CN112103582A - 一种电池包及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池包及其使用方法，所述电池包，包括：电池组件；充电组件，所述充电组件与所述电池组件相配合，以使得外界电源为所述电池组件充电；以及放电组件，所述放电组件与所述电池组件相配合，以使得所述电池组件为用电设备供电；所述放电组件包括放电线圈以及与所述放电线圈相配合的放电整合模块，以使得所述电池组件通过所述放电组件非接触式地输出电能。相较于现有技术，本发明电池包能够通过放电组件非接触式地输出电能，从而提高了所述电池包的防水性能，同时也避免了因接口规格差异而导致电池包通用性低的问题。

Description

一种电池包及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种电池包以及该电池包的使用方法。

背景技术

电动工具由于能够有效减轻工人的劳动强度，提高工人的工作效率而广受用户喜爱，广泛应用于建筑、装潢、园林、家庭清洁等领域。例如，电钻、电锯、吸尘器、割草机、修枝机等等。为了使得电动工具的使用范围不受市电的限制，电动工具通常配置有电池包，以便于电动工具在没有市电插头的地方使用。然而，现有的电池包通常都是采用外露的导电端子进行放电。如此设置，降低了电池包、电动工具的防水性能。当电动工具在雨天操作时，将会导致电池包、电动工具短路。其次，随着外露导电端子插拔次数的增多，电池包的导电端子、电动工具的导电端子可能会松动，从而导致接触不良的问题。最后，不同厂家生产的电池包的接口规格具有差异，如此降低了电池包的通用性。

鉴于上述问题，有必要提供一种新的电池包，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池包，该电池包能够通过放电组件非接触式地输出电能，从而提高了所述电池包的防水性能，同时也避免了因接口规格差异而导致电池包通用性低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电池包，包括：电池组件；充电组件，所述充电组件与所述电池组件相配合，以使得外界电源为所述电池组件充电；以及放电组件，所述放电组件与所述电池组件相配合，以使得所述电池组件为用电设备供电；所述放电组件包括放电线圈以及与所述放电线圈相配合的放电整合模块，以使得所述电池组件通过所述放电组件非接触式地输出电能。

作为本发明的进一步改进，所述放电整合模块包括变频器；所述变频器的输入端与所述电池组件连接，其输出端与所述放电线圈连接；所述充电组件包括与外界电源相配合的导电端子。

作为本发明的进一步改进，所述放电整合模块还包括转换器；所述转换器的输入端与所述电池组件连接，其输出端与所述变频器的输入端连接。

作为本发明的进一步改进，所述充电组件包括充电线圈以及与所述充电线圈相配合的充电整合模块，以使得所述电池组件通过所述充电组件非接触式地接收电能。

作为本发明的进一步改进，所述充电整合模块包括充电整流电路；所述充电整流电路的输入端与所述充电线圈连接，其输出端与所述电池组件连接。

作为本发明的进一步改进，所述充电整合模块还包括变压电路；所述变压电路的输入端与所述充电整流电路的输出端连接，其输出端与所述电池组件连接。

作为本发明的进一步改进，所述充电线圈、放电线圈为同一个或同一组线圈。

作为本发明的进一步改进，所述电池包还设置有模式切换按钮；当所述模式切换按钮处于第一状态时，所述线圈与所述充电整合模块相配合；当所述模式切换按钮处于第二状态时，所述线圈与所述放电整合模块相配合。

作为本发明的进一步改进，所述电池包还设置有状态显示灯；当所述电池包处于充电模式时，所述状态显示灯处于第一状态；当所述电池包处于放电模式时，所述状态显示灯处于第二状态。

作为本发明的进一步改进，所述电池包还包括壳体，所述壳体包括顶壁、与所述顶壁相对设置的底壁以及垂直于所述顶壁的侧壁，所述顶壁、底壁以及侧壁围设形成收容腔以收容所述电池组件；所述顶壁、底壁、侧壁中的至少一个设置有至少一个所述线圈。

