电源设备和电源设备的控制方法与流程

1.本发明涉及消费性电子产品领域，更具体而言，涉及到一种电源设备和电源设备的控制方法。


背景技术：

2.在相关技术中，可以采用同一个电源设备为不同启动电压的汽车进行供电以供点火。例如，电源设备可以采用2组电池串联，两组电池分别为高段电池组和低段电池组。给启动电压为12v的汽车进行供电时，取低段电池组的电能进行供电以供点火；给启动电压为24v的汽车进行供电时，取2组电池的电能进行供电以供点火，这样能最大限度利用电池，但也会带来2组电池出现不均衡的问题，因为在启动12v汽车时，高段电池组不会放电，导致电压会比低段电池组更高的情况。


技术实现要素：

3.本发明实施方式提供一种电源设备和电源设备的控制方法。
4.本发明实施方式提供一种电源设备。所述电源设备包括电源组件和充电控制模块。所述电源组件包括串联连接的第一电池组和第二电池组，所述第一电池组和所述第二电池组共同用于提供第一电压，所述第二电池组用于提供第二电压。所述充电控制模块能够切换为第一充电状态或第二充电状态，在所述第一充电状态下，所述第一电池组和所述第二电池组能够同时进行充电；在所述第二充电状态下，所述第二电池组能够单独进行充电。
5.在某些实施方式中，所述充电控制模块包括电子开关。
6.在某些实施方式中，所述电子开关包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述第一连接端用于连接所述第一电池组的第一端，所述第二连接端用于连接所述第一电池组的第二端，所述第一电池组的第二端连接所述第二电池组，所述第三连接端用于接入充电；其中，在所述第一连接端与所述第三连接端导通时，所述充电控制模块处于所述第一充电状态；在所述第二连接端与所述第三连接端导通时，所述充电控制模块处于所述第二充电状态。
7.在某些实施方式中，所述电源设备包括充电口，所述充电控制模块连接所述充电口和所述电源组件。
8.在某些实施方式中，所述第一电池组包括多个第一电池，所述第二电池组包括多个第二电池，在多个所述第一电池的第一平均电压与多个所述第二电池的第二平均电压的电压差大于第一预设电压差的情况下，所述充电控制模块切换为所述第二充电状态；在所述电压差小于所述第一预设电压差的情况下，所述充电控制模块切换为所述第一充电状态。
9.在某些实施方式中，所述电源设备还包括电压采样模块，所述电压采样模块用于检测每个所述第一电池的电压和每个所述第二电池的电压。
10.在某些实施方式中，所述第一电池组包括多个第一电池，所述第二电池组包括多个第二电池，所述电源设备还包括电压采样模块，所述电压采样模块用于检测每个所述第一电池的电压和每个所述第二电池的电压，得到电压检测数据；所述电源设备还包括控制器，所述控制器连接所述电压采样模块，所述控制器用于接收所述电压采样模块传输的电压检测数据、根据所述电压检测数据生成充电切换信号以控制所述充电控制模块切换为所述第一充电状态或所述第二充电状态。
11.在某些实施方式中，所述电源设备还包括充电电流检测模块，所述充电电流检测模块用于检测所述电源组件的充电电流以实现恒流充电。
12.在某些实施方式中，所述电源设备还包括总开关，所述总开关用于开启或关断所述电源组件的输入或输出。
13.在某些实施方式中，所述电源设备还包括第一应急启动输出接口和第二应急启动输出接口，所述第一应急启动输出接口用于连接第一类外部负载，所述第二应急启动输出接口用于连接第二类外部负载；其中，所述第一电池组和所述第二电池组通过所述第一应急启动输出接口输出供电，以供所述第一类外部负载打火；所述第二电池组通过所述第二应急启动输出接口输出供电，以供所述第二类外部负载打火；所述第一应急启动输出接口和所述第二应急启动输出接口为同一接口或不同接口。
14.在某些实施方式中，所述第一类外部负载包括启动电压为24v的车辆，所述第二类外部负载包括启动电压为12v的车辆。
15.本发明提供一种电源设备的控制方法，所述电源设备包括电源组件和充电控制模块，所述电源组件包括串联连接的第一电池组和第二电池组，所述第一电池组和所述第二电池组共同用于提供第一电压，所述第二电池组用于提供第二电压；所述控制方法包括：控制所述充电控制模块切换为第一充电状态或第二充电状态，在所述第一充电状态下，所述第一电池组和所述第二电池组能够同时进行充电；在所述第二充电状态下，所述第二电池组能够单独进行充电。
