本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种多电池充电系统和一种无人机。
背景技术：
随着农业植保无人机的普及，农业无人机的数量越来越多。而大部分植保无人机都是锂电池供电，这类电池倍率高，价格贵。在实际应用中，一架无人机需要配备多个机载电池，硬件成本的投入比较高，尤其是飞机与机载电池的数量都很多的情况下，硬件成本更是高的离谱。
为了降低硬件成本，目前可利用低成本的小倍率电芯，制造出大容量的储能电池。储能电池的作用类似于手机的充电宝，仅仅是一个电能储存装置，先将电能存起来，在作业时，再用储能电池给无人机充电。这种方案可以大大降低硬件成本，比如说一个储能电池的价格和一个机载电池的价格相当，但是1个储能电池的电量却相当于4个机载电池的电量，这意味着硬件的投入大大减小。
储能电池因为容量大，充电时间长。在某些特定场合下，有通过一台充电器给多个储能电池充电的应用需求，对于该应用需求目前尚没有有效的实现方案。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种多电池充电系统，能够智能方便地通过一个充电器实现对多个储能电池的充电，从而有利于储能电池的应用和普及，降低用电设备的成本。
本实用新型的另一个目的在于提出一种无人机。
为达到上述目的，本实用新型第一方面实施例提出的多电池充电系统，包括：M个串接起来的智能电池，其中，每个所述智能电池包括电芯、控制器、充电回路和放电回路，每个所述智能电池的充电回路和放电回路由所述控制器控制，M为大于等于2的整数；充电器，所述充电器的输出端与第1个智能电池的充电回路的输入端连接以对所有智能电池充电。
根据本实用新型实施例的多电池充电系统，其M个智能电池逐级+串接，且充电器的输出端与第1个智能电池的充电回路的输入端相连，M个智能电池中的每个智能电池包括电芯、控制器、充电回路和放电回路，由此，能够智能方便地通过一个充电器实现对多个储能电池的充电，从而有利于储能电池的应用和普及，降低用电设备的成本。
另外，根据本实用新型上述实施例的多电池充电系统还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述智能电池的充电回路的正输入端连接到所述电芯的正极，所述智能电池的充电回路的负输入端连接到所述电芯的负极，其中，所述智能电池的充电回路的正输入端与所述电芯的正极之间，或所述智能电池的充电回路的负输入端与所述电芯的负极之间还设置有充电开关，所述充电开关在所述控制器的控制下闭合时，所述智能电池进行充电。
进一步地，述放电回路中设有DC-DC变换器，以通过所述DC-DC变换器的电压变换使得所述智能电池的输入电压与输出电压相同。
进一步地，所述智能电池的DC-DC变换器的正输入端连接到所述电芯的正极，所述智能电池的DC-DC变换器的负输入端连接到所述电芯的负极，每个所述智能电池的DC-DC变换器的正输出端和负输出端作为所述放电回路的输出端，其中，所述智能电池的DC-DC变换器的正输入端与所述电芯的正极之间，或所述智能电池的DC-DC变换器的负输入端与所述电芯的负极之间还设置有放电开关，所述放电开关在所述控制器的控制下闭合时，所述智能电池进行放电。
其中，所述充电器通过将交流电源转换为直流电源以对所有智能电池充电。
进一步地，所述控制器包括电量检测单元，所述电量检测单元用以检测所述智能电池的电量；控制单元，所述控制单元分别与所述电量检测单元和所述充电开关的控制端相连，所述控制单元在所述智能电池的电量大于第一电量阈值时控制所述充电开关断开。
进一步地，所述控制单元与所述放电开关的控制端相连，所述控制单元在所述智能电池的电量小于第二电量阈值时控制所述放电开关断开，其中，所述第二电量阈值小于所述第一电量阈值。
其中，所述第一电量阈值为95％，所述第二电量阈值为10％。
其中，M小于等于5。
优选地，M等于4。
为达到上述目的，本实用新型第二方面实施例提出的无人机，包括本实用新型第一方面实施例提出的多电池充电系统。
根据本实用新型实施例的无人机，可通过多电池充电系统实现对多个储能电池的充电，从而便于通过储能电池替代机载电池，大大降低成本。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例的多电池充电系统的结构示意图；
