CN114362342A - 电动工具系统及其电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动工具系统及电池包，包括：电动工具，具有工具接口和电机；可充电电池包，具有电池包接口和电芯组件；第一可充电电池包，包括若干第一可充电电芯，第一可充电电芯为圆柱形；第二可充电电池包，包括若干与第一可充电电芯形状不同的第二可充电电芯；电动工具可使用第一可充电电池包或第二可充电电池包进行供电；其中，第一可充电电池包具有能与工具接口适配的第一接口和第一电特性，第二可充电电池包具有能与工具接口适配的第二接口，第二可充电电芯的内阻小于第一可充电电芯的内阻。本发明提供的电动工具系统及其电池包，能够提高电池包的兼容性，拓展电池包的使用场景。

Description

电动工具系统及其电池包

技术领域

本发明涉及一种电动工具系统及其电池包。

背景技术

基于便携性的使用需求，当前越来越多的电动工具采用电池包作为动力来源。

现有的用于为电动工具供电的电池包多采用圆柱型锂电芯，采用多个圆柱型锂电芯串并联的连接以保证足够的电能输出以提高电动工具的续航能力。例如一个圆柱型锂电芯的输出电压是大约3.6V，则输出电压为18V的电池包串联的锂电芯的最大数量是5。

但是，随着电池技术的发展，更高输出电压，较低阻抗化学组成和构造形式的电池包的产生可能产生与现有的电动工具兼容问题。当电池包的内阻降低时，所述电池包可以向电动工具提供实质上更高的电流。当电流提高超过电动工具电机以及其电子元器件的期望或设计限制时，可能将导致电动工具烧毁或进入过流保护而无法使用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电动工具系统及其电池包，能够提高电池包的兼容性，拓展电池包的使用场景。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种电动工具系统，包括：电动工具，具有工具接口和电机；可充电电池包，具有电池包接口和电芯组件；第一可充电电池包，包括若干第一可充电电芯，所述第一可充电电芯为圆柱形；第二可充电电池包，包括若干与所述第一可充电电芯形状不同的第二可充电电芯；所述电动工具可使用所述第一可充电电池包或第二可充电电池包进行供电；其中，所述第一可充电电池包具有能与所述工具接口适配的第一接口和第一电特性，所述第二可充电电池包具有能与所述工具接口适配的第二接口，所述第一接口与所述第二接口具有基本相同的接口形状，所述第二可充电电芯的内阻小于所述第一可充电电芯的内阻。

可选地，所述第二可充电电池包具有与所述第一可充电电池包第一电特性不同的第二电特性。

可选地，所述第二电特性包括以下电性参数中的至少一种：所述第二可充电电池包的放电电流或满电续航能力。

可选地，所述电动工具包括：工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，还被配置为：接收所述工具识别模块的识别信号；在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，控制所述第一可充电电池包以第一放电电流放电；在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，控制所述第二可充电电池包以不大于所述第一放电电流的第二放电电流放电。

可选地，所述电动工具包括：工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，被配置为：接收所述工具识别模块的识别信号；在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，控制所述第一可充电电池包的电能以第一电压输出；在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，控制所述第二可充电电池包的电能以第二电压输出；所述第二电压大于等于所述第一电压。

可选地，第一放电模块，在所述第一电池包作为所述电动工具的电能来源时，所述第一放电模块工作以使所述第一电动工具具有第一输出性能；第二放电模块，在所述第二电池包作为所述电动工具的电能来源时，所述第二放电模块工作以使所述电动工具具有与所述第一输出性能不同的第二输出性能。

可选地，所述电动工具还包括：功率限制模块，连接在所述工具接口和所述电机之间；在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时所述功率限制模块工作以限制所述第二可充电电池包的输出电流。