作为本发明的进一步改进，当所述线圈的数量不小于2时，所述线圈串联或并联。

作为本发明的进一步改进，所述电池包还设置有检测所述充电组件或放电组件电流的电流检测单元。

作为本发明的进一步改进，所述电池包还设置有与所述充电线圈、放电线圈相配合的隔磁片。

作为本发明的进一步改进，所述电池包包括壳体；所述壳体与所述线圈相对应处设置有外设固定架，以辅助固定用电设备。

本发明还提供了一种电池包使用方法，所述电池包包括电池组件、充电组件以及放电组件；所述充电组件包括充电线圈以及与所述充电线圈相配合的充电整合模块，以使得所述电池包通过充电组件非接触式地接收电能；所述放电组件包括放电线圈以及与所述放电线圈相配合的放电整合模块，以通过所述放电组件非接触式地输出电能；所述电池包使用方法包括如下步骤：S1：获取所述电池包的工作模式；S2：根据工作模式信息，控制所述充电线圈与所述充电整合模块连接，或者控制所述放电线圈与所述放电整合模块连接。

作为本发明的进一步改进，所述电池包使用方法还包括步骤S0：检测所述电池包的状态信息，并判断是否异常。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S0还包括如下步骤：S01：检测所述电池组件的状态信息是否异常；若异常，则控制所述充电组件、放电组件与所述电池组件断开；S02：检测所述充电线圈、放电线圈的温度是否异常；若异常，则控制发生异常的线圈与对应的整合模块断开。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2还包括如下步骤：S21：判断工作模式是否为充电模式；若是，则控制充电线圈与所述充电整合模块连接；S22：判断工作模式是否为放电模式；若是，则控制放电线圈与所述放电整合模块连接。

作为本发明的进一步改进，所述电池包使用方法还包括步骤S3：检测所述充电线圈或放电线圈中的电流，并判断是否位于预设区间内；若否，则控制所述充电线圈与所述充电整合模块切断，或者控制放电线圈与所述放电整合模块切断。

作为本发明的进一步改进，所述电池包还包括控制所述充电组件、放电组件的控制组件；所述步骤S3还包括步骤S31：当所述控制组件通电后，判断自控制组件通电后的时间T内的充电线圈或放电线圈电流是否一直小于所述预设区间的最小值；若是，则控制所述充电线圈与所述充电整合模块切断，或者控制所述放电线圈与所述放电整合模块切断或者控制所述控制组件断电。

作为本发明的进一步改进，所述充电线圈、放电线圈为同一个或同一个组线圈。

本发明的有益效果是：本发明电池包能够通过放电组件非接触式地输出电能，从而提高了所述电池包的防水性能，同时也避免了因接口规格差异而导致电池包通用性低的问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例的电池包立体结构示意图。

图2是图1所示电池包的分解图。

图3是图1所示电池包、用电设备的配合示意图。

图4是本发明第二实施例的电池包的立体分解图。

图5是图1所示电池包、充电器的配合示意图。

图6是图5的剖视图。

图7是图1所示电池包的模块结构示意图。

图8是图1所示电池包的工作流程图。

图9是本发明电池包使用方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明揭示了一种电池包，包括电池组件、充电组件以及放电组件。所述电池组件可以是单体电池，也可以是由若干单体电池串联或并联后构成的电池组。所述充电组件与所述电池组件相配合，以使得外界电源能够通过所述充电组件为所述电池组件充电。所述放电组件与所述电池组件相配合，以使得所述电池组件能够通过所述放电组件为用电设备供电。所述充电组件、放电组件中的至少一个包括线圈以及与所述线圈相配合的整合模块，以使得所述电池组件能够通过所述充电组件非接触式地接受电能或者通过所述放电组件非接触式地输出电能。所述非接触式是指充电组件与外界电源之间不通过导电端子进行电性连接即可实现电能传输，放电组件与用电设备之间不通过导电端子进行电性连接即可实现电能传输。下面结合具体实施例加以阐述说明。

