一种充电器、电池包、充电组合及充电方法与流程

1.本发明涉及一种电池技术领域，特别是涉及一种充电器、电池包、充电组合及充电方法。


背景技术：

2.园林工具是人类绿化景观的养护设备，是以养护草坪、绿篱、保护花草、树木为作业对象的，代替大部分手工劳动为代表的机械化工具。
3.园林工具通常通过充电器对电池包进行充电，目前的充电接口和功能较为单一，充电器接入外接电源后，即开始对电池包进行充电，在充电过程中，无论电池包中的充电回路是否出现故障或充电是否完成，依然输出充电电源到电池包，容易导致电池包的损坏。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种充电器、电池包、充电组合及充电方法，用于解决现有技术中充电接口和功能较为单一，容易导致电池包损坏的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第一方面提供一种充电器，包括：
6.第一type-c接口，用于接收激活电压；
7.通断控制模块，用于根据激活电压控制所述充电器的充电；
8.插片，与电池包和所述通断控制模块电连接，用于输出充电电压至电池包。
9.于本发明的一实施例中，所述通断控制模块包括：
10.第一转换器，用于对所述激活电压降压，并输出至第一处理器；
11.第一处理器，用于在接收到降压后的激活电压后，输出控制信号到第二转换器；
12.交直流转换器，用于将外部的交流电转换为直流电；
13.第二转换器，用于根据所述第一处理器的控制信号，将直流电降压并输出至所述插片。
14.于本发明的一实施例中，还包括：
15.充电保护单元，其串接在所述第二转换器和所述插片之间，且其控制端与所述第一处理器连接，用于保护所述充电器的充电回路。
16.于本发明的一实施例中，所述第一type-c接口还用于和电池包进行数据交互。
17.于本发明的一实施例中，还包括：
18.第一通信单元，其串接在所述第一处理器和所述第一type-c接口之间，用于实现所述第一处理器与所述电池包之间的通信连接；
19.第一处理器，还用于根据接收的所述电池包的数据，输出控制信号到所述第二转换器。
20.本发明的第二方面提供一种电池包，包括：
21.第二type-c接口，用于输出激活电压到充电器；
22.电压生成模块，用于生成激活电压到所述第二type-c接口；还用于根据充电参数获取充电状态，在所述充电状态为异常或完成时，停止激活电压的生成；
23.供电端子，与充电器电连接，用于对所述电池包充电；
24.检测模块，用于实时获取所述电池包的充电参数。
25.于本发明的一实施例中，所述检测模块包括：
26.电压检测单元，用于获取所述电池包电芯组件的电压值；
27.电流检测单元，用于获取电池包充电回路的回路电流；
28.温度检测单元，用于获取所述电芯组件和/或充电回路中功率器件的温度。
29.于本发明的一实施例中，所述电压生成模块包括：
30.第二处理器，与所述检测模块电连接，用于根据所述充电参数，输出控制信号到第三转换器；
31.第三转换器，其输入端分别与所述供电端子和所述电芯组件连接，输出端与所述第二type-c接口连接，且其控制端与所述第二处理器连接，用于根据所述第二处理器的控制信号，将所述充电器的输入电压或电芯组件电压转换为激活电压，并输出至所述第二type-c接口。
32.于本发明的一实施例中，所述电池包还包括：
33.激活单元，用于根据激活信号激活所述第二处理器，所述激活信号为通过所述电池包的所述第二type-c接口的连接状态和/或按压激活按键获得。
34.于本发明的一实施例中，所述第二type-c接口还用于和所述充电器进行数据交互。
35.于本发明的一实施例中，所述电池包还包括：
36.type-c通信单元，其串接在所述第二处理器和所述第二type-c接口之间，用于实现所述第二处理器与所述充电器之间的通信连接。
37.本发明的第三方面提供一种充电组合，包括：可拆卸连接的充电器和电池包；
38.所述充电器包括：
39.第一type-c接口，用于接收激活电压；
40.通断控制模块，用于根据激活电压控制所述充电器的充电；
41.插片，与电池包和所述通断控制模块电连接，用于输出充电电压至电池包；
42.所述电池包包括：
