CN106299497A - 电动工具与电池包的通讯控制方法 - Google Patents

电动工具与电池包的通讯控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电动工具与电池包的通讯控制方法，在这些方法中，首先检测电池包的电压或温度，然后根据电池包的电压或温度调整电动工具与电池包之间的通讯频率，在实现该方法时既可采用设定电压范围或温度范围以及与它们的对应的通讯频率，然后根据即时电压或温度所处的电压范围或温度范围，设定所采用的通讯频率，另外也可以采用设定数值关系使通讯频率能够与即时的电压或温度对应，从而根据即时的电压和温度设定所采用的通讯频率。采用这样的方法，既能实现电池包欠压和过温的保护，同时又在电池包处于相对安全的状态时降低了损耗在通讯上的能量。

Description

电动工具与电池包的通讯控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种电动工具与电池包的通讯控制方法。
背景技术
在使用电池包的电动工具中，很大一部分需要电动工具与电池包进行通讯以使电动工具获取电池包的工作状态，并对根据电池包的工作状态，对其进行保护。
比如当电池包的电压过低时启动欠压保护，电池包温度过高时启动过温保护等。这种情况下，电动工具与电池包通讯的过程会不断消耗电池包的能量。导致工具实际使用的电量降低。
发明内容
一方面，介绍两种根据电池包电压调整电动工具与电池包通讯频率的方法：
一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：检测电池包的电压；判断电池包的电压是处于第一电压范围还是处于小于第一电压范围的第二电压范围；当电池包的电压处于第一电压范围时，电动工具与电池包通讯的频率设为第一通讯频率；当电池包的电压处于第二电压范围时，电动工具与电池包通讯的频率设为大于第一通讯频率的第二通讯频率。
进一步地，当电池包的电压处于第一电压范围时，电池包采集自身电压的采集频率设为第一采集频率；当电池包的电压处于第二电压范围时，电池包采集自身电压的采集频率设为第二采集频率；第一采集频率小于第二采集频率。
另一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：检测电池包的电压；根据电池包的电压设置一个与之对应的通讯频率；电动工具与电池包按照通讯频率进行通讯；其中，通讯频率随着电池包电压的降低而增加。
进一步地，电池包根据自身电压设置一个与之对应的电压采样频率；其中，电池包的电压采样频率随着电池包电压的降低而增加。
另一方面，介绍两种根据电池包的温度调整电动工具与电池包通讯频率的方法：
其中一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：检测电池包的温度；判断电池包的温度是处于第一温度范围还是处于大于第一温度范围的第二温度范围；当电池包的温度处于第一温度范围时，电动工具与电池包通讯的频率设为第一通讯频率；当电池包的温度处于第二温度范围时，电动工具与电池包通讯的频率设为大于第一通讯频率的第二通讯频率。
进一步地，当电池包的温度处于第一温度范围时，电池包采集自身温度的采集频率设为第一采集频率；当电池包的温度处于第二温度范围时，电池包采集自身温度的采集频率设为第二采集频率；第一采集频率小于第二采集频率。
其中另一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：检测电池包的温度；根据电池包的温度设置一个与之对应的通讯频率；电动工具与电池包按照通讯频率进行通讯；其中，通讯频率随着电池包温度的升高而增加。
进一步地，电池包根据自身温度设置一个与之对应的温度采样频率；其中，电池包的温度采样频率随着电池包温度的升高而增加。
以下介绍两种综合根据电池包的电压和温度调整电动工具与电池包通讯频率的方法：
其中一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：检测电池包的电压；检测电池包的温度；根据电池包的电压设置一个与之对应的第一通讯频率；根据电池包的温度设置一个与之对应的第二通讯频率；比较第一通讯频率和第二通讯频率的大小，电动工具与电池包按照其中较大的一个进行通讯；其中，第一通讯频率随着电池包电压的降低而增加；第二通讯频率随着电池包温度的升高而增加。