图2为根据本实用新型一个实施例的智能电池的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面结合附图来描述本实用新型实施例的多电池充电系统和无人机。
图1为根据本实用新型实施例的多电池充电系统的结构示意图。
如图1所示，本实用新型实施例的多电池充电系统，包括M个串接起来的智能电池11、12、…、1M以及充电器20。
其中，如图2所示，每个智能电池包括电芯BAT、控制器MCU、充电回路和放电回路，每个智能电池的充电回路和放电回路由控制器MCU控制，M为大于等于2的整数。充电器20的输出端与第1个智能电池11的充电回路的输入端连接以对所有智能电池11、12、…、1M充电。
进一步地，如图1所示，第i个智能电池的充电回路的输入端与第i-1个智能电池的放电回路的输出端相连，以使M个智能电池串接起来，其中，i＝2、3、4、…、M。充电器20可将输入的电源进行转换，并将转换后的电源输入第1个智能电池11，以对M个智能电池11、12、…、1M充电。举例而言，如图1所示，充电器20可将输入的交流电源AC转换为直流电源以给M个智能电池11、12、…、1M充电。在本实用新型的其他实施例中，充电器20还可将输入的直流电源进行电压变换以给M个智能电池11、12、…、1M充电。
在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，每个智能电池的充电回路的正输入端IN+连接到电芯BAT的正极，每个智能电池的充电回路的负输入端IN-连接到电芯BAT的负极，其中，智能电池的充电回路的负输入端IN-与电芯BAT的负极之间还设置有充电开关CHG。
在本实用新型的另一个实施例中，充电开关CHG还可设置在充电回路的正输入端IN+与电芯BAT的正极之间。
其中，充电开关CHG在控制器MCU的控制下闭合时，正输入端IN+、电芯BAT、充电开关CHG和负输入端IN-构成闭合的充电回路，智能电池进行充电。
在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，放电回路中可设有DC-DC变换器，以通过DC-DC变换器的电压变换使得智能电池的输入电压与输出电压相同。
如图2所示，每个智能电池的DC-DC变换器的正输入端连接到电芯BAT的正极，每个智能电池的DC-DC变换器的负输入端连接到电芯BAT的负极，每个智能电池的DC-DC变换器的正输出端和负输出端作为放电回路的输出端OUT+和OUT-，其中，智能电池的DC-DC变换器的负输入端与电芯BAT的负极之间还设置有放电开关DSG。
在本实用新型的另一个实施例中，放电开关DSG还可设置在DC-DC变换器的正输入端与电芯BAT的正极之间。
其中，放电开关DSG在控制器MCU的控制下闭合时，电芯BAT、DC-DC变换器、OUT+、OUT-、放电开关DSG构成闭合的放电回路，智能电池进行放电。
由于分别在充电回路和放电回路中对应设置充电开关CHG和放电开关DSG，使得控制器MCU能够分别对充电回路和放电回路进行独立控制，从而对于电芯BAT的充电过程与放电过程的控制相对独立，互不影响。
进一步地，由于充电器20的输出端与第1个智能电池11的充电回路的输入端IN+、IN-相连，第i个智能电池的充电回路的输入端IN+、IN-与第i-1个智能电池的放电回路的输出端OUT+、OUT-相连，当充电器20连接到交流电源AC且第1个智能电池11的充电开关CHG闭合时，可对第1个智能电池11进行充电；当第i-1个智能电池的放电开关DSG闭合且第i个智能电池的充电开关CHG闭合时，可通过第i-1个智能电池放出的电能对地i个智能电池进行充电。由此，可实现对多电池充电系统中每个智能电池的充电。
在本实用新型的一个具体实施例中，充电开关CHG和放电开关DSG均可为由三极管和/或MOS(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管)管组成的电子开关。
进一步地，对于每个智能电池，其控制器MCU包括电量检测单元和控制单元，电量检测单元用以检测智能电池的电量，控制单元分别与电量检测单元和充电开关CHG的控制端相连。控制单元可在智能电池的电量大于第一电量阈值Qc时控制充电开关CHG断开。
控制单元还与放电开关DSG的控制端相连，控制单元可在智能电池的电量小于第二电量阈值Qd时控制放电开关DSG断开，其中，第二电量阈值Qc小于第一电量Qd阈值。
