CN111478415B - 充电装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种充电装置、方法和系统，涉及电池充电技术领域。该充电装置包括功率转换模块和控制器，控制器分别与功率转换模块、发动机和发电机电连接，发动机与发电机连接，发电机用于通过功率转换模块与电池电连接；控制器用于控制功率转换模块将电池提供的第一直流电转换为第一交流电，以使发电机转动；控制器还用于当发电机的转速达到预设值时，控制发动机驱动发电机，以使发电机向功率转换模块提供第二交流电；控制器还用于控制功率转换模块将第二交流电转换为第二直流电，以使电池充电。其能够在不需要增加额外的蓄电池的情况下，实现发电机的启动，具有体积小和成本低的优点。

Description

充电装置、方法和系统

技术领域

本发明涉及电池充电技术领域，具体而言，涉及一种充电装置、方法和系统。

背景技术

户外使用的电子设备因市电使用不方便，一般采用发电机的方式对电子设备的电池进行充电。

发电机的启动方式可以采用手拉式启动和电启动。其中，手拉式启动具有启动不便的缺点。电启动虽然启动方便，但需要增加额外的蓄电池用于电启动的能量来源，不仅增加了重量和成本，还需对蓄电池进行维护。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种充电装置、方法和系统，其能够在不需要增加额外的蓄电池的情况下，实现发电机的启动，具有体积小和成本低的优点。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，实施例提供一种充电装置，包括功率转换模块和控制器，所述控制器分别与所述功率转换模块、发动机和发电机电连接，所述发动机与所述发电机连接，所述发电机用于通过所述功率转换模块与电池电连接；

所述控制器用于控制所述功率转换模块将所述电池提供的第一直流电转换为第一交流电，所述功率转换模块用于将所述第一交流电传输至所述发电机，以使所述发电机转动；

所述控制器还用于当所述发电机的转速达到预设值时，控制所述发动机驱动所述发电机，以使所述发电机向所述功率转换模块提供第二交流电；

所述控制器还用于控制所述功率转换模块将所述第二交流电转换为第二直流电，所述功率转换模块用于将所述第二直流电传输至所述电池，以使所述电池充电。

第二方面，实施例提供一种充电方法，应用于充电装置的控制器，所述充电装置还包括与所述控制器电连接的功率转换模块，所述控制器与发动机电连接，所述发动机与发电机连接，所述发电机用于通过所述功率转换模块与电池电连接，所述方法包括：

控制所述功率转换模块将所述电池提供的第一直流电转换为第一交流电，所述功率转换模块将所述第一交流电传输至所述发电机，以使所述发电机转动；

当所述发电机的转速达到预设值时，控制所述发动机驱动所述发电机，以使所述发电机向所述功率转换模块提供第二交流电；

控制所述功率转换模块将所述第二交流电转换为第二直流电，所述功率转换模块将所述第二直流电传输至所述电池，以使所述电池充电。

第三方面，实施例提供一种充电系统，包括发动机、发电机和第一方面所述的充电装置。

本发明实施例提供的充电装置、方法和系统，通过控制器控制功率转换模块将电池提供的第一直流电转换为第一交流电，功率转换模块将第一交流电传输至发电机，以使发电机转动。控制器还用于当发电机的转速达到预设值时，控制发动机驱动发电机，以使发电机向所述功率转换模块提供第二交流电。控制器还用于控制功率转换模块将第二交流电转换为第二直流电，功率转换模块用于将第二直流电传输至电池，以使电池充电。可见，通过电池作为发电机启动的电能来源，无需配置额外的蓄电池，进而使得充电装置具有体积小和成本低的优点。同时，功率转换模块即可实现第一直流电到第一交流电的转换，又能实现第二交流电到第二直流电的转换。即通过功率转换模块不仅能实现电池为发电机启动提供电能，还能实现发电机为电池充电提供电能。故功率转换模块的复用，使得充电装置的结构简单。

