一种多路电池充电的均衡方法及系统转让专利
申请号 : CN201711192188.4
文献号 : CN107658951B
文献日 : 2019-09-06
发明人 : 翁贵聪 , 李俊需 , 张志伟
申请人 : 厦门市科力电子有限公司
摘要 :
本发明涉及电池充电领域，具体为一种多路电池充电的均衡方法及系统。所述均衡方法包括：上电后，获取多路电池的连接状态，判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态；若是，则依次对每一路电池进行充电，直到对所有路电池均衡充电完成；所有路电池包括第一路电池；对所述每一路电池进行充电，具体为：以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值。
权利要求 :
1.一种多路电池充电的均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
上电后，获取多路电池的连接状态，判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态；
若是，则依次对每一路电池进行充电，直到对所有路电池均衡充电完成；所有路电池包括第一路电池；判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态的判断方法为：获取多路电池对应的充电接口的电压值，若多路电池对应的充电接口的电压值均在标准电压范围内，则获取多路电池分别对应的当前电池电压、ID电阻值和温度值，并分别判断当前电池电压、ID电阻值和温度值是否均处于对应的标准阈值范围内，若是，则多路电池的连接状态均处于正常状态；
对所述每一路电池进行充电，具体为：
若第一路电池的当前电池电压低于第一特定阈值时，以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值；
若第一路电池的当前电池电压高于第一特定阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；
还包括以下步骤：
对所有路电池均衡充电完成后，若在预设时间范围内检测到电池未被拔取，则获取所有路电池的电压值，将电压值低于第二特定阈值的电池对应的充电信息生成充电列表，依次对充电列表中的充电信息对应的电池进行充电；所述第二特定阈值大于第一特定阈值。
2.根据权利要求1所述的多路电池充电的均衡方法，其特征在于，所述多路电池的路数为6路。
3.一种多路电池充电的均衡系统，其特征在于，包括一个或多个处理器及存储器，所述存储器存储有程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：上电后，获取多路电池的连接状态，判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态；
若是，则依次对每一路电池进行充电，直到对所有路电池均衡充电完成；所有路电池包括第一路电池；
该程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取多路电池对应的充电接口的电压值，若多路电池对应的充电接口的电压值均在标准电压范围内，则获取多路电池分别对应的当前电池电压、ID电阻值和温度值，并分别判断当前电池电压、ID电阻值和温度值是否均处于对应的标准阈值范围内，若是，则多路电池的连接状态均处于正常状态；
该程序被处理器执行时实现以下步骤：
若第一路电池的当前电池电压低于第一特定阈值时，以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值；
若第一路电池的当前电池电压高于第一特定阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；
该程序被处理器执行时实现以下步骤：
对所有路电池均衡充电完成后，若在预设时间范围内检测到电池未被拔取，则获取所有路电池的电压值，将电压值低于第二特定阈值的电池对应的充电信息生成充电列表，依次对充电列表中的充电信息对应的电池进行充电；所述第二特定阈值大于第一特定阈值。
4.根据权利要求3所述的多路电池充电的均衡系统，其特征在于，所述多路电池的路数为6路。
说明书 :
一种多路电池充电的均衡方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电池充电领域，具体为一种多路电池充电的均衡方法及系统。
背景技术
[0002] 近年来，随着便携式电子产品的发展，可充电电池的需求量越来越大。在很多应用设备中，电池的电压需要较大，例如玩具马达，为了提高较大的输送电压就将若干个单体电池串联起来使用。但是，基于单体电池自身的特性，若干个单体电池串联使用时，会造成各个单体电池的耗电量有所不同，若给串联的电池组充电时不考虑均衡充电，则会造成有的单体电池过充，有的单体电池未充满的问题，导致电池组的使用寿命降低，或带来安全隐患。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够提高电池使用寿命且充电更为均衡的多路电池充电的均衡方法及系统。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案一为：
