CN206023324U - 充电控制系统、充电装置及无人机 - Google Patents

Abstract

一种充电控制系统，包括：控制电路、多个充电开关以及多个电源接口；所述多个充电开关与所述控制电路电连接，且每个充电开关均通过一个所述电源接口电连接一个电池，以控制所述电池的充电状态；所述控制电路用于获取每个所述电池的状态信息，并根据所述状态信息控制每个所述电池的充电开关的工作状态，以使其中一个所述电池进行恒压充电的同时，另一个所述电池进行恒流充电。本实用新型提供的充电控制系统，可以明显缩短电源的充电时间。本实用新型还提供了一种充电装置及无人机。

Description

充电控制系统、充电装置及无人机

技术领域

本实用新型涉及一种充电控制系统、充电装置及无人机，属于无充放电控制技术领域。

背景技术

锂离子电池由于其优越的充放电和储能特性，现在被广泛应用在手机、电脑和无人机等各种电子产品中。随着经济的发展，消费者对于电子产品的供电量、续航时间提出了更高的要求，为了呼应上述需求，越来越多的电子产品开始设置多个电池作为供电电源，从而通过多个电池的串/并联来为电子产品提供更大的电量或者更长的续航时间。

但是，这种设置多个电池作为电源的方式为锂离子电池的快速充电提出了新的挑战。现有的锂离子电池在充电时一般是控制电源中的锂离子电池一个接一个的充电，并且每一个锂离子电池充满电以后下一个锂离子电池才开始充电。现有的这种充电控制方式会导致电源的电池数越多则将整个电源充满电的时间就会越长，难以实现对包括多个电池的电源进行快速充电的目的。

实用新型内容

本实用新型提供一种充电控制系统、充电装置及无人机，以解决现有技术中包括多个电池的电源在充电时时间过长的问题。

根据本实用新型的一实施例，提供一种充电控制系统，包括：控制电路、多个充电开关以及多个电源接口；所述多个充电开关与所述控制电路电连接，且每个充电开关均通过一个所述电源接口电连接一个电池，以控制所述电池的充电状态；所述控制电路用于获取每个所述电池的状态信息，并根据所述状态信息控制每个所述电池的充电开关的工作状态，以使其中一个所述电池进行恒压充电的同时，另一个所述电池进行恒流充电。

上述充电控制系统的进一步改进，所有电池进行恒流充电的时间不重叠，或，至少有两个电池进行恒流充电的时间有重叠。

上述充电控制系统的进一步改进，所述状态信息包括：电量、电压、电流以及电池温度中的一种或多种。

上述充电控制系统的进一步改进，所述充电开关为电子开关。

上述充电控制系统的进一步改进，所述充电开关的工作状态包括：待充电状态、连续恒流充电状态、恒压充电状态、脉冲恒流充电状态以及充电终止状态中的一种。

上述充电控制系统的进一步改进，每个所述电池对应有通过所述充电开关控制通/断的恒流充电电路，所述恒流充电电路用于电连接电源适配器和所述电池；所述控制电路用于根据所述状态信息控制每个所述电池的充电开关在整个电源的充电时间内依次将每个所述电池的恒流充电电路导通一次。

上述充电控制系统的进一步改进，每个所述电池还对应有通过所述充电开关控制通/断的恒压充电电路，所述恒压充电电路与所述恒流充电电路并联；所述控制电路用于根据当前正在进行恒流充电的电池的电压与预设电压阈值的比较结果，控制所述当前正在进行恒流充电的电池的充电开关将恒流充电电路截止以切断恒流充电，并将当前正在进行恒流充电的电池的恒压充电电路导通以进行恒压充电；与此同时，所述控制电路还用于控制待进行恒流充电的电池的充电开关将该待进行恒流充电的电池的恒流充电电路导通以进行恒流充电。

上述充电控制系统的进一步改进，所述恒压充电电路包括升压元件，所述升压元件用于提供恒压充电的充电电压。

上述充电控制系统的进一步改进，每个所述电池对应有通过充电开关控制通/断的恒流充电电路，所述恒流充电电路用于电连接电源适配器和所述电池；所述控制电路还用于根据所述状态信息控制每个所述电池的充电开关在单位时间内轮流导通每个所述电池的恒流充电电路，以对每个所述电池轮流使用脉冲电流进行恒流充电。

上述充电控制系统的进一步改进，每个所述电池使用脉冲电流进行恒流充电的占空比相同或者不同。

上述充电控制系统的进一步改进，每个所述电池使用脉冲电流进行恒流充电的占空比根据每个电池的电量来决定。

上述充电控制系统的进一步改进，所述占空比的取值为0-100。

上述充电控制系统的进一步改进，所述电源中当前正在进行恒流充电的电池的充电功率大致等于充电总功率与其他进行恒压充电的电池的充电功率的差值。

上述充电控制系统的进一步改进，还包括多个通讯接口，所述控制电路通过一个所述通讯接口与所述电池电连接，所述电池通过所述通讯接口发送所述状态信息给所述控制电路；或者，所述控制电路包括用于检测所述电池的所述状态信息的检测电路，所述控制电路通过所述检测电路直接获取所述电池的所述状态信息。

