本技術涉及一種用于對一個或多個電池供電的便攜式救援工具的多個可充電電池進行充電的充電器、一種具有該充電器和多個電池供電的便攜式救援工具的系統，和該充電器和系統的應用。
背景技術：
1、救援車輛（如消防車）被設計為攜帶用于各類不同事故的設備。事故類型包括火災、水域事故、高空事故、危險物質事故、坍塌風險事故、車輛被困事故、樹木或其部分不穩定或造成危險情況。每類事故均需要一種或多種不同的救援電動工具。例如，救援工具包括各類鋸子、用于在車輛被困時破拆/撐開車輛的液壓設備、用于排煙排氣的正壓風機、用于抽干被淹地下室的水泵、和用于照亮事故現場的照明設備等。因此，救援車輛常常因電動工具而空間擁擠。
2、許多這樣的救援工具（這里也稱為救援電動工具或電動工具）配備有可充電電池，當電池耗盡時需從救援工具中取出并置于充電器中進行充電。各類救援工具通常需要使用專屬類型的電池，這意味著各類工具都有獨特（或至少不可互換的）的充電器。備用電池也經常在救援車輛中可用，確保隨時可用滿電（備用）電池驅動特定的救援工具。眾多不同的充電器和電池進一步加劇了救援車輛空間擁擠的問題。圖1和圖2示出了現有技術中已知的充電系統，這些圖是救援車輛中兩種已知的救援工具布置的示意圖。附圖示出了不同的救援工具20、20’、20’’，其電池15b、15b’、15b’’分別連接至對應編號的獨立充電器（c、c’、c’’）。圖2示出了實際布置，其中救援工具和充電器安裝于車輛（v）（例如救援車）的滑出面板（p）。在這些系統中，單個充電器每次僅能對救援工具內置或外置的單個電池充電。為實現對布置在對應工具中的多個電池充電，需要多個充電器（c、c’、c’’）。如圖2所示，當用于多個救援工具的一組多個充電器安裝在救援車輛（v）中的滑出式面板（p）上時，充電器可能占據相當大的空間。此外，車輛中需儲備一個或多個備用電池，以便在救援工具需啟動用時，或當前使用的救援工具的電池即將耗盡時，能立即用備用電池替換特定救援工具耗盡的電池。
3、鑒于救援車輛中可用空間有限，救援工具充電器應設計緊湊，且操作簡單易行，便于救援人員使用。為了節省救援車輛中的存儲空間，通常無法將所有救援工具連接至對應充電器。若救援工具在存儲在救援車輛的存儲空間時被關閉且該救援工具未連接充電器，可能無法確定救援工具的電池的狀態。這意味著救援人員可能無法確定該救援工具（或者在實踐中，救援車輛中的所有救援工具）是否處于待命狀態，和/或在緊急情況下長時間使用救援工具時是否有足夠的備用電池可用于替換。
4、通常，救援人員團隊應能確定救援車輛中的所有救援工具均處于滿電待命狀態。此外，充電器需具備抗惡劣天氣能力，例如承受物理沖擊、風、雨、雪或冰雹。
5、?另一個問題是，救援工具使用后需取出其電池，放置在充電器上充至足夠電量，然后再放回去，以備該救援工具下一次使用。?這些操作均需人工完成，但救援人員有時未能（或完全）執行。由于這些操作常被遺忘（尤其當救援人員輪班作業時），導致工具無法及時投入下一次事故。
技術實現思路
1、本發明旨在提供一種充電器和系統，以減輕或甚至消除上述至少一項缺陷。
2、本發明還旨在提供一種適于對兩個或更多個救援工具充電的緊湊型充電器和/或提供一種系統，其中可以隨時確定多個救援工具的電池狀態，且不受救援工具的狀態（例如救援工具開關狀態）的影響。
3、根據第一方面，提供如所附權利要求1中限定的充電器。本發明提供的充電器相對緊湊（小尺寸），并且單個充電器可連接并充電的救援工具的數量得以顯著增加。這意味著，在典型救援車輛的有限存儲空間中，更多救援工具甚至每個救援工具均可以連接至充電器。這意味著所有救援工具的電池被充分地充電，隨時待命的可能性隨之提高。此外，由于存儲救援工具存放時，更多的救援工具甚至所有的救援工具均連接到充電器，可實現持續供電。如后文所述，這使得救援工具中的電子電路（例如通信模塊）能保持常時供電，從而例如可以持續監測各救援工具的當前狀態，并將其傳輸至充電器和/或外部設備（如智能手機）。