请参阅图1、图2以及图7所示，本发明揭示了一种电池包100，包括壳体10、电池组件20、放电组件30、充电组件40以及控制组件50。所述壳体10包括顶壁11、与所述顶壁11相对设置的底壁12以及垂直于所述顶壁11的侧壁13。所述顶壁11、底壁12以及侧壁13围设形成收容腔14以收容所述电池组件20、放电组件30、充电组件40以及控制组件50。所述顶壁11上设置有线圈标示区111、外设固定架112以及模式切换按钮113。所述线圈标示区111用以指示线圈的位置，便于用户将用电设备或充电器的线圈正对所述线圈。所述外设固定架112用以辅助固定用电设备，例如手机、平板、智能手表等等。当然，在其它实施例中，也可以不设置所述外设固定架112。所述模式切换按钮113用以使得所述电池包100在充电模式、放电模式之间切换。当所述模式切换按钮113处于第一状态时，所述电池包100处于充电模式；当所述模式切换按钮113处于第二状态时，所述电池包100处于放电模式。在本实施例中，所述模式切换按钮113包括充电按钮1131以及放电按钮1132。当按压所述充电按钮1131时，即：第一状态，所述电池包100处于充电模式；当按压所述放电按钮1132时，即：第二状态，所述电池包100处于放电模式。当然，可以理解的是，在其它实施例中，所述充电按钮1131、放电按钮1132的功能也可以由一个模式按钮充当；例如，当按下模式按钮时，即：第一状态，所述电池包100处于充电模式；当模式按钮复位时，即：第二状态，所述电池包100处于放电模式。在实际应用中，为了谨防用户错按所述模式切换按钮113，所述电池包100还可以设置防呆结构；例如：所述电池包100可以设置有容置槽，所述模式切换按钮113设置于容置槽内；当用电设备贴靠所述电池包100时，所述模式切换按钮113处于释放状态(即：第二状态)，此时电池包100处于放电模式；当带有充电线圈的充电设备贴靠所述电池包100时，充电设备上设置的抵持臂伸入容置槽内按压所述模式切换按钮113，此时电池包100处于充电模式。

请参阅图2所示，所述电池组件20可以是单体电池21，也可以是由若干单体电池21构成的电池组。请参阅图7以及图2所示，所述放电组件30包括放电线圈以及与所述放电线圈相配合的放电整合模块31。所述放电整合模块31包括转换器、变频器等等。所述转换器的输入端与所述电池组件20连接，其输出端与所述变频器的输入端连接，以将所述电池组件20的输出电压转换为适合变频器的电压。所述变频器的输出端与所述放电线圈连接。如此设置，所述电池组件20可以通过所述放电线圈非接触式地向外输出电能。所述充电组件40包括充电线圈以及与所述充电线圈相配合的充电整合模块41。所述充电整合模块41包括充电整流电路、变压电路等等。所述充电整流电路的输入端与所述充电线圈连接，其输出端与所述变压电路的输入端连接，所述变压电路的输出端与所述电池组件20连接。如此设置，使得所述电池组件20可以通过所述充电线圈获取电能。在本实施例中，所述放电线圈、充电线圈共用线圈组件60。所述线圈组件60设置于所述顶壁11面向所述收容腔102的一侧。所述线圈组件60包括线圈61、与所述线圈61相配合的隔磁片(未图示)以及将所述线圈60和隔磁片固定在所述顶壁11上的固定盘62。当所述模式切换按钮113处于第一状态时，所述控制组件50控制所述充电整合模块41与所述线圈61连接；当所述模式切换按钮113处于第二状态时，所述控制组件50控制所述放电整合模块31与所述线圈61连接。

