CN105098899A - 充电箱、充电箱的控制方法及可移动平台 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种充电箱、充电箱控制方法及可移动平台。所述充电箱包括用于安装电池的电池仓；用于感测电池温度的内温度传感器；及与所述内温度传感器电连接的控制器。所述内温度传感器将获取的所述电池仓内电池的温度传送给所述控制器，所述控制器根据所述电池的温度，调节电池所处电池仓内的环境温度以使电池温度处于预设温度范围内。上述充电箱通过调整电池所处电池仓的环境温度控制电池温度在预设温度范围内对电池进行有效保护，延长电池使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种充电箱、充电箱的控制方法及可移动平台。
背景技术
在航模领域，飞行器通常使用电池作为动力源，而采用电池就需要对电池进行充电操作。现有电池的充电装置，只能用恒定的最大电流对电池进行充电。但是，在过高或过低温度环境下对电池进行恒定的最大电流充电，有可能会导致电池放电容量的下降，使电池遭到损坏，影响电池性能及使用寿命，甚至引发安全事故。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种能够对电池进行安全充电的充电箱、充电箱的控制方法及可移动平台。
本发明实施例提供了一种充电箱，包括：
用于安装电池的电池仓；
用于感测电池温度的内温度传感器；及
与所述内温度传感器电连接的控制器；
其中，所述内温度传感器将获取的所述电池仓内电池的温度传送给所述控制器，所述控制器根据所述电池的温度，调节电池所处电池仓内的环境温度以使电池温度处于预设温度范围内。
优选地，所述充电箱还包括用于感测电池仓内环境温度的外温度传感器，所述外温度传感器将获取的所述电池仓内环境温度传送给所述控制器，所述控制器控制电池仓内的环境温度也处于预设温度范围内。
优选地，所述电池仓的内侧设有保温层。
优选地，所述保温层为由薄膜塑料、隔热布或金属箔材料制成的保温层。
优选地，所述充电箱包括箱体，所述箱体为双层真空结构。
优选地，所述充电箱包括枢转设于所述箱体上的箱盖，所述箱体及箱盖之间设置密封圈。
优选地，所述箱体内设有若干间隔设置的电池仓，所述电池仓的侧壁由软性材料制成。
优选地，所述充电箱还包括加热器及制冷器，所述控制器分别与所述加热器及制冷器电连接，以控制所述加热器给所述电池仓内的空气加热、所述制冷器给所述电池仓的空气降温。
优选地，所述制冷器为风扇或半导体制冷器，所述加热器为电热丝。
优选地，所述控制器在预设温度范围内，根据所述电池的温度与充电电流的对应关系，调节所述电池当前的充电电流。
优选地，所述充电箱还包括用于对电池进行放电的放电电路。
优选地，所述充电箱还包括通过燃烧燃料生成电力的发电装置。
优选地，所述发电装置为使用柴油、汽油或氢气为燃料的内燃型发电机。
优选地，所述充电箱还包括用于存储所述电池的温度与充电电流的对应关系的存储器。
本发明实施例提供一种充电箱的控制方法，包括以下步骤：
获取充电箱的电池仓内的电池的温度；以及
根据所述电池的温度，调节所述电池仓内的环境温度使电池的温度处于预设温度范围内。
优选地，上述充电箱的控制方法还包括：在预设温度范围内，根据所述电池的温度与充电电流的对应关系，调节所述电池当前的充电电流。
优选地，在预设温度范围内，所述电池的温度越高，所述充电电流就越大。
优选地，当电池的温度高于预设温度范围的上限值，降低所述电池仓内的环境温度，对所述电池进行降温。
优选地，当电池的温度低于预设温度范围的下限值，升高所述电池仓内的环境温度，对所述电池进行加热。
优选地，上述充电箱的控制方法还包括：密封所述电池仓，以阻止所述电池仓内的电池燃烧。