4、此外，充電器能確保至少一塊備用電池保持電量充足，隨時可替換任一救援工具中耗盡的電池。這同樣提升了整套救援工具的待命狀態，讓救援人員確信所有工具均都能還需獲得正常供電。當下一次事故發生時，救援人員面臨工具電力不足的風險的可能性極低。
5、在本技術的實施例中，備用的第一電池和一個或多個其他電池被配置為可互換（甚至本質上相同）。由此確保隨時有備用電池始可連接至任何救援工具，使救援工具始終處于可用狀態。
6、需特別說明的是，當電池連接至救援工具時，充電器的輸出端子可直接連接該電池，或通過救援工具本身間接連接。在實施例中，至少一個輸出端子包括可拆卸連接至相關聯的救援工具或直接連接至相關聯的救援工具的電池的充電電纜。充電器優選包括兩個或更多個輸出端子，以便同時連接至少兩個救援工具至各自的充電電纜。充電電纜可包括快速釋放連接器，以便于纜線與救援工具的連接和拆卸。
7、在其他實施例中，充電器包括殼體，用于至少容納備用電池端子、一個或多個輸出端子和可控電力供應單元，優選地還包含信息采集單元和控制器。殼體優選地配備有附接元件，該元件配置為將備用的第一電池可釋放地附接至殼體，和/或殼體優選地包括用于將備用的第一電池可移除地保持在其中、優選地還用于可移除地容納附接元件的保持隔室，用于可移除地保持至少部分地位于殼體中的備用的第一電池。電池可以保持在殼體的保持隔室中而不附接至殼體，而在其他實施例中，電池既被布置在保持隔室中，也使用附接元件附接至殼體。
8、在其他實施例中，充電器包括：
9、第一殼體部分，其中布置有備用電池端子、可控電力供應單元、保持隔室和/或附接元件；
10、第二殼體部分，與第一殼體部分分開，該第二殼體部分包括一個或多個輸出端子；
11、單個連接纜線，布置在第一殼體部分與第二殼體部分之間，并被配置為在電力供應單元與輸出端子的每一個之間提供電連接。
12、該實施例（也稱為“分離式”結構）在救援車輛加裝充電器時特別有用。其額外優勢是第二殼體部分可以位于車輛內遠離第一殼體部分的位置。例如，當第一殼體部分安裝在車輛內受車輛保護免受雨雪等外部影響的位置，而第二殼體部分可能暴露在環境中（例如安裝在滑出面板上）時，第二殼體部分被配置為堅固且防水，而第一殼體部分則無需防水且采用較低強度。
13、在其他實施例中，充電器包括：
14、信息獲取單元，被配置為獲取關于連接的第一電池、連接的電池供電的救援工具，和連接的一個或多個另外的電池中的至少一者的信息；
15、控制器，連接至可控電力供應單元和信息采集單元，該控制器被配置為基于獲取的信息控制可控電力供應單元。
16、充電器還可被配置為允許獲取單元通過一個或多個有線連接接收關于連接的電池供電救援工具和/或連接的另外的電池的信息，其中可選地，有線連接是電力供應單元與相關聯的電池或電池供電的救援工具之間的充電纜線的一部分，用于通過電力線通信交換信息。
17、在其他實施例中，充電器包括充電器通信模塊，被配置為允許獲取單元經由一個或多個對應連接從布置在救援工具上或救援工具中的對應電池通信模塊接收關于連接的電池供電的救援工具和/或連接的一個或多個另外的電池的信息，其中充電器通信模塊和至少一個電池通信模塊是無線通信模塊，該無線通信模塊被配置為經由至少一個無線連接分別發送和接收信息。
18、在其他實施例中，充電器通信模塊和至少一個電池通信模塊（優選地所有電池通信模塊）被配置為經由至少一個電池通信模塊生成的通信信號來分別接收和發送信息。通信信號可以通過電池通信模塊無線地或經由電連接（線）傳輸到充電器通信模塊（單向通信）。在一些實施例中，雙向通信也是可能的，使得充電器通信模塊還可以向電池通信模塊中的一個或多個發送信息信號。
19、在其他實施例中，充電器通信模塊和至少一個電池通信模塊被配置為將關于連接的電池供電的救援工具和/或連接的一個或多個另外的電池的信息與移動設備進行無線通信，移動設備如移動電話、平板電腦或筆記本電腦。以這種方式，救援人員可在救援工具存放于救援車輛期間遠程監控救援工具的狀態信息等，從而確保救援車輛隨時處于待命狀態。在模塊被配置用于雙向通信的實施例中，移動設備可以用于遠程設置充電器操作，例如設置各類救援工具（和備用電池）的充電順序。
