CN110233508A - 一种充电方法及充电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域,公开了一种充电方法及充电设备。其中,该充电方法用于为至少两个电池充电,该方法包括确定待充电池和在充电池,当所述在充电池的电流处于稳定状态时,开始为待充电池充电,获取在充电池的功率变化,根据在充电池的功率变化,控制待充电池的充电状态。通过以上方式,本发明实施例提供的充电方法及充电设备可以自动为多个电池充电,并且操作简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,特别是涉及一种充电方法及充电设备。
背景技术
电子设备的运行依赖于电池为其提供电能。例如,以飞行器,如无人机为例,无人机的飞行及航拍等功能的实现,离不开电池的电能提供。目前,随着无人机技术的不断提高,无人机也越来越受到人们的青睐,同时,人们对无人机的要求也越来越高。其中,对于无人机而言,其续航能力是衡量无人机性能的一个重要指标。而由于受限于其电池的能量密度,无人机的续航时间提升得一直比较缓慢。目前在续航时间方面做得比较好的无人机的续航时间通常也只有30分钟左右。如果想要无人机飞得更久,许多用户通过携带更多的备用电池在电池电量不足的时候进行电池的替换。
目前,为了给多个电池进行充电,用户一般通过使用多个充电器为多块电池充电,但这种方法需要接插多个充电器,操作较为繁琐。另外,市面上的电池管理大都采用集中电池管理的方式,该方式没有单独对每一路电池控制所以不能分别对每一路精细控制,同时也不能自适应不同的输入电源的功率。
发明内容
本发明实施例旨在提供一种充电方法及充电设备,可以自动为多个电池充电,并且操作简单方便。
本发明实施例公开了以下技术方案:
在第一方面,本发明实施例提供了一种充电方法,用于为至少两个电池充电,所述方法包括:确定待充电池和在充电池;当所述在充电池的电流处于稳定状态时,开始为所述待充电池充电;获取所述在充电池的功率变化;根据所述在充电池的功率变化,控制所述待充电池的充电状态;其中,所述待充电池为未被充电且即将被充电的电池,所述在充电池为正在进行充电的电池,所述稳定状态是指,在预设时长内,所述在充电池的电流的波动幅度不大于预设电流幅度阈值。
在一些实施例中,所述确定待充电池,包括:获取各个电池的电池温度;判断所述各个电池的电池温度是否处于预设的温度范围内;若是,则为可充电状态;若否,则为不可充电状态;从所述可充电状态的电池中选择所述待充电池。
在一些实施例中,所述确定所述待充电池,还包括:获取未处于充电状态的所述可充电状态的电池中各个电池的剩余电量;根据所述可充电状态的电池中各个电池的剩余电量,确定所述各个电池的充电优先级;选择所述充电优先级满足预设充电条件的电池为待充电池。
在一些实施例中,所述根据所述可充电状态的电池中各个电池的剩余电量,确定所述各个电池的充电优先级,包括:按照所述剩余电量的高低顺序,确定所述各个电池的充电优先级,其中,高剩余电量的电池的充电优先级高于低剩余电量的电池的充电优先级。
在一些实施例中,所述选择所述充电优先级满足预设充电条件的电池为待充电池,包括:从所述各个电池中遍历出充电优先级最高的电池为待充电池。
在一些实施例中,所述开始为所述待充电池充电,包括:以最大允许充电电流与最大允许充电电压为所述待充电池充电。
在一些实施例中,所述根据所述在充电池的功率变化,控制所述待充电池的充电状态,包括:获取所述在充电池的每相邻两个时刻对应的功率;将所述两个时刻对应的功率相减,得到相减结果,并将所述相减结果作为所述在充电池的功率变化。
在一些实施例中,所述根据所述在充电池的功率变化,控制所述待充电池的充电状态,包括:判断所述在充电池的功率变化是否大于或等于预设的功率变化阈值;若是,则停止为所述待充电池充电;若否,则继续为所述待充电池充电。
在一些实施例中,所述电流状态包括电流稳定状态与电流波动状态;所述根据所述在充电池的充电电流的电流状态,计算所述在充电池的功率变化,包括:当所述在充电池的充电电流的电流状态为电流稳定状态,计算所述在充电池的功率变化;当所述在充电池的充电电流的电流状态为电流波动状态,不计算所述在充电池的功率变化,并继续为所述在充电池充电。
在一些实施例中,所述电流稳定状态为在预设时长内,所述充电电流的波动幅度小于或等于预设幅度阈值;所述电流波动状态为在预设时长内,所述充电电流的波动幅度大于预设幅度阈值。
在第二方面,本发明实施例提供了一种充电设备,用于为至少两个电池充电,所述充电设备包括:充电电路,所述充电电路连接输入电源和所述电池,其中,所述充电电路包括:若干升降压电路,连接所述输入电源,所述升降压电路用于调整所述输入电源的电压,以输出合适的输出电压,以及若干主回路开关,每个所述主回路开关的输入端均连接一个相应所述升降压电路,每个所述主回路开关的输出端均连接一个相应所述电池,所述主回路开关用于控制对所述电池的充电连通或断开;以及所述控制器,分别与所述充电电路中的各所述升降压电路、各所述主回路开关、以及各所述电池连接,用于控制所述充电电路,其中,所述控制器包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够控制所述充电电路,用于执行如上所述的充电方法。
