CN106816654B - 用于保护电池包的系统和电池包保护方法 - Google Patents

用于保护电池包的系统和电池包保护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106816654B
CN106816654B CN201610730315.0A CN201610730315A CN106816654B CN 106816654 B CN106816654 B CN 106816654B CN 201610730315 A CN201610730315 A CN 201610730315A CN 106816654 B CN106816654 B CN 106816654B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery pack
voltage
discharge
detection module
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610730315.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106816654A (zh
Inventor
陈仕波
汪卓
陈亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Chervon Industry Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Deshuo Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Deshuo Industrial Co Ltd filed Critical Nanjing Deshuo Industrial Co Ltd
Publication of CN106816654A publication Critical patent/CN106816654A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106816654B publication Critical patent/CN106816654B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/448—End of discharge regulating measures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电池包保护方法和能实现该方法的系统，其中保护方法包括：使电池包放电；检测电池包温度T；检测电池包的放电电流I；检测电池包的放电电压U1；根据电池包温度T和放电电压U1获得内阻参量R；根据公式U2=U1+IR计算电量电压U2；判断电量电压U2是否小于预设阈值，如果是则限制电池包放电。该系统包括温度检测模块，电流检测模块，电压检测模块和控制模块。本发明的有益之处在于使电池包即使在低温的条件下仍能通过检测电压和电流的方式判断电池包所具有的确切电量，从而准确的采取过放保护动作。

