一种基于安卓平衡充电的管理与控制方法、充电器和系统与流程

1.本发明涉及电池充电相关领域，尤其涉及一种基于安卓平衡充电的管理与控制方法、充电器和系统。


背景技术：

2.平衡充电是指在电池的使用过程中，由于电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡，为了避免这种不平衡趋势的恶化，需要提高电池组的充电电压，对电池进行活化充电，以达到平衡锂电池组中各个电池特性，目前的现有技术在电池组均衡充电，采用被动均衡的方式，运用电阻器，将高电压或者高荷电量电芯的能量消耗掉，达到不同电芯的能量消耗均衡，而被动均衡只能进行充电均衡，无法进行放电均衡，当最小容量电池放电完毕后，电池组的放电就结束了，即使其他电池还有很多剩余容量也不起任何作用，电池的差异越大，容量浪费问题越严重，续航里程的缩水问题越严重。
3.有以下四种平衡充电方式：
4.1.快速充电能力强：主动平衡功能可以使电池组内各小电池更快地达到平衡，所以快速充电的安全性更高有待针对性的定制开发，当然它也适宜于更大电流的高倍率充电方式。在锂电池组的各单体电池上附加一个并联均衡电路,以达到分流的作用。在这种模式下,当某个电池首先达到满充时，均衡装置能阻止其过充并将多余的能量转化成热能，继续对未充满的电池充电。该方法简单，但会带来能量的损耗，不适合快充系统。
5.2.锂电池平衡充电放电时：没有放电能力达到100％的锂电池组，这是因为，一组锂电池工作能力的结束是由某一个最先放完电的小锂电池决定的，并不能保证所有的小锂电池能同时达到放完电量。相反，会有个别的小锂电池保持有未用的残余电能。
6.3.主动平衡方法所采用的系统性能取决于平衡电流与电池充电/放电效率之间的比例。一组锂电池的不平衡率越高，或者电池组充电/放电率越大，所需要的平衡电流自然就越高。定时、定序、单独对锂电池组中的单体电池进行检测及均匀充电。在对锂电池组进行充电时，能保证电池组中的每一个锂电池不会发生过充电或过放电的情况，因而就保证了锂电池组中的每个电池均处于正常的工作状态。
7.4.智能平衡充电器主要解决的电池的平衡充电技术问题，一般电池是严禁过充电，电池在长期充电过程中的电化学特性会出现偏差，而且目前实现均衡充电的技术，只是采用单片机系统控制差在电池上的分流电阻上实现通断，从而来控制电池的充电量，这种方法控制复杂、效率低、热耗大、均衡时间长。
8.以上四种平衡充电的方式或多或少存在缺陷，有待于进一步改进。


