[实用新型]控制模块、电池组和电池组的控制配置及电动工具系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动工具(power tools)，尤其涉及用于电动工具的电池组(battery pack)的控制模块、电池组、电动工具系统和用于具有一或多个单电池的电池组的控制配置。

背景技术

可充电电池可以向从计算机产品到家用电器到电动工具等众多装置供电。这种电池常由镍镉(nickel-cadmium)、镍氢(nikel-metal-hydride)和/或锂离子(Li-ion)原电池(cell)串联连接而成。电池组可以为无塞绳装置供电，也可将电池组从装置中拆卸下来通过电池充电器进行充电或直接在无塞绳装置本身上进行充电。

串联连接成一个电池组的单电池(battery cell)的最多数量由电池组的输出电压和充电时施加的电源电压之间的关系确定。例如，一个NiCd单电池或一个NiMH单电池常规的输出电压是1.2V，充电时提供的电源电压大约是1.7V。假设输出电压为18V的电池组可适合大多数常规用途的电子装置，则在电池组中，串联连接的NiCd或NiMH单电池的最大数量为15个。另一方面，一个Li-ion单电池常规的输出电压可约为3.6V。因此，一个18VLi-ion电池组的例子中串联连接的Li-ion单电池的最大数量为5。

与NiCd电池组和NiMH电池组不同，Li-ion电池组可具有保护电池组外侧或内侧不出现故障的功能。这样可防止Li-ion电池中的原电池性能变坏，也可防止电池组使用寿命缩短。例如，如果在Li-ion电池组的外侧或内侧发生如短路之类的故障，可设置保险丝和/或开关以在放电电流或充电电流大于给定的电流水平时切断过放电电流或过充电电流。

上述带充电/放电控制和过放电保护的电池组主要是为如个人笔记本电脑、蜂窝式电话等便携式低电压电子装置设计的，这些装置一般需要2至4V的电压。这类装置的特征是所使用的电池组由一些原电池(如Li-ion、NiCd、NiMH原电池)组成，每一原电池提供的最高输出电压约为4.2V。

在这里介绍背景技术的目的是为了概括描述本实用新型的内容。相对于背景技术部分所描述的内容，在申请期间不能以任何方式限制为现有技术的本发明人的工作以及本说明书的一些方面既不能明确地也不能隐含地认为是可与本实用新型对比的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种用于向负载供电的电池的控制模块和电池组，以便在电池组中全部实现过度充电保护、过度放电保护，并在电池组充电过程中实现适应性原电池平衡。

本实用新型的另一目的是提供具有所述电池组的电动工具系统和用于具有一或多个单电池的电池组的控制配置。

根据本实用新型的一方面，提供一种用于向负载供电的电池的控制模块，其包括：补偿模块，当负载导出电流的时间增加时，其根据电池阻抗和电压及负载从所述电池中导出的电流可变化地调整断路电压(shutoffvoltage)；和放电控制模块，其根据所述经调整的断路电压限制供给所述负载的功率。

在一实施例中，该控制模块还包括计时器模块，计时器模块产生表示负载导出电流的时间的信号，其中补偿模块调整作为计时器模块信号的函数的截止电压(cutoff voltage)。计时器模块信号的函数可以是对数函数、指数函数和查找表中至少之一。此外，控制模块还可包括函数发生模块，其根据导出电流的负载类型产生所述对数函数和指数函数中的至少一种。

优选补偿模块在第一时间增量内向所述断路电压添加第一电压量以产生第一经调整的断路电压，而在第二时间增量内向所述经调整的断路电压添加第二电压量以产生第二经调整的断路电压。补偿模块也可根据电池温度调整断路电压。此外，补偿模块可包括用于断路电压调整的预定基本量，该基本量与负载类型无关。

本实用新型另一方面提供的电池组包括上面所述的控制模块和电池。优选电池可包括多个原电池，至少一个原电池可以是Li-ion化学原电池。此外，该电池组还可包括由放电控制模块控制、以限制供给所述负载的功率的开关和检测至少一个原电池的温度的温度传感器。电池组也可包括检测电流的电流传感器和检测电压的电压传感器。

根据本实用新型的又一方面，提供一种无塞绳电动工具系统，其包括第一电动工具和向该电动工具供电的电池组，电池组可包括多个单电池和补偿模块，电池组可拆卸地连结于第一电动工具。补偿模块可根据作为时间的函数由第一电动工具从多个单电池中导出的电流和多个单电池的阻抗及电压调整限制功率的断路电压。

优选无塞绳电动工具系统还包括用于电池组的充电器，其可对多个单电池反复充电。