CN108539803A - 电池组件及其供电方法、电池组件及其保护方法 - Google Patents

电池组件及其供电方法、电池组件及其保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池组件及其供电方法、电池组件及其保护方法，电池组件，包括至少一个电池单元和接口模块组，电池单元接通接口模块组向外接工具供电。接口模块上电性连接有电池检测电路。电池检测电路检测电池单元信息，并发送至外接工具。通过上述方式，本发明电池组件及其供电方法、电池组件及其保护方法，能够选择单个电池单元输出，也可以将多个电池单元串联输出，并且有效监测电池单元工况，保证使用安全。

Description

电池组件及其供电方法、电池组件及其保护方法
技术领域
本发明涉及电池领域，特别是涉及一种电池组件及其供电方法、电池组件及其保护方法。
背景技术
园林工具和电动工具类DC产品，在使用电池作为电源的时候，电池有不同的串并方式来满足不同的工具使用工况。目前的的做法都是 不同类型的电动或园林工具使用不同结构的电池组。比如18v系列的电动或园林类工具匹配18v的电池组。36v系列的电动或园林类工具匹配36v的电池组，依次类推。消费者在使用这类产品的时候需要购买不同的电池组和相应的适配器，这样后续的维护成本很高。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种电池组件及其供电方法、电池组件及其保护方法，能够选择单个电池单元输出，也可以将多个电池单元串联输出，并且有效监测电池单元工况，保证使用安全。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电池组件，包括至少一个电池单元和接口模块组，所述电池单元接通接口模块组向外接工具供电，所述接口模块组包括多个依次串联的接口模块，所述电池单元接通接口模块向外接工具供电，所述接口模块常开使电池单元与其他接口模块常开的电池单元串联并供电至外接工具，所述接口模块常闭使电池单元断开与其他其他接口模块常开的电池单元的串联。
在本发明一个较佳实施例中，所述接口模块包括输入正端子和输入负端子、输出正端子、输出负端子和转换装置，所述输入正端子和输入负端子与电池单元电性连接，所述输出正端子和输入正端子之间电性连接，所述输出负端子和输入正端子之间电性连接，所述转换装置一端电性连接在输入正端子和输出正端子之间，一端连接在输入负端子和输出负端子之间，所述转换装置常开使对应连接的电池单元供电至外接工具，常闭使输入正端子和输入负端子之间短路使电池单元断开输出。
在本发明一个较佳实施例中，所述输入正端子和输入负端子与分别与电池单元的正极和负极对应电性连接，所述输出正端子与外接工具电性连接或者与另一接口模块的输出负端子电性连接，所述输出负端子与外接工具电性连接或者与另一接口模块的输出正端子电性连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述接口模块组中的一个接口模块的输出正端子与外接工具电性连接，另一个接口模块的输出负端子与外接工具电性连接，其余的接口模块的输出正端子和另一接口模块的输出负端子之间电性连接使接口模块依次串联。
在本发明一个较佳实施例中，所述输入正端子和转换装置之间还设有保险装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述电池组件上还电性连接有DC/AC转换器。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电池组件的供电方法，包括以下步骤：a.需要一个电池单元供电时，将电池单元与接口模块组中的一个接口模块接通，该接口模块常开使该电池单元通过接口模块组向外接工具供电；b.需要多个电池单元供电时，多个电池单元分别与接口模块组中的多个接口模块，接通电池单元的接口模块常开，使多个电池单元之间串联后向外接工具供电。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种具有电池保护装置的电池组件，包括上述的电池组件，每个所述接口模块上电性连接有电池检测电路，所述电池检测电路之间电性连接有用于光耦合器，所述光耦合器用于电池检测电路之间数据传输，所述电池检测电路检测电池单元信息，电池检测电路将高侧电池单元的数据通过光耦合器发送至低侧的电池检测电路，并通过低侧的电池检测电路将数据发送至外接工具。