43.第二type-c接口，用于输出激活电压到充电器；
44.电压生成模块，用于生成激活电压到所述第二type-c接口；还用于根据充电参数获取充电状态，在所述充电状态为异常或完成时，停止激活电压的生成；
45.供电端子，与充电器电连接，用于对所述电池包充电；
46.检测模块，用于实时获取所述电池包的充电参数；
47.所述第一type-c接口与所述第二type-c接口相匹配，所述插片与所述供电端子相匹配。
48.本发明的第四方面提供一种充电方法，所述充电方法包括：
49.电池包输出激活电压到充电器，所述充电器上电后对所述电池包充电；
50.充电过程中，所述电池包实时检测所述电池包的充电参数，根据所述充电参数获
取充电状态，在所述充电状态为异常或完成时，停止输出所述激活电压。
51.于本发明的一实施例中，所述电池包输出激活电压到充电器之前的步骤包括：
52.接收到激活信号后，激活所述电池包，所述激活信号为通过所述电池包的所述第二type-c接口的连接状态，和/或按压激活按键获得。
53.于本发明的一实施例中，所述电池包输出激活电压到充电器之前的步骤还包括：
54.激活所述电池包后，检测电池包的充电参数，根据所述充电参数获取充电状态，若所述充电状态为正常，则输出激活电压。
55.于本发明的一实施例中，所述充电器上电后，对所述电池包充电前的步骤还包括：
56.所述充电器与所述电池包通信握手，握手成功则开始充电。
57.如上所述，本发明的一种充电器、电池包、充电组合及充电方法，具有以下有益效果：
58.本发明的电池包，为充电器提供所需的激活电压，并在通过充电器获取充电电源的同时，实时检测电池包充电回路的充电参数，当充电参数异常或充电完成时，断开激活电压，从而停止充电器的输出，避免了在电池包出现故障或充电完成的情况下，继续充电对电池包造成损坏，保证了电池包的充电安全，提高了电池包的使用寿命。
附图说明
59.图1显示为本发明实施例中公开的充电器的一种结构框图。
60.图2显示为本发明实施例中公开的充电器的另一种结构框图。
61.图3显示为本发明实施例中公开的电池包的一种结构框图。
62.图4显示为本发明实施例中公开的检测模块的结构框图。
63.图5显示为本发明实施例中公开的电池包的另一种结构框图。
64.图6显示为本发明实施例中公开的充电组合的结构框图。
65.图7显示为本发明实施例中公开的充电方法工作流程图。
66.图8显示为本发明实施例中公开的充电组合的结构示意图。
67.元件标号说明：
68.100-电池包；110-激活单元；120-电芯组件；122-第二type-c接口；
69.130-电压生成模块；1301-第三转换器；1302-第二处理器；132-供电端子；
70.170-检测模块；192-type-c通信单元；
71.200-充电器；22-第一type-c接口；23-插片；201-第一通信单元；
72.202-充电保护单元；210-通断控制模块；2101-第一转换器；
73.2102-第一处理器；2103-第二转换器；2104-交直流转换器。
具体实施方式
74.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。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
75.需要说明的是，以下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。
76.请参阅图1，本发明的实施例提供一种充电器200，该充电器200在接收到激活电压后，为电池包100充电，在为电池包100充电的过程中，根据外部接入的激活电压的通/断，开启或关闭充电器200的输出。充电器200具体包括：第一type-c接口22、插片23及通断控制模块210。
77.第一type-c接口22，用于接收激活电压；
78.通断控制模块210，用于根据激活电压控制充电器200的充电；
79.插片23，与电池包100和通断控制模块210电连接，用于输出充电电压至电池包100。
80.应理解，本实施例中的第一type-c接口22和插片23均为一个，实际应用中type-c接口的数量可根据需要设为多个，通过调整充电的功率，可加快充电的速度，方便用户使用。