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实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种充电系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种充电装置的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的另一种充电系统的结构示意图；

图4示出了本发明实施例提供的另一种充电装置的结构示意图；

图5示出了本发明实施例提供的又一种充电装置的结构示意图；

图6示出了本发明实施例提供的一种充电装置的电路示意图；

图7示出了本发明实施例提供的一种充电方法的流程示意图。

图标：100-充电系统；110-充电装置；111-功率转换模块；1111-开关单元；1112-电感量补偿单元；112-控制器；113-启停模块；1131-启动按键；1132-停止按键；120-发动机；121-油门；122-风门；123-使能点火装置；130-发电机；131-信号采集装置；200-电子设备；210-电池；Q1-第一开关管；Q2-第二开关管；Q3-第三开关管；Q4-第四开关管；Q5-第五开关管；Q6-第六开关管；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；L1-第一电感；L2-第二电感；L3-第三电感；C1-电容。

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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请下述各实施例所提供的充电系统，可为户外使用的任一类型的电子设备供电，例如，充电系统可以为无人机、无人车、无人船及电动车等供电。

如下以电子设备为无人机为例进行说明。请参照图1，为本实施例提供的充电系统100的一种可实施的结构示意图。该充电系统100包括充电装置110、发动机120和发电机130，发电机130用于通过充电装置110与电池210电连接，发动机120分别与充电装置110和发电机130电连接。

在本实施例中，电池210为电子设备200中的电池。电池210可以为可拆卸电池，即电池210可以从电子设备200上拆卸下来，电池210可插接至充电系统100中，实现与充电装置110的电连接。电池210也可以为不可拆卸电池，即电池210可以与电子设备200集成在一起，电池210可通过电源线实现与充电装置110电连接。

其中，电池210可以为锂电池和蓄电池等，在本实施例中，以电池210为锂电池为例进行说明。发动机120可以为柴油发动机。发电机130可以为交流发电机，具体可以为磁电机(PGM)。发动机120可通过转轴与发电机130连接。

当电子设备200进行作业时，即电子设备200未处于充电状态时，电池210是与充电装置110无连接关系的。故当电子设备200中的电池210电量不足时，可将电池210以插接的方式实现与充电装置110的电连接，或将电池210通过电源线的方式实现与充电装置110的电连接。

当电池210与充电装置110处于电连接状态时，充电装置110用于将电池210提供的第一直流电转换为第一交流电，并将第一交流电传输至发电机130，以使发电机130转动。当发电机130的转速达到预设值时，充电装置110还用于控制发动机120驱动发电机130，以使发电机130向充电装置110提供第二交流电。充电装置110还用于将第二交流电转换为第二直流电，并将第二直流电传输至电池210，以使电池210充电。

可见，将电池210中剩余的第一直流电作为发电机130启动的第一交流电的来源，无需配置额外的蓄电池，就能启动发电机130为电池210充电，故充电系统100具有体积小和成本低的优点。

请参照图2，为图1中所示的充电装置110的一种可实施的结构示意图。该充电装置110包括功率转换模块111和控制器112，控制器112分别与功率转换模块111、发动机120和发电机130电连接，发电机130用于通过功率转换模块111与电池210电连接。

当电池210与功率转换模块111处于电连接状态时，控制器112用于控制功率转换模块111将电池210提供的第一直流电转换为第一交流电，功率转换模块111用于将第一交流电传输至发电机130，以使发电机130转动；控制器112还用于当发电机130的转速达到预设值时，控制发动机120驱动发电机130，以使发电机130向功率转换模块111提供第二交流电；控制器112还用于控制功率转换模块111将第二交流电转换为第二直流电，功率转换模块111用于将第二直流电传输至电池210，以使电池210充电。

其中，预设值为预先设置在控制器112中的数据。发电机130转动后，发电机130用于将其转速传输至控制器112，控制器112用于将发电机130的转速与预设值进行匹配，若发电机130的转速达到预设值，控制器112控制发动机120驱动发电机130。

