[发明专利]电池组、电动工具和电池充电器

说明书

技术领域

本发明涉及一种容纳二次电池单元的电池组，特别是涉及具有锂离子电池单元的电池组、设置有该电池组的电动工具以及用于给电池组充电的电池充电器。

背景技术

装有二次电池的电池组通常被用作电动工具的电源。镍镉电池(以下称为“NiCd电池”)由于其大的放电电流和短的充电时间已被广泛地在这种电池组中用作为二次电池。例如，一种电池组具有7.2V的输出，其被配置为六个NiCd电池单元串联连接，其中每个单元具有1.2V的输出。

然而，由于NiCd电池中镉的毒性，近年来开始选择锂离子电池作为二次电池。由于锂离子电池具有高的输出密度，如每单元3.6V的输出，因此只通过串联连接两个锂离子电池单元就可构成具有7.2V输出的电池组。因此，存在一种对装有锂离子电池单元的电池组的需求，该电池组可用于NiCd兼容的电动工具和它们现有的配置下的电池充电器。

例如，如果在锂离子电池中发生过充电、过放电等类似情况，则电池可能会降解或发生故障。为了避免这些问题，在电池组中设置了保护集成电路(IC)和场效应晶体管(FET)。在充电或放电的开始时FET开启，同时保护IC监控从每个电池单元输出的电池电压。如果电池电压上升到高于规定值或下降到低于规定值，则作为安全措施，保护IC输出用于关闭FET的信号，切断充电/放电路径。

发明内容

一般情况下，开启FET大约需要10V的栅极电压。然而，装有两个串联连接的锂离子电池的电池组产生的电池电压小于10V。因此，该电池组不能可靠地开启FET。

鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供一种装有锂离子电池单元的电池组，其与装有NiCd电池单元的电池组完全兼容，并能够用于设计为使用装有NiCd电池单元的电池组的电池驱动的电动工具、电池充电器等等的现有配置。

为了达到上述及其他目的，本发明提供了一种电池组。该电池组可以包括：正极端子和负极端子；二次电池；以及升压装置。二次电池可以具有额定电压，并且可以被配置为输出正极端子和负极端子两端的电池电压。充电设备和放电设备可以被可选择地连接到正极端子和负极端子。充电设备可以给二次电池充电。放电设备可以使用提供自二次电池的电池电压来执行工作。升压装置可以用于将电池电压提升至大于额定电压的电压。被提升的电压可以被用作控制电压，该控制电压用于将二次电池连接至充电设备或放电设备，或用于将二次电池从充电设备或放电设备断开。

优选地，控制电压可以被施加到开关元件，该开关元件被设置于被连接至正极端子和负极端子的充电设备或放电设备中。

优选地，电池组可以进一步包括开关元件，该开关元件被施加了控制电压，并且在正极端子和负极端子之间被串联连接到二次电池。

优选地，电池组可以进一步包括：充电器检测装置；以及控制装置。充电器检测装置可以用于检测充电设备与正极端子和负极端子的连接。控制装置可以用于控制升压装置以产生控制电压，并将该控制电压施加到开关元件以用于开启开关元件，从而建立充电设备与正极端子和负极端子的连接。

优选地，电池组可以进一步包括连接端子，其用于连接充电设备。当充电设备被连接到连接端子时，充电设备可以将连接信号输出至连接端子。充电器检测装置可以响应连接信号来确定充电设备被连接到连接端子。

优选地，电池组可以进一步包括监控装置。监控装置可以用于监控电池电压，并当电池电压已经达到第一阈值时输出过充电信号。控制装置可以响应过充电信号来停止产生控制电压，从而使开关元件关闭。

优选地，电池组可以进一步包括：放电器检测装置和控制装置。放电器检测装置可以用于检测连接到正极端子和负极端子的放电设备的启动。控制装置可以用于控制升压装置以产生控制电压，并将控制电压施加到开关元件以用于开启开关元件，从而建立放电设备的启动。

优选地，放电器检测装置可以包括电流检测电路，其被配置为检测在放电设备中流动的电流。

优选地，电池组可以进一步包括监控装置。监控装置可以用于监控电池电压，并当电池电压已经达到第二阈值时输出过放电信号。控制装置响应过放电信号来停止产生控制电压，从而使开关元件关闭。

优选地，二次电池可以包括串联连接的两个锂离子电池单元。

优选地，放电设备可以是电池驱动的电动工具。

根据另一个方面，本发明提供了一种电动工具。该电动工具可以包括：上述的电池组；马达；以及触发器。马达可以被配置为使用电池组作为电源。触发器可以被配置为启动马达。