一种多槽充电器及充电系统的制作方法

1.本发明涉及电池充电技术领域，具体涉及了一种多槽充电器及充电系统。


背景技术：

2.近年来，随着电池材料技术的发展，锂电池的应用范围已被大幅度提升。目前市场上的电动工具和园林工具产品已大量使用，在现今的园林机械、动力工具行业中，锂电池包作为新兴的动力源取代传统的能源已经势不可挡，锂电池包应用越来越广泛，对锂电池包的续航和充电时间的要求也越来越高。
3.但目前的充电器只能一对一进行充电，充电时间大大影响了工作效率，并且较多数量的电池包分别充电，需要较大的存储空间，这对生产加工带来很大的困扰。另外，充电时，目前的电池包通过端子充电只能对相同电压的电气装置供电，输出较为单一，局限性比较大，且端子充电的散热效果较差。
4.有鉴于此，确有必要对现有的充电器提出改进，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提出一种多槽充电器及充电系统，以改善目前的充电器只能一对一进行充电，充电时间大大影响了工作效率，并且目前的电池包通过端子充电只能对相同电压的电气装置供电，输出较为单一，局限性比较大，且端子充电的散热效果较差。
6.本发明提出一种多槽充电器，包括：
7.本体，所述本体上设置有多个电池包容纳部，且每个所述电池包容纳部设置有第一配合界面，所述第一配合界面配合用于与每个所述电池包上的第二配合界面配合安装；
8.充电接口，设置在所述电池包容纳部上；
9.电源接口，设置在所述本体上，包括输入端和输出端，所述输入端与外部电源连接，所述输出端与所述充电接口电性连接；
10.所述充电接口为type-c接口。
11.在本发明的一个实施例中，每一个所述电池包容纳部的顶部边缘均安装有与所述电池包相配合的限位机构。
12.在本发明的一个实施例中，所述限位机构包括安装座、限位件、转轴和扭簧，所述安装座安装在所述电池包容纳部的顶部边缘，所述转轴安装在所述安装座上，所述限位件连接在所述转轴上，所述扭簧套设在所述转轴上。
13.在本发明的一个实施例中，每一个所述电池包容纳部的底部设置还设置有电池包弹出机构。
14.在本发明的一个实施例中，所述电池包弹出结构包括弹簧和底托，所述弹簧的一端与所述电池包容纳部的底部连接，另一端与所述底托的底部连接。
15.在本发明的一个实施例中，所述电池包弹出机构位于所述底部的中间位置，所述
充电接口位于底部的一侧。
16.在本发明的一个实施例中，所述电池包容纳部的底部中间位置向下凹陷形成弹出机构安装腔，且所述电池包弹出机构安装在所述弹出机构安装腔内。
17.在本发明的一个实施例中，当所述电池包安装在所述电池包容纳部内时，所述电池包弹出机构的底托下降，且弹簧被压缩，直至所述充电接口与所述电池包底部的type-c接口连接，且在所述限位机构的作用下，所述电池包被锁定以进行充电；当按压所述限位机构的限位件后，限位作用消失，所述底托在弹簧的弹力作用下被顶起，从而将所述电池包顶出的同时所述充电接口与所述电池包底部的type-c接口分离。
18.在本发明的一个实施例中，所述本体包括充电壳体和充电盒，所述充电盒位于所述充电壳体内，且多个所述电池包容纳部呈矩形分布在所述充电盒上。
19.在本发明的一个实施例中，所述多槽充电器还包括箱盖，所述箱盖的一侧与所述充电壳体之间通过铰链连接，另一端上设置有锁止结构，以将所述充电壳体和所述箱盖锁定在一起。
20.在本发明的一个实施例中，所述充电盒的底部与所述充电壳体的底部之间留有间隙，所述间隙内安装有电路板，所述电路板与每个电池包容纳部底部的充电接口电性连接。
21.在本发明的一个实施例中，所述充电壳体设置为矩形，且矩形的所述充电壳体的两个短边上均设置自所述充电壳体顶部向底部所形成的缺口，且两个短边上缺口的深度不同。
22.在本发明的一个实施例中，所述充电盒上的多个呈矩形分布的电池包容纳部之间均留有间隙，且沿所述短边方向布置的电池包容纳部之间的间隙正对于所述充电壳体两个短边上的缺口。
23.在本发明的一个实施例中，所述充电壳体相对的两侧上安装均安装有散热窗。
