CN218243085U - 一种双电池充放电系统及其无人船 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池充放电领域，特别是涉及一种双电池充放电系统及其无人船。其中该系统包括供电单元、检测单元、主控单元和蓄电单元，主控模块分别连接检测单元、供电单元和蓄电单元，检测单元还连接蓄电单元，主控单元根据检测单元对蓄电单元的各方面检测，控制蓄电单元进行放电或者充电，控制供电单元为蓄电单元充电。搭载了该双电池充放电系统以及太阳能电池的无人船，在太阳能充足的条件下能够不间断续航，在太阳能不充足的情况下可以通过双电池的切换延长续航时间。通过检测以及切换控制实现了对双电池的自动化管理，提高了电池的使用效率，增加了电池的使用寿命，并且使用太阳能作为能源，提高了电池使用过程中的环保性。

Description

一种双电池充放电系统及其无人船

技术领域

本实用新型实施例涉及电池充放电领域，特别是涉及一种双电池充电系统及其无人船。

背景技术

目前，水产养殖业发展迅猛，目前养殖户一般采用人工撒料的方式进行投喂，但人工投喂的方式的效率较低、人工成本高，并且在进行人工投喂的过程中还存在一些安全隐患，不适用推广应用。在养殖过程中，要考虑的不仅仅是养出高品质且富有口感的水产产品，还要考虑如何规范化养殖，提高自动化、信息化养殖水平，降低人工负担。因此无需人力操控、具有自动巡航、自动避障、自动匀速撒料、定期投喂、自动检测水质参数的水上无人船应运而生，在一定程度上解决了以上问题。

但由于无人船需要频繁作业，且工作过程中负载较大，需要较强的动力支持。一般的无人船使用待蓄电池亏电时更换电池，无形中增加了劳动复杂性和劳动强度。为了更为简单方便，且保证无人船的不间断作业,本实用新型研究了双电池不间断的供电方式,即使用太阳能电池板给双蓄电池提供主要充电电源。当第一蓄电池放电时第二蓄电池充电,在第一蓄电池自身强有力的续航状态下确保第二蓄电池较高效率的充电，两者不断交替,以此确保无人船的稳定的长时间续航。解决了频繁更换蓄电池的问题，增加了蓄电池的充电效率和使用寿命，以更为环保的方式达到使用目的。

实用新型内容

本实用新型实施例主要解决的技术问题是提供一种双电池充放电系统及其无人船，能够根据对电池的检测情况，切换双电池的充放电状态。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例的一个方面，提供了一种双电池充放电系统，包括：

供电单元、检测单元、主控单元和蓄电单元，其中，供电单元包括第一电源输入接口和第二电源输入接口，用于为蓄电单元充电，第一电源输入接口和第二电源输入接口分别为太阳能电池板接口和电源适配器接口；检测单元包括接入检测装置，检测单元与主控单元连接，用于检测供电单元、蓄电单元的接入状态；主控单元包括主控芯片、第一充电单元、第二充电单元、充电控制开关、放电控制开关，主控单元分别连接蓄电单元、检测单元和供电单元，用于根据检测单元的检测结果控制蓄电单元的充放电状态；蓄电单元包括第一蓄电池和第二蓄电池。

在本申请的一个实施例中，检测单元还包括第一电量检测装置、第二电量检测装置、第一温度检测装置和第二温度检测装置，检测单元还与蓄电单元连接；主控芯片分别连接充电控制开关、放电控制开关、第一电量检测装置、第二电量检测装置、第一温度检测装置、第二温度检测装置和接入检测装置。

在本申请的一个实施例中，主控芯片预先设定好基准电压，再由第一电量检测装置和第二电量检测装置采集第一蓄电池和第二蓄电池的电压，主控芯片根据第一电量检测装置和第二电量检测装置采集到的电压是否高于基准电压，控制充电控制开关和放电控制开关的控制电平。

在本申请的一个实施例中，充电控制开关还分别连接第一充电单元和第二充电单元，第一充电单元连接第一蓄电池，第二充电单元连接第二蓄电池，充电控制开关根据主控芯片所给予的控制电平的高或低选择导通第一充电单元或第二充电单元，为第一蓄电池或第二蓄电池充电。

在本申请的一个实施例中，充电控制开关还分别连接第一电源输入接口和第二电源输入接口，主控芯片根据接入检测装置选择将第一电源输入接口或第二电源输入接口接入充电控制开关。