其中另一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：检测电池包的电压；检测电池包的温度；判断电池包的电压所处的电压范围，并得出与该电压范围对应的第一通讯频率；判断电池包的温度所处的温度范围，并得出与该温度范围对应的第二通讯频率；比较第一通讯频率和第二通讯频率的大小，电动工具与电池包按照其中较大的一个进行通讯；其中，当电池包的电压处于较高的电压范围时，对应的第一通讯频率较高；当电池包的电压处于较低的温度范围时，对应的第二通讯频率较高。
附图说明
图1是一个能实现本发明通讯控制方法的电动工具与电池包的组合的示意框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1所示，电池包至少包括：电池控制器、电芯组。其中，电芯组的正极连接有一个电池正极端子B+，电芯组的负极连接有一个电池负极端子B-,电池包通过电池正极端子B+和电池负极端子B-使电芯组能够为电动工具供电。电池控制器能够检测电池包的电压，也就是电池正极端子B+和电池负极端子B-两端的电压，同时电池控制器连接有一个电池通讯端子，用于与电动工具构成数据通讯。电池包还设有一个温度检测模块，其能检测电池包内部的温度，尤其是电芯组附近的温度，并将检测的信息反馈至电池控制器，特别地，温度检测模块包含一个热敏电阻
电动工具至少包括：工具控制器、控制开关、电机；其中控制开关和电机构成一个放电电路，该放电电路还设有工具正极端子T+和工具负极端子T-，它们能使放电电路通过电池正极端子B+和电池负极端子B-接入至电芯组从而获得电能来源。工具控制器设有一个工具通讯端子C，当其与电池通讯端子D连接时，工具控制器和电池控制器可以进行数据通讯和信号交互。
一般而言，电动工具和电池包之间通讯，是为了使电池包在欠压或电池包内温度过高时，使电动工具中的工具控制器控制工具断开放电电路从而保证电池包中电芯组的不处于欠压和过温的状态。
在电池包为电动工具供电时，电芯组的电压随着其存储的电能的下降是逐渐下降的，同样的电池包的温度也是随着时间逐渐升高的，它们大致都是随着使用时间的增加而接近自己需要保护的欠压和高温的临界值。因此，如果在任何阶段都使电动工具和电池包一直处于较高的通讯频率，会造成不必要的能量损耗，电动工具和电池包只需要在接近欠压和过温时，保证它们之间具有足够的通讯频率以能及时的反馈信息和做出保护动作。
为了节省损耗在电动工具与电池包通讯的电能，本发明提供一种通讯控制方法，至少包括如下步骤：
检测电池包的电压；
判断电池包的电压是处于第一电压范围还是处于小于第一电压范围的第二电压范围；
当电池包的电压处于第一电压范围时，电动工具与电池包通讯的频率设为第一通讯频率；
当电池包的电压处于第二电压范围时，电动工具与电池包通讯的频率设为大于第一通讯频率的第二通讯频率。
在具体实现时可设置多个电压范围以及与电压范围相对应的通讯频率，然后判断电池包电压处于哪个电压范围之内，就以对应的通讯频率作为电动工具与电池包通讯的通讯频率。
采用该方法可将欠压保护的临界电压值以及其附近一定范围的电压值设为一个电压区间，并为该电压范围设置一个较高的与之对应的通讯频率。
在电池包电压接近欠压保护的临界电压值时，一旦检测出电池包电压位于该电压范围内，则采用设置较高的通讯频率从而保证了电池包在欠压时，电动工具能停止使用电池包的电能，保护电池包不会被过度放电。
对应的，对于电池包的温度也可以采用相类似的通讯控制方法，具体而言，该方法包括如下具体步骤：
电动工具检测电池包的温度；
判断电池包的温度是处于第一温度范围还是处于大于第一温度范围的第二温度范围；
当电池包的温度处于第一温度范围时，电动工具与电池包通讯的频率设为第一通讯频率；
当电池包的温度处于第二温度范围时，电动工具与电池包通讯的频率设为大于第一通讯频率的第二通讯频率。
与前述的为了实现欠压保护的节能的通讯控制方法相类似，为了实现温度保护的节能的通讯控制方法也是设有多个区间范围和与它们对应的通讯频率，所不同的是，一个根据电池包电压设置，一个根据电池包的温度设置，并且通讯频率的大小与区间范围的大小的对应关系时不同的。因为，对于欠压保护而言，电压越低越需要较高的通讯频率，而对于过温保护而言，温度越高越需要较高的通讯频率。
