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CN107248757A - 一种自适应智能充电方法、充电器 - Google Patents

一种自适应智能充电方法、充电器 Download PDF

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CN107248757A CN201710331129.4A CN201710331129A CN107248757A CN 107248757 A CN107248757 A CN 107248757A CN 201710331129 A CN201710331129 A CN 201710331129A CN 107248757 A CN107248757 A CN 107248757A
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张�浩
冯俊龙
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SF Tech Co Ltd
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SF Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种自适应智能充电方法、充电器，包括：充电器与智能电池建立通讯连接，充电器向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息，包括：电池当前电压、容量；电池设计电压、容量；电池电芯类型、电池串数；电芯电压；电池当前温度，充电器根据读取到的电池信息选择充电方式：当每节电芯的电压低于预设电芯电压时，进入预充电模式；当电池当前温度过高或者过低或过压时，发出报警提示，停止充电；上述均没有出现时，充电器进入快速充电直至完成。实现多种电池的自适应充电。避免了当充电器的输出电压高于电池充电电压时，对电池造成损伤。相对于现有智能充电器在结构上变化很小，防止现有智能充电器的舍弃，避免了资源的浪费。

Description

一种自适应智能充电方法、充电器
技术领域
本发明涉及供电电路系统，尤其涉及一种自适应智能充电方法、充电器。
背景技术
现有无人机充电器分两种输出形式：一是固定电压电流输出，只适用于特定型号的电池；二是输出电压电流手动可调，使用前需要确认电池的电压和容量，然后再手动操作设置充电器的输出进行充电。
上述充电器存在以下问题：
(1)没有充电器和电池做信息交互；
(2)针对不同电压和容量的电池，需要搭配多个专用充电器或者在每次充电前手动设置充电器。这样就容易出现以下问题：一是当充电器的输出电压高于电池充电电压时，会对电池造成损伤，甚至引起爆炸；二是充电器充电电流大于电池能承受的充电电流时，电池会因不能承受过大电流而引起发热甚至燃烧爆炸。
为了解决上述问题，本发明提供了一种自适应智能充电方法，其所服务的对象是智能电池，无需电路，与本发明的充电器通过通信接口，同智能电池在充电前做信息交互，读取电池串数、容量等信息；根据读取到的电池信息判断需要输出的电压和电流，实现对多种电池的自适应充电，安全可靠。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种自适应智能充电方法、充电器，本发明通过充电方法的合理设计，实现对多种电池的自适应充电，安全可靠。
根据本发明的一个方面，提供了一种自适应智能充电方法，包括：
S1、读取与充电器连接的电池的电池信息；该电池信息包括电池当前电压、容量，电池设计电压、容量，电池电芯类型、电池串数，电芯电压及电池当前温度；
S2、根据读取的电池当前温度，判断电池是否在预设的温度范围内，若电池当前温度超过预设温度范围则报警；
S3、根据读取的电池当前电压、容量，判断电池是否过压，若电池过压则报警；
S4、根据读取的电芯电压，判断电芯电压的均衡阈值，若超过均衡阈值则报警；
S5、根据读取的电芯电压，与预设电芯电压对比，当电芯电压值低于预设电芯电压时，进入预充电模式；否则，则执行步骤S6；