可选地，所述工具识别模块包括传感器。

可选地，所述第二可充电电池包包括：功率限制模块，至少与所述第一可充电电芯中的一个串联，所述功率限制模块用于限制所述第二可充电电池包的输出功率或电流之一。

可选地，所述第二可充电电池包包括多个片状电芯，所述多个片状电芯层叠排布。

可选地，所述第二可充电电池包的能量密度(电池包能量/质量)的取值范围为大于200Wh/kg。

一种可充电电池包，包括：电池包接口，用于接入电动工具；电芯组件，包括多个串联连接的可充电电芯，所述可充电电芯为非圆柱型；功率限制模块，与所述至少一个可充电电芯串联，用于根据所述电池包接口接入的不同电动工具来限制所述电池包的输出电流或输出功率之一。

可选地，所述不同电动工具包括第一电动工具和第二电动工具，所述第一电动工具具有第一输出性能，所述第二电动工具具有与所述第一输出性能不同的第二输出性能。

可选地，所述功率限制模块被适配为当所述可充电电池包连接至第一电动工具和向第一电动工具供电时提高所述可充电电池包的内阻以限制所述电池包的输出电流或输出功率之一。

可选地，电源识别模块，用于识别所述电池包接口接入的第一电动工具或第二电动工具中的一种；电源控制模块，被配置为：接收所述电源识别模块的识别信号；在所述电池包接口接入所述第一电动工具时，控制所述功率限制模块限制所述可充电电池包以第一放电电流放电；在所述电池包接口接入所述第二电动工具时，控制所述可充电电池包以大于所述第一放电电流的第二放电电流放电。

可选地，所述可充电电池包包括多个片状电芯，所述多个片状电芯层叠排布。

可选地，所述可充电电池包的重量能量密度的取值范围为～。

一种电动工具，包括：电机；工具接口，用于接入不同的可充电电池包；工具控制模块，至少与所述工具接口连接，用于根据所述工具接口接入的所述可充电电池包来控制所述电动工具的输出性能。

可选地，所述不同的可充电电池包包括第一可充电电池包和第二可充电电池包；

所述第一可充电电池包，包括若干第一可充电电芯，所述第一可充电电芯为圆柱型；

所述第二可充电电池包，包括若干与所述第一可充电电芯不同的第二可充电电芯；

所述第二可充电电芯的内阻小于所述第一可充电电芯的内阻。

可选地，包括：工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，被配置为：接收所述工具识别模块的识别信号；在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，以使所述电动工具具有第一输出性能；在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，以使所述电动工具具有与所述第一输出性能不同的第二输出性能。

可选地，包括：工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，被配置为：接收所述工具识别模块的识别信号；在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，控制所述第一可充电电池包以第一放电电流放电；在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，控制所述第二可充电电池包以不大于所述第一放电电流的第二放电电流放电。

可选地，包括：工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，被配置为：接收所述工具识别模块的识别信号；在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，控制所述第一可充电电池包的电能以第一电压输出；在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，控制所述第二可充电电池包的电能以第二电压输出；所述第二电压大于等于所述第一电压。

可选地，还包括：功率限制模块，连接在所述工具接口和所述电机之间；在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时所述功率限制模块工作以限制所述第二可充电电池包的输出电流。

本发明的有益之处在于采用以上技术方案，可提高电池包的兼容性，从而拓展电池包的使用场景。

附图说明

图1是电动工具系统的结构示意图；

图2是图1所示电动工具系统中电动工具的结构示意图；

图3是图1所示电动工具系统中第一可充电电池包的结构示意图(无壳体)；

图4是图1所示电动工具系统中第二可充电电池包的结构示意图；

图5是第一电动工具系统的模块图和第二电动工具系统的模块图；

图6是作为一种实施例的电动工具系统的电路框图；

图7是作为另一种实施例的电动工具系统的电路框图；

图8是作为另一种实施例的电动工具系统的电路框图；

图9是作为另一种实施例的电动工具系统的电路框图；

图10是作为另一种实施例的电动工具系统的电路框图。

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示出了一种电动工具系统100，包括电动工具10及可适配电动工具以为电动工具供电的第一可充电电池包20和第二可充电电池包30。在图1中，电动工具10为冲击扳手。虽然本实施例涉及到冲击扳手，但是应该理解本申请不限于所公开的实施例，而是可应用于其他类型的电动工具，包括但不限于电钻、砂光机、角磨机、电扳手和电锯等。