上述充电控制系统的进一步改进，每两个所述电池为一组，其中一个所述电池进行恒压充电的同时，另外一个所述电池进行恒流充电。

上述充电控制系统的进一步改进，所述两个电池的充电功率逐渐趋于恒定。

上述充电控制系统的进一步改进，所述电池进行恒压充电时的充电电压为所述电池的满充电压。

上述充电控制系统的进一步改进，多组所述电池依次充电或同时充电。

上述充电控制系统的进一步改进，所述电池包括外壳以及设于所述外壳内的多个电芯，所述电芯串联或/及并联在一起。

根据本实用新型的另一实施例，提供一种充电装置，包括：壳体和上述充电控制系统；所述壳体设有多个电池仓，用于分别收纳多个电池；所述充电控制系统安装在所述壳体内。

根据本实用新型的又一实施例，提供一种无人机，包括：电源、电调和机架；所述电源和电调安装在所述机架上；所述电源包括：多个电池和上述充电装置；所述多个电池分别收纳在所述充电装置的壳体上设置的多个电池仓内，所述多个电池与所述电调电连接，用于为所述电调供电。

本实用新型提供的充电控制系统、充电装置及无人机，通过控制一个电池在恒压充电的同时，另一个电池进行恒流充电，可以对电源适配器的功率和恒压充电的时间进行复用，从而缩短电源的充电时间。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的充电控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的充电控制系统的结构示意图；

图3为本实用新型又一实施例提供的充电控制系统的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的无人机的结构示意图。

图中：

1、无人机； 10、电源；

30、电调 50、机架。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下实施例中使用的技术术语“占空比”是指通过脉冲电流进行恒流充电的电池的有效充电时间与单位时间的比值。

在以下实施例中的电源，指包括多个电池在内的电源，这种电源可以安装在例如无人机、电脑、手机等在内的电子产品中，以为这些电子产品中的用电部件供电。进一步，上述电源中的电池具体可以是现在在电子产品中应用非常广泛的锂离子电池。为了使下述具体实施例更加简单、明了，以下将以无人机的锂离子电池为例进行详细介绍，但本领域技术人员应该能够理解，其他现有的电池类型也可以直接或者简单变换后使用以下实施例中提到的充电方法、充电控制系统、充电装置。

下面先简要介绍一下锂离子电池的充电过程：

涓流充电阶段——涓流充电一般是用来先对完全放电的电池进行预充(恢复性充电)。当然，这个阶段并不是每个锂离子电池都会经历的阶段。

恒流充电阶段——当电池电压上升到涓流充电阈值以上时，提高充电电流进行恒流充电。恒流充电的时间与电源适配器功率相关，即电源适配器输出功率越大、输出电流越大则充电时间越短。

恒压充电阶段——当电池电压上升到恒流充电阈值时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。

充电终止阶段——当电池充电电量达到恒压充电阈值时，恒压充电结束，进入充电终止阶段。现有的充电终止判断方式主要有最小充电电流判断法和定时器控制法；其中，最小电流法监视法是监视恒压充电阶段的充电电流，并在充电电流减小到预设范围时终止充电；定时器控制法是从恒压充电阶段开始时计时，持续充电两个小时后终止充电过程。因此，从恒压充电阶段开始到结束的充电时间相对固定，与电源适配器的功率相关性不高。

最后，还需要说明一点，在本申请中对于恒流充电阶段的充电过程均统称为恒流充电，并不区分电源适配器是使用连续稳定电流对电池进行充电，还是使用非连续稳定电流对电池进行充电。

实施例1

本实施例提供一种充电控制系统，用于对包括多个电池的电源进行充电控制，使得该电源可以快速充电，上述电源可以安装在无人机中。

图1是本实施例提供的充电控制系统的结构示意图。

如图1所示，本实施例的充电控制系统包括：控制电路、多个充电开关以及多个电源接口。其中，多个充电开关与控制电路电连接，且每个充电开关均通过一个所述电源接口电连接一个电池，以控制电池的充电状态。

上述控制电路用于获取每个电池的状态信息，并根据该状态信息控制每个电池的充电开关的工作状态，以使其中一个电池进行恒压充电的同时，另一个电池进行恒流充电。

具体的，控制电路中可以包括传感器，从而通过传感器获取每个电池的状态信息，例如可以通过电压传感器获取每个电池的电压，也可以通过电流传感器获取每个电池的充电电流、放电电流，还可以通过温度传感器获取每个电池的温度，也可以获取每个电池的剩余电量、总电量等。本领域技术人员应该能够理解，上述获取电池电压、电流、温度以及电量中的一种或者多种信息的方式是现有技术中普遍使用的方式，在此不再进行展开说明。