请参考图3，为本发明实施例提供的充电系统100另一种可实施的结构示意图。发电机130可包括信号采集装置131，信号采集装置131与控制器112电连接。信号采集装置131用于采集发电机130的转速，并将发电机130的转速传输至控制器112。该信号采集装置131可以采用霍尔传感器。

如图3所示，发动机120包括油门121、风门122和使能点火装置123，油门121、风门122和使能点火装置123均与控制器112电连接。控制器112在发电机130的转速达到预设值时控制油门121、风门122和使能点火装置123打开，同时控制器112还会控制功率转换模块111停止将第一直流电转换为第一交流电，使得发动机120点燃混合气体，将化学能转换为机械能，进而驱动发电机130转动运行，以使发电机130产生第二交流电。

在本实施例中，控制器112控制功率转换模块111将第二交流电转换为第二直流电之前，控制器112会将发电机130的转速与预设范围值进行匹配，若发电机130的转速在预设范围值内，控制器112才会控制功率转换模块111将第二交流电转换为第二直流电。可以理解为，信号采集装置131会实时采集发电机130的转速，并将发电机130的转速实时传输至控制器112。控制器112将发电机130的转速与预设范围值进行匹配，是为了确保发电机130启动成功，即发电机130在发动机120的驱动下，发电机130的转速在预设范围值内，则表明发电机130启动成功；若发电机130的转速不在预设范围值内，则表明发电机130启动失败。其中，预设范围值内的转速值应大于预设值对应的转速值。

在本实施例中，控制器112还与电池210电连接。在确认发电机130启动成功后，控制器112还可以检测电池210的状态，并根据电池210的状态判断电池210是否可以充电，若可以充电，控制器112可用于根据恒流恒压算法控制功率转换模块111将第二交流电转换为第二直流电。若不可以充电，控制器112可产生预警提示信息。

可以理解，第二直流电包括工作电流和工作电压。控制器112则会依据预先设定的工作电流和工作电压的大小控制功率转换模块111将第二交流电转换为对应的第二直流电。

换言之，电池210充电过程分为两个阶段，第一阶段可以为恒流充电阶段：控制器112依据设定的工作电流控制功率转换模块111转换得到的第二直流电包括的工作电流为设定的工作电流，且第二直流电包括的工作电压会对应上升。直至第二直流电包括的工作电压上升至设定的工作电压时转入第二阶段。第二阶段可以为恒压充电阶段：控制器112依据设定的工作电压控制功率转换模块111转换得到的工作电压包括的工作电压保持为设定的工作电压，使得第二直流电包括的工作电流逐渐减小。

在本实施例中，控制器112还用于在工作电流对应的电流值小于预设电流值时，控制功率转换模块111停止将第二交流电转换为第二直流电，以停止向电池210充电。可以理解，在恒压充电阶段，当工作电流对应的电流值逐渐减小且低于预设电流值时，表明电池210处于充满电的状态，控制器112则会控制功率转换模块111停止电信号转换，以关闭电池210的充电回路。

为了节省充电系统100的能耗，控制器112在控制功率转换模块111停止进行电信号转换的预设时间内，无新的需要充电的电池210与功率转换模块111处于电连接状态，控制器112会向发电机130发送停机指令，使得发电机130根据停机指令停止工作。可以理解，控制器112在控制功率转换模块111停止进行电信号转换的预设时间内，发电机130处于待机状态，若在预设时间内，有新的需要充电的电池210与功率转换模块111处于电连接状态，发电机130会再次向控制功率转换模块111输出第二交流电，以便对新的需要充电的电池210进行充电。若在预设时间内，无新的需要充电的电池210与功率转换模块111处于电连接状态，控制器112控制发电机130停机，以节省能耗。

