负载能力的限制，保证充电正常进行，并且，通过自动切换待充电的智能电池，无需人为干预，大大提高了充电的方便性。
对应上述实施例，本发明还提出一种多电池充电系统的充电控制方法。
该多电池充电系统即为上述实施例的多电池充电系统。
如图4所示，本发明实施例的多电池充电系统的充电控制方法，包括以下步骤：
S1，控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息。
S2，控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对多个待充电的智能电池进行充电。
具体地，在本发明的一个实施例中，S2包括：控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并根据排序结果控制多个待充电的智能电池依次进行充电，直至所有待充电的智能电池全部充满电。也就是说，在确定多个待充电的智能电池后，可一次性获取所有待充电的智能电池的状态信息，并据此进行排序，然后依据该次排序的排序结果对多个待充电的智能电池依次进行充电即可。
在本发明的一个实施例中，控制器还可根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并控制排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电，以及在首个待充电的智能电池充满电后重新获取未进行充电的智能电池的状态信息，并对未进行充电的待充电的智能电池重新进行排序以更新排序结果，以及控制更新后的排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电，以此类推，直至所有待充电的智能电池全部充满电。也就是说，在每次根据排序结果完成对一个待充电的智能电池的充电后，均重新获取剩余的待充电的智能电池的状态信息，并据此重新进行排序，由此，可依据每次的排序结果对其中一个待充电的智能电池进行充电，直至所有待充电的智能电池全部充满电。
其中，控制器可根据每个待充电的智能电池的剩余电量、剩余充电时间或者剩余电量占总容量的比例等对待充电的智能电池进行排序。
具体而言，在本发明的一个实施例中，控制器可根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量，并按照剩余电量由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。由此，充电器可在同一时间对一个智能电池进行充电，并且可优先对剩余电量较高的待充电的智能电池进行充电。
在本发明的一个实施例中，控制器可根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余充电时间，并按照剩余充电时间由短到长的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。由此，充电器可在同一时间对一个智能电池进行充电，并且可优先对剩余充电时间较短的待充电的智能电池进行充电，从而便于尽快完成一个或多个智能电池的充电以便及时提供给用户使用。
在本发明的一个实施例中，多个待充电的智能电池中任意两个智能电池的总容量相同或不同，控制器可根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量占总容量的比例，并按照比例由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。由此，当多个待充电的智能电池的总容量不完全相同时，本发明实施例的充电器也可实现对该多个待充电的智能电池的充电。举例而言，多个待充电的智能电池包括总容量为180000mAh，剩余电量为100000mAh的第一智能电池和总容量为80000mAh，剩余电量为70000mAh的第二智能电池，则第一智能电池的剩余电量占总容量的比例为55.5％，第二智能电池的剩余电量占总容量的比例为87.5％，此时可优先给第二智能电池充电。
在获取每个待充电的智能电池的状态信息之前，控制器还通过与每个待充电的智能电池进行通信，以给每个待充电的智能电池分配ID，以便根据每个待充电的智能电池的ID和每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序。
待充电的智能电池的ID可以理解为通信设备的地址，在控制器与多个待充电的智能电池组成的通信网络中，需保证每个待充电的智能电池，即通信设备节点的地址是唯一的，否则会引起总线通信的冲突，导致通信失败。在上电时，所有待充电的智能电池均未分配ID，均使用默认ID。也就是说，控制器无法与特定的待充电的智能电池进行通信。例如，当控制器通过CAN总线发送命令，以获取通信网络中所有智能电池的状态信息时，虽然每个智能电池都可返回数据给控制器，但是因为每个智能电池的ID是相同的，所以控制器无法区分出数据与智能电池的对应关系。因此，在通信之前，控制器可为每个待充电的智能电池分配唯一的ID，这个过程也叫动态分配ID的过程。
除了动态分配ID之外，每个待充电的智能电池还包括静态ID。静态ID号是指出厂之前就已经固化在智能电池内部闪存上上，无法被改变，并且每个智能电池的ID具有全球唯一性。对于静态ID，如果长度比较小，可以直接用于通信，此时无需上述动态分配ID的过程。由于包括微控制器的产品一般都有静态ID，因此静态ID往往长度太大，不适合作为通信设备的地址。例如CAN的标准ID最大只有29位，一般的静态ID都超过这个长度，因此，在本发明的一个实施例中，可重新分配ID号，以使通信网络正常工作。