在本申请的一个实施例中，充电控制开关包括管理芯片，管理芯片具有涓流、恒流、过充电和浮充电四种充电模式，在不同充电状态下，管理芯片会由不同引脚反馈一个电平信号给主控芯片。

在本申请的一个实施例中，放电控制开关还分别连接第一蓄电池和第二蓄电池，放电控制开关根据主控芯片所给予的控制电平的高或低选择第一蓄电池或第二蓄电池给负载输出。

在本申请的一个实施例中，主控单元还包括算法模块，算法模块包括主控芯片的系统算法、过放保护和异常报警算法，主控芯片的系统算法用于控制充电控制开关和放电控制开关。

在本申请的一个实施例中，主控单元还包括通讯总线，主控单元通过通讯总线与远程控制中心连接，由远程控制中心监控电池运行状况、电量、温度并控制主控单元进而控制第一蓄电池和第二蓄电池的充放电状态。

本实用新型实施例的另一个方面，提供了一种无人船，包括太阳能电池板和上述的一种双电池充放电系统，太阳能电池板与第一电源输入接口连接。

本实用新型实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例以主控模块分别连接检测单元、供电单元和蓄电单元，检测单元还连接蓄电单元，主控单元根据检测单元对蓄电单元的各方面检测，控制蓄电单元进行放电或者充电，控制供电单元为蓄电单元充电。搭载了该双电池充放电系统以及太阳能电池的无人船，在太阳能充足的条件下能够不间断续航，在太阳能不充足的情况下可以通过双电池的切换延长续航时间。通过检测以及切换控制实现了对双电池的自动化管理，提高了电池的使用效率，增加了电池的使用寿命，并且使用太阳能作为能源，提高了电池使用过程中的环保性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种双电池充放电系统实现方案的示意性框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种双电池充放电系统实现方案的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种双电池充放电系统实现方案的结果示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种无人船实现方案的结构示意图；

以下为附图标记说明：

10：无人船，20：远程控制中心；

100：双电池充放电系统电路，200：太阳能电池板，300：电源适配器；

110：主控单元，111：主控芯片，112：充电控制开关，113：放电控制开关，114：第一充电单元，115：第二充电单元，116：通讯总线；

120：蓄电单元，121：第一蓄电池，122：第二蓄电池；

130：检测单元，131：接入检测装置，132：第一电量检测装置，133：第二电量检测装置，134：第一温度检测装置，135：第二温度检测装置；

140：供电单元，141：第一电源输入接口，142：第二电源输入接口。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例1

请参阅图1，本申请的实施例提出了一种双电池充放电系统100，所述双电池充放电系统100包括主控单元110、蓄电单元120、检测单元130和供电单元140，主控单元110分别连接蓄电单元120、检测单元130和供电单元140，检测单元130还连接蓄电单元120，主控单元110根据检测单元130对蓄电单元120的各方面检测切换蓄电单元120的充放电状态，并由主控单元110控制供电单元140为蓄电单元120充电。

在本申请的实施例中，请参阅图2，主控单元110包括主控芯片111，充电控制开关112，放电控制开关113，第一充电单元114，第二充电单元115，主控芯片111分别与充电控制开关112和放电控制开关113连接，充电控制开关112还分别连接第一充电单元114和第二充电单元115；蓄电单元120包括第一蓄电池121，第二蓄电池122；检测单元130包括接入检测装置131，第一电量检测装置132，第二电量检测装置133，第一温度检测装置134，第二温度检测装置135；供电单元140包括第一电源输入接口141，第二电源输入接口142。

在本申请的实施例中，主控芯片111与充电控制开关112连接，充电控制开关112还分别连接第一电源输入接口141和第二电源输入接口142，第一充电单元114还连接第一蓄电池121，第二充电单元115还连接第二蓄电池122。当主控芯片111选择通过充电控制开关112为蓄电单元120充电时，充电控制开关112所起到的作用就是在主控芯片111的控制下选择第一电源输入接口141或者第二电源输入接口142作为充电口，并且选择使用第一充电单元114为第一蓄电池121充电或者使用第二充电单元115为第二蓄电池122充电。

在本申请的实施例中，主控芯片111还连接接入检测装置131，接入检测装置131连接充电控制开关112，接入检测装置131用于检测充电控制开关112的电源输入接口的接入状况，并将结果反馈给主控芯片。