上述根据状态信息来控制每个电池的充电开关的工作状态，可以是控制充电开关在待充电状态、连续恒流充电状态、恒压充电状态、脉冲恒流充电状态以及充电终止状态之间进行切换。举例来说，可以先控制充电开关由待充电状态切换至连续恒流充电状态或者脉冲恒流充电状态，以对电池进行恒流充电，当恒流充电到一定程度后再将该电池由连续恒流充电状态或者脉冲恒流充电状态切换至恒压充电状态，从而实现通过对充电开关工作状态的切换，实现电池在恒流充电电路和恒压充电电路之间的切换。

需要说明的是，在本实施例中只需要使得电源中有一个电池在进行恒压充电的同时，另一个电池在进行恒流充电即可，不限制每一个充电开关在满足上述条件时的具体工作策略。例如，当电源中有一个电池进行恒压充电时，可以是至少有两个电池进行恒流充电的时间有重叠，也可以是电源中的所有电池进行恒流充电的时间不重叠。

以电源中包括四个电池为例，当第一个电池进行恒压充电时，第二个电池进行恒流充电，而第三个电池和第四个电池未充电或者也只进行恒压充电。优选地，第一个电池进行恒压充电的起始时刻正好是第二个电池进行恒流充电的起始时刻；或者，第一个电池进行恒流充电的截止时刻晚于第二个电池进行恒流充电的起始时刻；又或者，第一个电池进行恒压充电的起始时刻早于第二个电池进行恒流充电的起始时刻。

在一个优选的示例中，充电开关可以是机械开关或者是电子开关，例如可以是MOSFET开关，三极管等。本实施例中使用电子开关可以更有效的实现充电控制，进一步减少充电时间，并且使得简化充电方法，并使得基于本实施例充电方法的充电控制系统更加小巧。

在一个优选的实例中，电池可以包括：外壳以及设于所述外壳内的多个电芯，其中，多个电芯之间可以串联在一起，或者并联在一起，又或者多个电芯中既有相互串联的电芯又有相互并联的电芯。通过将多个电芯以上述不同的方式连接在一起，可以得到不同电量或者不同电压的电池以适应不同的应用场景。同时，通过外壳对电芯进行保护，也可以避免在使用过程中损坏电芯，从而提高电池的使用寿命。

在另一个优选的示例中，充电控制系统还包括多个通讯接口。控制电路通过一个通讯接口与电池电连接，该电池通过上述通讯接口发送其状态信息给上述控制电路。具体的，通讯接口可以是有线的、或者无线的通信接口，例如WiFi模块或者是通信连接线。此外电池向控制电路发送状态信息可以是主动发送或者被动发送。以上通过设置通讯接口的方式来获取电池的状态信息可以简化电路结构，使得充电控制系统结构更紧凑，稳定性更好，尤其适用于现有的具有电量管理单元的电源。

在有一个优选的示例中，控制电路包括用于检测电池的状态信息的检测电路，该控制电路通过上述检测电路直接获取电池的所述状态信息。具体的，通讯接口可以是有线的、或者无线的通信接口，例如WiFi模块或者是通信连接线。此外，检测电路可以是现有技术中可以实现检测电池电量、电压、温度等信息的任意电路。以上通过设置检测电路来获取电池的状态信息可以使得充电系统具有更广的适用性，使之能够应用于各种电池。

本实施例的充电控制系统，控制电路通过获取到的各电池的状态信息来控制每个电池所对应的充电开关的工作状态，使得电源中一个电池在进行恒压充电的时候，另外一个电池在进行恒流充电，从而实现对电源适配器充电功率、充电时间或者二者的复用，有效缩短了无人机中包括有多个电池的电源的充电时间。

例如，在以100W电源适配器对4个40Wh能量电池进行充电进行实际测试时，本实施例的充电方法可以将整个电源的充电时间缩短至少一个小时。当然，上述测试可能由于实际环境的影响会对充电时间的缩短程度有小幅的影响，这属于本领域技术人员应该能够认识到的。而且，当电源中所有电池进行恒流充电的时间不重叠时，可以充分利用电源适配器的充电总功率以及每个电池的恒压充电时间，尤其是当一个电池进行恒流充电的截止时刻正好是另一个电池进行恒流充电的起始时刻时，可以更充分的实现时间的复用。

实施例2

本实施例提供一种充电控制系统，用于对包括多个电池的电源进行充电控制，使得该电源可以快速充电，上述电源可以安装在无人机中。

图2是本实施例提供的充电控制系统的结构示意图。

如图2所示，本实施例的充电控制系统是在实施例1的基础上做的进一步改进，其中，每个电池对应有通过充电开关控制通/断的恒流充电电路，该恒流充电电路用于电连接电源适配器和电池；

控制电路用于根据所述状态信息控制每个所述电池的充电开关在整个电源的充电时间内依次将每个所述电池的恒流充电电路导通一次。

具体的，每个电池的状态信息可以通过传感器获取，例如可以是通过电压传感器获取每个电池的电压，也可以通过电流传感器获取每个电池的充电电流、放电电流，还可以通过温度传感器获取每个电池的温度，也可以获取每个电池的剩余电量、总电量等。本领域技术人员应该能够理解，上述获取电池电压、电流、温度以及电量中的一种或者多种信息的方式是现有技术中普遍使用的方式，在此不再进行展开说明。

