CN106961131B - 适配于智能电池的智能充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能充电器的技术领域，公开了一种适配于智能电池的智能充电器，包括壳体，还包括设置于壳体内的交流/直流转换电路，与交流/直流转换电路电连接的充电电路，与充电电路电连接的用于控制智能充电的智能控制单元，以及电连接于该智能控制单元的数据读取模块，该数据读取模块用于读取智能电池的电池状态数据。本发明实施例提出的适配于智能电池的智能充电器，通过设置用于控制智能充电的智能控制单元以及与其配合的数据读取模块，并通过该数据读取模块读取智能电池的电池状态数据，实现了与无人机用智能电池的信息交互，并完全实现了智能电池的智能化充电，有效地保护了智能电池，并延长了其使用寿命，减小了运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及充电器技术领域，尤其涉及一种适配于智能电池的智能充电器。
背景技术
现有的无人机供电方式，通常都是采用多串电池的电池包方案。而现有的充电器通常是直接恒流转恒压充电，电芯组的均衡均是在电池组内部完成。在对现有智能电池包充电的同时，该智能电池包没有和充电器做信息交互，没有实现完全的智能充电，因此，工作人员无法实时监测电池状态，进而无法对电池进行智能化管理，这样，对于智能电池的充电方式也无法更改，使得无法减小智能电池是充电时间并更好地保护该智能电池。尤其是无人机应用于物流和农用方面，对智能电池的大量需求也要求充电时间尽量短，同时要求保护电池寿命，减小运行成本。因此，如何提出一种能够对智能电池进行智能化充电，以保护智能电池寿命、减小运行成本是业内亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种适配于智能电池的智能充电器，可与智能电池进行信息交互，完全实现了对该智能电池的智能化充电，从而有效保护了智能电池寿命，并减小了运行成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种适配于智能电池的智能充电器，包括壳体，所述适配于智能电池的智能充电器还包括设置于所述壳体内的交流/直流转换电路，与所述交流/直流转换电路电连接的充电电路，与所述充电电路电连接的用于控制智能充电的智能控制单元，以及电连接于所述智能控制单元的数据读取模块，所述数据读取模块用于读取所述智能电池的电池状态数据。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述数据读取模块为适配于所述智能电池中的NFC天线的NFC读卡器。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述NFC读卡器包括NFC读取头，以及电连接所述NFC读取头和所述智能控制单元的延长线，所述NFC读取头和所述延长线位于所述壳体外部。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述智能电池外壁上设置有固定座，所述固定座用于固定所述NFC读取头。
结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述适配于智能电池的智能充电器还包括用于与外部的后台管理***通信的数据传输模块，所述数据传输模块与所述智能控制单元电连接。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述后台管理***具有用于对智能电池的状态做统计管理的数据分析单元。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述数据传输模块为无线通信模块。
结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述无线通信模块为蓝牙模块或者ZigBee模块。
结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，所述智能控制单元内集成有用于存储所述电池状态数据的存储单元。
结合第一方面的第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述存储单元为FLASH存储芯片。
结合第一方面或结合第一方面的第一种至第九种可能的实施方式中的任何一种，在第十种可能的实现方式中，所述电池状态数据为电量、总电压、电芯电压、温度以及其他电池数据中的任一种。
基于上述技术方案，本发明实施例提出的适配于智能电池的智能充电器，其通过设置用于控制智能充电的智能控制单元及与该智能控制单元配合的数据读取模块，并通过该数据读取模块读取智能电池的电池状态数据，如此，实现了充电器与智能电池之间的信息交互，并完全实现了对智能电池的智能化充电，从而有效保护了智能电池，并延长了其使用寿命，进而减小了运行成本。
附图说明