在本实用新型的一个具体实施例中，第一电量阈值Qc为95％，第二电量阈值Qd为10％。也就是说，对于每个智能电池，当其电量小于10％时，电量过低，只能对其进行充电，而不能进行放电，即使OUT+、OUT-连接到后级智能电池或负载，由于其放电开关DSG断开，无法进行放电。当其电量大于95％时，电量过高，只能进行放电，而不能对其进行充电，即使IN+、IN-连接到充电器20或前级智能电池，由于其充电开关CHG断开，无法进行充电。由此，可实现对智能电池的自动保护。
在本实用新型的一个实施例中，交流电源AC的电压为220V，通过充电器20的AC-DC转换可输出50.4V的直流电压，每个智能电池的输入电压和输出电压也均为50.4V。需要说明的是，智能电池在放电的过程中，电压会逐渐降低，为了保证智能电池的输出电压不变，通过加入DC-DC变换器，即使电芯BAT的电压下降，例如下降至40V，智能电池的输出电压也依然可稳定在50.4V。
下面以多电池充电系统包括两个智能电池11和12为例，说明多电池充电系统的充电过程。参照图1，假设第1个智能电池11、第2个智能电池12的电量分别为Q1＝50％，Q2＝40％，那么对于第1个智能电池11来说，Q1<Qc并且Q1>Qd，也就是说第1个智能电池11既可以充电，也可以放电。按图1中的连接方式，充电器20对第1个智能电池11进行充电，同时第1个智能电池11可以通过放电回路的输出端放电。对于第2个智能电池12而言，Q2<Qc并且Q2>Qd，即第2个智能电池12既可以充电，也可以放电，由于第1个智能电池11的放电回路的输出端与第2个智能电池12的充电回路的输入端相连接，且二者电压相同，第1个智能电池11放电即是对第2个智能电池12充电，本质上就是能量从第1个智能电池11转移至第2个智能电池12。
本实用新型实施例的多电池充电系统，在充电时还可保证每个智能电池最终处于充电完成。此处以第1个智能电池11为例，简单说明智能电池的电量Q1>Qc和Q1<Qd两种情况。
当第1个智能电池11的电量Q1>Qc时，第1个智能电池11已经充满电，即充电完成，此时其充电回路中的充电开关CHG断开，充电回路关闭，充电器20无法再对第1个智能电池11进行充电。但由于Q1>Qd，所以第1个智能电池11依然可以对第2个智能电池12进行充电。也就是第1个智能电池11的电量会逐渐转移至第2个智能电池12。当第2个智能电池12的电量下降至Q1<Qc时，第2个智能电池12的充电回路中的充电开关CHG会闭合，充电回路又会开启，充电器20可以继续对第1个智能电池11进行充电。
当Q1<Qd时，第1个智能电池11电量不足，此时其放电回路中的放电开关DSG断开，放电回路关闭，也就是第1个智能电池11无法再对第2个智能电池12进行充电。但由于Q1<Qc，所以充电器20依然可以对第1个智能电池11进行充电，当第1个智能电池11的电量上升至Q1>Qd时，第1个智能电池11的放电回路中的放电开关DSG会闭合，放电回路又会开启，可继续对第2个智能电池12进行充电。
由此，在充电器20连接到交流电源的情况下，可实现对每个智能电池的充电，直至每个智能电池充电完成。上述充电过程可推广至包括3个或更多智能电池的多电池充电系统，在此不一一赘述。
此外，智能电池内部具有DC-DC变换器，由于智能电池在放电的过程中电芯电压会逐渐减小，而智能电池需具有稳定的输出电压。应当理解，直流电压转换的效率不可能达到100％，总会有部分能量损失。因此串联的智能电池数量越多，能量逐级传输时，损耗就越大。在实际应用中，考虑到平衡好电池数量与效率的问题，一般串联的智能电池数量M不能过多。在本实用新型的一个实施例中，M小于等于5。优选地，M等于4。
根据本实用新型实施例的多电池充电系统，其M个智能电池逐级串接，且充电器的输出端与第1个智能电池的充电回路的输入端相连，M个智能电池中的每个智能电池包括电芯、控制器、充电回路和放电回路，由此，能够智能方便地通过一个充电器实现对多个储能电池的充电，从而有利于储能电池的应用和普及，降低用电设备的成本。
对应上述实施例，本实用新型还提出一种无人机。
本实用新型实施例的无人机，包括本实用新型上述实施例提出的多电池充电系统。其具体的实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。
根据本实用新型实施例的无人机，可通过多电池充电系统实现对多个储能电池的充电，从而便于通过储能电池替代机载电池，大大降低成本。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。