控制每个电池的充电开关在整个电源充电时间内依次导通一次恒流充电电路，是指按照时间顺序依次将每个电池的恒流充电电路导通。以包括4个40Wh能量电池的电源用100W电源适配器进行充电为例，例如可以在充电开始时先将第一个电池的恒流充电电路导通以对第一个电池进行恒流充电，40分钟后再将第二个电池的恒流充电电路导通以对第二个电池进行恒流充电，又40分钟后再将第三个电池的恒流充电电路导通以对第三个电池进行恒流充电，再40分钟后再将第四个电池的恒流充电电路导通以对第四个电池进行恒流充电，直到电源充电结束，例如150分钟后充电结束。换句话说，第一个电池的恒流充电电路在10:00时导通开始进行恒流充电，第二个电池的恒流充电电路则在10:40时导通开始恒流充电，第三个电池的恒流充电电路在11：20时导通开始恒流充电，第四个电池的恒流充电电路在12:00时导通开始恒流充电，整个电源的充电过程在12:30时结束。当然，上述示例中每一个电池的恒流充电电路的导通时间间隔相同，但是，在实际应用中，两个电池的恒流充电电路的导通时间也可以是不同的，这取决于电池的电量大小、电池温度以及电源适配器提供给该电池的充电电流大小等因素。但是，上述影响因素并不妨碍各个电池在充电的整个时间段内依次导通一次的限定，并且，可以理解的，上述充电方法以及给出的示例中的电源在充电时必然是一个电池在进行恒压充电时，另外有一个电池在进行恒流充电。

本实施例的充电控制系统，通过设置由充电开关控制通/断的恒流充电电路，使得控制电路可以通过控制充电开关依次将每个电池的恒流充电电路导通，从而使得每个电池依次进行恒流充电，也就能够使电源适配器的充电功率被有效利用，从而在一个电池进行恒压充电的同时时，该电源适配器还能为另一个电池提供大电流以进行恒流充电，从而缩短整个电源的充电时间。并且，实施例的充电控制系统可以选用小功率的电源适配器来为更多的电池充电，从而减少电源适配器的体积和重量，更便于携带，并且也降低了充电的成本。

实施例3

本实施例提供一种充电控制系统，用于对包括多个电池的电源进行充电控制，使得该电源可以快速充电，上述电源可以安装在无人机中。

继续参考图2，本实施例的充电方法是在实施例2的基础上做的进一步改进：

所述控制电路用于根据当前正在充电的电池的电压与预设电压阈值的比较结果，控制所述当前正在进行恒流充电的电池由恒流充电切换至恒压充电，并控制待进行恒流充电的电池的充电开关将恒流充电电路导通以对所述待进行恒流充电的电池进行恒流充电。

具体的，预设电压阈值可以是恒流充电和恒压充电转折点的电压值，例如可以是4.2V。当然，预设电压阈值也可以是实际应用中需要的其他电压值。

在本实施例中，将当前正在进行恒流充电的电池由恒流充电切换至恒压充电，可以使用现有技术中的任意方式，比如控制电路中的变阻元件的阻值变化从而使得充电电压升高以实现从恒流充电切换至恒压充电，当然也可以是通过开关的切换来实现从恒流充电切换至恒压充电。

优选地，每个所述电池还对应有通过所述充电开关控制通/断的恒压充电电路，所述恒压充电电路与所述恒流充电电路并联；

所述控制电路用于控制所述当前正在进行恒流充电的充电开关将恒流充电电路截止以切断恒流充电，并将当前正在进行恒流充电的电池的恒压充电电路导通以进行恒压充电。

例如，充电开关可以包括串联在恒流充电电路上的恒流充电开关。当需要对电池进行恒流充电时，可以控制该恒流充电开关开启而恒压充电开关截止，从而将恒流充电电路导通以使用大电流对该电池进行恒流充电。当需要对电池进行恒压充电时，则可以控制恒流充电开关截止而恒压充电开关开启，从而将恒压充电电路导通以对该电池进行恒压充电。当然，也可以选用现有技术中其他控制策略来实现上述恒流充电电路和恒压充电电路的导通和截止，例如通过MOSFET开关或者三极管以实现对不同电路的导通和截止的控制。

进一步，如图2所示，恒压充电电路可以包括升压元件，用于在恒压充电时为所述电池提供充电电压。

具体的，升压元件可以是电阻或者DC/DC升压模块。这样，通过升压元件的升压作用可以使恒压充电电路导通以进行恒压充电的电池迅速获得合适的充电电压，例如满充电压。

以下以包括四个40Wh能量电池的电源使用100W电源适配器进行充电为例，简要介绍本实施例中一种优选的充电方法的工作过程：

开始充电时，电源与电源适配器电连接。控制第一个电池的充电开关以将第一个电池的恒流充电电路导通，第一个电池进行恒流充电。例如，可以是将第一个电池的恒流充电电路上的恒流充电开关(K1)闭合。