图1为本发明实施例提出的适配于智能电池的智能充电器与无人机用智能电池配合的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外，还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提出了一种适配于智能电池的智能充电器，该智能充电器包括中空的壳体1，以及设置在该壳体1内的交流/直流转换电路2、充电电路3、智能控制单元4和数据读取模块5，其中，交流/直流转换电路2用于与外接外部电源(比如家庭用电源或工业用电源)以进行交流电/直流电的转换，该交流/直流转换电路2电连接充电电路3，该充电电路3电连接智能控制单元4，该智能控制单元4用于控制无人机用智能电池6智能充电，另外，数据读取模块5与智能控制单元4电连接，此处，该数据读取模块5用于与智能电池6中的无线传输模块配合进行信息交互，也就是说，该数据读取模块5用于读取该智能电池6的电池状态数据，并将该电池状态数据传输给智能控制单元4，智能控制单元4再根据该电池状态数据实时调整充电模式。
本发明实施例中的适配于智能电池的智能充电器，具有如下特点：
上述适配于智能电池的智能充电器，其设置有用于控制智能充电的智能控制单元4，以及与该智能控制单元4配合的数据读取模块5，通过该数据读取模块5读取智能电池6的电池状态数据并反馈给智能控制单元4，再通过该智能控制单元4对该智能电池的充电进行智能化控制，如此，实现了充电器与智能电池6之间的信息交互，并完全实现了对该智能电池6的智能化充电，从而有效地保护了该智能电池6，延长了其使用寿命，进而减小了运行成本。
进一步地，在本发明的实施例中，上述数据读取模块5优选为NFC读卡器，该NFC读卡器适配于上述智能电池6中的无线传输模块，此处，该无线传输模块为NFC天线。也就是说，当该智能充电器与智能电池6电连接后，通过该智能充电器的数据读取模块5，即NFC读卡器靠近智能电池6中NFC天线所在位置，即可实现信息交互，如此，智能充电器与智能电池6之间即可建立通信。如上所述，通过选用NFC读卡器作为数据读取模块，使得智能充电器与智能电池6之间无需通过连接器插接建立通信，从而延长智能电池6使用寿命，并且使得智能充电器与智能电池6之间可快速建立通信，不仅保证了通信质量，也提高了信息交互速度，提高了智能充电效率。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，上述数据读取模块5还可为其他类型的通信设备。
进一步地，在本发明的实施例中，上述NFC读卡器可包括位于上述壳体1外部的NFC读取头51和延长线52，该延长线52两端分别电连接上述智能控制单元4和NFC读取头51，此处，该延长线52为柔性数据线，通过设置延长线52，使得NFC读取头51能够更加近距离靠近上述智能电池6中NFC天线所在位置，如此，提高了信息读取的灵敏度，保证了信息交互的质量和效率。
进一步地，在本发明的实施例中，上述智能电池6外壁上设置有固定座61，该固定座61用于固定上述NFC读取头51。如此，通过在智能电池6的外壁上设置固定座61，使得NFC读取头51可以安放在该固定座61上，保证NFC读取头51可稳定地处于靠近智能电池6中NFC天线所在位置。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，还可通过其他方式以保证NFC读取头51稳定地处于靠近智能电池6中NFC天线所在位置，此处不作唯一限定。
在本发明的实施例中，上述适配于智能电池的智能充电器还包括数据传输模块7，该数据传输模块7用于与外部的后台管理***(附图中未画出)通信，该数据传输模块7与上述智能控制单元4电连接。如此，当该智能充电器与上述智能电池6建立通信后，该智能充电器的数据读取模块5读取智能电池6的电池状态数据，并传输给智能控制单元4，此处，电池状态数据可通过数据传输模块7上传至后台管理***，通过该台管理***再对智能电池6的状态做统计管理，重点管理智能电池6的使用寿命，统计智能电池6出现的各种异常，并挑出异常的智能电池6，保证飞行的安全。
进一步地，在本发明的实施例中，上述后台管理***具有数据分析单元，该数据分析单元用于对智能电池6的状态做统计管理，此处，该数据分析单元可以是一套数据分析软件，此处不作具体限定。
进一步地，在本发明的实施例中，上述数据传输模块7优选为无线通信模块，对应地，上述后台管理***中设置有适配与数据传输模块7的无线数据接收模块，这样，该智能充电器可与该后台管理***进行无线通信，如此，避免了智能充电器与后台管理***之间距离的限制。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，上述智能充电器与后台管理***之间也可通过有线通信的方式进行数据传输，，只不过该方式受限于距离，此处不作唯一限定。
进一步地，在本发明的实施例中，上述无线通信模块7优选为蓝牙模块或者ZigBee(紫蜂)模块。这里，蓝牙和ZigBee的传输方式功耗低，可有效节能。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，上述无线通信模块7还可采用其他的无线通信方式，此处不作唯一限定。
在本发明的实施例中，上述智能控制单元4内集成有存储单元(附图中未画出)，该存储单元用于存储上述智能电池6的电池状态数据。该存储单元可以在该智能充电器无法连接上述后台管理***的情况下离线存储智能电池6的电池状态数据，并在重新连接上后台管理***后，及时上传存储的电池状态数据。如此，通过在智能控制单元4内集成存储单元，保证了该智能充电器与后台管理***在离线状态下的电池状态数据储存，提高了电池管理的稳定性。
