一种电动工具电池包及其充放电系统的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动工具电池包，特别涉及电池包的充电和放电控制系统。
【【背景技术】】
[0002]一般已知的电动工具的电池包，如图17所示，电池包内通常包括多个串联的电池单元、电池组ID、温度传感器和正负极端子，其中电池组ID可以包括例如型号、版本、单元电池配置和电池类型等信息，温度传感器可以是一个负温度系数(NTC)电阻，电池包的充电和放电检测及控制均由充电器和工具单独完全地控制；然而随着直流电动工具的大功率化，电动工具的电池包内的电池单元变的越来越多，采用现有的电池包充电和放电模式，充电器或工具由于无法对电池单元内的多个单元电池电压采样，而从充电器或工具端采样得到的总电压会存在较大误差，从而不能精准地控制电池单元的充电、放电，导致了电池包的使用性能下降。
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【发明内容】
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[0003]为了解决上述问题，本发明提出了一种新的电动工具电池包充电、放电的控制系统和方法，可以精准地检测和控制电池包的充电和放电功能，提高电池包的使用性能。
[0004]本发明提供如下技术方案:一种电动工具电池包，可拆卸地与充电器连接，包括:壳体，至少由两个锂电池串联组成的电池单元，与锂电池正极连接的电阻，一个温度传感器，用于检测电池单元的温度，还包括一个控制单元，用于采集电池单元的单元电池的电压信号及所述温度传感器的温度信号；
[0005]进一步改进方案有:所述温度传感器为一负温度系数(NTC)电阻。
[0006]进一步改进方案有:所述控制单元包括一检测单元和一微处理器(MCU)，检测单元用于检测电池单元的单元电池电压及温度，电池包微处理器(MCU)用于控制所述检测单元，并存储电池包ID数据。
[0007]进一步改进方案有:控制单元将采集到的数据由电池包微处理器(MCU)发送给充电器侧的充电微处理器(MCU)，充电器侧微处理器(MCU)处理上述数据，若所充电器侧微处理器判定检测到的单元电池电压不一致，则执行均衡功能。充电器侧微处理器(MCU)通过通信端口发出均衡控制指令给电池包侧微处理器(MCU)，电池包侧微处理器(MCU)控制检测单元执行均衡控制指令，让单元电池放电，直到单元电池电压实质上相同。
[0008]进一步改进方案有:一种电池包的充电方法,包括:一充电器微处理器(MCU)通过通信端口确定是否与待充电电池包实现电气连接；充电器的微处理器(MCU)基于电池包的控制单元检测的电压、温度数据，执行预定的充电模式；电池包控制单元自动地每隔1ms至I s周期性地向充电器MCU发送单元电池电压、温度数据。
[0009]本发明提供另一技术方案有:一种电动工具电池包，可拆卸地与充电器连接，该充电器具有充电器微处理器(MCUl)及信号传输端子，所述电动工具电池包包括:壳体，至少由两个锂单元电池串联组成的电池单元，与锂单元电池正极连接的电阻，温度传感器，用于检测电池单元的温度，信号传输端子，是与充电器的信号传输端子相互电性连接；所述电动工具电池包还包括一个控制单元，当该电动工具电池包的控制单元接收到上述充电器的微处理器需求指令时；电动工具的控制单元将采集电池单元的单元电池的电压及温度信号，并将采集到的信号通过信号传输端子间隔定时发送至所述充电器的微处理器。
[0010]由于在电池包内设置有控制单元，充电器可以实时监控充电过程中的单元电池电压、电池单元的温度信号，在单元电池电压不一致时，通过控制单元可以调节单元电池电压，使单元电池电压实质上趋于相同，由于在充电过程中，可以实时监控电池包内的电池单元的温度及单元电池电压信号，因此可以使充电性能更加可靠，同时在电池包的放电过程中，电动工具主体的微处理器(MCU)也可以实时获得电池包内的电池单元的温度及单元电池电压信号，可以准确的控制电池包的放电过程，从而提升了电池包的使用性能。