优选地，上述充电箱的控制方法还包括：开启发电装置，对所述电池进行充电。
优选地，上述充电箱的控制方法还包括：获取充电箱的电池仓内的环境温度；以及调节所述电池仓内的环境温度处于预设温度范围内。
本发明实施例提供一种可移动平台，包括：
机体，设有用于安装电池的电池仓；
内温度传感器，用于感测电池的温度；及
主控制器，与内温度传感器电连接；
其中，所述内温度传感器将获取的所述电池仓内的电池的温度传送给所述主控制器，所述主控制器根据所述电池的温度，调节所述电池仓内的环境温度。
优选地，所述可移动平台为无人机、无人机基站、手持云台、或遥控战车。
上述充电箱采用箱式密闭方式存储电池。充放电操作时，保证操作在适宜的预设温度范围内进行，并能够根据电池温度的变化调整电池的充电电流，对电池进行有效保护，延长电池使用寿命。并带有自发电装置。携带具有这个充电箱的可移动平台去野外进行作业，省去了单独带充电器、恒温箱、发电机、储存箱等设备，非常便捷。
附图说明
图1是本发明实施例的充电箱的立体图，所述充电箱包括箱体及箱盖。
图2是图1中箱盖扣合至箱体的示意图。
图3是本发明实施例的充电箱的电路方框图。
图4是本发明实施例充电箱控制方法的流程图。
主要元件符号说明
| 充电箱 | 100 |
| 箱体 | 10 |
| 保温层 | 12 |
| 电池仓 | 14 |
| 箱盖 | 20 |
| 存储器 | 30 |
| 放电电路 | 38 |
| 恒温装置 | 40 |
| 加热器 | 44 |
| 制冷器 | 46 |
| 内温度传感器 | 52 |
| 外温度传感器 | 54 |
| 发电装置 | 70 |
| 控制器 | 80 |
| 电池 | 90 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请一并参阅图1至图3，本发明充电箱100的实施方式包括箱体10、箱盖20、温度传感器、控制器80、存储器30、恒温装置40、放电电路38及发电装置70。本实施方式以所述充电箱100对一电池90（如锂离子电池）进行充放电操作为例进行说明。
所述箱体10用于容置电池90，所述箱盖20枢转装设于所述箱体10上，当所述箱盖20盖合至所述箱体10上时，所述箱体10处于密闭状态。本实施方式中，所述箱体10内侧设有保温层12，保温层12为薄膜塑料层。其他实施方式中保温层可为隔热布、金属箔等其他保温材料制成。其他实施方式中，所述箱体10也可为双层真空结构，以减少箱体内的温度受外界环境的影响。可以理解，其他实施方式中，可以在箱体10及箱盖20之间设置密封圈，以增强箱体的密闭性。
所述箱体10内设有若干间隔设置的电池仓14，电池仓14的侧壁由软性材料如泡沫胶制成，电池仓14内侧也可设置保温层，可有效保护电池仓14内放置的电池，防止电池间碰撞，也可降低因箱体10震动、碰撞对电池的影响。本充电箱的箱体结构设计及材料选取能够保证电池安全存放，并具有防火、防爆功能。
所述控制器80、存储器30、恒温装置40均设置于所述箱体10内。所述温度传感器包括设于所述电池仓14内的外温度传感器54以及设于电池90内的内温度传感器52。所述外温度传感器54感测充电箱的电池仓14内的环境温度，所述内温度传感器52用于感测所述电池仓14内的电池90内的温度。
所述恒温装置40包括加热器44及制冷器46。所述控制器80内存储一预设温度范围，所述预设温度范围为适宜箱体10内容置的电池90正常充放电的温度范围，所述电池90在所述预设温度范围内充电，不会发生因温度过冷或过热引起的安全事故。