参考图2所示，电动工具10包括工具主体11及设置在工具主体11上的工具接口12及工具配合部13，电池包均配置有电池包接口和电池包结合部。电池包接口用于适配工具接口以为电动工具供电，电池包接口还能够适配充电器以使充电器为电池包充电。电池包结合部能够与工具配合部13可拆卸式连接，以使电池包能为电动工具10供电或使充电器为电池包充电。

其中，工具主体11包括电机111、输出轴112和冲击机构113。输出轴112被电机111驱动；冲击机构113连接电机111和输出轴112,冲击机构113被电机111驱动并对输出轴112施加冲击力。电动工具主体11还包括手柄114，手柄114可被用户握持以操作电动工具10。在手柄114上还设置有触发开关115，触发开关115用于由电动工具10的用户驱动以启动或停止电机111运行。此外，电动工具10在手柄114的下端还设置有工具接口12和工具配合部13，用于与电池包可拆卸式连接。工具接口12包括工具正接口、工具负接口和工具通信接口。工具通过工具正接口和工具负接口接收电池包提供的电能；通过工具通信接口和电池包进行通信。在一些实施例中，工具配合部13被配置成当用户朝向电动工具主体11的前方滑动电池包时，电池包可以从其拆卸。

如图1至图4所示，电池包均包括壳体，电芯组件和电池包接口。以第二可充电电池包30为例，壳体31包括上壳体311和下壳体312。上壳体311和下壳体312组装形成容纳空间以固定和容纳电芯组件32。在壳体31的上表面形成有电池包接口33和电池包结合部34，电池包接口33包括电源正接口、电源负接口和电源通信接口。电池包通过电源正接口和电源负接口为电动工具提供电能；通过电源通信接口与电动工具进行通信。

电芯组件32设置在壳体31所形成的容纳空间中。电芯组件32包括多个电芯321，多个电芯321串联、并联或者串联与并联结合组成电芯组件32。电芯组件32可以由圆柱型电芯组件成，如图3所示，例如18650型电池。但是，电芯组件32的各个电芯321的形状也可以和圆柱型电芯不同，例如片状电芯，如图4所示，片状电芯为平板状，各个电芯321沿上下方向顺序堆叠排布。在另一些实施例中，片状电芯可以弯曲成弧形。电芯321还包括封装件，封装件封装电芯321以防止电芯内的化合物泄露。具体地，封装件可以为铝塑膜，但是并不限于铝塑膜。

在一些实施例中，如图4所示的第二可充电电池包30，其电芯组件32的能量密度(电池包能量/质量)的取值范围为大于150Wh/kg。可选的，其电芯组件32的能量密度(电池包能量/质量)的取值范围为大于200Wh/kg。可选的，其电芯组件32的能量密度(电池包能量/质量)的取值范围为150Wh/kg～200Wh/kg。可选的，电芯组件32的能量密度(电池包能量/质量)的取值范围为200Wh/kg～250Wh/kg。可选的，电芯组件32的能量密度(电池包能量/质量)的取值范围为250wh/kg～300wh/kg。可选的，电芯组件32的能量密度(电池包能量/质量)的取值范围为300wh/kg～450wh/kg。

上述的平板状电芯组件32组成的电池包在以下可被称为“第二可充电电池包”，用于电动工具的现有的圆柱型电芯组件32成的电池包在下面被称为“第一可充电电池包”，以使两者相区别。