[0005] 一种多路电池充电的均衡方法，包括以下步骤：
[0006] 上电后，获取多路电池的连接状态，判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态；
[0007] 若是，则依次对每一路电池进行充电，直到对所有路电池均衡充电完成；所有路电池包括第一路电池；
[0008] 对所述每一路电池进行充电，具体为：
[0009] 以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值。
[0010] 上述技术方案一的关键构思在于：先以小电流预充电模式进行充电，当电压值达到预设阈值时，改用大电流快速充电直到充电完成，并且实行依次轮流充电，实现均衡化的同时保护电池，提高电池使用寿命。
[0011] 进一步的，判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态的判断方法为：
[0012] 获取多路电池对应的充电接口的电压值，若多路电池对应的充电接口的电压值均在标准电压范围内，则获取多路电池分别对应的当前电池电压、ID电阻值和温度值，并分别判断当前电池电压、ID电阻值和温度值是否均处于对应的标准阈值范围内，若是，则多路电池的连接状态均处于正常状态。
[0013] 进一步的，对所述每一路电池进行充电，具体为：
[0014] 若第一路电池的当前电池电压低于第一特定阈值时，以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值；
[0015] 若第一路电池的当前电池电压高于第一特定阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电。
[0016] 进一步的，还包括以下步骤：
[0017] 对所有路电池均衡充电完成后，若在预设时间范围内检测到电池未被拔取,则获取所有路电池的电压值,将电压值低于第二特定阈值的电池对应的充电信息生成充电列表,依次对充电列表中的充电信息对应的电池进行充电；所述第二特定阈值大于第一特定阈值。
[0018] 进一步的，所述多路电池的路数为6路。
[0019] 上述技术方案一的有益效果是：
[0020] 本发明提供的一种多路电池充电的均衡方法，先通过判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态，防止对已损坏或者异常的电池进行充电，导致充电中出现危险，在充电过程中对于多路串联的电池，实行依次轮流充电方式，对每一路电池先以小电流预充电模式进行充电，当电压值达到预设阈值时，改用大电流快速充电直到充电完成，实现均衡化的同时保护电池，提高电池使用寿命。
[0021] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案二为：
[0022] 一种多路电池充电的均衡系统，包括一个或多个处理器及存储器，所述存储器存储有程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0023] 上电后，获取多路电池的连接状态，判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态；
[0024] 若是，则依次对每一路电池进行充电，直到对所有路电池均衡充电完成；所有路电池包括第一路电池；
[0025] 对所述每一路电池进行充电，具体为：
[0026] 以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值。
[0027] 上述技术方案二的关键构思在于：先以小电流预充电模式进行充电，当电压值达到预设阈值时，改用大电流快速充电直到充电完成，并且实行依次轮流充电，实现均衡化的同时保护电池，提高电池使用寿命。
[0028] 进一步的，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0029] 获取多路电池对应的充电接口的电压值，若多路电池对应的充电接口的电压值均在标准电压范围内，则获取多路电池分别对应的当前电池电压、ID电阻值和温度值，并分别判断当前电池电压、ID电阻值和温度值是否均处于对应的标准阈值范围内，若是，则多路电池的连接状态均处于正常状态。
[0030] 进一步的，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0031] 若第一路电池的当前电池电压低于第一特定阈值时，以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值；
[0032] 若第一路电池的当前电池电压高于第一特定阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电。
[0033] 进一步的，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0034] 对所有路电池均衡充电完成后，若在预设时间范围内检测到电池未被拔取,则获取所有路电池的电压值,将电压值低于第二特定阈值的电池对应的充电信息生成充电列表,依次对充电列表中的充电信息对应的电池进行充电；所述第二特定阈值大于第一特定阈值。