在本实施例中，控制器112根据恒流恒压算法控制功率转换模块111将第二交流电转换为第二直流电的过程中，可以采用电压环和电流环闭环控制策略。

在电池210充电的过程中，控制器112还用于在发电机130输出的第二交流电表征的输出功率增加时，控制油门121的开度增加，以调高发电机130的转速。控制器112还用于在发电机130输出的第二交流电表征的输出功率降低时，控制油门121的开度减小，以调低发电机130的转速。

根据发电机130输出功率的大小对应调节油门121的开度大小，可以调节发动机120驱动发电机130转动的机械能大小，进而可降低发电机130感应电压与电池210电压的压差，对应减小流经功率转换模块111的电流大小，减小充电装置110的损耗。

请参考图4，为本发明实施例提供的充电装置110的另一种可实施的结构示意图，图4所示的充电装置110在图2所示的充电装置110的基础上，还包括启停模块113，启停模块113与控制器112电连接。

启停模块113用于响应用户的启动操作产生启动信号，并将启动信号传输至控制器112；控制器112用于在电池210与功率转换模块111电连接时，根据启动信号控制功率转换模块111将第一直流电转换为第一交流电。

在本实施例中，启停模块113包括启动按键1131，启动按键1131与控制器112电连接，启动按键1131用于响应用户的按压操作产生启动信号。可以理解，当电池210电连接功率转换模块111时，并不需要立即对电池210充电，而是需要启动按键1131响应用户的按压操作产生启动信号后，控制器112控制功率转换模块111进行电信号转换工作，以实现对电池210的充电。即当电池210电连接功率转换模块111后，什么时候开始对电池210进行充电，由工作人员确定，当工作人员认为可以开始对电池210充电时，工作人员则会按压启动按键1131。

进一步地，在本实施例中，启停模块113还包括停止按键1132，停止按键1132与控制器112电连接。停止按键1132用于响应用户按压操作产生停止信号，并将停止信号传输至控制器112，控制器112用于根据停止信号控制功率转换模块111停止进行电信号转换。

可以理解，除了在电池210充满电的情况下，控制器112会主动控制功率转换模块111停止电信号转换，以关闭电池210的充电回路。还可以再电池210未充满电时，通过停止按键1132响应用户按压操作产生的停止信号，以使控制器112根据停止信号控制功率转换模块111停止电信号转换，以停止向电池210充电。即电池210在未充满电的情况下，因时间原因，工作人员可以通过停止按键1132提前终止对电池210的充电。

在本实施例中，启动按键1131和停止按键1132可以采用机械按键，也可以采用触摸按键。

请参照图5，为本发明实施例提供的充电装置110的又一种可实施的结构示意图。功率转换模块包括开关单元1111，开关单元1111与控制器112电连接，发电机130用于通过开关单元1111与电池210电连接。

开关单元1111用于在控制器112的控制下，将第一直流电转换为第一交流电；开关单元1111还用于在控制器112的控制下，将第二交流电转换为第二直流电。

可以理解，控制器112用于通过控制开关单元1111的导通时间和关闭时间，以将第一直流电转换为第一交流电，以及将第二交流电转换为第二直流电。

其中，开关单元1111用于在控制器112的控制下，将第二交流电进行升压和整流处理，得到第二直流电。即开关单元1111可以采用类似BOOST升压拓扑结构将发电机130提供的第二交流电通过可控的电流电压环转换为第二直流电，以实现对电池210的充电。由于开关单元1111采用非隔离升压结构，功率阻容等器件的耐压可以选择低的耐压值，使得充电装置110结构简单、体积更小。

进一步地，如图5所示，功率转换模块111还包括电感量补偿单元1112，发电机130通过电感量补偿单元1112与开关单元1111电连接。电感量补偿单元1112用于补偿发电机130的电感量和/或电池210的电感量。可以理解，电感量补偿单元1112用于起到电能存储的作用，以实现补偿发电机130的电感量和/或电池210的电感量。其中，电感量补偿单元1112的大小可以根据发电机130的电感量和电池210的电感量确定。当然，功率转换模块111还可以根据发电机130的电感量和电池210的电感量确定是否需要包括电感量补偿单元1112，即电感量补偿单元1112可以取消。