当第一个电池的电压逐步升高至恒流/恒压预设阈值时，控制第一个电池的充电开关将恒流充电电路截止并将恒压充电电路导通，第一个电池开始进行恒压充电。例如，可以是将第一个电池的恒流充电电路上的恒流充电开关(K1)截止，并将第一个电池的恒压充电电路上的恒压充电开关(K5)闭合。与此同时，控制第二个电池的充电开关以将第二个电池的恒流充电电路导通，第二个电池开始进行恒流充电。例如，可以是第二个电池的将恒流充电电路上的恒流充电开关(K2)闭合。

当第二个电池的电压逐步升高至恒流/恒压预设阈值时，控制第二个电池的充电开关将恒流充电电路截止并将恒压充电电路导通，第二个电池开始进行恒压充电。例如，可以是将第二个电池的恒流充电电路上的恒流充电开关(K2)截止，并将第二个电池的恒压充电电路上的恒压充电开关(K6)闭合。与此同时，控制第三个电池的充电开关以将第三个电池的恒流充电电路导通，第三个电池开始进行恒流充电。例如，可以是第三个电池的将恒流充电电路上的恒流充电开关(K3)闭合。

当第三个电池的电压逐步升高至恒流/恒压预设阈值时，控制第三个电池的充电开关将恒流充电电路截止并将恒压充电电路导通，第三个电池开始进行恒压充电。例如，可以是将第三个电池的恒流充电电路上的恒流充电开关(K3)截止，并将第三个电池的恒压充电电路上的恒压充电开关(K7)闭合。与此同时，控制第四个电池的充电开关以将第四个电池的恒流充电电路导通，第四个电池开始进行恒流充电。例如，可以是第四个电池的将恒流充电电路上的恒流充电开关(K4)闭合。

当第四个电池的电压逐步升高至恒流/恒压预设阈值时，控制第四个电池的充电开关将恒流充电电路截止并将恒压充电电路导通，第四个电池开始进行恒压充电。例如，可以是将第四个电池的恒流充电电路上的恒流充电开关(K4)截止，并将第四个电池的恒压充电电路上的恒压充电开关(K8)闭合。

当所有电池恒压充电结束进入充电终止阶段后，整个电源充电结束。

上述恒流充电开关(K1、K2、K3、K4)和恒压充电开关(K5、K6、K7、K8)可以是与单片机通信连接的MOSFET开关或者三极管，从而通过单片机实现对恒流充电开关(K1、K2、K3、K4)和恒压充电开关(K5、K6、K7、K8)的实时、精准控制以提高控制效率，并在合适的时间内控制一个电池由恒流充电切换至恒压充电，并控制另一个电池进入恒流充电，从而缩短电源的充电时间。

经过实际测试，通过本实施例的充电控制系统按照上述控制方式对电源的充电过程进行控制，可以使电源的充电时间缩短大约一个多小时。并且，经过对具有更多个电池的电源的实际测试，实用新型人发现，电源的电池数量越多，电源充电时间相比于现有技术中具有相同数量电池的电源，其充电时间更短。

本实施例的充电控制系统，通过将正在进行恒流充电的电池的电压值与预设阈值进行比较，从而可以通过对该正在进行恒流充电的电池的充电状态进行切换，以及控制待进行恒流充电的电池进入恒流充电以实现对电源适配器功率和恒压充电时间的复用，进而缩短电源的充电时间。尤其是还可以通过优化控制使得待进行恒流充电的电池进入恒流充电的时间与前一个进行恒流充电的电池进入恒压充电的时间配合的更好，从而可以缩短两个电池充电的切换时间，有利于控制电路的自动控制。

实施例4

本实施例提供一种充电控制系统，用于对包括多个电池的电源进行充电控制，使得该电源可以快速充电，上述电源可以安装在无人机中。

图3是本实施例提供的充电控制系统的结构示意图。

如图3所示，本实施例提供的充电控制系统是在实施例1的基础上做的进一步改进：

所述控制电路用于根据所述状态信息控制每个所述电池的充电开关在单位时间内轮流导通每个所述电池的恒流充电电路，以对每个所述电池轮流使用脉冲电流进行恒流充电。

具体的，每个电池的状态信息可以通过传感器获取，例如可以是通过电压传感器获取每个电池的电压，也可以通过电流传感器获取每个电池的充电电流、放电电流，还可以通过温度传感器获取每个电池的温度，也可以获取每个电池的剩余电量、总电量等。本领域技术人员应该能够理解，上述获取电池电压、电流、温度以及电量中的一种或者多种信息的方式是现有技术中普遍使用的方式，在此不再进行展开说明。

在本实施例中，脉冲电流是控制电路通过控制充电开关对每个电池的恒流充电电路的导通时间来实现的，至于如何控制充电开关以产生脉冲电流，则可以是现有技术中使用的任意控制方式。例如可以是周期性的快速开/闭充电开关，从而使得充电开关导通的一瞬间内产生一大电流脉冲，进而可以为电池的恒流充电提供比使用电源适配器进行连续稳定充电时更大的电流，以缩短充电的时间。至于每个电池的充电开关开/闭的时间间隔长短，则可以根据实际需要进行控制，例如可以根据该电池的电量、温度或者这二者的综合因素来决定。