具体地，控制器可与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的静态ID，并根据每个待充电的智能电池的静态ID和分配给每个待充电的智能电池的动态ID生成多个ID数据，以及将多个ID数据分别发送给每个待充电的智能电池，每个待充电的智能电池将接收到的多个ID数据与自身静态ID进行匹配，并将匹配成功的ID数据中的动态ID作为自身的ID。
为了进一步说明重新分配ID的过程，假设通信网络中仅包括2个待充电的智能电池B1和B2，并且静态ID大小为2字节，B1、B2的静态ID分别为0xFF01，0xFF02。而控制器最终分配的动态ID只有1个字节。通信网络上电时，B1和B2均没有被分配ID，只有默认的ID，都为0x00。
首先，控制器通过CAN总线向默认ID为0x00的待充电的智能电池发送获取静态ID的命令，也就是说，通信网络中所有ID为0x00待充电的智能电池均可接收到该命令。由于通信网络刚上电，所有待充电的智能电池的默认ID均为0x00，因此通信网络中的待充电的智能电池均可将自身的静态ID发送给控制器，本实施例中B1和B2的静态ID分别为0xFF01、0xFF02。
控制器在接收到B1和B2的静态ID之后，通过一系列算法分配一个ID。例如控制器对应0xFF01分配的ID号为0x05，对应0xFF02分配的ID号为0x09。并且控制器将静态ID和动态ID再发送到CAN通信网络。在本实施例中，控制器接收到来自通信网络的2个电池节点的静态ID分别为0xFF01、0xFF02，经过处理之后，控制器向生成ID数据：0xFF0105、0xFF0209。
此时，通信网络中的待充电的智能电池依然是默认ID，所有待充电的智能电池都能接收到控制器发送过来的两个ID数据：0xFF0105和0xFF0209。待充电的智能电池接收到ID数据之后，可将接收到的ID数据与自身的静态ID通过算法进行匹配。当ID数据匹配时，待充电的智能电池可将自身的动态ID设置为控制器分配的ID；如果ID数据不匹配，则不作任何处理。例如，控制器发送的0xFF0105的ID数据，其前2字节是0xFF01，只会被静态ID为0xFF01的B1所匹配，该待充电的智能电池将其ID设置为0x05；同样地，静态ID为0xFF02的B2接收到0xFF0209的ID数据之后，可将其ID设置为0x09。至此，动态分配ID已经完成，后续的通信网络上都使用该动态ID：0x05、0x09。
对于包括超过两个待充电的智能电池的通信网络。其ID分配过程与上述分配B1、B2的ID过程类似，在此不一一赘述。
在给每个待充电的智能电池分配ID之后，每个待充电的智能电池均有唯一对应的ID，因此控制器可准确地与特定的待充电的智能电池进行通信。智能电池可检测自身的电压、电流、电量、温度等状态信息，控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信，可获取每个待充电的智能电池的状态信息，进而可获取到每个待充电的智能电池的剩余电量、剩余充电时间或者剩余电量占总容量的比例等。
在获取到每个待充电的智能电池的状态信息后，可根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并根据排序结果对多个待充电的智能电池进行充电。
如图3所示，每个充电回路中设有充电开关，智能电池B1、B2、…、Bn所在的充电回路分别设有充电开关S1、S2、…、Sn。图3中充电开关均对应AC-DC模块的负输出端P-设置，在本发明的其他实施例中，部分或全部充电开关还可对应AC-DC模块的正输出端P+设置。
其中，在任意一个充电开关闭合时，充电器给该充电开关所在充电回路对应的智能电池充电。
在本发明的一个实施例中，充电开关可设置在充电器中。控制器通过控制多个充电开关，例如控制多个充电开关依次闭合，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
在本发明的另一个实施例中，充电开关可设置在智能电池中。控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以通过每个待充电的智能电池中的微处理器控制多个充电开关，例如控制多个充电开关依次闭合，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时通过当前需要充电的智能电池中的微处理器控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
下面以按照剩余电量进行一次排序为例详细说明本发明实施例的充电器100的工作过程。
假设上述实施例中的B2为剩余电量最高的智能电池，记为IDmax电池，控制器首先闭合充电开关S1，断开其他充电开关，此时仅对B1充电，同时MCU即控制器通过CAN总线获取IDmax电池的状态信息，根据IDmax电池返回的状态信息，判断IDmax电池是否处于充电状态。如果不处于充电状态，说明B1电池不是IDmax电池，然后控制器断开充电开关S1、闭合充电开关S2，即将开关切换至S2，仅对B2充电，此时控制器判断IDmax电池处于充电状态，则可判断B2为IDmax电池，那么控制器可维持充电开关S2的闭合状态，保持对B2进行充电，直至B2充电完成。
在本发明的一个具体实施例中，多电池充电系统的充电控制方法可包括以下步骤：
步骤1：控制器通过CAN总线给所有待充电的智能电池分配ID。保证通信网络中每个智能电池都有对应的唯一的通信ID。