技术实现要素：

9.为克服现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种基于安卓平衡充电的管理与控制方法、充电器和系统。
10.本发明通过以下技术措施实现的，包括以下步骤：启动安卓系统，进入充电app，设
置电池充电参数，其中，充电参数种类至少包括电池类型、电池节数、充电电流、充电截止电压；
11.电池充电模块经充电接口与供电设备连接，所述充电接口包括电源供电接口和平衡充电接口；
12.进入充电模式，检测电池的充电参数，将电池当前的充电参数与设定充电参数进行对比，判断其与设定的充电参数是否相符，若相符，则检测并相应调节电池的电压，当电池电压处于设定的安全电压阈值内时，开启平衡充电模块，所述平衡充电模块控制和同步整流电路输出恒定电流；
13.当电池的电芯电压达到充电目标电压后，则电路工作模式转为恒压充电模式，而平衡充电模块逐步减小充电电流，当电流小于涓流充电阀值后进入涓流充电模式，直至充电结束。
14.作为一种优选方式，电池预充检测，若电池电压为设定的安全电压，进入恒流充电模式，否则平衡充电模块启动预充电功能，直至电池电压达到安全电压值；
15.恒流充电模式，判断各节电芯的电压是否大于预设电压差阈值，若大于，则充电电路向电压高的电芯放电，使电芯的最高电压低于电池充电设定的目标电压后，进入恒压充电模式；
16.恒压充电模式，判断充电电流是否小于涓流充电阈值，若是，则快速充电模式结束，进入涓流充电模式。
17.作为一种优选方式，检测电路监测到充电电流达到饱和状态后，充电结束，系统将提醒用户充电完成，后台生成本次充电参数数据，并上传至系统文件中保存。
18.作为一种优选方式，所述电池电池类型为lipo、lihv、life、lion、lto、nimh、pb、电源及智能电池中的一种；
19.所述充电电流根据当前已接入的电池所具备的电流参数来设置对应的充电电流参数；
20.所述充电截止电压根据当前已接入的电池所能承载的最大充电电压的参数来设定对应的截止充电电压值。
21.一种基于安卓平衡充电的管理与控制充电器，包括充电器本体，所述充电器本体设有安卓智能芯片、内存芯片、平衡充电与管理模块、通讯模块、摄像头模组、gsm数据功能及显示模块；
22.所述安卓智能芯片接收各模块发送的信号并根据信号向对应模块发送指令；所述内存芯片存储系统数据及用户数据；所述平衡充电与管理模块根据电池充电时的状态切换充电模式；所述通讯模块能够实时传输数据；所述显示模块实现用户与设备的交互；
23.所述内存芯片、平衡充电与管理模块、通讯模块、摄像头模组、gsm数据功能及显示模块均与安卓智能芯片相连接；
24.作为一种优选方式，所述安卓智能芯片为mtk芯片，瑞芯微芯片，高通芯片，展讯芯片，英特尔芯片，全智芯片或博通芯片的一种。
25.作为一种优选方式，所述通讯模块包括语音识别模块、wifi模块、蓝牙模块及外置k类音效功放模块。
26.一种基于安卓平衡充电的管理与控制系统，所述系统至少包括：
27.控制单元，所述控制单元接收其他单元发出的电信号，并根据该信号做出相应的指令；
28.检测单元：用于检测电池当前充电中的电压和电流值；
29.判断单元：用于判断电池的充电状态；
30.计算单元：根据检测单元采集到的电流值和电压值，计算出当前电压值与预设电压阈值的差值、当前电流值与预设电流阈值的差值；
31.处理单元：执行控制单元发布的指令；
32.上传单元：用于充电结束后，后台自动上传充电参数相关数据；
33.更新单元：自动选择系统更新方案或补丁修复方案进行应用程序更新。
34.作为一种优选方式，还包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
35.当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述的基于安卓平衡充电的管理与控制方法。
36.本发明提供的一种基于安卓平衡充电的管理与控制方法、充电器和系统，在终端预设电池相关的充电参数，检测电池电压正常则直接开始充电，若电池电压未达到安全电压范围，平衡充电模块启动预充电功能，充电过程中，根据充电状况通过充放电来控制电路电流大小和切换充电模式，使电池电压偏差保持在预期的范围内，随着充放电循环的增加，各单节电池电压均衡，避免过充问题，有效延长电池使用寿命。
附图说明
37.图1为基于安卓平衡充电的管理与控制方法的工作流程示意图；
38.图2为基于安卓平衡充电的管理与控制方法的具体工作流程示意图；
39.图3为本发明实施例的电压差判断示意图；
40.图4为本发明实施例的安卓智能芯片电路示意图；
41.图5为本发明实施例的内存芯片电路示意图；
42.图6为本发明实施例的wifi及蓝牙模块电路示意图；
43.图7为本发明实施例的语音识别模块电路示意图；
44.图8为本发明实施例的外置k类音效功放模块电路示意图；
45.图9为本发明实施例的平衡充电管理与控制模块电路示意图；
具体实施方式
46.下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
47.一种基于安卓平衡充电的管理与控制方法，参考图1至图3，通过以下步骤：步骤s1、启动安卓系统，进入充电app，设置电池充电参数，充电参数种类至少包括电池类型、电池节数、充电电流、充电截止电压；
48.所述电池电池类型为lipo、lihv、life、lion、lto、nimh、pb、电源及智能电池中的一种；
49.所述电池节数设置有：1s、2s、3s、4s、5s、6s，分别代表第1节至第6节的电池或电池节数；
50.所述充电电流根据当前已接入的电池所具备的电流参数来设置对应的充电电流参数；
51.所述充电截止电压根据当前已接入的电池所能承载的最大充电电压的参数来设定对应的截止充电电压值。
52.步骤s2、电池充电模块经充电接口与供电设备连接，所述充电接口包括电源供电接口和平衡充电接口；插入电池，对于带平衡接口的电池，按正确方向插入电池主口和平衡口，必须同时插入两个充电口。
