CN112134340A - 一种汇流模块、级联模组以及汇流模块控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汇流模块、级联模组以及汇流模块控制方法，所述汇流模块，包括：输入单元，所述输入单元包括至少一个输入支路；所述输入支路包括与外设电源电性连接的输入接口，以获取所述外设电源输出的电力；输出单元，所述输出单元具有一个输出支路；所述输出支路具有一个输出接口，以将所述输入单元获取的电力对外输出；切换单元，所述切换单元的一端连接所述输入单元，另一端连接所述输出单元；以及控制单元，所述控制单元控制所述切换单元工作，以控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断。相较于现有技术，本发明汇流模块便于用户、厂商快速地将若干电池包并联以为电动工具供电，从而增加电动工具的输出功率。

Description

一种汇流模块、级联模组以及汇流模块控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于将若干电池包并联的汇流模块、级联模组以及汇流模块控制方法。
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。然而现有的电动工具通常都是采用单电电池包为整机供电。如此将会限制所述电动工具的输出功率。为了增加电动工具的输出功率，增加电池包的输出电压则可以实现电动工具输出功率的增加。然而，电池包输出电压的增加不仅会使得电动工具的选材规格、耐压要求提高，而且会导致电动工具的生产成本大幅增加。同时，电池包输出电压的提高也会使得产品开发的技术难度、技术风险大幅增加。
鉴于上述问题，有必要提供一种汇流模块，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汇流模块，该汇流模块便于用户、厂商快速地将若干电池包并联以为电动工具供电，从而增加电动工具的输出功率。
为实现上述目的，本发明提供了一种汇流模块，包括：输入单元，所述输入单元包括至少一个输入支路；所述输入支路包括与外设电源电性连接的输入接口，以获取所述外设电源输出的电力；输出单元，所述输出单元具有一个输出支路；所述输出支路具有一个输出接口，以将所述输入单元获取的电力对外输出；切换单元，所述切换单元的一端连接所述输入单元，另一端连接所述输出单元；以及控制单元，所述控制单元控制所述切换单元工作，以控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断。
作为本发明的进一步改进，所述切换单元包括若干与所述输入支路一一对应的切换开关；所述切换开关的一端连接所述输入支路，另一端连接所述输出支路，以通过所述切换开关控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断。
作为本发明的进一步改进，所述切换开关为电磁继电器或MOSFET或IGBT。
作为本发明的进一步改进，所述汇流模块还包括检压单元，以检测外设电源的电压。
作为本发明的进一步改进，所述汇流模块还包括检测所述输入支路、输出支路电流的检流单元。
作为本发明的进一步改进，所述汇流模块还包括与所述外设电源进行通信的通信单元，以便所述控制单元根据所述通信单元获取的信息控制所述切换单元工作。
本发明还提供了一种级联模组，包括：第一汇流模块以及若干第二汇流模块；所述第一汇流模块、第二汇流模块包括：输入单元，所述输入单元包括至少一个输入支路；所述输入支路包括与外设电源电性连接的输入接口，以获取所述外设电源的电力；输出单元，所述输出单元具有一个输出支路；所述输出支路具有一个输出接口，以将所述输入单元获取的电力对外输出；切换单元，所述切换单元的一端连接所述输入单元，另一端连接所述输出单元；以及控制单元，所述控制单元控制所述切换单元工作，以控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断；其中，所述第二汇流模块的输出接口与所述第一汇流模块的输入接口电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述第一汇流模块、第二汇流模块还包括检压单元；当所述第一汇流模块的检压单元检测到所述第二汇流模块的输出接口的电压异常时，所述第一汇流模块的控制单元控制所述第一汇流模块的切换单元工作，以使得所述第二汇流模块的输出接口与所述第一汇流模块的输入接口断开。
作为本发明的进一步改进，所述第一汇流模块、第二汇流模块还包括与外设电源进行通信的通信单元；所述第一汇流模块的通信单元与所述第二汇流模块的通信单元进行连接以获取所述第二汇流模块的通信单元输出的信息。
作为本发明的进一步改进，所述第一汇流模块、第二汇流模块的切换单元还包括与其输入支路一一对应的切换开关；所述切换开关的一端连接所述第一汇流模块/第二汇流模块的输入支路，另一端连接所述第一汇流模块/第二汇流模块的输出支路。