16.在某些实施方式中，所述第一电池组包括多个第一电池，所述第二电池组包括多个第二电池，所述控制所述充电控制模块切换为第一充电状态或第二充电状态，包括：在多个所述第一电池的第一平均电压与多个所述第二电池的第二平均电压的电压差大于第一预设电压差的情况下，控制所述充电控制模块切换为所述第二充电状态；在所述电压差小于所述第一预设电压差的情况下，控制所述充电控制模块切换为所述第一充电状态直到所述电源组件充满。
17.本发明实施方式的电源设备和电源设备的控制方法中，通过充电控制模块切换充电状态，可以解决第一电池组和第二电池组之间的不均衡问题。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是本发明实施方式的电源设备的示意图；
21.图2是本发明实施方式的控制方法的流程示意图；
22.图3是本发明实施方式的充电控制模块和电源组件的电路示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的实施方式在附图中示出，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方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.在相关技术中，可以采用同一个电源设备为不同启动电压的汽车进行供电以供点火。例如，电源设备可以采用2组电池串联，两组电池分别为高段电池组和低段电池组。给启动电压为12v的汽车进行供电时，取低段电池组的电能进行供电以供点火；给启动电压为24v的汽车进行供电时，取2组电池的电能进行供电以供点火，这样能最大限度利用电池，但也会带来2组电池出现不均衡的问题，因为在启动12v汽车时，高段电池组不会放电，导致电压会比低段电池组更高的情况。
25.请参阅图1，本发明实施方式提供一种电源设备1000。电源设备1000包括电源组件100和充电控制模块200。电源组件100包括串联连接的第一电池组110和第二电池组120，第一电池组110和第二电池组120共同用于提供第一电压，第二电池组120用于提供第二电压。充电控制模块200能够切换为第一充电状态或第二充电状态，在第一充电状态下，第一电池组110和第二电池组120能够同时进行充电；在第二充电状态下，第二电池组120能够单独进行充电。具体地，当需要同时对第一电池组110和第二电池组120进行充电时，充电控制模块200切换充电状态为第一充电状态；当第二电池组120的电压低于第一电池组的110的电压时，需要先单独对第二电池组120充电，而第一电池组110不充电，此时，充电控制模块200切换充电状态为第二充电状态，直到第一电池组110和第二电池组120的电压差值属于预定范围，充电控制模块200切换充电状态为第一充电状态。如此，通过充电控制模块200切换充电状态，可以解决第一电池组110和第二电池组120之间的不均衡问题。
26.在某些实施方式中，充电控制模块200包括电子开关210。具体地，电子开关210包括单刀双掷开关，或双刀双掷开关，或两个独立的开关；电子开关210可以包括mos管、继电器或其它类型的开关，在此不做具体限定。电子开关210设置于充电口300和电源组件100之间，电子开关210用于控制充电状态为第一充电状态或第二充电状态。
27.在某些实施方式中，电源设备1000可以是启动电源、应急电源等设备，电源设备1000能够用于供汽车进行点火。
28.在某些实施方式中，电子开关210包括第一连接端220、第二连接端230和第三连接端240，第一连接端220用于连接第一电池组110的第一端111，第二连接端230用于连接第一电池组110的第二端112，第一电池组110的第二端112连接第二电池组120，第三连接端240用于接入充电；其中，在第一连接端220与第三连接端240导通时，充电控制模块200处于第一充电状态；在第二连接端230与第三连接端240导通时，充电控制模块200处于第二充电状态。具体地，当充电控制模块200处于第一充电状态时，电流通过第三连接端240进入后，再通过第一连接端220与第一端111输出至第一电池组110，且由于第二端112连接第二电池组120，第一电池组110与第二电池组120为串联连接，可实现第一电池组110和第二电池组120
的同时充电；当充电控制模块200处于第二充电状态时，电流通过第三连接端240进入后，再通过第二端112输出至第二电池组120，以实现第二电池组120的单独充电。
29.请参阅图1，在某些实施方式中，电源设备1000包括充电口300，充电控制模块200连接充电口300和电源组件100。具体地，充电口300用于从外部电源设备中获取电能，以供电源设备1000使用。如此，实现电能的获取。