在本实施例中，在单位时间内控制每个电池的充电开关轮流导通恒流充电电路，其实质就是在单位时间内轮流切换电池以与电源适配器导通，也就是，在单位时间内轮流切换电源适配器的输出对象。这样，在电池切换的瞬间，电源适配器会产生一个比连续稳定输出时更大的电流，也就脉冲电流，进而变相提高电源适配器的输出功率，缩短每个电池的恒流充电时间。

另外，由于每个电池是轮流切换从而轮流与电源适配器电连接，以此产生脉冲电流对每个电池进行恒流充电，因此，每个电池在其他电池进行恒流充电时都可以有一段静置期。通过使每个电池在脉冲电流进行恒流充电以后都有一段静置期，可以降低锂离子电池的化学激化效应，从而缩短电池恒流充电阶段的时间。

进一步，当使用脉冲电流对一个电池进行恒流充电以使其达到恒流充电阶段和恒压充电阶段的转折点时，可以通过现有技术中任意方式将该电池由恒流充电切换至恒压充电。例如，可以直接控制该恒流充电结束的电池的充电开关一直导通已进行恒压充电，或者也可以将用于脉冲充电的充电开关直接截止，并将该恒流充电结束的电池电连接的恒压充电电路上以进行恒压充电。

以下以包括四个40Wh能量电池的电源使用100W电源适配器进行充电为例，简要介绍本实施例充电方法的工作过程：

开始充电时，电源与电源适配器电连接。控制充电开关以在单位时间内轮流将每个电池的恒流充电电路导通，也即，在单位时间内轮流切换电源适配器电连接的电池，从而在切换时，使得电源适配器能够为切换后刚导通的电池提供一个瞬间的大电流脉冲，从而变相提高电源适配器的充电功率以缩短电池的恒流充电时间。例如，可以是轮流将每个电池对应的充电开关(K1、K2、K3、K4)导通，以将第一个电池、第二个电池、第三个电池和第四个电池轮流切换至与电源适配器电连接，并在切换时产生脉冲电流以对电池进行恒流充电。具体的，上述充电开关(K1、K2、K3、K4)可以是与控制电路通信连接的MOSFET开关或者三极管，从而通过控制电路实现对充电开关(K1、K2、K3、K4)的实时、精准控制以提高控制效率，并产生尽可能大的脉冲电流以及每个电池在单位时间内更合适的充电时间。

经过实际测试发现，使用上述充电方法对四个40Wh能量电池进行充电，可以使充电时间缩短一个小时左右。

进一步，每一个电池使用脉冲电流进行恒流充电的占空比相同或者不同。当每个电池使用脉冲电流进行恒流充电的占空比相同时，可以简化对每个电池的控制操作，只需要将控制策略提前设定好就可以实现脉冲充电的过程。而当每个电池使用脉冲电流进行恒流充电的占空比不同时，这样就可以根据每个电池不同的状态实现对每个电池充电进行更加精准的控制，从而提高充电效率。

进一步，可以根据每个电池的电量信息为每个电池使用脉冲电流进行恒流充电分配不同的占空比。例如，电量剩余较多的电池可以使用较小的占空比，而电量剩余较多的电池则使用较大的占空比。优选地，在充电过程中，随着电池电量增大，减少该电池进行恒流充电的占空比，以获得更佳的充电效果，使得各个电池充电时间能够更加均衡协调，以缩减电源的充电时间。

进一步，上述占空比的取值可以为0-100。上述占空比取值能够在各电池之间获得更好的平衡效果，并且也能使电池的化学激化得到合理的控制。

本实施例的充电控制系统，通过控制每个电池所对应的充电开关轮流导通各个电池的恒流充电电路，从而使得电源适配器能够产生大电流脉冲以对每个电池进行恒流充电，这样也就提高了电源适配器的充电功率，进而也就缩短了电源恒流充电阶段的时间。

实施例5

本实施例提供一种充电控制系统，用于对包括多个电池的电源进行充电控制，使得该电源可以快速充电，上述电源可以安装在无人机中。

本实施例提供的充电控制系统是在上述实施例1-4中任一项实施例的基础上做的进一步改进：

所述电源中当前正在进行恒流充电的电池的充电功率大致等于充电总功率与其他进行恒压充电的电池的充电功率的差值。

具体的，先以包括4个电池的电源依次进行恒流充电为例：

当第一个电池进行恒流充电时，其恒流充电的功率等于电源适配器的充电总功率。

当第一个电池进行恒压充电、第二个电池进行恒流充电时，第二个电池的恒流充电的功率大致等于电源适配器的总功率减去第一个电池恒压充电功率后的差值。

当第三个电池进行恒流充电、第一个电池和第二个电池进行恒压充电时，第三个电池的恒流充电功率大致等于电源适配器的总功率减去第一个电池恒压充电的功率和第二个电池恒压充电的功率后的差值。