请参阅图7所示，所述控制组件50包括模式检测单元511、电流检测单元512、状态显示灯513、自锁单元514、通信单元515、驱动电路516、电量指示灯517、温度检测单元518、I2C模块519、电压检测单元520以及控制单元521。所述模式检测单元511用以检测所述模式切换按钮113的状态，并将所述模式切换按钮113的状态信息传递给所述控制单元521。所述电流检测单元512采集所述线圈61的电流。当电流值位于预设区间内时，则表明充电或放电正常；当电流值大于预设区间的最大值时，表明充电或放电发生异常，此时所述控制单元521通过所述驱动电路516控制开关管Q1、Q2关闭或者开关管Q3关闭，以将所述电池组件20与所述放电组件30或充电组件40切断；当电流值小于预设区间的最小值时，则表明所述电池组件20充电完毕或者所述电池组件20对外放电完毕或者所述电池组件20处于欠压状态。所述状态显示灯513用以显示所述电池组件20处于充电模式或者放电模式。当所述电池包100处于充电模式时，所述状态显示灯513处于第一状态；当所述电池包100处于放电模式时，所述状态显示灯513处于第二状态。所述控制单元521通过所述自锁单元514进行上电自锁。在本实施例中，所述控制单元521为单片机。所述通信单元515用以与用电设备或充电器进行通信。在本实施例中，所述通信单元515为COM通信模块。当然，可以理解的是，在其它实施例中，所述通信单元515也可以是蓝牙、zigbee等无线通信单元。所述驱动电路516在所述控制单元521的控制下驱动所述开关管Q1、Q2、Q3工作或停止工作。所述电量指示灯517用以显示所述电池组件20的电量。所述温度检测单元518用以检测所述电池组件20、线圈61的温度。当所述电池组件20的温度、线圈61的温度异常时，所述温度检测单元518发出报警信号，同时所述控制单元521控制所述驱动电路516工作，以将所述电池组件20与所述放电组件30、充电组件40之间切断。所述电压检测单元520用以检测所述单体电池21的电压。当所述单体电池21的电压异常时，所述电压检测单元520发出报警信号，同时所述控制单元521控制所述驱动电路516工作，以将所述电池组件20与所述放电组件30、充电组件40之间切断。所述I2C模块连接所述电压检测单元520、控制单元521，以便于所述电压检测单元520、控制单元521之间进行通信。

图8所示为本发明电池包100的工作流程图。当使用本发明电池包100时，首先通过按键或通信单元515唤醒所述控制单元521，然后所述自锁单元514上电自锁。接着，所述模式检测单元511检测工作模式，所述温度检测单元518检测所述电池组件20的电压和温度、检测线圈61的温度。当所述电池组件20的电压、温度以及线圈61的温度发生异常时，所述控制单元521根据工作模式控制相应的状态显示灯513闪烁，并关闭开关Q3、K3、K4或者开关Q1、Q2、K1、K2，最后所述自锁单元514解除自锁，所述控制单元521断电。当所述电池组件20的电压、温度以及线圈61的温度正常时，所述控制单元521设置计时器T，并根据工作模式控制相应的状态显示灯513常亮，然后打开Q3、K3、K4或者Q1、Q2、K1、K2以使得所述放电组件30或充电组件40正常工作。接着，所述电流检测单元512检测所述线圈61的电流，并判断电流值是否位于预设区间[N1，N2]内。若电流值位于预设区间内，则控制单元521取消计时器T；若电流值大于N2，则所述控制单元521根据工作模式切断所述放电组件30或者充电组件40，然后所述自锁单元514解除自锁，所述控制单元521断电。当电流值小于N1时，所述控制单元521判断是否计时器T超过预设时间。当计时器T超过预设时间T时，则表明所述电池包100没有与用电设备或充电器进行对接，以进行放电或充电功能。

相较于现有技术，本发明电池包100通过设置有线圈61的放电组件30、充电组件40实现了非接触式放电或充电，从而避免了现有电池包100因导电端子外露而带来的问题，例如：导电端子容易锈蚀、因雨水而容易短路等等。同时，设置有电力接收线圈的用电设备可以直接与所述电池包100的线圈61配合使用，而不会出现因接口标准不一而不能使用的问题。例如，如图3所示，使用时，只需要将设置有电力接收线圈的用电设备70贴靠在所述顶壁11上即可。所述用电设备70可以是平板电脑、手机、智能手表、充电宝等等。如图5以及图6所示，当所述电池包100的电量不足时，可以通过设置有电力发送线圈301的充电器300与所述线圈61相配合，以为所述电池包100充电。