在本发明各个实施例中,通过确定待充电池和在充电池,施加充电电流为待充电池充电,获取在充电池的功率变化,根据在充电池的功率变化,控制待充电池的充电状态,从而对各个电池进行充电管理,以能够自动为至少两个电池充电,无需接插多个充电器,操作简单方便。并且对每一路电池精细控制,同时自适应不同输入电源的功率,最大程度的利用输入电源的功率,灵活方便。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明实施例提供的充电方法和充电设备可应用的无人机的示意图;
图2为本发明实施例提供的充电设备的应用环境的示意图;
图3为图2中的充电设备的控制器的结构示意图;
图4为本发明其中一实施例提供的一种充电方法的流程示意图;
图5为图4中的步骤S410具体的流程示意图;
图6为图5中的步骤S414具体的流程示意图;
图7为图4中的步骤S440具体的流程示意图;
图8为本发明实施例提供的一种充电方法的应用场景的流程示意图;
图9为本发明实施例提供的一种充电装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
电池作为能量来源是各种电子设备运行的必要部件。然而,由于电池的能量密度限制,使得电池可为电子设备提供电能的时间是有限的。例如,以飞行器如无人机为例,其依赖于电池为无人机的各个系统提供电能,以保证无人机的飞行及航拍。
其中,电池的供电时间决定无人机的续航时间也即续航能力,而无人机的续航时间、续航能力是衡量无人机性能的一个重要因素。由于受限于电池,无人机的续航时间提升的一直比较缓慢。通常目前在续航性能上做的比较好的无人机的能到达的续航时间也就30分钟左右。
因此,为了无人机增加无人机的飞行时间,使其可以飞行的更久,通常是携带几块备用电池,以在电池电量不足的时候更换电池实现续航。
而为了给多个电池进行充电,目前用户一般通过使用多个充电器为多块电池充电,但是,这种方法需要分别接插多个充电器,操作较为繁琐。例如,若用户需要给3块电池充电,而一般的墙壁插座只有一个插头口,则用户需要找到3个墙壁插座,并通过3个充电器分别为3块电池充电,操作比较繁琐。
基于此,本发明实施例提供了一种充电方法和充电设备,通过确定待充电池和在充电池,当在充电池电流处于稳定状态时开始为待充电池充电,获取在充电池的功率变化,根据在充电池的功率变化,控制待充电池的充电状态,从而对各个电池进行充电管理,以能够自动为至少两个电池充电,无需接插多个充电器,操作简单方便。此外,该充电方法还能够自动为至少两个不同功率的电池充电,无需接插多个不同的充电器,操作简单方便。
下面结合附图,对本发明实施例提供的充电方法及充电设备进行具体说明。
图1为应用本发明实施例提供的充电方法和充电设备可应用的无人机的示意图。
该无人飞行器1000的结构包括机身200、四个自机身200延伸的机臂300、分别装设在每个机臂300上的动力组件100、设于机身200上的电池。即,本发明实施例中的无人飞行器1000为四旋翼无人飞行器,动力组件100的数量为四个。在其他可能的实施例中,无人飞行器1000 可以是其他任何合适类型的旋翼无人飞行器,例如双旋翼无人飞行器、六旋翼无人飞行器等。在动力组件100应用于其他类型无人飞行器的场合,动力组件100的数量可以根据实际需要改变,对此不作限定。
在其他可能的实施例中,无人飞行器1000还可以包括云台(图未示),该云台安装于机身200的底部,云台用于搭载高清数码相机或其他摄像装置以消除高清数码相机或其他摄像装置受到的扰动,保证相机或其他摄像装置拍摄的视频的清晰稳定。
在本发明的一实施例中,机臂300与机身200固定连接,优选地,机臂300与机身200一体成型。在其他可能的实施例中,机臂300还可以可相对于机身200展开或折叠的方式与机身200相连。
在本发明一实施例中,动力组件100包括驱动装置20和由驱动装置20驱动的螺旋桨组件10,螺旋桨组件10装设于驱动装置20的输出轴上,螺旋桨组件10在驱动装置20的驱动下旋转以产生使无人飞行器 1000飞行的升力或推力。驱动装置20可以是任何合适类型的电机,例如有刷电机、无刷电机、直流电机、步进电机、交流感应电机等。本发明的动力组件100还包括设置在机身200或机臂300所形成的空腔内的电子调速器(未图示),该电子调速器用于根据油门控制器或油门发生器产生的油门信号生成用于控制电机转速的电机控制信号以获取无人飞行器需要的飞行速度或飞行姿态。
在一种实现方式中,油门控制器或油门发生器可以是无人飞行器的飞行控制模块。飞行控制模块通过各种传感器感知无人飞行器周围的环境,并控制无人飞行器的飞行。飞行控制模块可以是处理模块(processing unit),专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)或者现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)。