在电池包放电时，其温度越来越高、电压越来越低，所以欠压保护和过温保护对于提高通讯频率的需求在时间上是一致的，如果一个电动工具和电池包的组合既要对电池包进行欠压保护又要对其进行过温保护，那么以下提供了一种能够综合根据电压和温度情况调整电动工具与电池包之间通讯频率的控制方法，其具体包括如下步骤：
检测电池包的电压。
检测电池包的温度。
判断电池包的电压所处的电压范围，并得出与该电压范围对应的第一通讯频率。
判断电池包的温度所处的温度范围，并得出与该温度范围对应的第二通讯频率。
比较第一通讯频率和第二通讯频率的大小，电动工具与电池包按照其中较大的一个进行通讯。
其中，当电池包的电压处于较高的电压范围时，对应的第一通讯频率较高；当电池包的电压处于较低的温度范围时，对应的第二通讯频率较高。
该方法相当于分别独立根据电池包电压和温度的情况单独的设置若干个电压范围和温度范围，每个电压范围和温度范围均具有对应的通讯频率，然后根据检测出的电池包的电压和温度，判断它们分别属于的电压范围和电压区间，从而根据所处的电压范围得出一个与电压范围对应的通讯频率、根据所处的温度范围得出另一个与温度范围对应的通讯频率，然后比较这两个频率，采用它们中较大的一个作为电动工具与电池包的通讯频率。
另外，为了进一步节约电能，并使电池包采集自身电压的采集频率与电池包的通讯频率相适应(如果欠压保护和过温保护需要通过电动工具与电池包的通讯来实现，那么较高的采集频率对应较低的通讯频率也会造成电能浪费)，作为进一步的优选方案，可以在以上通讯控制方法的基础上使电池包采集自身电压的采集频率也与设定的电压范围或/和温度范围对应。
具体而言，针对仅根据电压情况调整通讯频率的方法中，除了对预设每一个电压范围设置一个对应通讯频率之外，还设置一个对应的采集频率；当检测到电压处于某一个电压范围内时，即按照该电压范围对应的通讯频率和采集频率使电动工具与电池包进行通讯、采集电池包自身的电压。需要说明的是，采集频率是变化的，远离欠压保护临界电压值的电压范围对应的采集频率较低，靠近欠压保护临界电压值的电压范围对应的采集频率较高，尤其是包含了欠压保护临界电压值的电压范围对应的采集频率应当足够以满足及时进行欠压保护。
同样的，针对仅根据电池包温度情况调整通讯频率的方法中，除了对预设每一个温度范围设置一个对应通讯频率之外，还设置一个对应的采集频率；当检测到电池包温度处于某一个温度范围内时，即按照该温度范围对应的通讯频率和采集频率使电动工具与电池包进行通讯、采集电池包自身的电压。需要说明的是，采集频率是变化的，远离过温保护临界温度的温度范围对应的采集频率较低，靠近温保护临界温度的温度范围对应的采集频率较高，尤其是包含了温保护临界温度的温度范围对应的采集频率应当足够以满足及时进行过温保护。
在综合根据电压和温度的情况调整通讯频率的方法中，作为一种优选，可以分别根据电压所处的电压范围和电池包温度所处的温度范围分别得出两个采集频率，然后选取其中频率较高的一个作为即时所采用的采集频率。
作为另一种优选方案，先从分别根据电压所处的电压范围和电池包温度所处的温度范围分别得出的两个通讯频率中选出较高的一个通讯频率，如果该通讯频率是由电压范围所对应的，则以电压范围所对应的采集频率作为即时所采用的采集频率；如果该通讯频率是由温度范围所对应的，则以温度范围所对应的采集频率作为即时所采用的采集频率。按照这样的方案,需在设置时，使所有采集频率具有相适应的值以保证具有足够的采集频率。
作为一种优选，可以使对应一个电压范围或温度范围的通讯频率等于对应的采集频率。
除了以上介绍的采用电压范围和温度范围确定不同的通讯频率的方法，为了根据电池包的电压变化而调整通讯频率，本发明还提供另一种电动工具与电池包的通讯控制方法，具体包括如下步骤：
检测电池包的电压；
根据电池包的电压设置一个与之对应的通讯频率；
电动工具与电池包按照通讯频率进行通讯；
其中，通讯频率随着电池包电压的降低而增加。
相似的，基于同一设计构思，根据电池包的温度变化而调整通讯频率的方法具体可包括如下步骤：
检测电池包的温度；
根据电池包的温度设置一个与之对应的通讯频率；
电动工具与电池包按照通讯频率进行通讯；
其中，通讯频率随着电池包温度的升高而增加。
采用这种通讯频率与电压或温度一一对应的方式，其好处在于，在一个具有运算能力的控制器中仅需要设置一个将电压或温度作为可变的运算参数的计算公式，然后通过即时带入即时的电压或温度即可得出相应的通讯频率。
这样相比设置电压或温度的范围而言，较为容易实现。