在本发明一个较佳实施例中，所述电池检测电路包括供电检测单元、位置检测单元和微控制单元，所述供电检测单元分别与转换装置、微控制单元和输出负端子电性连接，所述位置检测单元分别与转换装置和微控制单元电性连接，所述微控制单元与电池单元接通并接受电池单元的数据。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种具有电池保护装置的电池组件的保护方法，包括以下步骤：a.单个电池单元供电时，电池单元插入接口模块进行供电，电池检测电路检测电池单元的电压和位置；b.检测到电池单元处于低侧时，高侧的电池检测电路不通电为断开状态，通过低侧的电池检测电路将电池单元的信息发送至外接工具；c.检测到电池单元处于高侧时，高侧的电池检测电路获取电池单元的信息，然后通过光耦合器将信息发送至低侧的电池检测电路，低侧的电池检测电路将电池单元的信息发送至外接工具；d.多个电池单元供电时，高侧和低侧的电池检测电路获取电池单元的信息，并且高侧的电池检测电路通过光耦合器发送至低侧的电池检测电路，低侧的电池检测电路将电池单元的信息发送至外接工具；
在本发明一个较佳实施例中，所述外接工具接受与接口模块接通的电池单元的通信数据、电压数据和温度数据，并判断数据是否正常，数据正常则接口模块接通的电池单元接通，外接工具正常工作，数据不正常则接口模块接通的电池单元断开，外接工具不工作。
本发明的有益效果是：本发明电池组件及其供电方法、电池组件及其保护方法，能够选择单个电池单元输出，也可以将多个电池单元串联输出，并且有效监测电池单元工况，保证使用安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明电池组件一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1所示电池组件的实施例的结构示意图；
图3是图1所示电池组件的另一实施例的结构示意图；
图4是图1所示电池组件的另一实施例的结构示意图；
图5是具有电池保护装置的电池组件的结构示意图；
图6是图5所示的实施例的结构示意图；
图7是图5所示的另一实施例的结构示意图；
图8是图5所示的另一实施例的结构示意图；
图9是图5所示具有电池保护装置的电池组件的工作流程示意图；
附图中各部件的标记如下：1、电池单元，2、接口模块组，3、接口模块，21、输入正端子，20、输入负端子，211、输出正端子，210、输出负端子，转换装置S，保险装置F，4、电路检测，5、光耦合电路，41、供电检测单元，42、位置检测单元，43、微控制单元，6、外接工具，7、DC/AC转换器。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种电池组件，包括至少一个电池单元1和接口模块组2，电池单元1接通接口模块2组向外接工具6供电，接口模块组2包括多个依次串联的接口模块3，电池单元1接通接口模块2向外接工具6供电，接口模块3常开使电池单元1与其他接口模块2常开的电池单元1串联并供电至外接工具6，接口模块3常闭使电池单元1断开与其他其他接口模块2常开的电池单元1的串联。
另外，接口模块2包括输入正端子21和输入负端子20、输出正端子211、输出负端子210和转换装置S，输入正端子21和输入负端子20与电池单元1电性连接，输出正端子211和输入正端子21之间电性连接，输出负端子210和输入正端子20之间电性连接，转换装置S一端电性连接在输入正端子21和输出正端子211之间，一端连接在输入负端子20和输出负端子210之间，转换装置S常开使对应连接的电池单元1供电至外接工具6，常闭使输入正端子21和输入负端子20之间短路使电池单元1断开输出。
另外，输入正端子21和输入负端子20与分别与电池单元1的正极和负极对应电性连接，输出正端子211与外接工具6电性连接或者与另一接口模块3的输出负端子210电性连接，输出负端子210与外接工具6电性连接或者与另一接口模块3的输出正端子211电性连接。
另外，接口模块组2中的一个接口模块3的输出正端子211与外接工具电性连接，另一个接口模块2的输出负端子210与外接工具6电性连接，其余的接口模块3的输出正端子211和另一接口模块3的输出负端210子之间电性连接使接口模块3依次串联。
另外，输入正端子211和转换装置S之间还设有保险装置F。