Description

用于保护电池包的系统和电池包保护方法
技术领域
本发明涉及一种用于保护电池包的系统和应用于该电池包的保护方法。
背景技术
在电动工具领域，电池包是一种常用的供电装置，其能够提高使用电动工具的便捷性和移动性。
为了防止用户在使用电池包时使电池包放电过度从而损坏电池包内部的电芯，电池包都具有过放保护模块，以防止电池过度放电受到损害。当前的保护逻辑是根据电池包外接端电压来判断电池电量，当检测到的端电压小于一个定值时，切断电源。
但是，由于电芯本身存在内阻，内阻会影响对电池包外接端(正、负极)的电压从而使测量得到的电压并不能真实的反映电池包的实际电量，尤其是在低温条件下，电芯内阻急剧增大，使以往的判断方式产生较大误差，即使电池包还剩余相当的电量，而由于过放保护模块错误判断导致电池包无法提供电能输出。
发明内容
一种电池包保护方法，包括：
使电池包放电；
检测电池包温度T；
检测电池包的放电电流I；
检测电池包的放电电压U1；
根据电池包温度T或放电电压U1获得内阻参量R；
根据公式U2＝U1+IR计算电量电压U2；
判断电量电压U2是否小于预设阈值，如果是则限制电池包放电。
前述的电池包保护方法，其特征在于：
当电量电压U2大于预设阈值时，允许电池包放电。
前述的电池包保护方法，其特征在于：
电池包温度T和放电电流I的组合与内阻参量一一对应。
前述的电池包保护方法，其特征在于：
放电电压U1为电池包在放电时其正负极之间的电压。
前述的电池包保护方法，其特征在于：
限制电池包放电由电池包或使电池包放电的电动工具实现。
一种用于保护电池包的系统，包括：
温度检测模块，用于检测电池包的温度；
电流检测模块，用于检测电池包的电流；
电压检测模块，用于检测电池包的电压；
控制模块，能使电池包放电；
控制模块使电池包处于放电状态时，电流检测模块检测电池包的放电电流I，电压检测模块检测电池包的放电电压U1，进而控制模块根据公式U2＝U1+IR计算电量电压U2，然后根据电量电压U2与预设阈值的比较结果控制电池包是否放电；其中R为内阻参量，控制模块根据温度检测模块和电压检测模块的检测结果获得内阻参量R。
前述的系统，其特征在于：
控制模块在电量电压U2小于预设阈值时限制电池包放电。
前述的系统，其特征在于：
温度检测模块设置在电池包中。
前述的系统，其特征在于：
电流检测模块、电压检测模块、控制模块中至少一个设置在电池包中。
前述的系统，其特征在于：
电流检测模块、电压检测模块、控制模块中至少一个设置在电池包所适配的电动工具中。
本发明的有益之处在于使电池包即使在低温的条件下仍能通过检测电压和电流的方式判断电池包所具有的确切电量，从而准确的采取过放保护动作。
附图说明
图1是电动工具与电池包组合的外观示意图；
图2是用于保护电池包的系统的一个实施例的框图；
图3是用于保护电池包的系统的另一个实施例的框图；
图4是电池包保护方法的一个实例的逻辑框图。
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。
图1所示的组合100包括：电动工具101和电池包102。电动工具101可以是一个钻类工具，电池包102能为电动工具101供电。在电池包102结合至电动工具101时它们能够构成一个使电池包102放电的回路。
如图2所示的用于保护电池包的系统可以包括：温度模块11、电流检测模块12、电压检测模块13以及控制模块14。
如图2所示，控制模块14分别与温度模块11、电流检测模块12以及电压检测模块13相连接。
温度模块11用于检测电池包的温度，电流检测模块12设置在电池包中电芯的放电回路中检测电池包的放电电流，电压检测模块13用于检测电池包的电压。
更具体而言，电压检测模块13检测电池包的正极端子B+和负极端子B-之间的电压。
在该系统中，控制模块14能使电池包处于放电状态时，电流检测模块12检测电池包的放电电流I，电压检测模块13检测电池包的放电电压U1，进而控制模块14根据公式U2＝U1+IR计算电量电压U2，然后根据电量电压U2与预设阈值的比较结果控制电池包是否放电，具体而言在电量电压U2小于预设值时使电池包停止放电；其中R为内阻参量，控制模块14根据温度模块11或电流检测模块12的检测结果获得内阻参量R。
由于电池包温度以及电芯的电量在处于极限情况下都会对电芯的内阻造成较大的影响，比如在电芯电量处于接近放光时与电芯电量在接近50％时，即使在相同的温度下，电芯的内阻是不同；相对的，在较低的温度时和在较高的温度时，即使电芯电量同样在50％，电芯的内阻也是不同的。
作为一种可选方案，控制模块14可以根据温度模块11和电流检测模块12的结果综合获得内阻参量R，应当理解为至少根据它们中一个的检测结果获得内阻参量R。
作为更进一步的优选，可以令温度模块11检测温度，如果温度在一个特定的预设范围内，则控制模块14仅根据电压检测模块13的检测结果，获得内阻参量R；当然相应的，在电池包中电芯的电量在一个预设范围内时，则使控制模块14仅根据温度模块11的检测结果获得内阻参量R。
由于在没有获得内阻参量R的时候，是无法得知电池包中电芯的真实电量的，所以作为可选方案，可以间隔的采用同时根据温度模块11和电压检测模块13获得内阻的方式和单独使用温度获得内阻的方式；这样可以有效的降低运行检测带来的功耗。
具体而言，控制模块14可以通过控制电池包放电回路上的开关16控制电池包是否放电。
另外，电池包的放电回路上设有一个电机15作为用电装置。
上述模块中，温度模块11由于需要检测电池包的温度所以其可以设置如图1所示的电池包102的内部。
如图2所示的电流检测模块12、电压检测模块13以及控制模块14可以设置在如图1所示的电动工具中。然后通过电池包与电动工具之间的连接端子实现电连接。比如温度模块11可以通过电池包设有的数据端子D连接到电动工具中的控制模块14。
作为另外的方案，如图3所示，电流检测模块12、电压检测模块13以及控制模块14也可以均设置在电动工具中。
如图4所示，作为本发明的电池包保护方法包括：
S401.使电池包放电；
S402.检测电池包温度T、放电电流I、放电电压U1；
S403.根据所述电池包温度T和所述放电电流I获得内阻参量R；
S404.根据公式U2＝U1+IR计算电量电压U2；
S405.判所述断电量电压U2是否小于预设阈值，如果否，可以返回再次循环以上步骤；
S406.如果是，则使电池包停止放电。
作为一种具体方案，内阻参量R存储在相应的控制模块14中，控制模块14可以根据获得放电电压U1和电池包温度T数据的组合以及相应对应关系寻找对应的内阻参量R。
这里所指的对应关系，可以是相应的计算公式也可以是其他方式的对应关系。
具体的，这种对应关系是一一对应，即一个放电电流I与电池包温度T的组合与一个内阻参量R对应。
当然，内阻参量R的获得也可以如前所述那样，仅根据放电电压U1和电池包温度T中的一个而获得。
另外，控制放电回路通断的开关16也可以设置电池包中，或者设置多个控制放电回路的开关16，其中一部分设置在电动工具中，另一部分设置在电池包中，实现多重保护。
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 (9)