图4所示为本发明另一实施例的电池包200。所述电池包200的结构与所述电池包100的结构大体相同，其不同之处在于：所述电池包200具有多个线圈组件60。在本实施例中，所述线圈组件60的数量为5个，并分别固定在所述底壁12、四个侧壁13上。所述5个线圈组件60设置为并联，以提高所述电池包200的输出电流。当然，在其它实施例中，所述5个线圈组件60亦可以设置为串联，以提高所述电池包200的输出电压。在本实施例中，所述底壁12、侧壁13上都只设置有一个所述线圈组件60，但是可以理解的是，在其它实施例中，所述底壁12、侧壁13上亦可以设置有多个所述线圈组件60。

在电池包100、200中，所述放电组件30、充电组件40共用所述线圈组件60，但是在其它实施例中，所述放电组件30、充电组件40也可以设置为不共用所述线圈组件60，即：所述放电组件30具备单独的放电线圈，所述充电组件40具备单独的充电线圈。

尽管本发明电池包100、200没有设置用以供充电或放电的导电端子，但是在其它实施例中，所述电池包100/200亦可以设置有导电端子，以提高所述电池包100、200的通用性。当然，可以理解的是，在实际应用中，也可以将设置有线圈的充电组件40与设置有导电端子的放电组件进行组合，或者将设置有线圈的放电组件30与设置有导电端子的充电组件进行组合。

请参阅图9所示，本发明还揭示了一种电池包100/200使用方法，包括如下步骤：

S0：检测所述电池包100/200的状态信息，并判断是否异常。

S1：获取所述电池包100/200的工作模式。

实际应用中，所述步骤S0、S1可以设置为不分先后顺序，即可以先执行步骤S0，然后再执行步骤S1；也可以先执行步骤S1，再执行步骤S0；还可以步骤S0、S1同时执行。

S2：根据工作模式信息，控制充电线圈与所述充电整合模块41连接，或者控制放电线圈与所述放电整合模块31连接。

S3：检测所述充电线圈或者放电线圈中的电流，并判断是否位于预设区间内；若否，则控制所述充电线圈与所述充电整合模块41切断，或者控制所述放电线圈与所述放电整合模块31切断。优选地，当所述控制组件50通电后，判断自控制组件50通电后的时间T内的充电线圈或放电线圈电流是否一直小于所述预设区间的最小值；若是，则控制所述充电线圈与所述充电整合模块41切断，或者控制所述放电线圈与所述放电整合模块31切换，或者控制所述控制组件50断电。

优选地，所述步骤S0还包括如下步骤：

S01：检测所述电池组件20的状态信息是否异常；若异常，则控制所述充电组件40、放电组件30与所述电池组件20断开；

S02：检测所述充电线圈或者放电线圈的温度是否异常；若异常，则控制所述充电线圈与所述充电整合模块41断开，或者控制所述放电线圈与所述放电整合模块31断开。

优选地，所述步骤S2还包括如下步骤：

S21：判断工作模式是否为充电模式；若是，则控制充电线圈与所述充电整合模块41连接；

S22：判断工作模式是否为放电模式；若是，则控制放电线圈与所述放电整合模块31连接。

优选地，所述充电线圈、放电线圈为同一个或者同一组线圈61。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (21)

1.一种电池包，包括：

电池组件；

充电组件，所述充电组件与所述电池组件相配合，以使得外界电源为所述电池组件充电；以及

放电组件，所述放电组件与所述电池组件相配合，以使得所述电池组件为用电设备供电；其特征在于：

所述放电组件包括放电线圈以及与所述放电线圈相配合的放电整合模块，以使得所述电池组件通过所述放电组件非接触式地输出电能。

2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述放电整合模块包括变频器；所述变频器的输入端与所述电池组件连接，其输出端与所述放电线圈连接；所述充电组件包括与外界电源相配合的导电端子。

3.如权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述放电整合模块还包括转换器；所述转换器的输入端与所述电池组件连接，其输出端与所述变频器的输入端连接。

4.如权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述充电组件包括充电线圈以及与所述充电线圈相配合的充电整合模块，以使得所述电池组件通过所述充电组件非接触式地接收电能。