一般锂离子电池放电时温度范围在-20～+60摄氏度；充电时温度范围在0～+45摄氏度，本实施方式中设定电池90的正常充放电的预设温度范围为0~+45摄氏度。其他实施方式中，所述预设温度范围可根据要充电电池的类型进行对应调整。所述内温度传感器52及外温度传感器54均与所述控制器80连接，分别将获取的所述充电箱100的电池仓14内的环境温度以及所述电池仓14内的电池90的温度传送给所述控制器80。当所述控制器80判断所述内温度传感器52感测到电池90的温度未落入预设温度范围时启动加热器44对电池仓14内的空气加热或启动制冷器46对电池仓14内的空气制冷以调整电池仓14内的环境温度进而将电池90的温度控制在预设温度范围内。一些实施方式中，所述制冷器46可采用风扇或半导体制冷器，所述加热器44可采用电热丝作为加热源。
具体的，当内温度传感器52感测到放入箱体10内的电池90的温度处于所述预设温度范围内时，所述控制器80不启动所述加热器44及制冷器46。但是，当电池90刚工作完时，温度很高，将电池90放入所述箱体10进行充电，所述内温度传感器52将感测到电池90的温度超过预设温度范围的上限值，所述控制器80启动制冷器46为电池仓14降温，电池仓14内环境温度下降，促使电池90快速降温，当内温度传感器52感测到电池90的温度降至预设温度范围内时，所述控制器80停止制冷器46，然后即可为电池90充电。
当野外环境温度低时，将电池90放入箱体10进行充电，内温度传感器52将感测到的电池90的温度传送给所述控制器80，所述控制器80判断电池90的温度低于预设温度范围的下限值，所述控制器80控制所述加热器44启动为电池仓14加热，电池仓14内环境温度升高，当所述内温度传感器52感测到电池90的温度升至预设温度范围内时，所述控制器80停止加热器44，然后即可为电池90充电。
当电池在充电过程中，电池的温度慢慢升高，当所述内温度传感器52感测电池90温度超过预设温度范围的上限值，所述控制器80启动所述制冷器46为电池仓14降温，电池仓14内环境温度下降，促使电池90降温，当所述内温度传感器52感测到电池90的温度降至预设温度范围内时，停止制冷器46。所述充电箱100能自动调整电池90充电时的电池仓14内的环境温度，不论电池90温度过高或者过低，都能控制电池温度在预设温度范围内波动，保证电池能够安全充电。
所述外温度传感器54实时感测电池仓14内的环境温度并传送给所述控制器80，所述控制器80控制加热器44及制冷器46的操作，确保在调整电池90的温度于预设温度范围的过程中所述电池仓14内的环境温度均处于预设温度范围内，保证电池能够安全充电。其他实施方式中、在所述充电箱100存储及运输电池90时，所述外温度传感器54实时感测电池仓14内的环境温度并传送给控制器80，所述控制器80控制加热器44及制冷器46的操作，以确保电池90的安全存储及运输。
所述控制器80与所述存储器30相连。所述存储器30内存储所述电池的温度与充电电流的对应关系，一般设定在预设温度范围内，所述电池的温度越高，所述充电电流就越大。当电池温度在预设温度范围内波动，所述充电箱100执行充电操作时，所述内温度传感器52实时感测电池90的温度，所述控制器80读取所述内温度传感器52感测到的温度值，并根据所述感测到的温度值读取存储器30中存储的与感测到温度值对应的充电电流参数，从而根据该参数调整电池90充电时的电流大小，达到智能充电的效果。所述控制器80可采用AT89C2051单片机或者具有类似功能的可编程逻辑器件。
具体地，将电池能够正常充电的所述预设温度范围分为多个温度区间，本实施方式中以两个区间为例进行说明，所述预设温度范围分为一个低温区间及一个高温区间。每一温度区间设置对应的充电电流值，如可设置低温区间对应的充电的电流值小于高温区间对应的充电电流值。所述内温度传感器52实时感测电池90的温度，并将电池90的温度传送给所述控制器80，所述控制器80判断电池90的温度处于哪个温度区间，并对应调取所述存储器30内存储的与所述温度区间对应的电流参数，再根据该调取的电流参数控制提供给电池90的充电电流。