请参照图6，为本发明实施例提供的充电装置110的一种可实施的电路示意图。开关单元1111包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6，第一开关管Q1的第一引脚、第二开关管Q2的第一引脚、第三开关管Q3的第一引脚、第四开关管Q4的第一引脚、第五开关管Q5的第一引脚和第六开关管Q6的第一引脚均与控制器112电连接，第一开关管Q1的第二引脚、第三开关管Q3的第二引脚和第五开关管Q5的第二引脚均与电池210的正极电连接，第二开关管Q2的第二引脚与第一开关管Q1的第三引脚电连接，第四开关管Q4的第二引脚与第三开关管Q3的第三引脚电连接，第六开关管Q6的第二引脚与第五开关管Q5的第三引脚电连接，发电机130的第一相端口电连接于第一开关管Q1的第三引脚与第二开关管Q2的第二引脚之间，发电机130的第二相端口电连接于第三开关管Q3的第三引脚与第四开关管Q4的第二引脚之间，发电机130的第三相端口电连接于第五开关管Q5的第三引脚与第六开关管Q6的第二引脚之间，第二开关管Q2的第三引脚、第四开关管Q4的第三引脚和第六开关管Q6的第三引脚均与电池210的负极电连接。

可以理解，控制器112可以向第一开关管Q1的第一引脚、第二开关管Q2的第一引脚、第三开关管Q3的第一引脚、第四开关管Q4的第一引脚、第五开关管Q5的第一引脚和第六开关管Q6的第一引脚分别产生六路控制信号，以分别控制第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的导通时间和关断时间，进而实现将第一直流电转换为第一交流电，以及将第二交流电转换为第二直流电。

其中，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6又可以理解为三相六路开关管，且第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6均可以采用MOS管(metal oxidesemiconductor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管)，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的第一引脚可以理解为MOS管的栅极，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的第二引脚可以理解为MOS管的漏极，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的第三引脚可以理解为MOS管的源极。第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的开关频率可以设置为60K。发电机130的第一相端口可以设置为A相，发电机130的第二相端口可以设置为B相，发电机130的第三相端口可以设置为C相。

进一步地，在本实施例中，开关单元1111还包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，第二开关管Q2的第三引脚通过第一电阻R1与电池210的负极电连接，第四开关管Q4的第三引脚通过第二电阻R2与电池210的负极电连接，第六开关管Q6的第三引脚通过第三电阻R3与电池210的负极电连接。

进一步地，在本实施例中，开关单元1111还包括电容C1，电容C1并联于第一开关管Q1的第二引脚、第三开关管Q3的第二引脚和第五开关管Q5的第二引脚与第二开关管Q2的第三引脚、第四开关管Q4的第三引脚和第六开关管Q6的第三引脚之间。电容C1用于起到整流滤波作用。

如图6所示，电感量补偿单元1112包括第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3，发电机130的第一相端口通过第一电感L1与开关单元1111电连接，发电机130的第二相端口通过第二电感L2与开关单元1111电连接，发电机130的第三相端口通过所第三电感L3与开关单元1111电连接。

可以理解，发电机130的第一相端口通过第一电感L1电连接于第一开关管Q1的第三引脚和第二开关管Q2的第二引脚之间，发电机130的第二相端口通过第二电感L2电连接于第三开关管Q3的第三引脚和第四开关管Q4的第二引脚之间，发电机130的第三相端口通过第三电感L3电连接于第五开关管Q5的第三引脚和第六开关管Q6的第二引脚之间。