S6、进入快速充电模式，包括根据电池设计电压、容量及电芯类型、电池串数，确定快速充电的电压及电流。
均衡阈值是根据不同的容量的电池包设定的一组阈值数据，当一组电池包中电芯之间的压差超过了该值。说明电芯质量无法保证安全的电流输出了，应该停止使用或者维护。
充电器与智能电池建立通讯连接，充电器向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息，该电池信息包括：
电池当前电压、容量：用于确定电池是否过压；
电池设计电压、容量：用于确定输出电流；
电池电芯类型、电池串数：用于判断电池类型，确定输出电压；
电芯电压：实时读取，用于确定电压是否为欠压，以判断是否进行预充电模式；
电池当前温度：用于确定充电口正常输出、报警或中断充电口输出，
充电器根据读取到的电池信息选择充电方式：
读取到电池电压，当每节电芯的电压低于3.0V时，进入预充电模式；
当读取到电池当前温度过高或者过低或过压时，发出报警提示，停止充电；
上述情况均没有出现时，充电器进入快速充电模式直至充电完成。
充电器与智能电池建立通讯连接，充电器向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息，根据电池信息得到智能电池的阈值，通过该阈值判断电压是否为欠压，电池当前温度是否过高或过低，选择不同的充电方式。
进一步的，电池温度≥45℃时，电池当前温度过高，电池温度≤0℃时，电池当前温度过低，电池当前温度过高或者过低或过压时，发出报警提示，并且等待，充电口没有输出，直到更换电池或者电池温度回复到正常范围0-45℃。
进一步的，进入快速充电模式后还包括，实时读取电池的电池信息，并执行步骤S2-S5中的一项或多项。
进一步的，预充电模式为以电池当前容量或电池设计容量1/10C以下的电流进行小电流充电，当读取到每节电芯电压上升到预充电阈值以上，进入快速充电模式。
优选，预充电模式为以以电池当前容量或电池设计容量1/10C以下的电流进行小电流充电，当读取到每节电芯电压上升到3.0V以上，进入快速充电模式。
进一步的，电池信息还包括电池序列号，该电池号序列为电池的属性信息，唯一确定电池身份。
电池序列号、电池电芯类型及电池串数，是在充电器与智能电池建立通信连接后，充电接口导通前读取。
进一步的，充电器通信口通过通信口和智能电池进行信息交互。通信口为I2C、SMBUS、CAN口等。
进一步的，充电器包括显示屏，步骤S1读取的电池信息显示于显示屏上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种自适应智能充电器，包括存储多条指令并实现各指令的充电器，所述指令适于由充电器加载并执行：
S1、读取与充电器连接的电池的电池信息；该电池信息包括电池当前电压、容量，电池设计电压、容量，电池电芯类型、电池串数，电芯电压及电池当前温度；
S2、根据读取的电池当前温度，判断电池是否在预设的温度范围内，若电池当前温度超过预设温度范围则报警；
S3、根据读取的电池当前电压、容量，判断电池是否过压，若电池过压则报警；
S4、根据读取的电芯电压，判断电芯电压的均衡阈值，若超过均衡阈值则报警；
S5、根据读取的电芯电压，与预设电芯电压对比，当电芯电压值低于预设电芯电压时，进入预充电模式；否则，则执行步骤S6；
S6、进入快速充电模式，包括根据电池设计电压、容量及电芯类型、电池串数，确定快速充电的电压及电流。
进一步的，进入快速充电模式后还包括，实时读取电池的电池信息，并执行步骤S2-S5中的一项或多项。
充电器通过通信口与智能电池建立通讯连接，向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息，该电池信息包括：
电池当前电压、容量：用于确定电池是否过压；
电池设计电压、容量：用于确定输出电流；
电池电芯类型、电池串数：用于判断电池类型，确定输出电压；
电芯电压：实时读取，用于确定电压是否为欠压，以判断是否进行预充电模式；
电池当前温度：用于确定充电口正常输出、报警或中断充电口输出，
充电器装载充电控制模块，充电控制模块根据读取到的电池信息选择充电方式：
读取到电池电压，当每节电芯的电压低于3.0V时，进入预充电模式；