作为本发明的进一步改进，所述级联模组还包括第三汇流模块；所述第三汇流模块包括：输入单元，所述输入单元包括至少一个输入支路；所述输入支路包括与外设电源电性连接的输入接口，以获取所述外设电源的电力；输出单元，所述输出单元具有一个输出支路；所述输出支路具有一个输出接口，以将所述输入单元获取的电力对外输出；切换单元，所述切换单元的一端连接所述输入单元，另一端连接所述输出单元；以及控制单元，所述控制单元控制所述切换单元工作，以控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断；其中，所述第三汇流模块的输出支路与所述第一汇流模块的输入支路连接，所述第三汇流模块的输入支路数量与所述第二汇流模块的输入支路数量不等。
本发明还揭示了一种级联模组，包括：第一汇流模块以及若干第二汇流模块；所述第一汇流模块、第二汇流模块包括：输入单元，所述输入单元包括至少一个输入支路；所述输入支路包括与外设电源电性连接的输入接口，以获取所述外设电源的电力；输出单元，所述输出单元具有一个输出支路；所述输出支路具有一个输出接口，以将所述输入单元获取的电力对外输出；切换单元，所述切换单元的一端连接所述输入单元，另一端连接所述输出单元；以及控制单元，所述控制单元控制所述切换单元工作，以控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断；其中，所述第一汇流模块的输出支路与所述第二汇流模块的输出支路电性连接。
本发明还揭示了一种汇流模块控制方法，包括如下步骤：S1：检测每一输入支路的电流或该输入支路对应的外设电源电压；若电流或电压异常，则将该输入支路和输出支路切断；S2：控制剩余输入支路与输出支路电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S1还包括如下步骤：S11：检测每一输入支路对应的外设电源电压；若电压异常，则将该输入支路和输出支路切断；S12：检测每一输入支路的电流；若输入支路电流异常，则将该输入支路和输出支路切断。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2还包括步骤S21：将外设电源电压正常的输入支路按照外设电源电压的高低逐个与所述输出支路电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2还包括步骤S22：每将一个输入支路与所述输出支路电性连接，检测所述输出支路的电流；若输出支路的电流异常，则将该输入支路与所述输出支路切断。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2还包括步骤S22：每将一个输入支路与所述输出支路电性连接，检测所述输出支路的电流；若输出支路的电流异常，则将该输入支路与所述输出支路切断。
作为本发明的进一步改进，所述汇流模块控制方法还包括步骤S3：与外设工具进行通信并获取外设工具的信息；若外设工具信息异常，则控制所有的输入支路与所述输出支路断开。
本发明的有益效果是：本发明汇流模块便于用户、厂商快速地将若干电池包并联以为电动工具供电，从而增加电动工具的输出功率。
附图说明
图1是本发明汇流模块的结构示意图。
图2是本发明第一实施例的级联模组的示意图。
图3是图2所示级联模组的另一结构示意图。
图4是本发明第二实施例的级联模组的示意图。
图5是本发明第三实施例的级联模组的示意图。
图6是本发明汇流模块的控制方法的流程示意图。
图7是步骤S1的流程示意图。
图8是步骤S2的流程示意图。
图9是电池包组的立体结构示意图。
图10是图9所示电池包组的立体分解图。
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。
请参阅图1所示，本发明揭示了一种汇流模块100，包括输入单元10、输出单元20、切换单元30、检测组件40、通信单元50以及控制单元60。
请参阅图1所示，所述输入单元10用以与外设电源70电性连接，以获取外设电源70的电力。所述输入单元10包括至少一个输入支路11，每一个输入支路11具有一个与外设电源70进行对接的输入接口111。所述外设电源70可以是电池包，也可以是另一个插接有电池包的汇流模块。所述输出单元20用以将所述输入单元10获取的电力对外输出。所述输出单元20具有一个输出支路21，所述输出支路21具有一个与外设工具进行对接的输出接口211。所述外设工具可以是电动工具，例如：电钻、电锯、吸尘器、割草机等等，也可以是另一个与电动工具电性连接的汇流模块。所述切换单元30的一端连接所述输入单元10，另一端连接所述输出单元20，以控制每一个输入支路11与所述输出支路21之间的通断。所述切换单元30包括若干与所述输入支路11一一对应的切换开关31。所述切换开关31的一端连接所述输入支路11，另一端连接所述输出支路21，从而通过所述切换开关31控制所述输入支路11与所述输出支路21之间的通断。所述切换开关31可以是电磁继电器、MOSFET、IGBT等等。