所述放电电路38与电池90连接，当放电电路38启动时，可对电池90进行放电操作。
电池在预设的温度范围内充电，电池温度不同，采用不同的充电电流，避免电池在环境温度较高或者较低的时候用恒定的大电流充电，对电池进行有效保护，延长电池使用寿命。
所述发电装置70设置于箱体10一侧，可与温度传感器、恒温装置40、控制器80、存储器30电连接以提供电力。本实施方式中，所述发电装置70为使用柴油为燃料的内燃型发电机，其他实施方式中，所述发电装置70可为使用汽油或氢气等为燃料的内燃型发电机。该发电装置70作为辅助电源，当有外接电源的时候，所述充电箱100可以直接接入外接电源供电。当在野外没有外接电源时，可启用该发电装置70为电池90充电。
请参阅图4，本发明实施例提供的电池箱的控制方法包括以下步骤：
S41：内温度传感器52感测放入箱体10内的电池90的温度。
S42：判断电池90的温度是否处于所述预设温度范围内。当电池90的温度高于预设温度范围的上限值执行步骤S43，当电池90的温度低于预设温度范围的下限值执行步骤S44，当电池90的温度处于预设温度范围内，执行步骤S45。
S43：启动制冷器46降低电池仓14内的环境温度，使电池90降温，然后返回步骤S41。
S44：启动加热器44升高电池仓14内的环境温度，使电池90加热，然后返回步骤S41。
S45：判断电池90的温度所属的温度区间。
S46：调取所述存储器30内存储的与所述温度区间对应的电流参数，再根据该调取的电流参数控制提供给电池90的充电电流。
上述过程中，所述外温度传感器54实时感测电池仓14内的环境温度并传送给所述控制器80，所述控制器80控制加热器44及制冷器46的操作，确保在调整电池90的温度于预设温度范围的过程中所述电池仓14内的环境温度均处于预设温度范围内，保证电池能够安全充电。当有外接电源的时候，所述充电箱100直接接入外接电源供电。当在野外没有外接电源时，可启用该发电装置70为电池90充电。
本发明实施例充电箱100可对多种电池进行充放电操作，尤其适用于对无人机、无人机基站、手持云台、或遥控战车等可移动平台使用的锂离子电池充放电，安装电池的电池仓可设于这些可移动平台的机体内。
另外，上述充电箱100的电池充放电的方式，也可以直接应用于可移动平台上。即，一种可移动平台，包括机体、内温度传感器52、外温度传感器54、动力装置以及主控制器。机体设有用于安装电池的电池仓41。主控制器，与内温度传感器52、外温度传感器54、动力装置电连接，并且可以实现上述控制器80的功能。动力装置，安装在所述机体上，所述电池仓的电池为所述动力装置供电，例如，当可移动平台为无人机时，所述动力装置为电动旋翼装置；当可移动平台为手持云台时，所述动力装置为驱动云台转轴转动的电机；当所述可移动平台为遥控战车时，所述动力装置为驱动轮动力装置。
其中，所述内温度传感器52将获取的所述电池仓内的电池的温度传送给所述主控制器，所述主控制器根据所述电池的温度，调节所述电池仓内的环境温度。
上述充电箱采用箱式密闭方式存储电池。充放电操作时，保证操作在适宜的预设温度范围内进行，并能够根据电池温度的变化调整电池的充电电流，对电池进行有效保护，延长电池使用寿命。并带有自发电装置。携带具有这个充电箱的可移动平台去野外进行作业，省去了单独带充电器、恒温箱、发电机、储存箱等设备，极大的方便消费者。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (24)
1.一种充电箱，其特征在于，包括：
用于安装电池的电池仓；
用于感测电池温度的内温度传感器；及
与所述内温度传感器电连接的控制器；