当读取到电池当前温度过高或者过低或过压时，发出报警提示，停止充电；
上述情况均没有出现时，充电器进入快速充电模式直至充电完成。
进一步的，电池信息还包括电池序列号，该电池号序列为电池的属性信息，唯一确定电池身份。
进一步的，电池温度≥45℃时，电池当前温度过高，电池温度≤0℃时，电池当前温度过低，电池当前温度过高或者过低或过压时，发出报警提示，并且等待，充电口没有输出，直到更换电池或者电池温度回复到正常范围0-45℃。
进一步的，预充电模式为以电池容量1/10C以下的电流进行小电流充电，当读取到每节电芯电压上升到3.0V以上，进入快速充电模式。
进一步的，电池信息还包括电池序列号，该电池号序列为电池的属性信息，唯一确定电池身份。
进一步的，充电器包括显示屏，电池信息在显示屏上显示。充电器读取的信息及需要实时读取的信息都会显示在显示屏上。
根据本发明的另一个方面，提供一种无人机充电方法，通过所述的自适应智能充电方法充电。
根据本发明的另一个方面，提供一种无人机，包括：所述的自适应智能充电器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明示例的自适应智能充电方法，充电器与智能电池建立通讯连接，充电器向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息充电器通过读取电池当前电压、容量，用于确定电池是否过压；通过实时读取电芯电压，用于确定电压是否为欠压，以判断是否进行预充电模式；读取电池当前温度，用于确定充电口正常输出、报警或中断充电口输出，读取电池设计电压、容量，用于确定输出电流；读取电池电芯类型、电池串数，用于判断电池为锂铁电池、锂电池或铅酸电池等，用于确定输出电压。充电器根据读取到的电池信息选择充电方式：
读取到电池电压，当每节电芯的电压低于预设电芯电压时，进入预充电模式；
当读取到电池当前温度过高或者过低或过压时，发出报警提示，停止充电；
上述情况均没有出现时，充电器进入快速充电模式直至充电完成，实现对多种电池的自适应充电。
2、本发明示例的自适应智能充电方法，由于根据读取到的电池设计容量、设计电压来决定需要输出的电压和电流，避免了当充电器的输出电压高于电池充电电压时，对电池造成损伤，甚至引起爆炸及充电器充电电流大于电池能承受的充电电流时，电池会因不能承受过大电流而引起发热甚至燃烧爆炸的现象，安全可靠。
3、本发明示例的自适应智能充电器，包括充电器，充电器通过通信口与智能电池建立通讯连接，向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息，根据电池信息选择充电的方式，无需加载电路或对现有智能充电器进行结构上的大改进，相对于现有智能充电器在结构上变化很小，防止现有智能充电器的舍弃，避免了资源的浪费。
附图说明
图1为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：
如图1所示，一种自适应智能充电方法，包括以下步骤：
1)充电器与智能电池建立通讯连接，充电器向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息，该电池信息包括：
电池序列号：该电池号序列为电池的属性信息，可唯一确定电池身份；
电池当前电压、容量：用于确定电池是否过压；
电池设计电压、容量：用于确定输出电流；
电池电芯类型、电池串数：用于判断电池为锂铁电池、锂电池或铅酸电池等，用于确定输的电压；
电芯电压，实时读取：用于确定电压是否为欠压，以判断是否进行预充电模式；
电池当前温度：用于确定充电口正常输出、报警或中断充电口输出，
电池序列号、电池电芯类型及电池串数，是在充电器与智能电池建立通信连接后，充电接口导通前读取，
2)充电器根据读取到的电池信息选择充电方式：
读取智能电池的电芯电压，当电池电压过低，即每节电芯的电压低于3.0V时，进入预充电模式，以电池容量1/10C以下的电流进行小电流充电，当读取到每节电芯电压上升到3.0V以上以后再开始大电流快速充电；
读取智能电池的电池当前温度，当读取到电池温度偏高(≥45℃)或者偏低(≤0℃)或者读取电池当前电压、容量，显示电池过压时，发出报警提示，并且等待，此时充电口没有输出。直到更换电池或者电池温度回复到正常范围(0-45℃)；