请参阅图1所示，所述检测组件40包括检压单元41以及检流单元42。所述检压单元41用以检测外设电源70的电压。当所述检压单元41检测到外设电源70的电压异常时，则所述检压单元41发送信号给所述控制单元60，所述控制单元60控制所述切换单元30工作，以使得异常的外设电源70对应的输入支路11与所述输出支路21切断。外设电源70的电压异常是指外设电源70的电压过低或者过高。所述检流单元42用以检测所述输入支路11、输出支路21的电流。当所述检流单元42检测到所述输入支路11的电流异常时，则所述检流单元42发送异常信号给所述控制单元60，所述控制单元60控制所述切换单元30工作，以使得电流异常的输入支路11与所述输出支路21切断。当所述检流单元42检测到所述输出支路21的电流异常时，则所述检流单元42发送异常信号给所述控制单元60工作，所述控制单元60控制所述切换单元30工作以使得所述输出支路21与所有的输入支路11切断。所述电流异常是指电流过大或者过小或者电流小于零。
请参阅图1所示，所述通信单元50用以与外设电源70、外设工具(未图示)进行通信，以获取外设电源70、外设工具的信息。所述外设电源70的信息可以是电池包自检后发出的信息，例如：过压、欠压、过热、短路等等。所述外设工具的信息可以是电动工具自检后发出的信息，例如：过热、短路等等。当所述通信单元50接收到所述外设电源70的异常信息时，所述控制单元60直接控制该外设电源70对应的输入支路11与所述输出支路21断开，以保护外设工具；当所述通信单元50接收到所述外设工具的异常信息时，所述控制单元60直接控制所述输出支路21与所有输入支路11断开，以保护所述外设电源70。所述控制单元60用以控制所述切换单元30工作，从而控制所述输入支路11与所述输出支路21之间的通断。在本实施例中，所述控制单元60为运算处理装置例如中央处理器(CPU)或微处理单元(MPU)、存储装置例如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)。
相较于现有技术，本发明汇流模块100可以快速地将若干电池包并联以为电动工具供电，从而增加电动工具的输出功率。
在实际应用中，所述汇流模块100的输入支路11的数量是有限的，通常设置为2个或3个。当用户需要4个或更多的输入支路时，如果重新开发具有4个或更多输入支路的汇流模块时，不仅会提高产品的生产成本，而且会增加厂商的零件维护种类。例如，假设用于电钻的汇流模块具有5个输入支路，用于修枝机的汇流模块具有3个输入支路，用于电锯的汇流模块具有4个输入支路，如此将会使得生产厂商需要准备3个规格的汇流模块。如此将会增加厂商的库存成本、零件维护成本等等。
为了解决上述问题，请参阅图2所示，本发明揭示了一种级联模组200，包括第一汇流模块201以及若干第二汇流模块202，所述第一汇流模块201、第二汇流模块202的结构与所述汇流模块100的结构相同。所述第二汇流模块202的输出接口与所述第一汇流模块的输入接口电性连接。对于所述第一汇流模块201来说，所述第二汇流模块202是外设电源；对于所述第二汇流模块202来说，所述第一汇流模块201是外设工具。如此设置，使得用户、厂商可以根据需要使用多个汇流模块100进行组合、扩展，从而形成符合需要的级联模组200，从而节省了开发成本，减少了库存种类，降低了零件维护成本。在本实施例中，所述第一汇流模块201、第二汇流模块202的输入支路数量都是2，并通过1个第一汇流模块201、2个第二汇流模块202扩展成一个具有4个输入支路的级联模组200。
当所述第一汇流模块201的检压单元检测到所述第二汇流模块202的输出接口的电压异常时，所述第一汇流模块201的控制单元控制所述第一汇流模块201的切换单元工作，以使得所述第二汇流模块202的输出接口与所述第一汇流模块201的输入接口断开，从而保护外设工具。所述第一汇流模块201的通信单元与所述第二汇流模块202的通信单元进行通信，以获取与所述第二汇流模块202直接或间接连接的外设电源/电池包的信息。当所述第一汇流模块201的通信单元获取到异常信息时，所述第一汇流模块201的控制单元控制第一汇流模块的输入支路与所述第二汇流模块202的输出支路断开。所述外设电源/电池包的异常信息可以是过压、欠压、过热、短路等等。
在本实施例中，所述第一汇流模块201、第二汇流模块202的输入支路的数量相等，但是在其它实施例中，所述第一汇流模块201、第二汇流模块202的输入支路的数量亦可以不等。在本实施例中，所述第一汇流模块201的每一个输入支路都电性连接至一个第二汇流模块202，但是在其它实施例中，也可以设置为所述第一汇流模块201只有部分输入支路电性连接至第二汇流模块202的输出支路，如图3所示，此时该级联模组200的输入支路数量为3。