24.在本发明的一个实施例中，所述充电壳体上深度较深的缺口处安装有散热风扇，且所述散热风扇的底部与所述充电壳体的顶部相齐平，且所述散热风扇外罩设有所述散热窗。
25.在本发明的一个实施例中，所述电源接口位于所述散热风扇的下方，且所述电源接口固定安装在所述散热窗的底部，并外接电源。
26.在本发明的一个实施例中，矩形的所述充电壳体的两个长边上均设置手持部，以便于搬运。
27.本发明还提出一种充电系统，包括；
28.电池包，其侧面设置有第二配合界面；
29.多槽充电装置，包括：
30.本体，所述本体上设置有多个电池包容纳部，且每个所述电池包容纳部设置有第一配合界面，所述第一配合界面配合用于与每个所述电池包上的第二配合界面配合安装；
31.充电接口，设置在所述电池包容纳部上；
32.电源接口，设置在所述本体上，包括输入端和输出端，所述输入端与外部电源连接，所述输出端与所述充电接口电性连接；
33.所述充电接口为type-c接口。
34.在本发明的一个实施例中，所述第一配合界面上包括凸起结构和多条导轨，多条
所述导轨分别位于所述凸起结构的两侧。
35.在本发明的一个实施例中，所述第二配合界面上包括凹槽结构和多条滑槽，多条所述滑槽分别位于所述凹槽结构的两侧，当所述电池包与安装在所述电池包容纳部内时，所述凹槽结构与所述凸起结构相配合，所述滑槽与所述导轨相配合。
36.本发明提出一种多槽充电器及充电系统，所述多槽充电器包括充电壳体和充电盒，所述充电盒位于所述充电壳体内，且所述充电盒包括多个呈矩形分布的电池包容纳部，以同时容纳多个电池包，从而使其能够实现多个电池包同时充电，同时还可以便携移动和存储电池包，缩短了充电时间，有效提高了工作效率，通过type-c接口进行充电，进一步增强了充电器的适配性，并提高了其散热效果。并且通过凸起结构和所述凹槽结构之间相当于滑块与滑轨的相互配合，能够起到导向的作用，从而能够使得电池包底部的type-c接口顺利并准确的与电池包容纳部底部的type-c接头连接，以进行充电。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本发明提出的一种多槽充电器的结构示意图。
39.图2为图1中多槽充电器的主视图。
40.图3为图1中多槽充电器的俯视图。
41.图4为本发明于一实施例中充电系统的结构示意图。
42.图5为图4中电池包与多槽充电器装配的主视图。
43.图6为本发明提出的一种多槽充电器及充电系统中充电盒的结构示意图。
44.图7为图6中提出的充电盒的俯视示意图。
45.图8为本发明提出的一种多槽充电器及充电系统中充电壳体的结构示意图。
46.图9为本发明提出的一种多槽充电器及充电系统中充电盒的局部结构示意图。
47.图10为本发明提出的一种多槽充电器及充电系统中充电盒的另一局部示意图。
48.图11为图4中电池包与多槽充电器装配的左视图。
49.图12为本发明提出的一种多槽充电器及充电系统中电池包的结构示意图。
50.图13为图12中电池包的仰视图。
51.图14为本发明提出的一种多槽充电器的电路结构示意图。
52.图15为本发明提出的一种电池包的电路结构示意图。
53.图16为电池包充电流程示意图一。
54.图17为电池包充电流程示意图二。
55.标号说明：
56.多槽充电器100；充电壳体11；第一缺口111；第二缺口112；散热风扇113；散热窗114；电源接口115；手持部116；充电盒12；电池包容纳部121；凸起结构1211；导轨1212；充电接口122；弹出机构安装腔124；弹簧1231；底托1232；箱盖13；铰链101；限位机构14；安装座141；限位件142；转轴143；扭簧144；电池包200；type-c接口21；限位槽22；凹槽结构23；滑槽
24；ad-dc模块1002；dc-dc模块1003；控制和协议模块1004；检测单元170；主控单元180；激活单元110；全桥驱动单元1601；全桥功率单元1602；type-c充电保护单元152；type-c通讯处理单元192。