无人机的电池分别与飞行控制模块及电机连接,以便为飞行控制模块及电机提供电力,从而保证无人机的飞行及控制。并且,飞行控制模块与电机通信连接,以便发送控制指令给电机,从而控制电机的开启或关闭。通常为了满足无人机的电机的升空的功率要求等,其电池一般采用多串的电池结构,例如,无人机的电池由3个、4个单体电池串联而成。其中,组成无人机的电池的数量在此不做限制。并且,可以理解的是,上述对于无人机的各组成部分的命名仅是出于标识的目的,并不应理解为对本发明的实施例的限制。
请参阅图2,为本发明实施例提供的充电设备的应用环境的示意图。如图2所示,该应用环境包括:输入电源100、充电设备200和至少两个电池300。其中,输入电源100与充电设备200连接,充电设备200 与电池300连接。
输入电源100可以为任何可以输入电压,以实现为电池300充电的装置,例如,220v交流电源、汽车蓄电池、充电宝、充电器等等。输入电源100用于提供输入电压,输入电压经过充电设备200调整后为电池 300充电。例如,充电设备200对输入电压的调整可以为:对输入电压进行升降压调整,以使得充电设备200输出至电池300的电压与电池300 的充电电压匹配,从而实现对电池300的充电。
电池300可以为各种电子设备的、各种不同功率的电池,本发明所述的电池是指能和主机系统通信的智能电池,能够告诉主机系统电池的电压、电流、温度、电量、最大充电电流、最大充电电压等数据。例如,该电池300可以为飞行器的电池、电动自行车的电池等。该电池300可以为锂电池、镍镉电池或其他蓄电池等。其中,该飞行器可以包括:飞艇、无人机、无人船等等。以下以无人机作为飞行器的示例。
充电设备200可以为由各种硬件设备、芯片等搭建而成的硬件电路,该硬件设备可以包括升降压芯片、加压芯片、保护电路等。在本实施例中,充电设备200包括:彼此相连的充电电路240和控制器230。
充电电路240包括若干数量的升降压电路210和主回路开关220,并且升降压电路210和主回路开关220的数量对应相等(图2中以升降压电路210和主回路开关220的数量均为3个举例说明)。充电电路240 分别连接输入电源100和电池300。具体的,每一升降压电路210的输入端均用于连接输入电源100,每一主回路开关220的输入端均连接一个对应的升降压电路210的输出端,每一主回路开关220的输出端均用于连接一个电池300。升降压电路210用于对输入电压进行升降压调整,以输出合适的输出电压,可以使得不同的输入电源100都能满足电池300 的充电要求,以便可以通过各种输入电源为电池300充电,并且,以各个电池的最大允许充电电流与最大允许充电电压为各个电池充电,还可以最大程度缩短充电时间,以提高电池的充电速度。其中,升降压电路 210可以根据升降压芯片和使用的开关MOS管调整输入输出电压。主回路开关220用于当打开时,连通升降压电路210和电池300,以使升降压电路210为电池300充电,当关闭时,断开升降压电路210和电池300。升降压电路210和主回路开关220采用现有技术中常用的升降压电路和开关。
控制器230分别与充电电路240中的各个升降压电路210、各个主回路开关220、以及各个电池300连接。控制器230用于读取各个电池 300的数据,还用于分别控制每个升降压电路210的输出电压以及每个主回路开关220的开关状态。
如图3所示,具体地,控制器230包括:一个或多个处理器231以及存储器232,图3中以一个处理器231为例。处理器231和存储器232 可以通过总线或者其他方式连接,图3中以总线连接为例。
存储器232作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的充电方法对应的程序指令/单元。处理器231通过运行存储在存储器232中的非易失性软件程序、指令以及单元,从而本发明实施例中的充电方法。存储器232可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据充电设备使用所创建的数据等。此外,存储器232可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器232可选地包括相对于处理器231远程设置的存储器,这些远程存储器可以进行网络连接。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
控制器230用于确定待充电池和在充电池。其中,所述待充电池为未被充电且即将被充电的电池,所述在充电池为正在进行充电的电池。
在本发明的一个实施例中,控制器230用于确定待充电池包括:
首先,控制器230用于获取各个电池的电池温度;判断所述各个电池的电池温度是否处于预设的温度范围内;若是,则为可充电状态;若否,则为不可充电状态;从所述可充电状态的电池中选择所述待充电池。
然后,控制器230用于获取未处于充电状态的全部电池中各个电池的剩余电量;根据所述各个电池的剩余电量,确定所述各个电池的充电优先级;选择所述充电优先级满足预设充电条件的电池为待充电池。