20、在其他實施例中，另外的電池的電池通信模塊被配置為由其連接的所述另外的電池供電，并且由連接至另外的電池的充電電纜供電。這允許順序地（即先由電池供電再由充電器供電或反之）或者同時地（即電池和充電器同時供電）為電池通信模塊供電。當充電器為電池通信模塊供電時，充電器可以同時對電池充電。在其他實施例中，僅電池連接至電池通信模塊，電池可連接至充電器。
21、如果電池通信模塊僅在相關聯的救援工具處于開啟狀態時由另外的電池供電，則當救援工具關閉時，通信模塊將無法傳輸救援工具的電池的狀態。例如，如果救援工具處于關閉狀態（例如救援工具存放于車輛中），則通信模塊將斷電，從而無法與充電器通信，例如發出特定電池電量（幾乎）耗盡或故障的警告。在本公開的實施例中，當救援工具至少連接至充電器時，電池通信模塊也可以由充電器供電。這意味著即使救援工具處于關閉狀態，電池通信模塊仍可被供電。這意味著電池的狀態可以持續傳輸至充電器，使得操作者隨時知曉救援工具是否處于待命狀態。
22、考慮到充電器的能力可能是有限的，需要決定哪些電池需要充電、哪些電池不需要充電，或者決定多個可充電電池的充電順序。這種決定可基于從連接至充電器的電池獲取的信息進行支持。在其他實施例中，可從第一電池和/或一個或多個另外的電池獲取的信息至少包括以下一項：電池狀態（如電池充電狀態或電池健康狀態）；電池溫度；電池錯誤；電池充電循環次數；標稱電池電壓；預計電池充電時間；電池類型或型號；電池序列號；此外，可以從救援工具獲取的信息可以包括以下至少一項：（當前）救援狀態；工具序列號；和自上次更換電池以來的救援工具的操作次數。
23、在其他實施例中，控制器被配置為基于存儲在該控制器上的電池充電程序、優選地還基于從該信息獲取單元獲取的信息，來控制可控電力供應單元，以選擇性地向第一電池和一個或多個另外的電池中的至少一個提供電力。
24、在其他實施例中，控制器被編程為基于優選充電順序來選擇一個或多個電池進行充電，優選充電順序例如由控制器確定。優選充電順序可基于獲取的信息（例如獲取的救援工具狀態或獲取的電池狀態）對第一電池和/或另外的電池進行排序。
25、在其他實施例中，控制器基于電池充電程序來控制電力供應單元，以對第一電池和一個或多個另外的電池順序地充電（與獲取的狀態無關或取決于獲取的關于每個電池的信息）。
26、僅短暫使用的工具仍可有較滿電量的電池，即使在使用過程中也可能已充入足夠電量以供后續使用。因此優先對空電或低電量電池進行充電是有利的。在其他實施例中，控制器基于電池充電程序來控制電力供應單元對第一電池充電。
27、電力供應單元（可選配控制器）可以被配置為一次向多個連接的電池中的單個連接的電池提供電力，使得該電池盡快完成充電，從而使相關聯的救援工具在最短時間內處于待命狀態。
28、電力供應單元（可選配控制器）可以被配置為按順序依次對多個連接的可充電電池組中的電池充電。一個或多個另外的電池的充電操作優選按以下方式完成：充電操作開始時有限對電量最低的電池充電，然后按剩余電池在充電開始時電量遞增的順序進行充電。
29、雖然理想狀態下所有救援工具都應配備滿電電池，但實際操作中并非必須，因為工具在電池電量較低時它們通常仍能正常工作足夠長的時間。此外，如果所有電池都僅部分充電（例如半滿電量），雖然單個工具的運行時間可能無法達到理論最大值，但所有工具仍共同維持足夠長的運行時間來完成所需的救援操作。因此，所有救援工具在操作期間都能持續足夠長的時間，這一情況可能優于部分工具滿電而其他工具電量不足（例如充電低于第一閾值）的情況。在其他實施例中，控制器可（被編程為）控制電力供應單元對第一電池和一個或多個另外的電池進行充電，包括：將第一電池和一個或多個另外的電池中電量低于第一閾值（例如最大容量的80%）的電池充電直至第一閾值（其中第一閾值低于完全充滿）；此后，繼續對第一電池和一個或多個另外的電池進行充電直至它們完全充滿。此方案在以下情形尤為有效：從近乎耗盡狀態充至80%所需時間較短，而從80%充至滿電所需時間較長。?