具体实施方式
57.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
58.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
59.为解决目前的充电器只能一对一进行充电，充电时间大大影响了工作效率，本发明提出一种多槽充电器及充电系统，如图1至图13所示，在本实施例中，所述充电系统包括多槽充电器1000和电池包2000，所述多槽充电器100可同时为多个所述电池包200进行充电。
60.如图1至图6所示，在本实施例中，所述多槽充电器100包括本体10，所述本体10上设置有多个电池包容纳部121，且每个所述电池包容纳部121上设置有第一配合界面，所述第一配合界面配合用于与每个所述电池包200上的第二配合界面配合安装。具体的，所述本体10包括充电壳体11、充电盒12和箱盖13，所述充电盒12位于所述充电壳体11内，上方通过所述箱盖13进行密封。具体的，所述充电盒12包括多个电池包容纳部121，且所述多个电池包容纳部121之间呈矩形分布，所述电池包容纳部121的数量例如设置为2个、4个、6个、8个或10个腔体，在本实施例中，其数量优选为6个，并呈矩形分布，且所述充电盒12上的多个呈矩形分布的电池包容纳部121之间均留有间隙，以便于进行散热。
61.如图1至图10所示，在本实施例中，所述电池包容纳部121上设置有一充电接口122和电池包弹出机构，优选的，所述电池包弹出机构位于所述电池包容纳部121底部的中间位置，所述充电接口122位于所述电池包容纳部121底部的一侧，具体的，所述充电接口122为type-c接口，所述电池包容纳部121的底部中间位置向下凹陷形成弹出机构安装腔124，且所述电池包弹出机构安装在所述弹出机构安装腔124内，在本实施例中，所述电池包弹出结构包括弹簧1231和底托1232，所述弹簧1231的一端与所述电池包容纳部124的底部连接，另一端与所述底托1232的底部连接，所述充电接口122与所述电池包200底部的type-c接口21连接，并通过限位机构14将所述电池包200锁定，以进行充电，所述限位机构14安装在电池包容纳部121的顶部边缘，且每个电池包容纳部121对应一个限位机构14和一个电池包弹出机构12。
62.如图1至图10所示，在本实施例中，所述限位机构14包括安装座141、限位件142、转轴143和扭簧144，所述安装座141安装在所述电池包容纳部121的顶部边缘，所述转轴143安装在所述安装座141上，所述限位件142连接在所述转轴143上，所述扭簧144套设在所述转轴143上，当安装电池包200进行充电时，所述限位件142被按压后随着所述转轴143进行转
动，所述扭簧144被压缩，直至所述电池包200安装到位进行充电时，所述限位件142在扭簧144的作用下复位，并与所述电池包200的壳体的侧面上的限位槽22相匹配以对电池包200实现锁定，当要取出电池包200时，按压所述限位件142，使得所述限位件142从所述限位槽22内脱离，失去限位作用，使得电池包200在所述电池包弹出机构的作用下弹出，以取出所述电池包200。
63.如图1至图10所示，具体的，当所述电池包200安装在所述电池包容纳部121内时，所述电池包弹出机构的底托1232下降，且弹簧1231被压缩，直至所述充电接口122与所述type-c接口21连接，且在所述限位机构14的作用下，所述电池包200被锁定以进行充电；当按压所述限位机构14的限位件141后，限位作用消失，所述底托1232在弹簧1231的弹力作用下被顶起，从而将所述电池包200顶出的同时所述充电接口122与所述type-c接口21之间分离。
64.如图1所示，在本实施例中，所述多槽充电器100还包括箱盖13，所述箱盖13的一侧与所述充电壳体11之间通过铰链101连接，另一端上设置有锁止结构，以将所述充电壳体11和所述箱盖13锁定在一起。且在本实施例中，所述充电盒12的底部与所述充电壳体11的底部之间留有间隙，所述间隙内安装有电路板(图中未表示)，所述电路板与每个电池包容纳部121底部的充电接口122电性连接。