其中,未处于充电状态的全部电池中各个电池的“充电优先级”是按照所述剩余电量的高低顺序确定的,其中,高剩余电量的电池的充电优先级高于低剩余电量的电池的充电优先级。另外,也可以设定其他判断优先级的方法。“预设充电条件”为预先设定的电池的充电条件,可以由用户自由设置。例如,由于未处于充电状态的电池中可能包括一些电量已满的电池,则充电时需要排除电量已满的电池,例如,假设获取到未处于充电状态的各个电池的剩余电量分别为100%、95%、90%、50%、 10%,其充电优先级表示为1、0.95、0.9、0.5、0.1,预设优先条件为充电优先级小于1,则选择优先级为0.95的电池为待充电池。又或者,为了避免过充,用户希望只对电量处于某个阈值范围以下的电池充电,例如,假设获取到未处于充电状态的各个电池的剩余电量分别为100%、95%、90%、50%、10%,其充电优先级表示为1、0.95、0.9、0.5、0.1,预设优先条件为充电优先级小于等于0.9,则选择优先级为0.9的电池为待充电池。
最后,控制器230用于从所述各个电池中遍历出充电优先级最高的电池为待充电池。
控制器230还用于检测在充电池的电流是否处于稳定状态,当所述在充电池的电流处于稳定状态时,开始为所述待充电池充电。
其中,所述稳定状态是指,在预设时长内,所述在充电池的电流的波动幅度不大于预设电流幅度阈值。因为只有当在充电池的状态处于稳定时,才可以开始对待充电池充电,否则会影响在充电池的正常充电。
在本发明的一个实施例中,所述开始为所述待充电池充电,还包括,控制器230控制升降压电路210将来自电源100的电压和电流调整到电池最大的充电电压和电流,以最大允许充电电流与最大允许充电电压为所述待充电池充电。最大允许充电电流与最大允许充电电压可以通过控制器230从电池300中读取。以最大允许充电电流与最大允许充电电压为待充电池充电,可以通过控制器调整电池对应的升降压电路210的输出,例如控制器通过I2C、串口等通信手段修改升降压芯片的寄存器实现,还可以通过调整硬件电路实现。这确保了电源100的利用率,并且提高了对电池组充电的效率,能够以最快的速度充满电池。
控制器230还用于获取所述在充电池的功率变化。
其中,控制器230获取所述在充电池的功率变化具体包括:获取所述在充电池的每相邻两个时刻对应的功率;将所述两个时刻对应的功率相减,得到相减结果,并将所述相减结果作为所述在充电池的功率变化。
此外,控制器230还用于根据所述在充电池的功率变化,控制所述待充电池的充电状态。
在本发明的一个实施例中,控制器230根据所述在充电池的功率变化,控制所述待充电池的充电状态,具体包括:判断所述在充电池的功率变化是否大于或等于预设的功率变化阈值;若是,则控制器230控制主回路开关220断开,停止为所述待充电池充电;若否,则控制主回路开关220保持闭合,继续为所述待充电池充电。
在本实施例中,控制器230这样控制充电电路240的原因是,当在充电池的功率变化大于或等于预设变化阈值时,则说明输入电源的功率不支持同时给在充电池和待充电池充电,此时需要停止对待充电池的充电,以优先满足在充电池的充电速度;当在充电池的功率变化小于预设变化阈值时,则说明输入电源的功率能够支持同时给在充电池和待充电池充电,此时可以继续为待充电池充电。
因此,本实施例中的充电设备200能够对各个电池300进行充电管理,以自动为至少两个电池300充电,无需接插多个充电器,操作简单方便,并且,还能够自动为至少两个不同功率的电池300充电,无需接插多个不同的充电器,操作简单方便。
例如,以输入电源100为220v交流电源、一电池300为飞行器的电池、另一电池300为遥控器的电池为例,飞行器的电池的电压范围与遥控器的电池的电压范围不同,当需要给两个电池300进行充电时,将两个电池300分别连接充电设备200,并将充电设备200与输入电源100 连接,充电设备200先为其中一电池充电,然后施加充电电流为另一电池充电,并根据其中一电池的功率变化,控制是否对另一电池进行继续充电,从而能够自动为至少两个电池300充电,无需接插多个充电器,操作简单方便。
需要说明的是,上述充电设备200还可以进一步的拓展到其他合适的应用环境中,而不限于图2中所示的应用环境。并且,在实际应用过程中,该应用环境还可以包括更多或者更少的电池。
图4为本发明实施例中提供的一种充电方法的流程示意图。该充电方法由图1的充电设备200执行,如图4所示,该充电方法包括:
S410、确定待充电池和在充电池。
在本实施例中,所述确定待充电池和在充电池由控制器230执行。
其中,“待充电池”为充电设备连接的未被充电且即将进行充电的电池,“在充电池”为充电设备连接的正在进行充电的电池。
在本发明的一实施例中,S410中“确定待充电池”还具体地包括如图5的步骤S411-S414。将在下文参考图5做出详细说明。
参考图5,S410中“确定待充电池”具体地包括:
S411、获取各个电池的电池温度;
“电池温度”为电池在当前时刻的温度,可以通过控制器230与电池通信从而实时读取电池的温度数据,或者在放置电池的位置设置温度传感器获取电池的温度。