1.一种电池包保护方法，包括：
使所述电池包放电；
检测所述电池包温度T；
检测所述电池包的放电电流I；
检测所述电池包的放电电压U1；
根据所述放电电流I与所述电池包温度T获得内阻参量R；
所述电池包温度T和所述放电电流I的组合与所述内阻参量R对应；
根据公式U2=U1+IR计算电量电压U2；
判断所述电量电压U2是否小于预设阈值，如果是则限制所述电池包放电。
2.根据权利要求1所述的电池包保护方法，其特征在于：
当所述电量电压U2大于预设阈值时，允许电池包放电。
3.根据权利要求1所述的电池包保护方法，其特征在于：
所述放电电压U1为所述电池包在放电时其正负极之间的电压。
4.根据权利要求1所述的电池包保护方法，其特征在于：
限制电池包放电由所述电池包或使所述电池包放电的电动工具实现。
5.一种用于保护电池包的系统，包括：
温度模块，用于检测所述电池包的温度；
电流检测模块，用于检测所述电池包的电流；
电压检测模块，用于检测所述电池包的电压；
控制模块，能使所述电池包放电；
所述控制模块使电池包处于放电状态时，所述电流检测模块检测所述电池包的放电电流I，所述电压检测模块检测所述电池包的放电电压U1，进而所述控制模块根据公式U2=U1+IR计算电量电压U2，然后根据所述电量电压U2与预设阈值的比较结果控制所述电池包是否放电；其中R为内阻参量，所述控制模块根据所述温度模块和所述电流检测模块的检测结果获得内阻参量R。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：
所述控制模块在所述电量电压U2小于预设阈值时限制所述电池包放电。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：
所述温度检测模块设置在所述电池包中。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：
所述电流检测模块、电压检测模块、控制模块中至少一个设置在所述电池包中。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：
所述电流检测模块、电压检测模块、控制模块中至少一个设置在所述电池包所适配的电动工具中。
CN201610730315.0A 2015-11-30 2016-08-25 用于保护电池包的系统和电池包保护方法 Active CN106816654B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510856770 2015-11-30
CN2015108567700 2015-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106816654A CN106816654A (zh) 2017-06-09
CN106816654B true CN106816654B (zh) 2020-09-01

Family

ID=58694236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610730315.0A Active CN106816654B (zh) 2015-11-30 2016-08-25 用于保护电池包的系统和电池包保护方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170155261A1 (zh)
CN (1) CN106816654B (zh)
DE (1) DE102016122813A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110994052B (zh) * 2019-12-14 2021-07-02 惠州Tcl移动通信有限公司 延长电池续航能力的方法及装置、存储介质、终端设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103812089A (zh) * 2012-11-14 2014-05-21 深圳市海洋王照明工程有限公司 一种电池包及其电池状态监测电路
CN104880673A (zh) * 2015-05-11 2015-09-02 深圳天珑无线科技有限公司 电池电量测量方法以及移动终端

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW535308B (en) * 2000-05-23 2003-06-01 Canon Kk Detecting method for detecting internal state of a rechargeable battery, detecting device for practicing said detecting method, and instrument provided with said
JP2006129588A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の電力制御方法及び電源装置
JP2012083142A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Toshiba Corp 二次電池の内部抵抗演算装置
CN104733790A (zh) * 2013-12-21 2015-06-24 苏州宝时得电动工具有限公司 多电池包共同放电保护参数设置方法及过载保护方法
CN104753128A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 南京德朔实业有限公司 充电组合和电动工具
CN104330636A (zh) * 2014-11-19 2015-02-04 天津力神电池股份有限公司 一种锂离子电池直流内阻推测方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103812089A (zh) * 2012-11-14 2014-05-21 深圳市海洋王照明工程有限公司 一种电池包及其电池状态监测电路
CN104880673A (zh) * 2015-05-11 2015-09-02 深圳天珑无线科技有限公司 电池电量测量方法以及移动终端

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016122813A1 (de) 2017-06-01
US20170155261A1 (en) 2017-06-01
CN106816654A (zh) 2017-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101982427B1 (ko) 자동차의 배터리용 배터리 셀, 배터리 및 자동차
EP3573212A1 (en) Battery pack system, control method thereof and management device
EP3767731B1 (en) Battery pack and charging bank
US7633268B2 (en) Charging apparatus
EP2894758A1 (en) Power supply, power supply charging circuit, power supply charging method and terminal device
US11095142B2 (en) Power tool system and method for controlling power tool system
CN104914383A (zh) 电池健康状况检测模块和系统及带有该检测模块的电池
MX2011002544A (es) Cargador de baterías.
CN216354438U (zh) 自加热控制电路和系统
JP2006020497A (ja) バッテリパック
WO2009154079A1 (ja) 二次電池パック
US8872451B2 (en) Motor device and power tool
CN102593909A (zh) 电池均衡电路可靠性检测系统
WO2011122696A1 (en) Battery pack and power tool using the same
WO2021083149A1 (zh) 充电方法和充电系统
CN104953198A (zh) 电池包组的控制方法、电池包组及电动工具
CN106299180B (zh) 电动工具和电池包的组合
CN105470925A (zh) 二次电池保护电路及电池装置
KR102332335B1 (ko) 배터리 팩
EP2759379B1 (en) Electric tool
CN106816654B (zh) 用于保护电池包的系统和电池包保护方法
CN103592601A (zh) 一种根据充放电曲线自动检测电池容量的测试系统
JP2017140686A (ja) 電動工具、電池パック及び電動工具システム
US20200185784A1 (en) Battery pack
CN205141749U (zh) 电动汽车锂电池管理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: 211106 No. 529, 159, Jiangjun Avenue, Jiangning District, Nanjing, Jiangsu Province

Patentee after: Nanjing Quanfeng Technology Co.,Ltd.

Address before: 211106, No. 159, general road, Jiangning economic and Technological Development Zone, Nanjing, Jiangsu

Patentee before: NANJING CHERVON INDUSTRY Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address