当第四个电池进行恒流充电，第一个电池、第二个电池和第三个电池进行恒压充电时，第四个电池的恒流充电功率大致等于电源适配器的总功率减去第一个电池恒压充电的功率、第二个电池恒压充电的功率和第三个电池恒压充电的功率后的差值。

再以包括4个电池的电源使用脉冲电流进行充电为例：

当四个电池均处于恒流充电阶段时，每一个电池进行恒流充电的功率都等于电源适配器的充电功率，但这一个充电功率大于额定充电功率。

当第一个电池进入恒压充电阶段时，其他三个电池进行恒流充电功率都分别等于电源适配器的充电功率减去第一个电池恒压充电的功率后的差值。

当第二个电池也进入恒压充电阶段时，第三个电池和第四个电池进行恒流充电功率都分别等于电源适配器的充电功率减去第一个电池恒压充电的功率和第二个电池恒压充电的功率后的差值。

当第三个电池也进入恒压充电阶段时，第四个电池进行恒流充电功率等于电源适配器的充电功率减去第一个电池恒压充电的功率、第二个电池恒压充电的功率和第三个电池恒压充电的功率后的差值。

本实施例充电控制系统，可以对电源适配器的功率进行复用，同时也能对电源的恒压充电时间进行复用，从而缩短电源的充电时间。

实施例6

本实施例提供一种充电控制系统，用于对包括多个电池的电源进行充电控制，使得该电源可以快速充电，上述电源可以安装在无人机中。

本实施例提供的充电系统是在上述实施例1-5中任一项实施例的基础上做的进一步改进：

将每两个电池分为一组，其中一个电池进行恒压充电的同时，另外一个电池进行恒流充电。

通过将两个电池分为一组，可以使得电池与电源适配器获得更加的匹配度，从而提高充电的效率以缩短电源的充电时间。

在一种优选的方式中，当电源的不同电池具有不同状态时，可以通过对电池进行分组，使的分组以后的电池各自的充电过程能够相互契合，从而缩短该组电池的充电时间，进而缩短整个电源的充电时间。例如，当多个电池的剩余电量不等时，可以将只需要进行恒压充电的电池和需要进行恒流充电的电池划分为一组，从而减少充电的过程，也即无需再尝试对只需进行恒压充电的电池进行恒流充电切换，进而缩短整个电源的充电时间。

在另一种优选的方式中，当该电源可以外接多个电源适配器，也即可以通过多个充电电路对该电源进行充电时。可以通过对电池的分组，使得所有的电源适配器能够同时对电源进行充电，进而减少电源的充电时间，实现快速充电。

在第三种优选的方式中，当电源适配器的充电功率明显大于每个电池恒流充电的功率时，通过对电池进行分组，可以通过该电源适配器对多组电池进行充电，从而充分利用电源适配器的充电功率以缩短电源的充电时间。

在第四种优选的方式中，当电源适配器的充电功率比较小时，通过对电池进行分组，可以使得分组后的电池与电源适配器的功率更加匹配，以充分利用电源适配器的功率来依次为每组电池进行充电以缩短电源的充电时间。

当然，本领域技术人员也可以根据上述描述在实际应用过程中进行简单变换以实现更多情况下多组电池的依次充电或者同时充电。

进一步，随着时间的推移，进行恒流充电的电池的电压值慢慢升高最终也由恒流充电切换至恒压充电。最终，两个电池的充电功率趋于稳定。优选的，电池进行恒压充电时的充电电压为该电池的满充电压。

实施例7

本实施例提供一种充电装置，用于对包括多个电池的电源进行快速充电，该电源可以安装在无人机中。

本实施例提供的充电装置，包括：壳体和上述实施例7-13中任一项实施例的充电控制系统。其中，壳体设有多个电池仓，用于分别收纳多个电池；充电控制系统安装在该壳体内。

具体的，壳体可以具有任意形状和任意大小，并且可以由任意材料制作而成，例如金属材料和非金属材料。

充电控制系统的结构、工作原理和其优点均与上述实施例相同，具体可以参见上述实施例，在此不再赘述。

本实施例的充电装置，通过控制一个电池在恒压充电的同时，另一个电池进行恒流充电，可以对电源适配器的功率和恒压充电的时间进行复用，从而缩短电源的充电时间。

实施例8

本实施例提供一种无人机，其安装的电源可以进行快速充电。

图4是本实施例提供的无人机的结构示意图。

如图4所示，本实施例提供的无人机1，包括：电源10、电调30和机架50，并且，电源10和电调30安装在机架50上。其中，电源10包括：多个电池和上述实施例中的充电装置；上述多个电池分别收纳在充电装置的壳体上设置的多个电池仓内，该多个电池与电调30电连接，用于为电调30供电。