其中，第一可充电电池包20具有能与电动工具10的工具接口12适配的第一接口21，第二可充电电池包30具有能与电动工具工具接口适配的第二接口33。第一接口21与第二接口33具有基本相同的接口形状。具体地接口形状可以被配置为如图1所示的电池包接口。具体而言，电池包接口形成在壳体的一个上表面，其包括电源正接口、电源负接口和电源通信接口。

与第一可充电电池包20相比较，第二可充电电池包30具有不同的电特性。在一些实施例中，第一可充电电池包20具有与电动工具10适配的第一电特性，则第二可充电电池包30具有第二电特性。其中，第二电特性包括以下电性参数中的至少一种：所述第二可充电电池包30的内阻，所述第二可充电电池包30的放电电流或满电续航能力。具体而言，与第一可充电电池包20相比较，第二可充电电池包30能够输出相似的或更高的输出电压，但是具有较低的内阻。这样，第二可充电电池包30无论在充电时还是放电时，都具有较低电压降和热量聚集而能够承受较高的充电和放电电流。因此，第二可充电电池包30可以提供较高的电流和功率至电动工具10。

在一些实施例中，如图4所示的第二可充电电池包30，至少具有100A的放电能力，第二电池包以10C倍率放电时，温升小于45℃。此外，第二可充电电池包30的电芯321的内阻小于等于10mΩ。可选的，第二可充电电池包30的电芯321的内阻小于等于6mΩ。可选的，第二可充电电池包30的电芯内阻小于等于3mΩ。

在一些实施例中，如图4所示的第二可充电电池包30，其放电电流大于等于80A。可选的，第二可充电电池包30的放电电流大于等于100A。

这样，现有的与第一可充电电池包20适配的电动工具为第一电动工具101，而能够采用第二可充电电池包30进行供电的电动工具被称为第二电动工具102。因此，第一电动工具101被设计为使用输出低电流和低功率的第一可充电电池包20来工作，第一电动工具具有第一输出性能。相反地，与采用第一可充电电池包20供电的第一电动工具101相比，当第二电动工具102附接第二可充电电池包30运行时，其能够以更大的电流和功率运行，所述第二电动工具102具有与所述第一输出性能不同的第二输出性能。

然而，当第一电动工具101使用第二可充电电池包30供电时，由于第二可充电电池包30过量的输出能力可能会导致第一电动工具101的损坏。在给定的电流下，第二可充电电池包30将具有比第一可充电电池包20更低的电池组内压降。例如额定电压18V的第一可充电电池包20在输出电流为10C时，带电量50％时可以输出15V的输出电压，而第二可充电电池包30在同一10C放电电流下带电量50％时至少输出17.5V的输出电压。例如第一可充电电池包和第二可充电电池包容量为4Ah，输出电流都为40A时，由第一可充电电池包20供电的第一电动工具101的输入功率大约为600W，而由第二可充电电池包30供电的第二电动工具102的输入功率大约为700W。显然，高的输出功率限制了第二可充电电池包30的应用场景，为了解决这个问题，下面的公开的实施方案可以拓展第二可电电池包30的应用场景，使其既能适配第一电动工具101又能适配第二电动工具102。

图5示出了第一电动工具系统200的模块图和第二电动工具系统300的模块图。图5示出了下述原理：第一电动工具101可以采用第一可充电电池包20供电的同时，也应当可以采用第二可充电电池包30供电。同样地，第二电动工具102采用第二可充电电池包30的同时，也同样可以使用第一可充电电池包20。换句话说，第二可充电电池包30既可以适配第二电动工具102又可以适配第一电动工具101，以此提高电池包的兼容性，从而拓展电池包的使用场景。

图6示出了作为一种实施例的电动工具系统的电路框图。电动工具系统包括电动工具10和可充电电池包60(第一可充电电池包20或第二可充电电池包30)。

其中，可充电电池包60至少包括串联的多个电芯61，图5中示出了4个串联的电芯组件成电芯组件61，可充电电池包60可以具有大于4个的电芯。可充电电池包还包括：电源正端子62，电源负端子63，电源通信端子64，电源识别模块65和温度传感器66。