30.在某些实施方式中，第一电池组110包括多个第一电池，第二电池组120包括多个第二电池，在多个第一电池的第一平均电压与多个第二电池的第二平均电压的电压差大于第一预设电压差的情况下，充电控制模块200切换为第二充电状态；在电压差小于第一预设电压差的情况下，充电控制模块200切换为第一充电状态。具体地，在一个实施例中，当外部电流通过第三连接端230进入时，在多个第一电池的第一平均电压与多个第二电池的第二平均电压的电压差大于第一预设电压差的情况下，充电控制模块200切换为第二充电状态，直至多个第一电池的第一平均电压与多个第二电池的第二平均电压的电压差小于第二预设电压差(第一预设电压差》第二预设电压差)，此时充电控制模块200再切换为第一充电状态，给整个电源组件100充电，直至充满。在多个第一电池的第一平均电压与多个第二电池的第二平均电压的电压差小于第一预设电压差的情况下，充电控制模块200将切换为第一充电状态，给整个电源组件100充电，直至充满。在其他实施例中，电压差所用的比较方式也可以为多个电池电压的中间值相比较，或为多个电池电压的最小值相比较，或为其他评估方式，在此不做具体限定。如此，可以解决第一电池组110和第二电池组120之间电压不均衡的问题。
31.请参阅图1，在某些实施方式中，电源设备1000还包括电压采样模块400，电压采样模块400用于检测每个第一电池的电压和每个第二电池的电压。具体地，电压采样模块400连接电源组件100和控制器500，电压采样模块400检测第一电池组110中每个第一电池的电压和第二电池组120中每个第二电池的电压，将检测到的电压数据交给控制器500进行处理。如此，以实现对第一电池组110和第二电池组120中电压信息的获取。
32.请参阅图1，在某些实施方式中，第一电池组110包括多个第一电池，第二电池组120包括多个第二电池，电源设备1000还包括电压采样模块400，电压采样模块400用于检测每个第一电池的电压和每个第二电池的电压，得到电压检测数据；电源设备1000还包括控制器500，控制器500连接电压采样模块400，控制器500用于接收电压采样模块400传输的电压检测数据、根据电压检测数据生成充电切换信号以控制充电控制模块200切换为第一充电状态或第二充电状态。具体地，控制器500包括可编程控制器(programmable logic controller，pc或plc)、微控制单元(microcontroller unit；mcu)、集成电路或分立元件等,电源组件100的两组电池中单个电池的串数并不强制要求一致，在一个实施例中，电压为电源组件100的两组电池中单个电池的平均电压，在其他实施例中，电压包括单个电源组件100的两组电池中单个电池的电压最小值或中间值。如此，以实现均衡第一电池组110和第二电池组120之间电压的操作。
33.在某些实施方式中，电源设备1000还包括充电电流检测模块，充电电流检测模块用于检测电源组件100的充电电流以实现恒流充电。
34.在某些实施方式中，电源设备1000还包括总开关，总开关用于开启或关断电源组件100的输入或输出。具体地，可以实现对电源组件100的休眠控制等操作，以防止电源组件
100过充或过放。
35.在某些实施方式中，电源设备1000还包括第一应急启动输出接口和第二应急启动输出接口，第一应急启动输出接口用于连接第一类外部负载，第二应急启动输出接口用于连接第二类外部负载；其中，第一电池组110和第二电池组120通过第一应急启动输出接口输出供电，以供第一类外部负载打火；第二电池组120通过第二应急启动输出接口输出供电，以供第二类外部负载打火；第一应急启动输出接口和第二应急启动输出接口为同一接口或不同接口。具体地，当第一应急启动输出接口和第二应急启动输出接口为同一接口时，此接口既可以由第一电池组110和第二电池组120供电，输出第一电压至第一类外部负载，也可以由第二组电池120供电，输出第二电压至第二类外部负载。在对外部负载进行放电之后，需要对电源组件100进行充电时，电压采样模块400将会采集电源组件100中第一电池组110和第二电池组120的电压数据，并将采集到的电压数据交给控制器500进行处理，并根据电压数据向充电控制模块200发出充电状态切换信号，控制充电控制模块200切换充电状态。在一个实施例中，当第一电池组110中多个第一电池的第一平均电压与第二电池组120中多个第二电池的第二平均电压的电压差大于第一预设电压差时，控制器500控制充电控制模块200切换为第二充电状态，直至第一电池组110中多个第一电池的第一平均电压与第二电池组120中多个第二电池的第二平均电压的电压差小于第二预设电压差，此时控制器500控制充电控制模块200再切换为第一充电状态，给整个电源组件100充电，直至充满；当第一电池组110中多个第一电池的第一平均电压与第二电池组120中多个第二电池的第二平均电压的电压差小于第一预设电压差的情况下，充电控制模块200将切换为第一充电状态，给整个电源组件100充电，直至充满。如此，可以解决在给不同的外部设备进行供电之后，第一电池组110和第二电池组120之间的电压不均衡问题。