当上述两条件均没有出现时，充电器通过读取的电池设计电压、容量确定充电器的输出电流，通过读取电池电芯类型、电池串数，用于判断电池类型，即为锂铁电池或锂电池或铅酸电池，用于确定输出电压，充电器即可打开输出，开始快速充电模式直至充电完成。
本实施例的自适应智能充电器，包括充电器，充电器通过通信口I2C与智能电池建立通讯连接，向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息，充电器包括显示屏，电池信息在显示屏上显示。充电器读取的信息及需要实时读取的信息都会显示在显示屏上。该电池信息包括：
电池序列号：该电池号序列为电池的属性信息，可唯一确定电池身份；
电池当前电压、容量：用于确定电池是否过压；
电池设计电压、容量：用于确定输出电流；
电池电芯类型、电池串数：用于判断电池类型，如为锂铁电池、锂电池或铅酸电池等，用于确定输的电压；
电芯电压，实时读取：用于确定电压是否为欠压，以判断是否进行预充电模式；
电池当前温度：用于确定充电口正常输出、报警或中断充电口输出，
充电器装载充电控制模块，充电控制模块根据读取到的电池信息选择充电方式：
读取智能电池的电芯电压，当电池电压过低，即每节电芯的电压低于3.0V时，进入预充电模式，以电池容量1/10C以下的电流进行小电流充电，当读取到每节电芯电压上升到3.0V以上以后再开始大电流快速充电；
读取智能电池的电池当前温度，当读取到电池温度偏高(≥45℃)或者偏低(≤0℃)或者读取电池当前电压、容量，显示电池过压时，发出报警提示，并且等待，此时充电口没有输出。直到更换电池或者电池温度回复到正常范围(0-45℃)；
当上述两条件均没有出现时，充电器通过读取的电池设计电压、容量确定充电器的输出电流，通过读取电池电芯类型、电池串数，用于判断电池类型，即为锂铁电池或锂电池或铅酸电池，用于确定输出电压，充电器即可打开输出，开始快速充电模式直至充电完成。
本实施例的电源限流保护功能性模块，包括：所述自适应智能充电方法。
本实施例的无人机充电方法，通过所述的自适应智能充电方法充电。
本实施例的无人机，包括：所述的自适应智能充电器。
实施例二
本实施例与实施例一相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一不同的特征在于：
一种自适应智能充电方法，包括以下步骤：
1)充电器与智能电池建立通讯连接，充电器向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息，该电池信息包括：
电池当前电压、容量：用于确定电池是否过压；
电池设计电压、容量：用于确定输出电流；
电池电芯类型、电池串数：用于判断电池类型，如为锂铁电池、锂电池或铅酸电池等，用于确定输的电压；
电芯电压，实时读取：用于确定电压是否为欠压，以判断是否进行预充电模式；
电池当前温度：用于确定充电口正常输出、报警或中断充电口输出，
电池电芯类型及电池串数，是在充电器与智能电池建立通信连接后，充电接口导通前读取，
2)充电器根据读取到的电池信息选择充电方式：
读取智能电池的电芯电压，当电池电压过低，即每节电芯的电压低于3.0V时，进入预充电模式，以电池容量1/10C以下的电流进行小电流充电，当读取到每节电芯电压上升到3.0V以上以后再开始大电流快速充电；
读取智能电池的电池当前温度，当读取到电池温度偏高(≥45℃)或者偏低(≤0℃)或者读取电池当前电压、容量，显示电池过压时，发出报警提示，并且等待，此时充电口没有输出。直到更换电池或者电池温度回复到正常范围(0-45℃)；
当上述两条件均没有出现时，充电器通过读取的电池设计电压、容量确定充电器的输出电流，通过读取电池电芯类型、电池串数，用于判断电池类型，即为锂铁电池或锂电池或铅酸电池，用于确定输出电压，充电器即可打开输出，开始快速充电模式直至充电完成。
本实施例的自适应智能充电器，包括充电器，充电器通过通信口SMBUS与智能电池建立通讯连接，向智能电池查询电池信息并接受智能电池反馈的电池信息，充电器包括显示屏，电池信息在显示屏上显示。充电器读取的信息及需要实时读取的信息都会显示在显示屏上。该电池信息包括：