作为进一步的优选方案，采集电池包电压的频率和采集电池包温度的频率均可以根据电池包电压和温度变化而变化，相应的它们变化的趋势与电动工具与电池包的通讯频率变化的趋势是一致的，作为进一步地优选，使采集电池包电压的频率和采集电池包温度的频率与电动工具与电池包的通讯频率是相等的。
另外，电动工具与电池包之间的通讯，可以是由电池包发起的，也可以是由电动工具先激活电池包发起的，每次通讯之间的时间间隔（与通讯频率成反比）可以由电池包控制也可以由电动工具控制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：
检测所述电池包的电压；
判断所述电池包的电压是处于第一电压范围还是处于小于所述第一电压范围的第二电压范围；
当所述电池包的电压处于所述第一电压范围时，所述电动工具与所述电池包通讯的频率设为第一通讯频率；
当所述电池包的电压处于所述第二电压范围时，所述电动工具与所述电池包通讯的频率设为大于所述第一通讯频率的第二通讯频率。
2.根据权利要求1所述的通讯控制方法，
当所述电池包的电压处于所述第一电压范围时，所述电池包采集自身电压的采集频率设为第一采集频率；
当所述电池包的电压处于所述第二电压范围时，所述电池包采集自身电压的采集频率设为第二采集频率；
所述第一采集频率小于所述第二采集频率。
3.一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：
检测所述电池包的电压；
根据所述电池包的电压设置一个与之对应的通讯频率；
所述电动工具与所述电池包按照所述通讯频率进行通讯；
其中，所述通讯频率随着所述电池包电压的降低而增加。
4.根据权利要求3所述的通讯控制方法，
所述电池包根据自身电压设置一个与之对应的电压采样频率；
其中，所述电池包的电压采样频率随着所述电池包电压的降低而增加。
5.一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：
检测所述电池包的温度；
判断所述电池包的温度是处于第一温度范围还是处于大于所述第一温度范围的第二温度范围；
当所述电池包的温度处于所述第一温度范围时，所述电动工具与所述电池包通讯的频率设为第一通讯频率；
当所述电池包的温度处于所述第二温度范围时，所述电动工具与所述电池包通讯的频率设为大于所述第一通讯频率的第二通讯频率。
6.根据权利要求5所述的通讯控制方法，
当所述电池包的温度处于所述第一温度范围时，所述电池包采集自身温度的采集频率设为第一采集频率；
当所述电池包的温度处于所述第二温度范围时，所述电池包采集自身温度的采集频率设为第二采集频率；
所述第一采集频率小于所述第二采集频率。
7.一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：
检测所述电池包的温度；
根据所述电池包的温度设置一个与之对应的通讯频率；
所述电动工具与所述电池包按照所述通讯频率进行通讯；
其中，所述通讯频率随着所述电池包温度的升高而增加。
8.根据权利要求7所述的通讯控制方法，
所述电池包根据自身温度设置一个与之对应的温度采样频率；
其中，所述电池包的温度采样频率随着所述电池包温度的升高而增加。
9.一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：
检测所述电池包的电压；
检测所述电池包的温度；
根据所述电池包的电压设置一个与之对应的第一通讯频率；
根据所述电池包的温度设置一个与之对应的第二通讯频率；
比较所述第一通讯频率和所述第二通讯频率的大小，所述电动工具与所述电池包按照其中较大的一个进行通讯；
其中，所述第一通讯频率随着所述电池包电压的降低而增加；所述第二通讯频率随着所述电池包温度的升高而增加。
10.一种电动工具与电池包的通讯控制方法，包括：
检测所述电池包的电压；
检测所述电池包的温度；
判断所述电池包的电压所处的电压范围，并得出与该电压范围对应的第一通讯频率；
判断所述电池包的温度所处的温度范围，并得出与该温度范围对应的第二通讯频率；
比较所述第一通讯频率和所述第二通讯频率的大小，所述电动工具与所述电池包按照其中较大的一个进行通讯；
其中，当所述电池包的电压处于较高的电压范围时，对应的所述第一通讯频率较高；
当所述电池包的电压处于较低的温度范围时，对应的所述第二通讯频率较高。
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