请参考图7，为本发明实施例提供的充电方法的一种流程示意图。需要说明的是，本发明实施例提供的充电方法并不以图7以及以下的具体顺序为限制，应当理解，在其他实施例中，本发明实施例提供的充电方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。该充电方法可以应用在图2-6所示的控制器112中，下面将对图7所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S301，控制功率转换模块将电池提供的第一直流电转换为第一交流电，功率转换模块将第一交流电传输至发电机，以使发电机转动。

可以理解，当电池210与功率转换模块111处于电连接状态时，功率转换模块111用于将电池210提供的第一直流电转换为第一交流电，并将第一交流电传输至发电机130，以使发电机130转动。

步骤S302，当发电机的转速达到预设值时，控制发动机驱动发电机，以使发电机向功率转换模块提供第二交流电。

可以理解，预设值为预先设置在控制器112中的数据。发电机130转动后，发电机130用于将其转速传输至控制器112，控制器112用于将发电机130的转速与预设值进行匹配，若发电机130的转速达到预设值，控制器112控制发动机120驱动发电机130。

其中，控制器112在发电机130的转速达到预设值时控制油门121、风门122和使能点火装置123打开，同时控制器112还会控制功率转换模块111停止将第一直流电转换为第一交流电，使得发动机120点燃混合气体，将化学能转换为机械能，进而驱动发电机130转动运行，以使发电机130产生第二交流电。

步骤S303，控制功率转换模块将第二交流电转换为第二直流电，功率转换模块将第二直流电传输至电池，以使电池充电。

可以理解，第二直流电包括工作电流和工作电压。控制器112则会依据预先设定的工作电流和工作电压的大小控制功率转换模块111将第二交流电转换为对应的第二直流电。

综上所述，本实施例提供的一种充电装置、方法和系统，通过控制器控制功率转换模块将电池提供的第一直流电转换为第一交流电，功率转换模块将第一交流电传输至发电机，以使发电机转动。控制器还用于当发电机的转速达到预设值时，控制发动机驱动发电机，以使发电机向所述功率转换模块提供第二交流电。控制器还用于控制功率转换模块将第二交流电转换为第二直流电，功率转换模块用于将第二直流电传输至电池，以使电池充电。可见，通过电池作为发电机启动的电能来源，无需配置额外的蓄电池，进而使得充电装置具有体积小和成本低的优点。同时，功率转换模块即可实现第一直流电到第一交流电的转换，又能实现第二交流电到第二直流电的转换。即通过功率转换模块不仅能实现电池为发电机启动提供电能，还能实现发电机为电池充电提供电能。故功率转换模块的复用，使得充电装置的结构简单。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种充电装置，其特征在于，包括功率转换模块和控制器，所述控制器分别与所述功率转换模块、发动机和发电机电连接，所述发动机与所述发电机连接，所述发电机用于通过所述功率转换模块与电池电连接；

所述控制器用于控制所述功率转换模块将所述电池提供的第一直流电转换为第一交流电，所述功率转换模块用于将所述第一交流电传输至所述发电机，以使所述发电机转动；

所述控制器还用于当所述发电机的转速达到预设值时，控制所述发动机驱动所述发电机，以使所述发电机向所述功率转换模块提供第二交流电；

所述控制器还用于控制所述功率转换模块将所述第二交流电转换为第二直流电，所述功率转换模块用于将所述第二直流电传输至所述电池，以使所述电池充电；

其中，所述控制器用于采用电压环和电流环闭环控制策略根据恒流恒压算法控制所述功率转换模块将所述第二交流电转换为所述第二直流电。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述发动机包括油门，所述油门与所述控制器电连接；

所述控制器用于在所述发电机输出的第二交流电表征的输出功率增加时，控制所述油门的开度增加，以调高所述发电机的转速。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述发动机包括油门，所述油门与所述控制器电连接；

所述控制器用于在所述发电机输出的第二交流电表征的输出功率降低时，控制所述油门的开度减小，以调低所述发电机的转速。

4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述第二直流电包括工作电流，所述控制器还用于在所述工作电流对应的电流值小于预设电流值时，控制所述功率转换模块停止将所述第二交流电转换为第二直流电，以停止向所述电池充电。