81.第一type-c接口22为usb标准接口，其接口类型为能适应正反插的双面型号，且支持usb pd快充协议(usb power delivery specification，usb快速充电标准)，可实现电能传输和数据交互。本实施例中，type-c接口引脚包括vbus、cc、d+、d-、gnd。
82.此外，第一type-c接口的通信协议不只限于上述标准化的usb pd快充协议，还支持专有协议，专有协议一般由各厂家根据自身情况设计而定，本方案对此不做限定。
83.插片23为园林工具中常用的连接端口，有多种型号可供选择，本实施例中包括正端子p+和负端子p-。
84.请参阅图2，通断控制模块210包括：第一转换器2101、第一处理器2102、第二转换器2103及交直流转换器2104。
85.第一转换器2101，串接在第一type-c接口22与第一处理器2102之间，用于对激活电压降压并输出至第一处理器2102，激活电压降压后应适应第一处理器2102的工作电压范围。
86.第一处理器2102，用于在接收到降压后的激活电压后，输出控制信号到第二转换器2103，使其开始工作；其中，控制信号为pwm信号。
87.交直流转换器2104，用于将外部的交流电转换为直流电；
88.第二转换器2103，用于根据第一处理器2102的控制信号，将直流电降压并输出至插片23。
89.请参阅图2，充电器200还包括第一通信单元201。
90.第一通信单元201，其串接在第一处理器2102和第一type-c接口22之间，用于实现第一处理器2102和电池包100之间的通信连接，第一处理器2102根据电池包100传输的数据，动态调整输出功率，配合电池包100的负载能力，从而避免电线短路、甚至产品过热而爆炸等意外。
91.请参阅图2，充电器200还包括：充电保护单元202。
92.充电保护单元202，其串接在第二转换器2103和插片23之间，且其控制端与第一处
理器2102连接，用于保护充电器200的充电回路。
93.应理解，充电器200的充电回路为充电器200内部电路，包括插片23、第一通信单元201及通断控制模块210，其任意部分出现异常，均会影响充电器200的使用寿命，应立即停止充电过程。
94.可见，本实施例的充电器200，在接收到外部输入的激活电压后开始对电池包100充电，充电过程中，与电池包100进行数据交互，根据电池包100的充电参数实时调整充电器200的输出功率；并在激活电压被断开时，及时停止充电器200的输出，避免了在电池包100出现故障或充电完成的情况下，继续充电对电池包100造成的损坏，保证了电池包100的充电安全，提高了电池包100的使用寿命。
95.请参阅图3，本发明的另一实施例提供一种电池包100，应理解，电池包100的电芯组件120包括多个电芯，各电芯之间可通过串并联方式组合成电芯组件120，电芯组件120用于存储电能，且可通过外接的充电器200进行充电获取电能。电池包100具体包括：第二type-c接口122、供电端子132、电压生成模块130及检测模块170。
96.检测模块170，用于实时获取电池包100的充电参数。其中，电池包100的充电参数为电池包充电回路的技术参数，包括：电芯组件120的单节电压、充电回路的回路电流、电芯组件120和/或充电回路中功率器件的温度。
97.请参阅图4，检测模块170包括：电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元。
98.电压检测单元，用于获取电芯组件120的电压值；
99.电流检测单元，用于获取电池包100的充电回路的回路电流；
100.温度检测单元，用于获取电芯组件120和/或充电回路中功率器件的温度。
101.应理解，电池包100的充电回路为电池包100内部电路，包括供电端子132、第二type-c接口122、检测模块170、电压生成模块130及电芯组件120，其任意部分出现异常，均会影响电池包100的使用寿命，应立即停止充电过程。
102.电压生成模块130，用于生成激活电压到第二type-c接口122；还用于根据充电参数获取充电状态，在充电状态为异常或完成时，停止激活电压的生成。