5.如权利要求4所述的电池包，其特征在于：所述充电整合模块包括充电整流电路；所述充电整流电路的输入端与所述充电线圈连接，其输出端与所述电池组件连接。

6.如权利要求5所述的电池包，其特征在于：所述充电整合模块还包括变压电路；所述变压电路的输入端与所述充电整流电路的输出端连接，其输出端与所述电池组件连接。

7.如权利要求4所述的电池包，其特征在于：所述充电线圈、放电线圈为同一个或同一组线圈。

8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于：所述电池包还设置有模式切换按钮；当所述模式切换按钮处于第一状态时，所述线圈与所述充电整合模块相配合；当所述模式切换按钮处于第二状态时，所述线圈与所述放电整合模块相配合。

9.如权利要求7所述的电池包，其特征在于：所述电池包还设置有状态显示灯；当所述电池包处于充电模式时，所述状态显示灯处于第一状态；当所述电池包处于放电模式时，所述状态显示灯处于第二状态。

10.如权利要求7所述的电池包，其特征在于：所述电池包还包括壳体，所述壳体包括顶壁、与所述顶壁相对设置的底壁以及垂直于所述顶壁的侧壁，所述顶壁、底壁以及侧壁围设形成收容腔以收容所述电池组件；所述顶壁、底壁、侧壁中的至少一个设置有至少一个所述线圈。

11.如权利要求10所述的电池包，其特征在于：当所述线圈的数量不小于2时，所述线圈串联或并联。

12.如权利要求7所述的电池包，其特征在于：所述电池包还设置有检测所述充电组件或放电组件电流的电流检测单元。

13.如权利要求4～7所述的电池包，其特征在于：所述电池包还设置有与所述充电线圈、放电线圈相配合的隔磁片。

14.如权利要求1～7中任意一项所述的电池包，其特征在于：所述电池包包括壳体；所述壳体与所述线圈相对应处设置有外设固定架，以辅助固定用电设备。

15.一种电池包使用方法，所述电池包包括电池组件、充电组件以及放电组件；所述充电组件包括充电线圈以及与所述充电线圈相配合的充电整合模块，以使得所述电池包通过充电组件非接触式地接收电能；所述放电组件包括放电线圈以及与所述放电线圈相配合的放电整合模块，以通过所述放电组件非接触式地输出电能；其特征在于，所述电池包使用方法包括如下步骤：

S1：获取所述电池包的工作模式；

S2：根据工作模式信息，控制所述充电线圈与所述充电整合模块连接，或者控制所述放电线圈与所述放电整合模块连接。

16.如权利要求15所述的电池包使用方法，其特征在于：所述电池包使用方法还包括步骤S0：检测所述电池包的状态信息，并判断是否异常。

17.如权利要求16所述的电池包使用方法，其特征在于：所述步骤S0还包括如下步骤：

S01：检测所述电池组件的状态信息是否异常；若异常，则控制所述充电组件、放电组件与所述电池组件断开；

S02：检测所述充电线圈、放电线圈的温度是否异常；若异常，则控制发生异常的线圈与对应的整合模块断开。

18.如权利要求15所述的电池包使用方法，其特征在于：所述步骤S2还包括如下步骤：

S21：判断工作模式是否为充电模式；若是，则控制充电线圈与所述充电整合模块连接；

S22：判断工作模式是否为放电模式；若是，则控制放电线圈与所述放电整合模块连接。

19.如权利要求15所述的电池包使用方法，其特征在于：所述电池包使用方法还包括步骤S3：检测所述充电线圈或放电线圈中的电流，并判断是否位于预设区间内；若否，则控制所述充电线圈与所述充电整合模块切断，或者控制放电线圈与所述放电整合模块切断。

20.如权利要求19所述的电池包使用方法，其特征在于：所述电池包还包括控制所述充电组件、放电组件的控制组件；所述步骤S3还包括步骤S31：当所述控制组件通电后，判断自控制组件通电后的时间T内的充电线圈或放电线圈电流是否一直小于所述预设区间的最小值；若是，则控制所述充电线圈与所述充电整合模块切断，或者控制所述放电线圈与所述放电整合模块切断或者控制所述控制组件断电。

21.如权利要求15所述的电池包使用方法，其特征在于：所述充电线圈、放电线圈为同一个或同一个组线圈。

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