S412、判断各个电池的电池温度是否处于预设的温度范围内;
S413、若是,则电池为可充电状态;若否,则电池为不可充电状态;
判断各个电池的电池温度是否在预设的温度范围内;若否,则由控制器230控制充电电路240,断开主回路开关220,停止为过温电池充电;若是,则由控制器230控制充电电路240,闭合主回路开关220,继续为电池充电。其中,“预设的温度范围”为预先设置的使电池能够安全充电的温度范围。电池的正常充电温度一般在0-45℃,超过电池温度范围充电会对电池造成安全隐患,则预设温度阈值可以为0-45℃,则当电池温度大于或等于45℃或者小于0℃,则为不可充状态,当电池温度小于45℃并且大于0℃,则为可充状态。
S414、从可充电状态的电池中选择待充电池。
参考图6,S414具体包括:
S4141、获取未处于充电状态的可充电状态的电池中各个电池的剩余电量;
其中,“未处于充电状态的全部电池”是指充电设备连接的若干电池中,充电设备未进行充电的所有电池;“剩余电量”是指电池的当前电量,例如可以用电量百分比来表示。例如,假设充电设备连接3个电池A、B、C,充电设备正在为电池A充电,未对电池B、C充电,则未处于充电状态的全部电池为电池B和电池C,获取电池B和电池C的剩余电量分别为30%、10%。又例如,假设充电设备连接3个电池A、B、C,电池A、B、C均未进行充电,则未处于充电状态的全部电池为电池A、B、 C,获取电池A、B、C的剩余电量分别为20%、30%、10%。在本实施例中,获取未处于充电状态的全部电池中各个电池的剩余电量,可以通过控制器与电池通信从而读取电池的电量数据。
S4142、根据各个电池的剩余电量,确定各个电池的充电优先级;
其中,“充电优先级”是指对电池充电的优先等级,优先等级高的先进行充电,优先等级低的后进行充电。在本实施例中,S414包括:按照剩余电量的高低顺序,确定各个电池的充电优先级,其中,高剩余电量的电池的优先级高于低剩余电量的电池的优先级。例如,假设获取到电池B和电池C的剩余电量分别为30%、10%,电池B的剩余电量大于电池C的剩余电量,则电池B的充电优先级高于电池C的充电优先级。
S4143、选择充电优先级满足预设充电条件的电池为待充电池。
其中,“预设充电条件”为预先设定的电池的充电条件,可以由用户自由设置。由于未处于充电状态的电池中可能包括一些电量已满的电池,则充电时需要排除电量已满的电池,例如,假设获取到未处于充电状态的各个电池的剩余电量分别为100%、95%、90%、50%、10%,其充电优先级表示为1、0.95、0.9、0.5、0.1,预设优先条件为充电优先级小于1,则选择优先级为0.95的电池为待充电池。又或者,为了避免过充,用户希望只对电量处于某个阈值范围以下的电池充电,例如,假设获取到未处于充电状态的各个电池的剩余电量分别为100%、95%、90%、50%、 10%,其充电优先级表示为1、0.95、0.9、0.5、0.1,预设优先条件为充电优先级小于等于0.9,则选择优先级为0.9的电池为待充电池。
在本发明的一个实施例中,S4143具体包括:从各个电池中遍历出最高优先级的电池为待充电池。例如,假设电池A、B、C的充电优先级有B>A>C,则选择充电优先级最高的电池B作为待充电池。
可选地,S4143还可以包括:当输入电源与充电设备连接完成后,每次插拔电池,均重新确定电池的充电优先级。
参考回到图4,在S410、确定待充电池和在充电池之后,方法进行到S420。
S420、当所述在充电池的电流处于稳定状态时,开始为所述待充电池充电。
其中,所述稳定状态是指,在预设时长内,所述在充电池的电流的波动幅度不大于预设电流幅度阈值。其中,电流状态可以包括电流稳定状态与电流波动状态,若在预设时长内,充电电流的波动幅度小于或等于预设电流幅度阈值,则为电流稳定状态;若在预设时长内,充电电流的波动幅度大于预设电流幅度阈值,则为波动状态。例如,假设预设电流幅度阈值为10%,预设时长为5s,若电池的充电电流在5s内波动幅度为3%,则确定电池的充电电流的电流状态为电流稳定状态;若电池的充电电流在5s内波动幅度为13%,则确定电池的充电电流的电流状态为电流波动状态。
在本实施例中,当所述在充电池的电流处于稳定状态时,施加充电电流为待充电池充电,可以通过控制器230调整充电电路240实现,具体为,调整升降压电路210输出合适的输出电压和电流、并打开主回路开关220为待充电池进行充电。例如,请一并参阅图2,假设在充电池为电池A,待充电池为电池B,当施加充电电流为电池B充电时,控制器230控制升降压电路2调整为合适的充电电压、并控制主回路开关2 闭合,从而为电池B充电。
其中,为待充电池充电,具体包括:以最大允许充电电流与最大允许充电电压为待充电池充电。“最大允许充电电流”为该电池能够承受的最大充电电流,“最大允许充电电压”为该电池能够承受的最高充电电压,最大允许充电电流与最大允许充电电压可以通过控制器从电池中读取。以最大允许充电电流与最大允许充电电压为待充电池充电,可以通过控制器调整电池对应的升降压电路的输出,例如控制器通过I 2C、串口等通信手段修改升降压芯片的寄存器实现,还可以通过调整硬件电路实现。通过以最大允许充电电流与最大允许充电电压为待充电池充电,能够以最快的速度充满电池,从而可以让用户尽早的拿到充满的电池。