步骤2：控制器通过CAN总线获取通信网络中所有待充电的智能电池的状态信息，并找出未充满电且剩余电量最高的智能电池的ID，标记为IDmax。
步骤3：控制器依次控制开关S1、S2、……、Sn，寻找IDmax电池，并进行充电。
步骤4：若IDmax电池充电完成，则返回步骤2。
综上所述，根据本发明实施例的多电池充电系统的充电控制方法，控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息，并根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对多个待充电的智能电池进行充电，由此，通过一个充电器设备能够依次对每个待充电的智能电池进行充电，突破了电网负载能力的限制，保证充电正常进行，并且，通过自动切换待充电的智能电池，无需人为干预，大大提高了充电的方便性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (24)

1.一种充电器，其特征在于，包括：
至少两个充电接口，所述充电接口用于连接待充电的智能电池，且所述充电接口与其连接的待充电的智能电池构成充电回路；
控制器，所述控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息，并根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对待充电的智能电池进行充电。
2.如权利要求1所述的充电器，其特征在于，还包括：
AC-DC模块，所述AC-DC模块用于将输入的交流电源转换为直流电源，以给所述待充电的智能电池充电。
3.如权利要求1或2所述的充电器，其特征在于，所述控制器还用于根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并根据排序结果控制多个待充电的智能电池依次进行充电，直至所有待充电的智能电池全部充满电。
4.如权利要求1或2所述的充电器，其特征在于，所述控制器用于根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并控制排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电，以及在所述首个待充电的智能电池充满电后重新获取未进行充电的智能电池的状态信息，并对未进行充电的待充电的智能电池重新进行排序以更新所述排序结果，以及控制更新后的排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电，以此类推，直至所有待充电的智能电池全部充满电。
5.如权利要求3或4所述的充电器，其特征在于，所述控制器进一步用于，根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量，并按照剩余电量由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
6.如权利要求3或4所述的充电器，其特征在于，所述控制器进一步用于，根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余充电时间，并按照剩余充电时间由短到长的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
7.如权利要求3或4所述的充电器，其特征在于，多个待充电的智能电池中任意两个智能电池的总容量相同或不同，所述控制器进一步用于，根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量占其总容量的比例，并按照比例由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
8.如权利要求3或4所述的充电器，其特征在于，所述控制器还用于，在获取每个待充电的智能电池的状态信息之前，通过与每个待充电的智能电池进行通信，以给每个待充电的智能电池分配ID，以便根据每个待充电的智能电池的ID和每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序。
9.如权利要求8所述的充电器，其特征在于，所述控制器与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的静态ID，并根据每个待充电的智能电池的静态ID和分配给每个待充电的智能电池的动态ID生成多个ID数据，以及将多个ID数据分别发送给每个待充电的智能电池，每个待充电的智能电池将接收到的多个ID数据与自身静态ID进行匹配，并将匹配成功的ID数据中的动态ID作为自身的ID。
10.如权利要求1所述的充电器，其特征在于，每个所述充电回路中设有充电开关，其中，在任意一个充电开关闭合时，所述充电器给该充电开关所在充电回路对应的智能电池充电。
11.如权利要求10所述的充电器，其特征在于，所述充电开关设置在所述充电器中时，其中，所述控制器通过控制多个充电开关，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
12.如权利要求10所述的充电器，其特征在于，所述充电开关设置在所述智能电池中时，其中，所述控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以通过每个待充电的智能电池中的微处理器控制多个充电开关，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时通过当前需要充电的智能电池中的微处理器控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