103.应理解，在充电过程中，可根据使用需要预先设定充电参数的参数范围，并根据参数范围来判断充电状态，本实施例中的充电状态包括：正常、异常和完成，实际应用中，用户可根据需要对充电状态细分。
104.具体的说，当超出该参数范围时，即认为充电状态为异常；当位于参数范围内时，即认为充电状态为正常；当电芯组件120的核电状态soc均达到预设值，比如soc为100％时，即认为充电状态为完成。
105.第二type-c接口122，用于输出充电器200的激活电压。
106.供电端子132，与充电器200电连接，用于对电池包100充电。
107.应理解，本实施例中的第二type-c接口122和供电端子132均为一个，实际应用中type-c接口的数量可根据需要设为多个，通过调整充电的功率，可加快充电的速度，方便用户使用。
108.第二type-c接口122和供电端子132的接口定义与上述实施例中的第一type-c接口22和插片23相同，为节省篇幅，此处不再赘述。此外，供电端子132与上述实施例中的插片23相匹配，互为公母头；第二type-c接口122与上述实施例中的第一type-c接口22相匹配，
也互为公母头。
109.请参阅图5，电压生成模块130包括：第三转换器1301和第二处理器1302。
110.第二处理器1302，与检测模块170电连接，用于根据充电参数，输出控制信号到第三转换器1301；当充电状态为正常、且充电未完成时，输出控制信号开始第三转换器1301的工作；当充电状态异常或充电完成时，输出控制信号停止第三转换器1301的工作。
111.第三转换器1301，其串接在供电端子132与第二type-c接口122之间，且其控制端与第二处理器1302连接，用于根据第二处理器1302的控制信号，将充电器200的输入电压转换为激活电压，并输出至第二type-c接口122。
112.需要说明的是，本实施例中的第三转换器1301，及上述实施例中的第一转换器2101、第二转换器2103和交直流转换器2104均为现有技术中常规的电压转换器件，有成熟的产品供选择，本技术对其型号不做限定。
113.请参阅图5，电池包100还包括：激活单元110。
114.激活单元110，用于根据激活信号激活第二处理器1302，其中，激活信号为通过电池包100的第二type-c接口122和/或按压激活按键获得。
115.应理解，电池包100上设有控制电源回路通断的激活按键，该激活按键被按下后，即可产生上拉或下拉的激活信号。
116.采用这种方案，电池包100在无激活信号时处于休眠状态，仅在接收到激活信号后才开始工作，从而节约电能。
117.请参阅图5，电池包100还包括：type-c通信单元192。
118.type-c通信单元192，其串接在第二处理器1302和第二type-c接口122之间，用于实现第二处理器1302与充电器200之间的通信连接。当第二type-c接口122上连接有充电器200时，产生外部的上拉信号，该上拉信号作为激活信号通过type-c通信单元192传输至第二处理器1302。此外，电池包100还可通过type-c通信单元192将电池包100的充电参数传输至充电器200，以使充电器200动态调整输出功率，配合电池包100的负载能力，从而避免电线短路、甚至产品过热而爆炸等意外。
119.需要说明的是，上述实施例中的第一处理器2102和本实施例中的第二处理器1302通常是整个微电脑数显传感处理器系统的中央处理器(central processing unit，cpu)，可以配置相应的操作系统，以及控制接口等，具体地，可以是单片机、dsp(digital signal processing，数字信号处理)、arm(advanced riscmachines，arm处理器)等能够用于自动化控制的数字逻辑处理器，可以将控制指令随时加载到内存进行储存与执行，同时，可以内置cpu指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元，具体可以根据实际使用情况进行设置，本方案对此不进行限制。
120.可见，本实施例的电池包100，在激活后输出激活电压到充电器200，使其开始为电池包100充电；在充电的同时，电池包100实时检测充电状态，在充电状态为异常或完成时，停止输出激活电压，从而停止充电过程，避免了在电池包100出现故障或充电完成的情况下，继续充电对电池包100的损坏，保证了电池包100的充电安全，提高了电池包100的使用寿命。