电池当前电压、容量：用于确定电池是否过压；
电池设计电压、容量：用于确定输出电流；
电池电芯类型、电池串数：用于判断电池为锂铁电池、锂电池或铅酸电池等，用于确定输的电压；
电芯电压，实时读取：用于确定电压是否为欠压，以判断是否进行预充电模式；
电池当前温度：用于确定充电口正常输出、报警或中断充电口输出，
充电器装载充电控制模块，充电控制模块根据读取到的电池信息选择充电方式：
读取智能电池的电芯电压，当电池电压过低，即每节电芯的电压低于3.0V时，进入预充电模式，以电池容量1/10C以下的电流进行小电流充电，当读取到每节电芯电压上升到3.0V以上以后再开始大电流快速充电；
读取智能电池的电池当前温度，当读取到电池温度偏高(≥45℃)或者偏低(≤0℃)或者读取电池当前电压、容量，显示电池过压时，发出报警提示，并且等待，此时充电口没有输出。直到更换电池或者电池温度回复到正常范围(0-45℃)；
当上述两条件均没有出现时，充电器通过读取的电池设计电压、容量确定充电器的输出电流，通过读取电池电芯类型、电池串数，用于判断电池类型，即为锂铁电池或锂电池或铅酸电池，用于确定输出电压，充电器即可打开输出，开始快速充电模式直至充电完成。
实施例三：
充电器通过通信口CAN口与智能电池建立通讯连接。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种自适应智能充电方法，其特征是，包括：
S1、读取与充电器连接的电池的电池信息；该电池信息包括电池当前电压、容量，电池设计电压、容量，电池电芯类型、电池串数，电芯电压及电池当前温度；
S2、根据读取的电池当前温度，判断电池是否在预设的温度范围内，若电池当前温度超过预设温度范围则报警；
S3、根据读取的电池当前电压、容量，判断电池是否过压，若电池过压则报警；
S4、根据读取的电芯电压，判断电芯电压的均衡阈值，若超过均衡阈值则报警；
S5、根据读取的电芯电压，与预设电芯电压对比，当电芯电压值低于预设电芯电压时，进入预充电模式；否则，则执行步骤S6；
S6、进入快速充电模式，包括根据电池设计电压、容量及电芯类型、电池串数，确定快速充电的电压及电流。
2.根据权利要求1所述的自适应智能充电方法，其特征是，进入快速充电模式后还包括，实时读取电池的电池信息，并执行步骤S2-S5中的一项或多项。
3.根据权利要求2所述的自适应智能充电方法，其特征是，
预充电模式为以电池当前容量或电池设计容量1/10C以下的电流进行小电流充电，当读取到每节电芯电压上升到预充电阈值以上，进入快速充电模式。
4.根据权利要求1-3任一所述的自适应智能充电方法，其特征是，电池信息还包括电池序列号，该电池号序列为电池的属性信息，唯一确定电池身份。
5.根据权利要求4所述的自适应智能充电方法，其特征是，充电器包括显示屏，步骤S1读取的电池信息显示于显示屏上。
6.一种自适应智能充电器，其特征是，包括存储多条指令并实现各指令的充电器，所述指令适于由充电器加载并执行：
S1、读取与充电器连接的电池的电池信息；该电池信息包括电池当前电压、容量，电池设计电压、容量，电池电芯类型、电池串数，电芯电压及电池当前温度；
S2、根据读取的电池当前温度，判断电池是否在预设的温度范围内，若电池当前温度超过预设温度范围则报警；
S3、根据读取的电池当前电压、容量，判断电池是否过压，若电池过压则报警；
S4、根据读取的电芯电压，判断电芯电压的均衡阈值，若超过均衡阈值则报警；
S5、根据读取的电芯电压，与预设电芯电压对比，当电芯电压值低于预设电芯电压时，进入预充电模式；否则，则执行步骤S6；
S6、进入快速充电模式，包括根据电池设计电压、容量及电芯类型、电池串数，确定快速充电的电压及电流。
7.根据权利要求6所述的自适应智能充电器，其特征是，进入快速充电模式后还包括，实时读取电池的电池信息，并执行步骤S2-S5中的一项或多项。
8.根据权利要求6或7所述的自适应智能充电器，其特征是，电池信息还包括电池序列号，该电池号序列为电池的属性信息，唯一确定电池身份。
9.根据权利要求6或8所述的自适应智能充电器，其特征是，充电器包括显示屏，电池信息在显示屏上显示。
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