30、?此外，允許用戶直接控制哪個電池先被充電。在其他實施例中，控制器基于電池充電程序來控制電力供應單元，以基于電池連接至充電器的端子的預定順序，對第一電池和一個或多個另外的電池進行充電，其中優選地，充電器提供有該預定順序的視覺指示。
31、在其他實施例中，信息獲取單元還被配置為經由對應端子獲取關于連接的第一電池、連接的電池供電的救援工具和連接的另外的電池中的至少一者的信息，連接的第一電池、連接的電池供電的救援工具和連接的另外的電池中的至少一個經由對應端子連接至電力供應單元。
32、在其他實施例中，根據前述權利要求中任一項所述的充電器，其中電力供應單元被配置為一次向第一電池或一個或多個另外的電池中的單個電池供應電力。?
33、?在本公開的實施例中，控制器包括存儲器，被配置為存儲關于不同類型的救援工具和/或不同類型電池的數據，并且對于每種類型存儲對應的優先充電等級。可選擇地或附加地，控制器被配置為確定當前連接至充電器的救援工具的類型，確定連接的救援工具的相關聯?的優先充電等級，并確定連接的救援工具的電池的充電順序。??例如，電力供應單元可以被控制為根據連接電池供電的救援工具的優先級等級，依次對連接的電池進行充電。?
34、?充電器還可以包括輸入端子，被配置為接收電源附接纜線的一端，其中電力供應單元還被配置為通過輸入端子接收輸入電力。
35、在本公開的實施例中，充電器具有至少一個充電纜線，該充電纜線具有快速釋放連接器，以便允許充電器分別與救援工具快速連接和斷開。
36、根據另一方面，提供了多個充電器的組合，其中多個充電器具有公共電源附接纜線，該公共電源附接纜線用于將充電器的相關聯的可控電力供應單元連接至外部電源，例如車輛的電池和/交流發電機。
37、根據另一方面，提供了一種用于對一個或多個電池供電的救援工具的多個電池進行充電的系統，其中電池中的每一個均是可充電電池，被配置為可拆卸地連接至電池供電的救援工具，該系統包括：
38、－如本文所定義的充電器；
39、－多個電池供電的便攜式救援工具，救援工具中的每一個被配置為可拆卸地連接至充電器的對應輸出端子；
40、其中充電器被配置為在連接時選擇性地對救援工具充電。
41、充電器可以被配置為基于關于另外的電池和第一電池的狀態的信息，分別選擇性地對救援工具的一個或多個另外的電池或第一電池進行充電。
42、電池供電的便攜式救援工具中的每一個可以包括：
43、-電池：
44、-信息獲取工具，被配置為獲取關于電池和/或救援工具的信息，該信息獲取工具被配置為生成表示所獲取信息的信息信號；和
45、-電池通信模塊，連接至信息獲取工具，并被配置為從信息獲取工具接收信息信號，并基于接收到的信息信號將通信信號轉發至充電器。
46、信息獲取工具可以包括傳感器，被配置為感測（例如檢測或測量）電池的至少一項操作特性和/或救援工具的至少一項操作特性，并且生成表示所感測的操作特性的信息信號。在其他實施例中，救援工具包括電子存儲介質，用于存儲關于救援工具的信息，特別是關于救援工具的電池的信息。信息獲取工具可以包括存儲介質讀取器，被配置為從電子存儲介質讀取信息。
47、包括獲取的信息的通信信號可以經由有線和/或無線連接傳輸至充電器的信息獲取單元。控制器隨后可利用通信信號中的信息來控制可控電源。
48、操作特性中的至少一項是電池的電氣特性，例如電池提供的電壓或電池輸送的電荷，并且其中傳感器被配置為測量電池的電氣特性，并且生成表示電池的電氣特性的傳感器信號，例如電荷計、電壓計和/或電流計。例如，電壓表可以是電池管理系統（bms）的一部分。bms可被配置為監測電池（單元）電壓、電池溫度和/或電池充電曲線，通過限制功率輸入和輸出實現熱保護和過充保護，和/或估算電池的電量狀態和健康狀態。
49、控制器可被配置為確定另外的電池中的每一個和/或第一電池的當前狀態的度量。
50、可替代地或附加地，操作特性是電池的溫度。在這種情況下，傳感器可以被配置為測量電池的溫度并生成表示電池溫度的傳感器信號。
51、本公開的另一方面涉及如本文所限定的充電器或系統的使用。