【【附图说明】】
[0011]图1:本发明的电池包示意图。
[0012]图2:本发明的充电器示意图。
[0013]图3:本发明的电池包、电动工具示意图。
[0014]图4:本发明的可充电电池包的电路框图。
[0015]图5:本发明的充电器的电路框图。
[0016]图6:本发明的电动工具的电路框图。
[0017]图7:本发明的第一实施例的电池包的充电电路图。
[0018]图8:本发明的第一实施例的电池包的放电电路图。
[0019]图9:本发明的第一实施例的电池包充电流程图。
[0020]图10:本发明的第一实施例的电池包放电流程图。
[0021]图11:本发明的第二实施例的电池包的充电电路图。
[0022]图12:本发明的第二实施例的电池包的放电电路图。
[0023]图13:本发明的第三实施例的电池包的充电电路图。
[0024]图14:本发明的第三实施例的电池包的放电电路图。
[0025]图15:本发明的第三实施例的电池包充电流程图。
[0026]图16:本发明的第三实施例的电池包放电流程图。
[0027]图17:现有技术中的电池包的框图。
【【具体实施方式】】
[0028]以下结合附图，对本发明的实施例做具体的说明，其中图1至图3分别为发明所用的电动工具电池包2，以及与其配对的充电器I及电动工具3，该电池包2具有至少三个端子，其中一对端子为与充电器连接的电性端子，另一个以上的端子为信号传输端子(当然也称为COM端子)，用于与充电器I或电动工具3作信号传输；在本实施方式中，电动工具3主要展示了冲击钻，当然该电动工具电池包也可用在其它产品上，如角磨机、割草机等。
[0029]如下实施方式中以五节锂电池串联组成的电池单元为例。
[0030]实施方式一:
[0031]如图4所示，为本发明电池包的电路框图，该电池包2为锂电池包，其包括由多节锂单元电池串联连接组成的电池单元；一温度传感器，用于检测电池包温度；与电池单元连接的控制单元，用于检测、发送单元电池电压、温度信号，并且能够控制单元电池的放电。
[0032]如图5所示，为本发明的充电器的电路框图，其包括一与电池包2的控制单元连接的微处理器(MCUl)，用于接收电池包2的控制单元采集的单元电池电压、温度数据来控制充电电路，调节充电电流、电压，并对电池包2的控制单元发出控制指令；还包括一交流-直流(AC-DC)转换电路。
[0033]如图6所示，为本发明的电动工具的电路框图。其包括一微处理器(MCU2)，其与电池包2的微处理器(MCU3)连接，用于接收电池包2的控制单元的单元电池电压、温度数据来控制工具的开关电路，调节电动工具3电机的电流或输出功率。
[0034]如图7所示，为本发明的电池包2的充电电路图。电池单元的正负极与充电器I的正负极连接；所述控制单元包括一检测单元和一微处理器MCU3，微处理器MCU3内存储有电池ID信息。多个电阻町、1?2、1?3、1?4、1?5 —端分别与单元电池celll、cell2、cell3、cell4、cell5的正极连接，另一端与检测单元连接，用于检测及调节单元电池电压，一与检测单元连接的负温度系数(NTC)电阻，用于检测电池单元的温度，微处理器MCU3与检测单元连接，并通过通信端C0M(也称作信号传输端子，如下相同)与充电器I的微处理器MCUl进行数据传输，充电器I的微处理器MCUl接收电池包的ID、单元电池电压、温度数据，并对接收到的数据进行处理运算，从而控制充电电路，实施充电。
[0035]具体充电过程如图9所示，在电池包2尚未插入充电器I时，充电器通信端COM为高电平，充电器I 一直处于待机状态，当电池包2插入充电器I后，充电器通信端COM电平被拉低，识别到有电池包2插入，充电器I向电池包2发送一充电启动指令，电池包2被激活，其微处理器MCU3接收所述充电启动指令，并控制检测单元检测电池单元的单元电池电压、温度信号，并将所述电压、温度及电池包ID数据发送给充电器I的微处理器MCU1，若充电器I的微处理器MCUl判定电池包2传来的ID信号可