5.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述功率转换模块包括开关单元，所述开关单元与所述控制器电连接，所述发电机用于通过所述开关单元与所述电池电连接；

所述开关单元用于在所述控制器的控制下，将所述第一直流电转换为第一交流电；

所述开关单元还用于在所述控制器的控制下，将所述第二交流电转换为所述第二直流电。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述开关单元用于在所述控制器的控制下，将所述第二交流电进行升压和整流处理，得到所述第二直流电。

7.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述开关单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管，所述第一开关管的第一引脚、第二开关管的第一引脚、第三开关管的第一引脚、第四开关管的第一引脚、第五开关管的第一引脚和第六开关管的第一引脚均与所述控制器电连接，所述第一开关管的第二引脚、第三开关管的第二引脚和第五开关管的第二引脚均与所述电池的正极电连接，所述第二开关管的第二引脚与所述第一开关管的第三引脚电连接，所述第四开关管的第二引脚与所述第三开关管的第三引脚电连接，所述第六开关管的第二引脚与所述第五开关管的第三引脚电连接，所述发电机的第一相端口电连接于所述第一开关管的第三引脚与所述第二开关管的第二引脚之间，所述发电机的第二相端口电连接于所述第三开关管的第三引脚与所述第四开关管的第二引脚之间，所述发电机的第三相端口电连接于所述第五开关管的第三引脚与所述第六开关管的第二引脚之间，所述第二开关管的第三引脚、第四开关管的第三引脚和第六开关管的第三引脚均与所述电池的负极电连接。

8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述开关单元还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第二开关管的第三引脚通过所述第一电阻与所述电池的负极电连接，所述第四开关管的第三引脚通过所述第二电阻与所述电池的负极电连接，所述第六开关管的第三引脚通过所述第三电阻与所述电池的负极电连接。

9.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述功率转换模块还包括电感量补偿单元，所述发电机通过所述电感量补偿单元与所述开关单元电连接；

所述电感量补偿单元用于补偿所述发电机的电感量和/或所述电池的电感量。

10.根据权利要求9所述的充电装置，其特征在于，所述电感量补偿单元包括第一电感、第二电感和第三电感，所述发电机的第一相端口通过所述第一电感与所述开关单元电连接，所述发电机的第二相端口通过所述第二电感与所述开关单元电连接，所述发电机的第三相端口通过所述第三电感与所述开关单元电连接。

11.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括启停模块，所述启停模块与所述控制器电连接；

所述启停模块用于响应用户的启动操作产生启动信号，并将所述启动信号传输至所述控制器；

所述控制器用于在所述电池与所述功率转换模块电连接时，根据所述启动信号控制所述功率转换模块将所述第一直流电转换为所述第一交流电。

12.一种充电方法，其特征在于，应用于充电装置的控制器，所述充电装置还包括与所述控制器电连接的功率转换模块，所述控制器与发动机电连接，所述发动机与发电机连接，所述发电机用于通过所述功率转换模块与电池电连接，所述方法包括：

控制所述功率转换模块将所述电池提供的第一直流电转换为第一交流电，所述功率转换模块将所述第一交流电传输至所述发电机，以使所述发电机转动；

当所述发电机的转速达到预设值时，控制所述发动机驱动所述发电机，以使所述发电机向所述功率转换模块提供第二交流电；

控制所述功率转换模块将所述第二交流电转换为第二直流电，所述功率转换模块将所述第二直流电传输至所述电池，以使所述电池充电；

其中，所述控制器用于采用电压环和电流环闭环控制策略根据恒流恒压算法控制所述功率转换模块将所述第二交流电转换为所述第二直流电。

13.一种充电系统，其特征在于，包括发动机、发电机和如权利要求1-11任意一项所述的充电装置。

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