13.一种多电池充电系统，其特征在于，包括：
多个待充电的智能电池；
如权利要求1-12中任一项所述的充电器，所述充电器依次给多个待充电的智能电池充电。
14.一种如权利要求13所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的状态信息；
所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以对所述多个待充电的智能电池进行充电。
15.如权利要求14所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以使多个待充电的智能电池依次进行充电，包括：
所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并根据排序结果控制多个待充电的智能电池依次进行充电，直至所有待充电的智能电池全部充满电。
16.如权利要求14所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对相应的充电回路进行控制以使多个待充电的智能电池依次进行充电，包括：
所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序，并控制排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电；
所述控制器在所述首个待充电的智能电池充满电后重新获取未进行充电的智能电池的状态信息，并对未进行充电的待充电的智能电池重新进行排序以更新所述排序结果，以及控制更新后的排序结果中的首个待充电的智能电池进行充电，以此类推，直至所有待充电的智能电池全部充满电。
17.如权利要求15或16所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，其中，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量，并按照剩余电量由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
18.如权利要求15或16所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，其中，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余充电时间，并按照剩余充电时间由短到长的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
19.如权利要求15或16所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，多个待充电的智能电池中任意两个智能电池的总容量相同或不同，其中，所述控制器根据每个待充电的智能电池的状态信息获取每个待充电的智能电池的剩余电量占总容量的比例，并按照比例由高到低的顺序对多个待充电的智能电池进行排序。
20.如权利要求15或16所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，所述控制器还在获取每个待充电的智能电池的状态信息之前，通过与每个待充电的智能电池进行通信，以给每个待充电的智能电池分配ID，以便根据每个待充电的智能电池的ID和每个待充电的智能电池的状态信息对多个待充电的智能电池进行排序。
21.如权利要求20所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，所述控制器给每个待充电的智能电池分配ID，包括：
所述控制器与每个待充电的智能电池进行通信以获取每个待充电的智能电池的静态ID，并根据每个待充电的智能电池的静态ID和分配给每个待充电的智能电池的动态ID生成多个ID数据，以及将多个ID数据分别发送给每个待充电的智能电池；
每个待充电的智能电池将接收到的多个ID数据与自身静态ID进行匹配，并将匹配成功的ID数据中的动态ID作为自身的ID。
22.如权利要求14所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，每个所述充电回路中设有充电开关，其中，在任意一个充电开关闭合时，所述充电器给该充电开关所在充电回路对应的智能电池充电。
23.如权利要求22所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，所述充电开关设置在所述充电器中时，其中，所述控制器通过控制多个充电开关，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
24.如权利要求22所述的多电池充电系统的充电控制方法，其特征在于，所述充电开关设置在所述智能电池中时，其中，所述控制器通过与每个待充电的智能电池进行通信以通过每个待充电的智能电池中的微处理器控制多个充电开关，并通过与当前需要充电的智能电池进行通信以判断当前需要充电的智能电池是否处于充电状态，以及在当前需要充电的智能电池处于充电状态时通过当前需要充电的智能电池中的微处理器控制当前需要充电的智能电池所对应的充电开关保持闭合状态，直至当前需要充电的智能电池充满电。
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