另外，电池组件上还电性连接有DC/AC转换器7。如图8所示，通过外接DC/AC转换器7输出至外接电机。
一种电池组件的供电方法，包括以下步骤：a.需要一个电池单元供电时，将电池单元1与接口模块组2中的一个接口模块3接通，该接口模块3常开使该电池单元1通过接口模块组2向外接工具6供电；b.需要多个电池单元2供电时，多个电池单元2分别与接口模块组2中的多个接口模块3接通，接通电池单元1的接口模块3常开，使多个电池单元1之间串联后向外接工具6供电。
如图2和图3所示，当仅使用一个电池单元1的时候，电池单元1插入接口模块3的时候，接口模块3的转换装置S会由原来短路状态打到常开状态，其余的接口模块3的转换装置为短路状态，然后电池单眼接入输入正端子21和输入负端子20此时接口模块的输出正端子211和输出负端子210输出电压等于电池单元1电压。
如图4所示，当使用多个电池单元1时，电池单元1插入接口模块3的时候，接口模块3的转换装置S会由原来短路状态打到常开状态，各个接口模块3串联使多个电池单元3输出。
一种具有电池保护装置的电池组件，包括上述的电池组件，每个接口模块3上电性连接有电池检测电路4，电池检测电路4之间电性连接有用于光耦合器5，光耦合器5用于电池检测电路4之间数据传输，电池检测电路4检测电池单元1信息，电池检测电路4将高侧电池单元1的数据通过光耦合器5发送至低侧的电池检测电路4，并通过低侧的电池检测电路4将数据发送至外接工具6。
另外，电池检测电路4包括供电检测单元41、位置检测单元42和微控制单元43，供电检测单元41分别与转换装置S、微控制单元42和输出负端子210电性连接，位置检测单元42分别与转换装置S和微控制单元42电性连接，微控制单元42与电池单元1接通并接受电池单元1的数据。
一种具有电池保护装置的电池组件的保护方法，包括以下步骤：a.单个电池单元1供电时，电池单元1插入接口模块3进行供电，电池检测电路4检测电池单元1的电压和位置；b.检测到电池单元1处于低侧时，高侧的电池检测电路4不通电为断开状态，通过低侧的电池检测电路4将电池单元1的信息发送至外接工具6，外接工具6根据电池单元信息判断是否启动；c.检测到电池单元1处于高侧时，高侧的电池检测电路4获取电池单元的信息，然后通过光耦合器5将信息发送至低侧的电池检测电路4，低侧的电池检测电路4将电池单元1的信息发送至外接工具6，外接工具6根据电池单元信息判断是否启动；d.多个电池单元1供电时，高侧和低侧的电池检测电路4获取电池单元的信息，并且高侧的电池检测电路4通过光耦合器5发送至低侧的电池检测电路4，低侧的电池检测电路4将电池单元1的信息发送至外接工具6，外接工具6根据电池单元信息判断是否启动；
另外，外接工具6接受与接口模块3接通的电池单元1的通信数据、电压数据和温度数据，并判断数据是否正常，数据正常则接口模块接通3的电池单元1接通，外接工具6正常工作，数据不正常则接口模块2接通的电池单元1断开，外接工具6不工作。
如图6，当电池单元1插入低位时，低位的转换装置S会由原来短路状态打到常开状态，此时高位的电池检测电路4为断路状态，通过低位的电池检测电路4与外接工具6进行通信，实现外接工具6的工作的开启或者关闭。
如图7，当电池单元1插入高位时，高位的转换装置S会由原来短路状态打到常开状态，此时高位的电池检测电路4通电进行检测，低位的电池检测电路4也正常通电工作，但此时由于地位没有插入电池单元1，电池检测电路4无法检测地位的电池单元1的信息，高位的电池检测电路4通过光耦合器5将信息发送至低位的电池检测电路4，然后由低位的电池检测电路4与外界工具6进行通信，实现外接工具6的工作的开启或者关闭。
如图5，当电池单元1同时插入，接口模块3的转换装置S会由原来短路状态打到常开状态，接口模块3之间串联，对应的电池检测电路4分别检测该接口模块上的电池单元1，之后所有高位的电池检测电路4将信息发送至低位的电池检测电路4，然后由低位的电池检测电路4与外界工具+进行通信，实现外接工具+的工作的开启或者关闭。无论使用几个电池单元1，均通过低位的电池检测电路4与外界工具6进行通信。