53.步骤s3、进入充电模式，检测电池的充电参数，将电池当前的充电参数与设定充电参数进行对比，判断其与设定的充电参数是否相符，若相符，则检测并相应调节电池的电压，当电池电压处于设定的安全电压阈值内时，开启平衡充电模块，所述平衡充电模块控制和同步整流电路输出恒定电流；
54.当电池的电芯电压达到充电目标电压后，则电路工作模式转为恒压充电模式，而平衡充电模块逐步减小充电电流，当电流小于涓流充电阀值后进入涓流充电模式，直至充电结束。
55.进入充电状态后，主要包括以下步骤：电池参数检测、电池预充、恒流充电、恒压充电及涓流充电，直至充电完成，具体的：
56.基于安卓系统的充电设备还对应设有app，该app可远程控制和设置充电参数等数据，需要充电式，将设备与app通过通信连接后，在app中确认开始充电，电池进入准备充电状态，检测电池的充电参数并与设定参数进行对比，查看是否与设定参数相符，接着检测电池电压是否超出设定电池的电压范围；
57.电池预充模式，在电池检测时，发现电池电压小于安全充电的最小电压，安卓系统就会启动平衡充电模块会以很小的电流给电池做预充电，直至电压达到最小安全电压；
58.恒流充电模式，判断各节电芯的电压是否大于预设电压差阈值，若大于，则充电电路向电压高的电芯放电，使电芯的最高电压低于电池充电设定的目标电压后，进入恒压充电模式；平衡充电模块以设定的充电电流给电池充电，充电过程中同时检测各节电池的电芯电压以及内阻。当电芯间的电压差大于误差范围后，充电器开启内部放电功能，给电压高的电芯放电。并通过平衡充电模块跟随该放电过程，保证电芯的最高电压不超过充电的目标电压，当某一片电芯的电压达到充电目标电压后，转入恒压充电模式；
59.恒压充电模式，判断充电电流是否小于涓流充电阈值，若是，则快速充电模式结束，进入涓流充电模式。安卓系统启动衡充电模块逐步减小充电电流，时刻保证电芯的电压稳定在充电目标电压。当电芯间的电压差大于误差范围后，充电器开启内部放电功能，给电压高的电芯放电，随着充电电流的持续降低，当电流小于涓流充电阀值后，快速充电模式结束，转入涓流充电；
60.涓流充电模式是恒压充电过程的延续，随着充电电流的进一步降低，检测电路监测到充电电流达到饱和状态后，充电结束，系统将提醒用户充电完成，后台生成本次充电参数数据，并上传至系统文件中保存。
61.此外，图2中的字符为：vbatt《vs-vmin表示电池电压小于最小安全充电电压，vbat-s1等于设置电压vmt是指主电池内的某一节电池电芯的电压等于充电目标电压；
62.图3中的字符为：vbat》va1表示主电池电压大于设定电池电压参数，最低vmin为电
池电压达到最低电压，vbat-vmin》va2是指主电芯间的电压差大于设定误差范围。
63.一种基于安卓平衡充电的管理与控制充电器，参考图4至图9，包括充电器本体，所述充电器本体设有安卓智能芯片、内存芯片、平衡充电与管理模块、通讯模块、摄像头模组及显示模块；所述内存芯片、平衡充电与管理模块、通讯模块、摄像头模组及显示模块均与安卓智能芯片相连接。
64.所述安卓智能芯片接收各模块发送的信号并根据信号向对应模块发送指令，所述安卓智能芯片主要负责安卓系统的搭建与运行，承载外围器件与模块的运算，平衡充电管理芯片连接，平衡充电算法的计算；
65.所述内存芯片存储系统数据及用户数据，内存芯片可选用samsung三星、hynix海力士、kingston金士顿、longsys江波龙、sandisk闪迪、micron镁光等类型的芯片，从而存储安卓系统数据及用户数据。
66.所述平衡充电与管理模块根据电池充电时的状态切换充电模式；
67.所述通讯模块能够实时传输数据，所述通讯模块包括语音识别模块、wifi模块、蓝牙模块及外置k类音效功放模块，具体的：
68.所述语音识别模块便于用户语音唤醒系统，控制充电以及播报平衡充电状态。
69.蓝牙模块可与电脑、手机、平板的蓝牙时行连接，实现近距离的数据传输。外置k类音效功放模块可将系统的音频放大输出。
70.所述gsm数据功能可通过连接互联网，可以下载自己所需的数据、图片、视频、音频。
71.所述wife模块可实现和电脑或手机，平板连接，将系统数据通过wifi模块进行传输。
72.所述显示模块实现用户与设备的交互，所述显示模块包括设置在充电器外的led显示屏，该显示屏为可触控显示屏，显示系统模块，便于人机界面交互操作，在充电过程中能够显示平衡充电的参数和状态。
73.所述安卓智能芯片为mtk芯片，瑞芯微芯片，高通芯片，展讯芯片，英特尔芯片，全智芯片或博通芯片的一种。以上芯片均具有高速的运算能力，承载外围器件与模块的运算，平衡充电管理芯片连接，平衡充电算法的计算。
74.一种基于安卓平衡充电的管理与控制系统，至少包括：
75.控制单元，所述控制单元接收其他单元发出的电信号，检测单元：用于检测电池当前充电中的电压和电流值；判断单元：用于判断电池的充电状态；计算单元：根据检测单元采集到的电流值和电压值，计算出当前电压值与预设电压阈值的差值、当前电流值与预设电流阈值的差值；处理单元：执行控制单元发布的指令；
76.检测单元检测到电池充电状态时的电压和电流值后，发送至控制单元，判断单元根据计算单元计算出的电流差和电压差来判断充电状态，若需要切换电池预充模式、恒流充电模式、恒压充电模式、涓流充电模式或截止充电，想控制单元发出请求，控制单元向处理单元发送指令进行处理，直至充电完成。
77.上传单元：用于充电结束后，后台自动上传充电参数相关数据，当电池组的每节电池达到设定的电压后，系统将向用户提示充电完成，并把所有的参数保存到系统文件中。
78.更新单元：自动选择系统更新方案或补丁修复方案进行应用程序更新。
79.此外还包括至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上述内容所述的基于安卓平衡充电的管理与控制方法。
80.以上是对本发明一种基于安卓平衡充电的管理与控制方法、充电器和系统进行的阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。