S430、获取在充电池的功率变化。
在施加充电电流为待充电池充电之后,计算在充电池的功率变化,从而获取在充电池的功率变化。其中,计算在充电池的功率变化,具体可以包括:获取在充电池的每相邻两个时刻各自对应的功率;将两个时刻各自对应的功率相减,得到相减结果,并将相减结果作为在充电池的功率变化。其中,计算在充电池的功率可以通过电池的电压和电流的乘积计算得到。例如,假设每隔△t时间计算一次充电电池的功率,在△t 时间之前的时刻计算得到充电电池的功率为40,在△t时间之后的时刻计算得到充电电池的功率为45,则在充电池的功率变化为45-40=+5。
S440、根据在充电池的功率变化,控制待充电池的充电状态。S440 还具体地包括如图7所示的步骤,将在下文做详细说明。
参考图7,具体地,S440可以包括:
S4401、判断在充电池的功率变化是否大于或等于预设的功率变化阈值;
其中,“预设的功率变化阈值”可以为具体数值或者百分数,可以根据具体的使用条件具体定义,当预设的功率变化阈值为百分数时,可以将在充电池的功率变化值除以上一时刻的功率值得到功率变化百分数,从而进行在充电池的功率变化与预设的功率变化阈值的比较。例如,假设预设的功率变化阈值为10%,若在充电池的功率变化为5%,则在充电池的功率变化小于预设的功率变化阈值;若在充电池的功率变化为 15%,则在充电池的功率变化大于预设的功率变化阈值。
S4402、若是,停止为待充电池充电;
S4403、若否,继续为待充电池充电。
在本实施例中,当在充电池的功率变化大于或等于预设变化阈值时,则说明输入电源的功率不支持同时给在充电池和待充电池充电,此时需要停止对待充电池的充电,以优先满足在充电池的充电速度;当在充电池的功率变化小于预设变化阈值时,则说明输入电源的功率能够支持同时给在充电池和待充电池充电,此时可以继续为待充电池充电。
需要说明的是,如果输入电源的功率乘以转换效率大于全部电池所需要的总功率,则可以同时给所有电池同时充电;如果输入电源的功率乘以转换效率小于全部电池所需要的总功率,则不能够同时给所有电池同时充电。
在本实施例中,该充电方法通过确定待充电池和在充电池,当在充电池的电流处于稳定状态时,开始施加充电电流为待充电池充电,获取在充电池的功率变化,根据在充电池的功率变化,控制待充电池的充电状态,从而对各个电池进行充电管理,当输入电源的功率足够大时同时进行多个电池的充电,当输入电源的功率不足时只对一个电池充电,以能够自动为至少两个电池充电,无需接插多个充电器,操作简单方便,并且,还能够最大程度的利用输入电源的功率,自动为至少两个不同功率的电池充电,能最大程度的缩短充电的时间。
图8为本发明实施例提供的一种充电方法的应用场景的流程示意图。该充电方法在图2中的应用场景中执行,输入电源100通过升降压电路 1和主回路开关1与电池A连接、通过升降压电路2和主回路开关2与电池B连接、通过升降压电路3和主回路开关3与电池C连接,控制器 230分别与升降压电路1、2、3和主回路开关1、2、3以及电池A、B、 C连接。当输入电源100接通充电设备200,此时每一路升降压电路均处于待机状态、每一路主回路开关均处于断开状态。
如图8所示,该充电方法包括:
S801、获取电池A、B、C的电池温度分别为10℃、20℃、30℃;
S802、根据电池A、B、C的电池温度,预设温度范围是0-45℃,确定电池A、B、C的充电状态均为可充状态;
S803、获取未处于充电状态的全部电池A、B、C的剩余电量分别为 80%、30%、10%;
S804、根据电池A、B、C的剩余电量,确定电池A、B、C的充电优先级分别为0.8、0.3、0.1;
S805、施加充电电流为电池A充电,具体为:控制调整升降压电路 1、并控制主回路开关1打开,以最大充电电压和最大充电电流对电池A 充电;
S806、此时确定电池A为在充电池,并根据电池B、C的充电优先级,确定电池B为待充电池;
S807、确定电池A的充电电流的电流状态,具体为:获取电池A的充电电流在预设时长5s内波动幅度为3%,小于预设电流幅度阈值,则确定电池A的充电电流的电流状态为稳定状态;
S808、施加充电电流,开始为待充电池B充电,具体为:控制调整升降压电路2、并控制主回路开关2打开,以最大充电电压和最大充电电流对电池B充电;
S809、获取电池A的功率变化;
S810、根据电池A的功率变化,控制电池B的充电状态,具体为:判断电池A的功率变化是否大于或等于预设的功率变化阈值,若是则停止为电池B充电,即控制主回路开关2断开;若否,则继续为电池B充电。
在本实施例中,该充电方法通过确定待充电池和已充电池,施加充电电流为待充电池充电,获取已充电池的功率变化,根据已充电池的功率变化,控制待充电池的充电状态,从而对各个电池进行充电管理,当输入电源的功率足够大时同时进行多个电池的充电,当输入电源的功率不足时只对一个电池充电,以能够自动为至少两个电池充电,无需接插多个充电器,操作简单方便,并且,还能够最大程度的利用输入电源的功率,自动为至少两个不同功率的电池充电,能最大程度的缩短充电的时间。