65.如图1至图8所示，在本实施例中，所述充电壳体11例如设置为矩形，且矩形的所述充电壳体11的两个短边上均设置自所述充电壳体11顶部向底部所形成的缺口，且两个短边上缺口的深度不同，具体的，在本实施例中，深度较深的缺口定义为第一缺口111，深度较浅的缺口定义为第二缺口112，所述充电盒12上的多个呈矩形分布的电池包容纳部121之间均留有间隙，且沿所述短边方向布置的电池包容纳部121之间的间隙正对于所述充电壳体11两个短边上的第一缺口111和第二缺口112，以便于散热。
66.如图1至图8所示，在本实施例中，所述充电壳体11上深度较深的缺口处安装有散热风扇113，且所述散热风扇113的顶部与所述充电壳体11的顶部相齐平，具体的，所述散热风扇113安装在所述第一缺口111上，通过所述散热风扇113的作用，以实现散热。另外，在本实施例中，所述充电壳体11相对的两侧上安装均安装有散热窗114，具体的，所述散热窗114分别安装在所述第一缺口111和所述第二缺口112处，且所述散热风扇113位于所述散热窗114内，以对所述散热风扇113起到保护作用的同时，能够将所述第一缺口111覆盖。
67.另外，如图1至图11所示，在本实施例中，所述充电壳体11上安装有一电源接口115，所述电源接口115包括输入端和输出端，所述输入端与外部电源连接，所述输出端与所述充电接口122电性连接。所述电源接口115连接在所述充电盒12的底部与所述充电壳体11的底部之间的电路板上，具体的，所述电源接口115优选位于所述散热风扇113的下方，且所述电源接口115固定安装在所述散热窗114的底部，并外接电源。以及，矩形的所述充电壳体11的两个长边上均设置手持部116，以便于搬运。
68.如图1至图13所示，具体的，在本发明的一个实施例中，所述第一配合界面上包括凸起结构1211和多条导轨1212，多条所述导轨1212分别位于所述凸起结构1211的两侧。所述第二配合界面上包括凹槽结构23和多条滑槽24，多条所述滑槽24分别位于所述凹槽结构23的两侧，当所述电池包200与安装在所述电池包容纳部121内时，所述凹槽结构23与所述凸起结构1211相配合，所述滑槽24与所述导轨1211相配合。凸起结构1211和所述凹槽结构
23之间相当于滑块与滑轨的相互配合，以及所述导轨1212和所述滑槽24之间的相互配合，以起到导向的作用，从而能够使得电池包200底部的type-c接口21顺利并准确的与电池包容纳部121底部的充电接口122连接，以进行充电。
69.如图14所示，在本实施例中，所述多槽充电器100包括ad-dc模块1002、多个dc-dc模块1003、多个充电接口122和控制和协议模块1004，每个电池包容纳部121对应一个dc-dc模块1003和一个充电接口122，在本实施例中，所述dc-dc模块1003和多个充电接口122的数量例如设置为6个，即所述ad-dc模块1002分别连接6个所述dc-dc模块1003，每一个dc-dc模块1003分别连接一个充电接口122，所述控制和协议模块1004分别连接每个dc-dc模块1003和充电接口122，所述ad-dc模块1002用于将交流电转换成直流电，dc-dc模块1003用于根据控制芯片的信号给出合适的充电电压；控制和协议模块1004用于整个充电系统的控制，各个type-c端口的协议解析及充电控制，多槽充电器根据type-c接头的cc信号判断是否有电池包接入，并可以判断出是哪个电池包接入，每个type-c端口对应一个dc-dc模块1003，通过cc信号握手成功后开启相应的dc-dc模块1003，从而实现通过type-c对电池充电。