请参阅图4所示，本发明还揭示了另一种级联模组300，包括第一汇流模块301、若干第二汇流模块302以及若干第三汇流模块303，所述第一汇流模块301、第二汇流模块302、第三汇流模块303的结构大致相同，不同之处在于所述第二汇流模块302的输入支路数量与所述第三汇流模块303的输入支路数量不等。所述第二汇流模块302、第三汇流模块303的输出支路分别与所述第一汇流模块301的输入支路电性连接。
请参阅图5所示，本发明还揭示了一种级联模组400，包括若干第一汇流模块401以及若干第二汇流模块402。所述第一汇流模块401、第二汇流模块402的输出接口电性连接，所述第一汇流模块401、第二汇流模块402的通信单元电性连接。所述第一汇流模块401、第二汇流模块402的输入支路数量可以相等，也可以不等。
请参阅图6所示，本发明还揭示了一种汇流模块100的控制方法，包括如下步骤：
S0：与外设电源通信并获取外设电源信息；若外设电源信息异常，则控制该外设电源对应的输入支路11与所述输出支路21切断。
此处，所述外设电源可以是电池包，也可以是另一个插接有电池包的汇流模块。所述外设电源信息异常是指过压、欠压、过热、短路等等。
S1：检测每一输入支路11的电流或该输入支路11对应的外设电源电压；若电流或电压异常，则将该输入支路11和输出支路21切断；
S2：控制剩余输入支路11与所述输出支路21电性连接。
S3：与外设工具进行通信并获取外设工具的信息；若外设工具信息异常，则控制所有的输入支路11与所述输出支路21断开。
此处，所述外设工具可以是电动工具，例如：电钻、电锯、吸尘器、割草机等等，也可以是另一个电性连接至电动工具的汇流模块。
进一步地，所述步骤S1还包括如下步骤：
S11：检测每一输入支路11对应的外设电源电压；若电压异常，则将该输入支路11和输出支路21切断。
S12：检测每一输入支路11的电流；若输入支路11的电流异常，则将该输入支路11和输出支路21切断。
进一步地，所述步骤S2还包括如下步骤：
S21：将外设电源电压正常的输入支路11按照外设电源电压的高低逐个与所述输出支路21电性连接。
S22：每将一个输入支路11与所述输出支路21电性连接后，检测所述输出支路21的电流；若输出支路21的电流异常，则将该输入支路11与所述输出支路21切断。
请参阅图9以及图10所示，本发明还揭示了一种电池包组500，包括壳体510、收容于所述壳体510内的电池包520以及所述汇流模块100。所述壳体510包括底座511以及安装在所述底座511上的顶盖512。所述底座511、顶盖512共同配合形成收容所述电池包520的收容腔513。所述汇流模块100的输入单元10用以与所述电池包520电性连接，以获取所述电池包520的电力；所述汇流模块100的输出单元20用以将所述电池包520的电力对外输出。在本实施例中，所述电池包520的数量为2个，因此所述汇流模块100的输入单元10为2个。当然，可以理解的是，在其它实施例中，所述电池包520的数量可以依需而设。用户或厂商可以依据所需电池包520的数量选用所述汇流模块100，或者由所述汇流模块100组成的级联模组200、300、400，从而节省了开发成本，减少了库存种类，降低了零件维护成本。
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 (18)

1.一种汇流模块，其特征在于，包括：
输入单元，所述输入单元包括至少一个输入支路；所述输入支路包括与外设电源电性连接的输入接口，以获取所述外设电源输出的电力；
输出单元，所述输出单元具有一个输出支路；所述输出支路具有一个输出接口，以将所述输入单元获取的电力对外输出；
切换单元，所述切换单元的一端连接所述输入单元，另一端连接所述输出单元；以及
控制单元，所述控制单元控制所述切换单元工作，以控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断。
2.如权利要求1所述的汇流模块，其特征在于：所述切换单元包括若干与所述输入支路一一对应的切换开关；所述切换开关的一端连接所述输入支路，另一端连接所述输出支路，以通过所述切换开关控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断。
3.如权利要求2所述的汇流模块，其特征在于：所述切换开关为电磁继电器或MOSFET或IGBT。
4.如权利要求1所述的汇流模块，其特征在于：所述汇流模块还包括检压单元，以检测外设电源的电压。
5.如权利要求1所述的汇流模块，其特征在于：所述汇流模块还包括检测所述输入支路、输出支路电流的检流单元。
6.如权利要求1所述的汇流模块，其特征在于：所述汇流模块还包括与所述外设电源进行通信的通信单元，以便所述控制单元根据所述通信单元获取的信息控制所述切换单元工作。