图9为本发明实施例提供的一种充电装置的结构示意图。该充电装置设置可以由控制器230所执行。如图9所示,该充电装置600包括确定模块610、充电模块620、功率变化获取模块630和控制模块640。其中,确定模块610用于确定待充电池和在充电池;充电模块620用于当所述在充电池的电流处于稳定状态时,开始为所述待充电池充电;功率变化获取模块630用于获取在充电池的功率变化;控制模块640用于根据在充电池的功率变化,控制待充电池的充电状态。
确定模块610用于确定待充电池和在充电池,包括:
获取所述各个电池的电池温度;判断所述各个电池的电池温度是否处于预设的温度范围内;若是,则为可充电状态,若否,则为不可充电状态;从所述可充电状态的电池中选择所述待充电池。
其中,“电池温度”为电池在当前时刻的温度,可以通过控制器230 与电池通信从而实时读取电池的温度数据,或者在放置电池的位置设置温度传感器获取电池的温度。“预设的温度范围”为预先设置的使电池能够安全充电的温度范围。例如,电池的正常充电温度一般在0-45℃,超过电池温度范围充电会对电池造成安全隐患,则预设温度阈值可以为 0-45℃,则当电池温度大于或等于45℃或者小于0℃,则为不可充状态,当电池温度小于45℃并且大于0℃,则为可充状态。“预设的温度范围”也可以是其他合适的温度范围。
获取未处于充电状态的可充状态的电池中各个电池的剩余电量;根据所述各个电池的剩余电量,确定所述各个电池的充电优先级;选择所述充电优先级满足预设充电条件的电池为待充电池。
其中,所述确定所述各个电池的充电优先级包括,按照剩余电量的高低顺序,确定所述各个电池的充电优先级,其中,高剩余电量的电池的充电优先级高于低剩余电量的电池的充电优先级。从所述各个电池中遍历出充电优先级最高的电池为待充电池。
充电模块620用于确定所述在充电池的充电电流的电流状态,如果所述电流为稳定状态,则开始为所述待充电池充电。
其中,所述稳定状态是指,在预设时长内,所述在充电池的电流的波动幅度不大于预设电流幅度阈值。其中,电流状态可以包括电流稳定状态与电流波动状态,若在预设时长内,充电电流的波动幅度小于或等于预设电流幅度阈值,则为电流稳定状态;若在预设时长内,充电电流的波动幅度大于预设电流幅度阈值,则为波动状态。例如,假设预设电流幅度阈值为10%,预设时长为5s,若电池的充电电流在5s内波动幅度为3%,则确定电池的充电电流的电流状态为电流稳定状态;若电池的充电电流在5s内波动幅度为13%,则确定电池的充电电流的电流状态为电流波动状态。并且所述充电模块620用于以最大允许充电电流与最大允许充电电压为所述待充电池充电。
功率变化获取模块630用于获取所述在充电池的功率变化。
其中,功率变化获取模块630用于获取所述在充电池的每相邻两个时刻各自对应的功率;将所述两个时刻各自对应的功率相减,得到相减结果,并将所述相减结果作为所述在充电池的功率变化。
控制模块640用于根据所述在充电池的功率变化,控制所述待充电池的充电状态。
其中,控制模块640用于判断所述在充电池的功率变化是否大于或等于预设的功率变化阈值;若是,则停止为所述待充电池充电;若否,则继续为所述待充电池充电。
“预设的功率变化阈值”可以为具体数值或者百分数,可以根据具体的使用条件具体定义,当预设的功率变化阈值为百分数时,可以将在充电池的功率变化值除以上一时刻的功率值得到功率变化百分数,从而进行在充电池的功率变化与预设的功率变化阈值的比较。例如,假设预设的功率变化阈值为10%,若在充电池的功率变化为5%,则在充电池的功率变化小于预设的功率变化阈值;若在充电池的功率变化为15%,则在充电池的功率变化大于预设的功率变化阈值。
在本实施例中,当在充电池的功率变化大于或等于预设变化阈值时,则说明输入电源的功率不支持同时给在充电池和待充电池充电,此时需要停止对待充电池的充电,以优先满足在充电池的充电速度;当在充电池的功率变化小于预设变化阈值时,则说明输入电源的功率能够支持同时给在充电池和待充电池充电,此时可以继续为待充电池充电。
在本发明的一个实施例中,所述继续为所述待充电池充电具体包括:以最大允许充电电流与最大允许充电电压为所述待充电池充电。
在本实施例中,该充电装置600通过确定模块610、充电模块620、功率变化获取模块630和控制模块640,对各个电池进行充电管理。当输入电源的功率足够大时同时进行多个电池的充电,当输入电源的功率不足时只对一个电池充电,以能够自动为至少两个电池充电,无需接插多个充电器,操作简单方便,并且,还能够最大程度的利用输入电源的功率,自动为至少两个不同功率的电池充电,能最大程度的缩短充电的时间。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;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:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种充电方法,其特征在于,用于为至少两个电池充电,所述方法包括:
确定待充电池和在充电池;
当所述在充电池的电流处于稳定状态时,开始为所述待充电池充电;
获取所述在充电池的功率变化;
根据所述在充电池的功率变化,控制所述待充电池的充电状态;
其中,所述待充电池为未被充电且即将被充电的电池,所述在充电池为正在进行充电的电池,所述稳定状态是指,在预设时长内,所述在充电池的电流的波动幅度不大于预设电流幅度阈值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定待充电池,还包括:
获取各个电池的电池温度;
判断所述各个电池的电池温度是否处于预设温度范围内;
若是,则为可充电状态;
若否,则为不可充电状态;
从所述可充电状态的电池中选择所述待充电池。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述确定所述待充电池,还包括:
获取未处于充电状态的所述可充电状态的电池中各个电池的剩余电量;
根据所述可充电状态的电池中各个电池的剩余电量,确定所述各个电池的充电优先级;
选择所述充电优先级满足预设充电条件的电池为待充电池。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述可充电状态的电池中各个电池的剩余电量,确定所述各个电池的充电优先级,包括:
按照所述剩余电量的高低顺序,确定所述各个电池的充电优先级,其中,高剩余电量的电池的充电优先级高于低剩余电量的电池的充电优先级。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述选择所述充电优先级满足预设充电条件的电池为待充电池,包括:
从所述各个电池中遍历出充电优先级最高的电池为待充电池。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述开始为所述待充电池充电,包括:
以最大允许充电电流与最大允许充电电压为所述待充电池充电。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述在充电池的功率变化,控制所述待充电池的充电状态,包括:
获取所述在充电池的每相邻两个时刻对应的功率;
将所述两个时刻对应的功率相减,得到相减结果,并将所述相减结果作为所述在充电池的功率变化。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述在充电池的功率变化,控制所述待充电池的充电状态,包括:
判断所述在充电池的功率变化是否大于或等于预设功率变化阈值;
若是,则停止为所述待充电池充电;
若否,则继续为所述待充电池充电。
9.一种充电设备,其特征在于,用于为至少两个电池充电,所述充电设备包括:
充电电路,所述充电电路连接输入电源和所述电池,其中,所述充电电路包括:
若干升降压电路,连接所述输入电源,所述升降压电路用于调整所述输入电源的电压,以输出合适的输出电压,以及
若干主回路开关,每个所述主回路开关的输入端均连接一个相应所述升降压电路,每个所述主回路开关的输出端均连接一个相应所述电池,所述主回路开关用于控制对所述电池的充电连通或断开;以及
所述控制器,分别与所述充电电路中的各所述升降压电路、各所述主回路开关、以及各所述电池连接,用于控制所述充电电路,其中,所述控制器包括:
至少一个处理器,以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够控制所述充电电路,用于执行如权利要求1-8中任一项所述的充电方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518055 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Xili Street Xueyuan Road No. 1001 Chi Yuen Building 9 layer B1 Applicant after: Shenzhen daotong intelligent Aviation Technology Co.,Ltd. Address before: 518055 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Xili Street Xueyuan Road No. 1001 Chi Yuen Building 9 layer B1 Applicant before: AUTEL ROBOTICS Co.,Ltd. |
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GR01 | Patent grant | ||
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