121.请参阅图6及图8，本发明的另一实施例提供一种充电组合，包括：可拆卸连接的充电器200和电池包100；
122.充电器200包括：
123.第一type-c接口22，用于接收激活电压；
124.通断控制模块210，用于根据激活电压控制充电器200的充电；
125.插片23，与电池包100和通断控制模块210电连接，用于输出充电电压至电池包100；
126.电池包100包括：
127.电压生成模块130，用于生成充电器200的激活电压到第二type-c接口122；还用于根据充电参数获取充电状态，在充电状态为异常或完成时，停止激活电压的生成；
128.第二type-c接口122，用于输出激活电压；
129.供电端子132，与充电器200电连接，用于对电池包100充电；
130.检测模块170，用于实时获取电池包100的充电参数
131.其中，第一type-c接口22与第二type-c接口122相匹配，插片23与供电端子132相匹配。
132.可见，本实施例的充电组合，电池包100为充电器200提供激活电压，使其开始为电池包100充电；在充电的同时，电池包100实时检测充电状态，在充电状态为异常或完成时，停止输出激活电压，从而停止充电过程，避免了在电池包100出现故障或充电完成的情况下，继续充电对电池包100造成损坏，保证了电池包100的充电安全，提高了电池包100的使用寿命。此外，电池包100和充电器200在充电过程中实时交互数据，根据电池包100的充电参数实时调整充电器200的输出功率，配合电池包100的负载能力，避免出现电线短路、甚至产品过热而爆炸等意外。
133.请参阅图7，本发明的另一实施例提供一种充电方法，该充电方法包括：电池包100输出激活电压到充电器200，充电器200上电后对电池包100充电；充电过程中，电池包100实时检测电池包充电回路的充电参数，根据充电参数获取充电状态，在充电状态为异常或完成时，停止输出激活电压。
134.可选的，在电池包100输出激活电压到充电器200之前的步骤包括：
135.接收到激活信号后，激活电池包100；其中，激活信号为通过电池包100的第二type-c接口122和/或激活按键获得。
136.可选的，在电池包100输出激活电压到充电器200之前的步骤还包括：
137.激活电池包100后，检测电池包100的充电参数，根据充电参数获取充电状态，若充电状态为正常，则输出激活电压。
138.可选的，充电器200上电后，对电池包100充电前的步骤还包括：
139.电池包100和充电器200进行通信握手，握手成功则开始充电。
140.可见，本实施例的充电方法，应用于上述实施例的充电组合，电池包100为充电器200提供激活电压，使其开始为电池包100充电；在充电的同时，电池包100实时检测充电状态，在充电状态为异常或完成时，停止输出激活电压，从而停止充电过程，避免了在电池包100出现故障或充电完成的情况下，继续充电对电池包100造成损坏，保证了电池包100的充电安全，提高了电池包100的使用寿命。此外，电池包100和充电器200在充电过程中实时交互数据，根据电池包100的充电参数实时调整充电器200的输出功率，避免出现电线短路、甚至产品过热而爆炸等意外。
141.综上所述，本发明的一种充电器、电池包、充电组合及充电方法，电池包100为充电器200提供所需的激活电压，并在通过充电器200获取充电电源的同时，实时检测电池包充电回路的充电参数，当充电参数异常或充电完成时，断开激活电压，从而停止充电器200的输出，避免了在电池包100出现故障或充电完成的情况下，继续充电对电池包100造成损坏，保证了电池包100的充电安全，提高了电池包100的使用寿命。此外，电池包100和充电器200在充电过程中实时交互数据，根据电池包100的充电参数实时调整充电器200的输出功率，避免出现电线短路、甚至产品过热而爆炸等意外。
142.所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
143.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。