36.在某些实施方式中，第一类外部负载包括启动电压为24v的车辆，第二类外部负载包括启动电压为12v的车辆。如此，电源设备1000既可以用于供启动电压为24v的车辆进行点火，也可以供启动电压为12v的车辆进行点火，电源设备1000的功能多样化。
37.本发明提供一种电源设备1000的控制方法，电源设备1000包括电源组件100和充电控制模块200，电源组件100包括串联连接的第一电池组110和第二电池组120，第一电池组110和第二电池组120共同用于提供第一电压，第二电池组120用于提供第二电压；控制方法包括：
38.01：控制充电控制模块200切换为第一充电状态或第二充电状态，在第一充电状态下，第一电池组110和第二电池组120能够同时进行充电；在第二充电状态下，第二电池组120能够单独进行充电。
39.本发明实施方式的控制方法可以由电源设备1000实现，其中，步骤01可以由控制器500实现，也即是说，控制器500可用于控制充电控制模块200切换为第一充电状态或第二充电状态，在第一充电状态下，第一电池组110和第二电池组120能够同时进行充电；在第二充电状态下，第二电池组120能够单独进行充电。
40.在某些实施方式中，第一电池组110包括多个第一电池，第二电池组120包括多个第二电池，请参阅图2，步骤01包括：
41.011：在多个第一电池的第一平均电压与多个第二电池的第二平均电压的电压差大于第一预设电压差的情况下，控制充电控制模块200切换为第二充电状态；
42.012：在电压差小于第一预设电压差的情况下，控制充电控制模块200切换为第一充电状态直到电源组件100充满。
43.具体地，步骤011在多个第一电池的第一平均电压与多个第二电池的第二平均电压的电压差大于第一预设电压差的情况下，控制充电控制模块200切换为第二充电状态直到电压差小于第二预设电压差。
44.如此，可以解决第一电池组110和第二电池组120之间的电压不均衡问题。
45.请参阅图3，在某些实施方式中，可以通过充电切换使能控制充电控制模块200切换为第一充电状态或第二充电状态。在一个实施例中，在充电切换使能为高电平时，充电控制模块200为第一充电状态，在第一充电状态下，第一电池组110和第二电池组120能够同时进行充电；在充电切换使能为低电平时，充电控制模块200为第二充电状态，在第二充电状态下，第二电池组120能够单独进行充电。
46.本发明实施方式的电源设备1000和电源设备1000的控制方法中，通过使用电压采样模块400检测电源组件100的电压，并将检测数据交给控制器500进行处理，控制器500根据电压检测数据向充电控制模块200发出充电切换信号，以控制充电控制模块200切换充电状态，在不同的充电状态下，能够对不同的电池组进行充电。如此，通过充电控制模块200切换充电状态，可以解决第一电池组110和第二电池组120之间的不均衡问题。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。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。
48.此外，术语“连接”应做广义理解，例如，可以包括固定连接，也可以包括可拆卸连接，或一体地连接；可以包括直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以包括两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.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。在本发明的描述中，“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。
50.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
51.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。