[0035] 进一步的，所述多路电池的路数为6路。
[0036] 上述技术方案二的有益效果是：
[0037] 本发明提供的一种多路电池充电的均衡系统，先通过判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态，防止对已损坏或者异常的电池进行充电，导致充电中出现危险，在充电过程中对于多路串联的电池，实行依次轮流充电方式，对每一路电池先以小电流预充电模式进行充电，当电压值达到预设阈值时，改用大电流快速充电直到充电完成，实现均衡化的同时保护电池，提高电池使用寿命。
附图说明
[0038] 图1所示为本发明的一种多路电池充电的均衡方法的步骤流程图。
[0039] 图2所示为本发明的一种多路电池充电的均衡系统的结构示意图。
[0040] 附图标号说明：
[0041] 1-处理器；2-存储器。
具体实施方式
[0042] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明如下：
[0043] 如图1所示，本发明提供的一种多路电池充电的均衡方法，包括以下步骤：
[0044] 上电后，获取多路电池的连接状态，判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态；
[0045] 若是，则依次对每一路电池进行充电，直到对所有路电池均衡充电完成；所有路电池包括第一路电池；
[0046] 对所述每一路电池进行充电，具体为：
[0047] 以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值。
[0048] 从上述描述可知，本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种多路电池充电的均衡方法，先通过判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态，防止对已损坏或者异常的电池进行充电，导致充电中出现危险，在充电过程中对于多路串联的电池，实行依次轮流充电方式，对每一路电池先以小电流预充电模式进行充电，当电压值达到预设阈值时，改用大电流快速充电直到充电完成，实现均衡化的同时保护电池，提高电池使用寿命。
[0049] 进一步的，判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态的判断方法为：
[0050] 获取多路电池对应的充电接口的电压值，若多路电池对应的充电接口的电压值均在标准电压范围内，则获取多路电池分别对应的当前电池电压、ID电阻值和温度值，并分别判断当前电池电压、ID电阻值和温度值是否均处于对应的标准阈值范围内，若是，则多路电池的连接状态均处于正常状态。
[0051] 在本实施例中，上电后MCU循环检测多路充电接口的电压，以此判断是否有电池包插入，同时当判定由电池包插入的点亮其对应的绿灯，显示为待机状态。然后通过MCU处理判断电池是否正常，防止对已损坏或者温度过高的电池进行充电，导致充电中出现危险。如果检测到一组电池包正常，将进入充电模式，即使有多组电池包插入也只先处理一组，同时温度检测在充电过程中持续进行，防止充电过程中出现过温。
[0052] 进一步的，对所述每一路电池进行充电，具体为：
[0053] 若第一路电池的当前电池电压低于第一特定阈值时，以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值；
[0054] 若第一路电池的当前电池电压高于第一特定阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电。
[0055] 在本实施例中，第一特定阈值表征为低电压的临界值，若要充电的电池电压低于该第一特定阈值，则需要先以低电压进行充电，达到一定阈值时改用高电压进行快充，在确保电池安全性的同时提升电池充电效率，具体是先对电池进行预充电，预充电的电流为0.4A，充到一定的阈值之后开始4A快充，直到电压或者电流任意一个达到设定值判定为充满电，然后循环充满下一个。
[0056] 进一步的，还包括以下步骤：
[0057] 对所有路电池均衡充电完成后，若在预设时间范围内检测到电池未被拔取,则获取所有路电池的电压值,将电压值低于第二特定阈值的电池对应的充电信息生成充电列表,依次对充电列表中的充电信息对应的电池进行充电；所述第二特定阈值大于第一特定阈值。
[0058] 在本实施例中，充电完成未及时拔出的电池包，MCU会进行循环的检测，一旦检测到电压低于95%，则将其视为待充电电池，加入充电队列，进行回充。
[0059] 进一步的，所述多路电池的路数为6路。
[0060] 参阅图2，本发明还提供的一种多路电池充电的均衡系统，包括一个或多个处理器1及存储器2，所述存储器存储有程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0061] 上电后，获取多路电池的连接状态，判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态；
[0062] 若是，则依次对每一路电池进行充电，直到对所有路电池均衡充电完成；所有路电池包括第一路电池；
[0063] 对所述每一路电池进行充电，具体为：