在本申请的实施例中，主控芯片111还分别连接第一电量检测装置132、第二电量检测装置133、第一温度检测装置134和第二温度检测装置135，第一电量检测装置132和第一温度检测装置134各自连接第一蓄电池121，第二电量检测装置133和第二温度检测装置135各自连接第二蓄电池122，电量检测装置和温度检测装置分别用于检测对应蓄电池的电量和温度，然后将结果反馈给主控芯片111。

在本申请的实施例中，主控芯片111还连接放电控制开关113，放电开关113分别连接第一蓄电池121和第二蓄电池122，放电控制开关113通过主控芯片111的控制，选择使用第一蓄电池121或者第二蓄电池122给负载输出。

在本申请的实施例中，电源输入端选择为太阳能电池板200和电源适配器300，第一电源输入接口141为太阳能电池板接口，为双电池充放电系统提供主要电能来源，同时也是双电池充放电系统不间断续航的前提；第二电源输入接口142为电源适配器接口，为双电池充放电系统提供备用电能来源，确保在光照不足的情况下系统能够有充电蓄能的其他方式。当两个接口同时接入时，互不影响，且主控芯片111通过输入源检测优先选择使用电源适配器300输入；当已接入太阳能电池板200供电时，再接入电源适配器300时，太阳能供电中断，转为使用电源适配器300充电，且所有负载禁止启动工作，避免设备启动造成不必要的意外。

在本申请的实施例中，为防止蓄电池过放亏电而减少蓄电池使用寿命，预先设定一个基准电压，当第一电量检测装置132检测到第一蓄电池121电压低于基准电压时，充电控制开关112控制电平为低，放电控制开关113控制电平为高，选择第二蓄电池122给负载输出同时给第一蓄电池121充电；

当第二电量检测装置133检测到第二蓄电池电压低于基准电压时，充电控制开关112控制电平为低，放电控制开关113控制电平为低，选择第一蓄电池121给负载输出同时给第二蓄电池122充电；

当第一电量检测装置132、第二电量检测装置133分别检测到第一蓄电池121、第二蓄电池122的电压都不低于基准电压时，充电控制开关112控制电平为高，关闭充电功能；

当第一电量检测装置132、第二电量检测装置133分别检测到第一蓄电池121、第二蓄电池122的电压都低于基准电压时，接通第一输入电源接口141或第二输入电源接口142，将会优先给第二蓄电池122充电；当第二蓄电池122充满后，充电控制开关112控制电平为低，切换到第一蓄电池121充电。

在本申请的实施例中，主控芯片111还包括了主控芯片111的系统算法、及其他如过放保护、异常报警等软件算法功能。

在本申请的实施例中，充电控制开关112包括管理芯片，本申请中选用的芯片为CN3767，该芯片具有涓流、恒流、过充电和浮充电四种充电模式，非常适合铅酸电池的充电。在过充电和浮充电模式，充电电压典型值分别为14.8V和13.55V；在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置。当使用太阳能电池板200供电时，内部电路能够自动跟踪太阳能电池板200的最大功率点，用户不需要考虑最坏情况，可最大限度地利用太阳能电池板200的输出功率，非常适合利用太阳能电池板200供电的应用。

具体的，如果电池电压低于所设置的过充电电压的75％时，CN3767用所设置的恒流充电电流的17.5％对电池进行涓流充电。在过充电阶段，充电电流逐渐减小，当充电电流降低到恒流充电电流的38％时，CN3767进入浮充电状态。在浮充电状态，如果电池电压下降到所设置的过充电电压的83.95％，自动开始新的充电周期。当输入电源掉电或者输入电压低于电池电压时，CN3767自动进入低功耗的睡眠模式。

本实用新型实施例提出了一种双电池充放电系统，主要包括了双电池的充放电切换控制、电源接入检测、电池接入检测、电量检测、温度检测等技术，以太阳能电池板200作为主要电能来源，电源适配器300作为备选电能来源，双电池的续航以及太阳能的供应，大大延长了该系统的续航时间。

请参阅图3，本申请的实施例提出了另一种双电池充放电系统100，其结构功能与上述的一种双电池充放电系统100基本一致，这里不多赘述，唯一不同的是在本实施例中主控芯片111还连接通讯总线116，通过通讯总线116连接到远程控制中心20，由远程控制中心20监控第一蓄电池121和第二蓄电池122的运行状况、电量、温度等情况并能够控制充电控制开关112和放电控制开关113对第一蓄电池121和第二蓄电池122进行状态控制。