7.一种级联模组，其特征在于，包括：第一汇流模块以及若干第二汇流模块；所述第一汇流模块、第二汇流模块包括：
输入单元，所述输入单元包括至少一个输入支路；所述输入支路包括与外设电源电性连接的输入接口，以获取所述外设电源的电力；
输出单元，所述输出单元具有一个输出支路；所述输出支路具有一个输出接口，以将所述输入单元获取的电力对外输出；
切换单元，所述切换单元的一端连接所述输入单元，另一端连接所述输出单元；以及
控制单元，所述控制单元控制所述切换单元工作，以控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断；其中，
所述第二汇流模块的输出接口与所述第一汇流模块的输入接口电性连接。
8.如权利要求7所述的级联模组，其特征在于：所述第一汇流模块、第二汇流模块还包括检压单元；当所述第一汇流模块的检压单元检测到所述第二汇流模块的输出接口的电压异常时，所述第一汇流模块的控制单元控制所述第一汇流模块的切换单元工作，以使得所述第二汇流模块的输出接口与所述第一汇流模块的输入接口断开。
9.如权利要求7所述的级联模组，其特征在于：所述第一汇流模块、第二汇流模块还包括与外设电源进行通信的通信单元；所述第一汇流模块的通信单元与所述第二汇流模块的通信单元进行连接以获取所述第二汇流模块的通信单元输出的信息。
10.如权利要求7所述的级联模组，其特征在于：所述第一汇流模块、第二汇流模块的切换单元还包括与其输入支路一一对应的切换开关；所述切换开关的一端连接所述第一汇流模块/第二汇流模块的输入支路，另一端连接所述第一汇流模块/第二汇流模块的输出支路。
11.如权利要求7所述的级联模组，其特征在于：所述级联模组还包括第三汇流模块；所述第三汇流模块包括：
输入单元，所述输入单元包括至少一个输入支路；所述输入支路包括与外设电源电性连接的输入接口，以获取所述外设电源的电力；
输出单元，所述输出单元具有一个输出支路；所述输出支路具有一个输出接口，以将所述输入单元获取的电力对外输出；
切换单元，所述切换单元的一端连接所述输入单元，另一端连接所述输出单元；以及
控制单元，所述控制单元控制所述切换单元工作，以控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断；其中，
所述第三汇流模块的输出支路与所述第一汇流模块的输入支路连接，所述第三汇流模块的输入支路数量与所述第二汇流模块的输入支路数量不等。
12.一种级联模组，其特征在于，包括：第一汇流模块以及若干第二汇流模块；所述第一汇流模块、第二汇流模块包括：
输入单元，所述输入单元包括至少一个输入支路；所述输入支路包括与外设电源电性连接的输入接口，以获取所述外设电源的电力；
输出单元，所述输出单元具有一个输出支路；所述输出支路具有一个输出接口，以将所述输入单元获取的电力对外输出；
切换单元，所述切换单元的一端连接所述输入单元，另一端连接所述输出单元；以及
控制单元，所述控制单元控制所述切换单元工作，以控制所述输入支路与所述输出支路之间的通断；其中，
所述第一汇流模块的输出支路与所述第二汇流模块的输出支路电性连接。
13.一种汇流模块控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：检测每一输入支路的电流或该输入支路对应的外设电源电压；若电流或电压异常，则将该输入支路和输出支路切断；
S2：控制剩余输入支路与输出支路电性连接。
14.如权利要求13所述的汇流模块控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括如下步骤：
S11：检测每一输入支路对应的外设电源电压；若电压异常，则将该输入支路和输出支路切断；
S12：检测每一输入支路的电流；若输入支路电流异常，则将该输入支路和输出支路切断。
15.如权利要求14所述的汇流模块控制方法，其特征在于：所述步骤S2还包括步骤S21：将外设电源电压正常的输入支路按照外设电源电压的高低逐个与所述输出支路电性连接。
16.如权利要求15所述的汇流模块控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括步骤S22：每将一个输入支路与所述输出支路电性连接，检测所述输出支路的电流；若输出支路的电流异常，则将该输入支路与所述输出支路切断。
17.如权利要求13所述的汇流模块控制方法，其特征在于，所述汇流模块控制方法还包括步骤S0：与外设电源通信并获取外设电源信息；若外设电源信息异常，则控制该外设电源对应的输入支路与所述输出支路切断。
18.如权利要求13所述的汇流模块控制方法，其特征在于：所述汇流模块控制方法还包括步骤S3：与外设工具进行通信并获取外设工具的信息；若外设工具信息异常，则控制所有的输入支路与所述输出支路断开。
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