70.如图15至图17所示，在本实施例中，每一个所述电池包200分别对应一个电池包容纳部121，所述电池包200包括检测单元170、主控单元180、激活单元110、按键、全桥驱动单元1601、全桥功率单元1602、type-c充电保护单元152、type-c通讯处理单元192和充电接口21，其中，检测单元170连接主控单元180，用于检测电芯组中的单节电压、type-c回路的输入/输出电压、回路电流、功率器件温度等，以及电芯组的温度等，并将检测结果传输给主控单元180；激活单元110分别连接type-c通讯处理单元192和主控单元180，按键连接激活单元110，激活单元110接收来自外界的激活信号，包含key信号(按键)以及cc信号，完成对主控单元180的上电动作，主控完成上电动作后，同时将cc信号由激活回路切换到与辅控单元的通信回路，主控单元180开始与外设正常通信；主控单元180还连接全桥驱动单元1601、type-c通讯处理单元192和type-c充放电保护单元，用于接收检测单元170的数据信息以及主控单元180的相关指令，type-c回路充放电保护指令以及执行下电休眠操作；全桥驱动单元1601分别连接全桥功率单元1602和type-c充放电保护单元，全桥功率单元1602和全桥驱动单元1601共同组成type-c回路的升降压模块，主控单元180通过cc信号同type-c接口外部设备通信，确定当前电路的输入\输出电压，确定好后，调压工作就由全桥驱动单元1601来完成，且所述type-c充放电保护单元和所述type-c通讯处理单元192连接所述type-c接头21，所述type-c接口21与所述充电接口122连接以实现充电，type-c充放电保护单元接收来自主控单元180的保护指令，完成type-c回路的充放电保护动作。
71.应理解，电池包上设有type-c接口，内侧设有电芯组，type-c供电回路为从type-c接口到电芯组的整个充/放电回路，电芯组内部的多个电芯组成电芯组回路，实际应用中可在该充/放电回路中设置可控开关，从而实现type-c供电回路的激活或关闭功能。
72.如图15至图17所示，在本实施例中，多槽充电器端通过cc信号可以判断是哪个端口有电池包接入，并通过cc信号将接入的电池包激活，电池包激活后会通过cc信号与多槽充电器进行通信握手，握手成功后才会开启对应的dc-dc模块1003，实现对电池的充电器。电池包充电控制流程如下：
73.电池包连接到充电器后，cc信号会激活电池包，电池包激活后与多槽充电器进行充电握手，握手成功后进入充电管理模式；
74.当电池进入充电管理模式时，主控单元180会发出pwm控制信号给全桥驱动单元1601，全桥驱动单元1601根据pwm信号提供合适的充电电压；
75.同时主控单元180实时监测放电电压vbus、vin和充电电流；
76.充电电压和充电电流出现异常时，主控单元180实时调整，调整5次后会判断是否仍然存在异常，如果异常则停止充电，否则正常充电；
77.在type-c口正常充电模式中，主控单元180实时监测电池状态，包括电压、电流以及电芯温度，当出现单节电芯电压异常或者温度异常时会停止充电，否则，则正常充电；
78.同时电量计算模块会实时计算电池电量，当soc＝100％时，停止充电。
79.本发明提出一种多槽充电器及充电系统，所述多槽充电器，所述多槽充电器包括充电壳体和充电盒，所述充电盒位于所述充电壳体内，且所述充电盒包括多个呈矩形分布的电池包容纳部，以容纳同时容纳多个电池包，从而使其能够实现多个电池包同时充电，同时还可以便携移动和存储电池包，缩短了充电时间，有效提高了工作效率。
80.以上描述仅为本技术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，本技术中所涉及的范围，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，例如上述特征与本技术中公开的(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。
81.除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。