其中，所述内温度传感器将获取的所述电池仓内电池的温度传送给所述控制器，所述控制器根据所述电池的温度，调节电池所处电池仓内的环境温度以使电池温度处于预设温度范围内。
2.如权利要求1所述的充电箱，其特征在于，所述充电箱还包括用于感测电池仓内环境温度的外温度传感器，所述外温度传感器将获取的所述电池仓内环境温度传送给所述控制器，所述控制器控制电池仓内的环境温度也处于预设温度范围内。
3.如权利要求1所述的充电箱，其特征在于，所述电池仓的内侧设有保温层。
4.如权利要求3所述的充电箱，其特征在于，所述保温层为由薄膜塑料、隔热布或金属箔材料制成的保温层。
5.如权利要求1所述的充电箱，其特征在于，所述充电箱包括箱体，所述箱体为双层真空结构。
6.如权利要求5所述的充电箱，其特征在于，所述充电箱包括枢转设于所述箱体上的箱盖，所述箱体及箱盖之间设置密封圈。
7.如权利要求5所述的充电箱，其特征在于，所述箱体内设有若干间隔设置的电池仓，所述电池仓的侧壁由软性材料制成。
8.如权利要求1所述的充电箱，其特征在于，所述充电箱还包括加热器及制冷器，所述控制器分别与所述加热器及制冷器电连接，以控制所述加热器给所述电池仓内的空气加热、所述制冷器给所述电池仓的空气降温。
9.如权利要求8所述的充电箱，其特征在于，所述制冷器为风扇或半导体制冷器，所述加热器为电热丝。
10.如权利要求1所述的充电箱，其特征在于，所述控制器在预设温度范围内，根据所述电池的温度与充电电流的对应关系，调节所述电池当前的充电电流。
11.如权利要求1所述的充电箱，其特征在于，所述充电箱还包括用于对电池进行放电的放电电路。
12.如权利要求1所述的充电箱，其特征在于，所述充电箱还包括通过燃烧燃料生成电力的发电装置。
13.如权利要求12所述的充电箱，其特征在于，所述发电装置为使用柴油、汽油或氢气为燃料的内燃型发电机。
14.如权利要求10所述的充电箱，其特征在于，所述充电箱还包括用于存储所述电池的温度与充电电流的对应关系的存储器。
15.一种充电箱的控制方法，包括以下步骤：
获取充电箱的电池仓内的电池的温度；以及
根据所述电池的温度，调节所述电池仓内的环境温度使电池的温度处于预设温度范围内。
16.如权利要求15所述的充电箱的控制方法，其特征在于，还包括：在预设温度范围内，根据所述电池的温度与充电电流的对应关系，调节所述电池当前的充电电流。
17.如权利要求16所述的充电箱的控制方法，其特征在于，在预设温度范围内，所述电池的温度越高，所述充电电流就越大。
18.如权利要求15所述的充电箱的控制方法，其特征在于，
当电池的温度高于预设温度范围的上限值，降低所述电池仓内的环境温度，对所述电池进行降温。
19.如权利要求15所述的充电箱的控制方法，其特征在于，当电池的温度低于预设温度范围的下限值，升高所述电池仓内的环境温度，对所述电池进行加热。
20.如权利要求15所述的充电箱的控制方法，其特征在于，还包括：
密封所述电池仓，以阻止所述电池仓内的电池燃烧。
21.如权利要求15所述的充电箱的控制方法，其特征在于，还包括：
开启发电装置，对所述电池进行充电。
22.如权利要求15所述的充电箱的控制方法，其特征在于，还包括：获取充电箱的电池仓内的环境温度；以及
调节所述电池仓内的环境温度处于预设温度范围内。
23.一种可移动平台，其特征在于，包括：
机体，设有用于安装电池的电池仓；
内温度传感器，用于感测电池的温度；及
主控制器，与内温度传感器电连接；
其中，所述内温度传感器将获取的所述电池仓内的电池的温度传送给所述主控制器，所述主控制器根据所述电池的温度，调节所述电池仓内的环境温度。
24.如权利要求23所述的可移动平台，其特征在于，所述可移动平台为无人机、无人机基站、手持云台、或遥控战车。
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