实施例2

请参阅图4，本申请的实施例提出了一种无人船10，该无人船10搭载了如实施例1所述的双电池充放电系统100、太阳能电池板200和电源适配器300，双电池充放电系统100能实现对第一蓄电池121和第二蓄电池122的状态切换控制，太阳能电池板200和电源适配器300可在不同情况下为无人船10充电。搭载了该双电池充放电系统以及太阳能电池的无人船，在太阳能充足的条件下能够不间断续航，在太阳能不充足的情况下可以通过双电池的切换延长续航时间。通过检测以及切换控制实现了对双电池的自动化管理，提高了电池的使用效率，增加了电池的使用寿命，并且使用太阳能作为能源，提高了电池使用过程中的环保性。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种双电池充放电系统，其特征在于，包括：供电单元、检测单元、主控单元和蓄电单元，其中，

所述供电单元包括第一电源输入接口和第二电源输入接口，用于为所述蓄电单元充电，所述第一电源输入接口和所述第二电源输入接口分别为太阳能电池板接口和电源适配器接口；

所述检测单元包括接入检测装置，所述检测单元与所述主控单元连接，用于检测所述供电单元、蓄电单元的接入状态；

所述主控单元包括主控芯片、第一充电单元、第二充电单元、充电控制开关、放电控制开关，所述主控单元分别连接所述蓄电单元、所述检测单元和所述供电单元，用于根据所述检测单元的检测结果控制所述蓄电单元的充放电状态；

所述蓄电单元包括第一蓄电池和第二蓄电池。

2.根据权利要求1所述的一种双电池充放电系统，其特征在于，所述检测单元还包括第一电量检测装置、第二电量检测装置、第一温度检测装置和第二温度检测装置，所述检测单元还与所述蓄电单元连接；

所述主控芯片分别连接所述充电控制开关、所述放电控制开关、所述第一电量检测装置、所述第二电量检测装置、所述第一温度检测装置、所述第二温度检测装置和所述接入检测装置。

3.根据权利要求2所述的一种双电池充放电系统，其特征在于，所述主控芯片预先设定好基准电压，再由所述第一电量检测装置和所述第二电量检测装置采集所述第一蓄电池和所述第二蓄电池的电压，所述主控芯片根据所述第一电量检测装置和所述第二电量检测装置采集到的电压是否高于所述基准电压，控制所述充电控制开关和所述放电控制开关的控制电平。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种双电池充放电系统，其特征在于，所述充电控制开关还分别连接所述第一充电单元和所述第二充电单元，所述第一充电单元连接第一蓄电池，所述第二充电单元连接第二蓄电池，所述充电控制开关根据主控芯片所给予的控制电平的高或低选择导通所述第一充电单元或所述第二充电单元，为所述第一蓄电池或所述第二蓄电池充电。

5.根据权利要求4所述的一种双电池充放电系统，其特征在于，所述充电控制开关还分别连接第一电源输入接口和第二电源输入接口，主控芯片根据接入检测装置选择将所述第一电源输入接口或所述第二电源输入接口接入所述充电控制开关。

6.根据权利要求5所述的一种双电池充放电系统，其特征在于，所述充电控制开关包括管理芯片，所述管理芯片具有涓流、恒流、过充电和浮充电四种充电模式，在不同充电状态下，所述管理芯片会由不同引脚反馈一个电平信号给主控芯片。

7.根据权利要求1-3任一项所述的一种双电池充放电系统，其特征在于，所述放电控制开关还分别连接所述第一蓄电池和所述第二蓄电池，所述放电控制开关根据主控芯片所给予的控制电平的高或低选择第一蓄电池或第二蓄电池给负载输出。

8.根据权利要求1所述的一种双电池充放电系统，其特征在于，所述主控单元还包括算法模块，所述算法模块包括主控芯片的系统算法、过放保护和异常报警算法，所述主控芯片的系统算法用于控制所述充电控制开关和所述放电控制开关。

9.根据权利要求1所述的一种双电池充放电系统，其特征在于，所述主控单元还包括通讯总线，所述主控单元通过所述通讯总线与远程控制中心连接，由所述远程控制中心监控电池运行状况、电量、温度并能够控制主控单元进而控制第一蓄电池和第二蓄电池的充放电状态。

10.一种无人船，其特征在于，包括太阳能电池板以及如权利要求1-9任一项所述的一种双电池充放电系统，所述太阳能电池板与第一电源输入接口连接。

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