[0064] 以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值。
[0065] 从上述描述可知，本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种多路电池充电的均衡系统，先通过判断多路电池的连接状态是否均处于正常状态，防止对已损坏或者异常的电池进行充电，导致充电中出现危险，在充电过程中对于多路串联的电池，实行依次轮流充电方式，对每一路电池先以小电流预充电模式进行充电，当电压值达到预设阈值时，改用大电流快速充电直到充电完成，实现均衡化的同时保护电池，提高电池使用寿命。
[0066] 进一步的，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0067] 获取多路电池对应的充电接口的电压值，若多路电池对应的充电接口的电压值均在标准电压范围内，则获取多路电池分别对应的当前电池电压、ID电阻值和温度值，并分别判断当前电池电压、ID电阻值和温度值是否均处于对应的标准阈值范围内，若是，则多路电池的连接状态均处于正常状态。
[0068] 在本实施例中，上电后MCU循环检测多路充电接口的电压，以此判断是否有电池包插入，同时当判定由电池包插入的点亮其对应的绿灯，显示为待机状态。然后通过MCU处理判断电池是否正常，防止对已损坏或者温度过高的电池进行充电，导致充电中出现危险。如果检测到一组电池包正常，将进入充电模式，即使有多组电池包插入也只先处理一组，同时温度检测在充电过程中持续进行，防止充电过程中出现过温。进一步的，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0069] 若第一路电池的当前电池电压低于第一特定阈值时，以第一电流值为第一路电池充电，并实时检测第一路电池的第一电压值，当第一电压值达到预设阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电；所述第二电流值大于第一电流值；
[0070] 若第一路电池的当前电池电压高于第一特定阈值时，则以第二电流值为第一路电池充电，直到检测到第一路电池达到充满状态时切换至下一路电池充电。
[0071] 在本实施例中，第一特定阈值表征为低电压的临界值，若要充电的电池电压低于该第一特定阈值，则需要先以低电压进行充电，达到一定阈值时改用高电压进行快充，在确保电池安全性的同时提升电池充电效率，具体是先对电池进行预充电，预充电的电流为0.4A，充到一定的阈值之后开始4A快充，直到电压或者电流任意一个达到设定值判定为充满电，然后循环充满下一个。
[0072] 进一步的，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0073] 对所有路电池均衡充电完成后，若在预设时间范围内检测到电池未被拔取,则获取所有路电池的电压值,将电压值低于第二特定阈值的电池对应的充电信息生成充电列表,依次对充电列表中的充电信息对应的电池进行充电；所述第二特定阈值大于第一特定阈值。
[0074] 在本实施例中，充电完成未及时拔出的电池包，MCU会进行循环的检测，一旦检测到电压低于90%，则将其视为待充电电池，加入充电队列，进行回充。
[0075] 进一步的，所述多路电池的路数为6路。
[0076] 以下再列举出几个优选实施例或应用实施例，以帮助本领域技术人员更好的理解本发明的技术内容以及本发明相对于现有技术所做出的技术贡献。
[0077] 优选实施例一（或应用实施例一）
[0078] 1、电池插入
[0079] 上电后MCU循环检测6组充电接口的电压，以此判断是否有电池包插入。同时点亮6组绿灯，显示待机状态。
[0080] 2、故障识别
[0081] 识别到电池包插入后，MCU对电池包的电压、ID电阻以及温度进行检测。通过MCU处理判断电池是否正常，防止对已损坏或者温度过高的电池进行充电，导致充电中出现危险。如果检测到一组电池包正常，将进入充电模式，即使有多组电池包插入也只先处理一组。同时温度检测在充电过程中持续进行，防止充电过程中出现过温。
[0082] 识别到故障后，将退出充电（如在充电中）并用LED进行故障显示，直至拔出电池包。如果有其他电池待充电则跳到下一组。
[0083] 3、充电模式
[0084] 进入充电模式后，由MCU检测电池电压，通过电池电压判断进入小电流预充电模式或者大电流正常充电。以此保护电池，防止电池损坏。
[0085] 同时在充电过程中，MCU和保护芯片时刻检测电池电压以及充电电流，充满后及时断开，防止过充。
[0086] 4、掉电回充
[0087] 充电完成未及时拔出的电池包，MCU会进行循环的检测，一旦检测到电压低于90%，则将其视为待充电电池，加入充电队列，进行回充。而不是在充电载体的电量一不满足100%时就开始充电，从而避免了频繁充断电造成的电路损坏和电能消耗，提高充电器和电池的使用寿命。
[0088] 本发明已由上述相关实施例和附图加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必须指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包括于权利要求的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。