具体的，机架50可以是现有无人机中使用的任意类型的机架，在此不作限定。同理，电调30也可以使用现有无人机中的任意电调，在此也不作限定。

充电装置的结构、工作原理和优点均与上述实施例相同，具体可参将以上各实施例，在此不再赘述。

此外，电池可以选用锂离子电池或者其他现有技术中其他可充电电池。当然，每个电池可以包括多个电芯，这多个电芯之间可以串联、并联或者既有串联又有并联。

本实施例的无人机，通过控制一个电池在恒压充电的同时，另一个电池进行恒流充电，可以对电源适配器的功率和恒压充电的时间进行复用，从而缩短电源的充电时间。

以上各个实施例中的技术方案、技术特征在与本相冲突的情况下均可以单独，或者进行组合，只要未超出本领域技术人员的认知范围，均属于本申请保护范围内的等同实施例。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的相关装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得计算机控制电路101(processor)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种充电控制系统，其特征在于，包括：控制电路、多个充电开关以及多个电源接口；

所述多个充电开关与所述控制电路电连接，且每个充电开关均通过一个所述电源接口电连接一个电池，以控制所述电池的充电状态；

所述控制电路用于获取每个所述电池的状态信息，并根据所述状态信息控制每个所述电池的充电开关的工作状态，以使其中一个所述电池进行恒压充电的同时，另一个所述电池进行恒流充电。

2.根据权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，所有电池进行恒流充电的时间不重叠，

或，至少有两个电池进行恒流充电的时间有重叠。

3.根据权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，所述状态信息包括：电量、电压、电流以及电池温度中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，所述充电开关为电子开关。

5.根据权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，所述充电开关的工作状态包括：待充电状态、连续恒流充电状态、恒压充电状态、脉冲恒流充电状态以及充电终止状态中的一种。

6.根据权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，

每个所述电池对应有通过所述充电开关控制通/断的恒流充电电路，所述恒流充电电路用于电连接电源适配器和所述电池；

所述控制电路用于根据所述状态信息控制每个所述电池的充电开关在整个电源的充电时间内依次将每个所述电池的恒流充电电路导通一次。

7.根据权利要求6所述的充电控制系统，其特征在于，

每个所述电池还对应有通过所述充电开关控制通/断的恒压充电电路，所述恒压充电电路与所述恒流充电电路并联；

所述控制电路用于根据当前正在进行恒流充电的电池的电压与预设电压阈值的比较结果，控制所述当前正在进行恒流充电的电池的充电开关将恒流充电电路截止以切断恒流充电，并将当前正在进行恒流充电的电池的恒压充电电路导通以进行恒压充电；

所述控制电路还用于控制待进行恒流充电的电池的充电开关将该待进行恒流充电的电池的恒流充电电路导通以进行恒流充电。

8.根据权利要求7所述的充电控制系统，其特征在于，所述恒压充电电路包括升压元件，所述升压元件用于提供恒压充电的充电电压。

9.根据权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，

每个所述电池对应有通过充电开关控制通/断的恒流充电电路，所述恒流充电电路用于电连接电源适配器和所述电池；

所述控制电路还用于根据所述状态信息控制每个所述电池的充电开关在单位时间内轮流导通每个所述电池的恒流充电电路，以对每个所述电池轮流使用脉冲电流进行恒流充电。

10.根据权利要求9所述的充电控制系统，其特征在于，每个所述电池使用脉冲电流进行恒流充电的占空比相同或者不同；

或者，每个所述电池使用脉冲电流进行恒流充电的占空比根据每个电池的电量来决定。

11.根据权利要求10所述的充电控制系统，其特征在于，所述占空比的取值为0-100。

12.根据权利要求1-11任一项所述的充电控制系统，其特征在于，所述电源中当前正在进行恒流充电的电池的充电功率大致等于充电总功率与其他进行恒压充电的电池的充电功率的差值。

13.根据权利要求1-11任一项所述的充电控制系统，其特征在于，还包括多个通讯接口，所述控制电路通过一个所述通讯接口与所述电池电连接，所述电池通过所述通讯接口发送所述状态信息给所述控制电路；

或者，所述控制电路包括用于检测所述电池的所述状态信息的检测电路，所述控制电路通过所述检测电路直接获取所述电池的所述状态信息。

14.根据权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，每两个所述电池为一组，其中一个所述电池进行恒压充电的同时，另外一个所述电池进行恒流充电。

15.根据权利要求14所述的充电控制系统，其特征在于，所述两个电池的充电功率逐渐趋于恒定。

16.根据权利要求14所述的充电控制系统，其特征在于，所述电池进行恒压充电时的充电电压为所述电池的满充电压。

17.根据权利要求14所述的充电控制系统，其特征在于，多组所述电池依次充电或同时充电。

18.根据权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，所述电池包括外壳以及设于所述外壳内的多个电芯，所述电芯串联或/及并联在一起。

19.一种充电装置，其特征在于，包括：壳体和权利要求1-18任一项所述的充电控制系统；

所述壳体设有多个电池仓，用于分别收纳多个电池；

所述充电控制系统安装在所述壳体内。

20.一种无人机，其特征在于，包括：电源、电调和机架；

所述电源和电调安装在所述机架上；

所述电源包括：多个电池和权利要求19所述的充电装置；

所述多个电池分别收纳在所述充电装置的壳体上设置的多个电池仓内，所述多个电池与所述电调电连接，用于为所述电调供电。