进一步地，在本发明的实施例中，上述存储单元优选为大容量的FLASH存储芯片。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，上述存储单元还可选用其他类型的存储介质，此处不作唯一限定。
进一步地，在本发明的实施例中，上述电池状态数据可为上述智能电池6的电量、总电压、电芯电压、温度以及其他电池数据中的任一种。此处，电量指的是智能电池6的剩余容量，就是(AH)安时数；总电压指的是智能电池6中的多电芯串联后的电压；电芯电压指的是智能电池6中的单个电芯的电压。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，上述电池状态数据还可为其他数据，比如电流、序列号、使用次数等等，此处不作进一步限定。
在本发明的实施例中，上述智能充电器对智能电池6智能充电，该智能充电的方式包括快速充电、预充电、涓流充电以及均衡模式充电。此处，预充电模式指的是，当锂电池单电芯电压低于3.0V时，不能使用大电流充电，需要使用小电流预充，等到电压上升到3.0V以后再大电流进行快充。
在本发明的实施例中，当上述智能充电器与智能电池6通信建立连接后，智能充电器读取智能电池6的电量、总电压、电芯电压、温度等电池状态数据，并决定选用哪种方式进行充电。当智能电池6的温度超过45℃时，智能充电器停止对智能电池6充电；当智能电池6中任一电芯的电压低于3.0V时，智能充电器进入预充电模式，其充电电流为电芯容量的1/20，甚至更小，安全可靠；当检测到智能电池6中的电芯间电压差超出允许范围以后，降低充电电流，并通知智能电池6开启内部均衡，等待所有电芯电压基本一致后再加大电流开始快速充电。此处，内部均衡指的是智能电池6内部自带均衡电路，其不依靠智能充电器做均衡。另外，该智能充电器还支持大电流输出，其选用大电流的转换模块，搭配前端的交流/直流转换电路2使用，电流可以支持到60A，甚至更高。该智能充电器根据读取到的智能电池6的电池容量选择合适的电流进行快速充电，当电池温度过高时，降低充电电流以保护电池，保证了智能充电的安全性。
在本发明的实施例中，上述智能电池6的电芯组选取能支持快速充电的电芯，在充电时与智能充电器配合，实时调整充电电压和电流，并在电芯需要做均衡时，通知智能充电器降低充电电流，当电芯达到电压平衡以后再继续开始快速充电。对于智能电池6的具体结构，此处不作具体描述。另外，智能充电器具有用于与智能电池6电连接的插接头(附图中未画出)，此处不作具体描述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改、替换和改进等，这些修改、替换和改进都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.适配于智能电池的智能充电器，包括壳体，其特征在于，所述适配于智能电池的智能充电器还包括设置于所述壳体内的交流/直流转换电路，与所述交流/直流转换电路电连接的充电电路，与所述充电电路电连接的用于控制智能充电的智能控制单元，以及电连接于所述智能控制单元的数据读取模块；所述数据读取模块用于读取所述智能电池的电池状态数据，并将所述智能电池的电池状态数据传输给所述智能控制单元，所述智能控制单元再根据所述电池状态数据实时调整充电模式，所述充电模式包括快速充电、预充电、涓流充电以及均衡模式充电；
所述数据读取模块为适配于所述智能电池中的NFC天线的NFC读卡器，所述智能充电器与所述智能电池电连接后，通过所述智能充电器的NFC读卡器可实现信息交互；
所述NFC读卡器包括NFC读取头，以及电连接所述NFC读取头和所述智能控制单元的延长线，所述NFC读取头和所述延长线位于所述壳体外部；
所述智能电池外壁上设置有固定座，所述固定座用于固定所述NFC读取头。
2.如权利要求1所述的适配于智能电池的智能充电器，其特征在于，所述适配于智能电池的智能充电器还包括用于与外部的后台管理***通信的数据传输模块，所述数据传输模块与所述智能控制单元电连接。
3.如权利要求2所述的适配于智能电池的智能充电器，其特征在于，所述后台管理***具有用于对智能电池的状态做统计管理的数据分析单元。
4.如权利要求2所述的适配于智能电池的智能充电器，其特征在于，所述数据传输模块为无线通信模块。
5.如权利要求4所述的适配于智能电池的智能充电器，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块或者ZigBee模块。
6.如权利要求1所述的适配于智能电池的智能充电器，其特征在于，所述智能控制单元内集成有用于存储所述电池状态数据的存储单元。
7.如权利要求6所述的适配于智能电池的智能充电器，其特征在于，所述存储单元为FLASH存储芯片。
8.如权利要求1至7任一项所述的适配于智能电池的智能充电器，其特征在于，所述电池状态数据为电量、总电压、电芯电压、温度、电流、序列号、使用次数电池数据中的任一种。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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