区别于现有技术，本发明电池组件及其供电方法、电池组件及其保护方法，能够选择单个电池单元输出，也可以将多个电池单元串联输出，并且有效监测电池单元工况，保证使用安全。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种电池组件，包括至少一个电池单元和接口模块组，所述电池单元接通接口模块组向外接工具供电，其特征在于，所述接口模块组包括多个依次串联的接口模块，所述电池单元接通接口模块向外接工具供电，所述接口模块常开使电池单元与其他接口模块常开的电池单元串联并供电至外接工具，所述接口模块常闭使电池单元断开与其他其他接口模块常开的电池单元的串联。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述接口模块包括输入正端子和输入负端子、输出正端子、输出负端子和转换装置，所述输入正端子和输入负端子与电池单元电性连接，所述输出正端子和输入正端子之间电性连接，所述输出负端子和输入正端子之间电性连接，所述转换装置一端电性连接在输入正端子和输出正端子之间，一端连接在输入负端子和输出负端子之间，所述转换装置常开使对应连接的电池单元供电至外接工具，常闭使输入正端子和输入负端子之间短路使电池单元断开输出。
3.根据权利要求2所述的电池组件，其特征在于，所述输入正端子和输入负端子与分别与电池单元的正极和负极对应电性连接，所述输出正端子与外接工具电性连接或者与另一接口模块的输出负端子电性连接，所述输出负端子与外接工具电性连接或者与另一接口模块的输出正端子电性连接。
4.根据权利要求3所述的电池组件，其特征在于，所述接口模块组中的一个接口模块的输出正端子与外接工具电性连接，另一个接口模块的输出负端子与外接工具电性连接，其余的接口模块的输出正端子和另一接口模块的输出负端子之间电性连接使接口模块依次串联。
5.根据权利要求4所述的电池组件，其特征在于，所述输入正端子和转换装置之间还设有保险装置。
6.根据权利要求1-5任一所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件上还电性连接有DC/AC转换器。
7.一种根据权利要求1所述的电池组件的供电方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.需要一个电池单元供电时，将电池单元与接口模块组中的一个接口模块接通，该接口模块常开使该电池单元通过接口模块组向外接工具供电；
b.需要多个电池单元供电时，多个电池单元分别与接口模块组中的多个接口模块，接通电池单元的接口模块常开，使多个电池单元之间串联后向外接工具供电。
8.一种具有电池保护装置的电池组件，包括权利要求1-6任一所述的电池组件，其特征在于，每个所述接口模块上电性连接有电池检测电路，所述电池检测电路之间电性连接有用于光耦合器，所述光耦合器用于电池检测电路之间数据传输，所述电池检测电路检测电池单元信息，电池检测电路将高侧电池单元的数据通过光耦合器发送至低侧的电池检测电路，并通过低侧的电池检测电路将数据发送至外接工具。
9.根据权利要求8所述的具有电池保护装置的电池组件，其特征在于，所述电池检测电路包括供电检测单元、位置检测单元和微控制单元，所述供电检测单元分别与转换装置、微控制单元和输出负端子电性连接，所述位置检测单元分别与转换装置和微控制单元电性连接，所述微控制单元与电池单元接通并接受电池单元的数据。
10.一种根据权利要求8所述的具有电池保护装置的电池组件的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.单个电池单元供电时，电池单元插入接口模块进行供电，电池检测电路检测电池单元的电压和位置；
b.检测到电池单元处于低侧时，高侧的电池检测电路不通电为断开状态，通过低侧的电池检测电路将电池单元的信息发送至外接工具，外接工具根据电池单元信息判断是否启动；
c.检测到电池单元处于高侧时，高侧的电池检测电路获取电池单元的信息，然后通过光耦合器将信息发送至低侧的电池检测电路，低侧的电池检测电路将电池单元的信息发送至外接工具，外接工具根据电池单元信息判断是否启动；
d.多个电池单元供电时，高侧和低侧的电池检测电路获取电池单元的信息，并且高侧的电池检测电路通过光耦合器发送至低侧的电池检测电路，低侧的电池检测电路将电池单元的信息发送至外接工具，外接工具根据电池单元信息判断是否启动。
11.根据权利要求9所述的具有电池保护装置的电池组件的保护方法，其特征在于，所述外接工具接受与接口模块接通的电池单元的通信数据、电压数据和温度数据，并判断数据是否正常，数据正常则接口模块接通的电池单元接通，外接工具正常工作，数据不正常则接口模块接通的电池单元断开，外接工具不工作。
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