电源正端子62和电源负端子63用于输出放点电流或输入充电电流。电源通信端子64用于与电动工具10进行通信。其中，电源正端子62位于电源正接口中，电源负端子63位于电源负接口中，电源通信端子64位于电源通信接口中。

温度传感器66用于检测电芯组件61的温度。在一些实施例中，温度传感器66与电源通信端子64连接。具体的，温度传感器66设置在电芯表面，用于检测电芯表面的温度，当电芯的温度大于等于阈值时，温度传感器66输出过温信号至电动工具10以使电工工具10停止接收电池包输出的电能，防止电池包因为过热而发生爆炸。温度传感器66可以是热敏电阻器，例如NTC或PTC。

电源识别模块65存储有可充电电池包ID，用于当插入到充电器或电动工具时使其识别第一可充电电池包20或第二可充电电池包30。可充电电池包ID包括例如型号、版本、电芯配置和电池类型，诸如圆柱型电芯电池或平板状电芯电池。可充电电池包ID可以为一个或多个通信代码，还可以为一个ID电阻器、用于显示可充电电池包的识别数据的LED显示器、在被电动工具或充电器衔接和感测时发送的串行数据、在通过电源通信接口而发送到电动工具/充电器的数据的帧中的字段等。

此外，电动工具10至少包括电机111，开关电路14，控制模块15和工具识别模块16，以及工具正端子121，工具负端子122，工具通信端子123。

工具正端子121和工具负端子122用于接入可充电电池包60输出的放电电流。工具通信端子123能够使电动工具10和可充电电池包60进行通信。具体地，工具正端子121位于工具正接口中，其能够和可充电电池包的电源正端子62可拆卸连接；工具负端子122位于工具负接口中，其能够和可充电电池包的电源负端子63可拆卸连接；工具通信端子123位于工具通信接口中，其能够和可充电电池包的电源通信端子64可拆卸连接。

开关电路14用于驱动电机，与控制模块15电性连接。开关电路14接收来自可充电电池包60的电能，在控制模块15输出的开关信号的驱动下将电池包的电压以一定的逻辑关系分配给电机111定子上的各相绕组，以使电机111启动并持续转动。具体而言，开关电路14包括多个电子开关。在一些实施例中，电子开关包括场效应晶体管(FET)，在另一些实施例中，电子开关包括绝缘栅双极晶体管(IG-BT)等。

工具识别模块16用于识别所述工具接口12接入的第一可充电电池包20或第二可充电包中30的一种。工具识别模块16和工具通信端子123连接。工具识别模块16能够通过工具通信端子123和附接的电池包通信和感测电池包信息。其中，电池包的信息包括型号、版本、电芯配置和电池类型，诸如圆柱型电芯电池或平板状电芯电池等。因此，工具识别模块16能够根据电池包信息判断工具接口12接入的是第一可充电电池包20还是第二可充电电池包30并发送识别信号至控制模块15。在一些实施例中，工具识别模块16还能够在接收到可充电电池包的过温信号后发送停机信号至控制模块15以控制电动工具停机，从而保护电池包和电动工具的安全。

在一些实施例中，工具识别模块16可以包括传感器。具体地，传感器可以为磁传感器或电感拾取传感器以感测附接的电池包信息。通过射频通信和光感测来识别与电动工具附接的是第一可充电电池包20还是第二可充电电池包30。

工具控制模块15至少与工具接口连接，用于根据工具接口接入的可充电电池包来控制电动工具的输出性能。具体地，工具控制模块15用于根据识别信号控制加载至电机两端的电压或电流从而使电机能够正常工作。例如当第一电动工具101采用第一可充电电池包20供电时，工具识别模块16识别出工具接口接入的为第一可充电电池包20发送第一识别信号至控制模块15，则控制模块15可以将第一可充电电池包20的输出电压和电流完全加载至电机111两端。而当第二可充电电池包30为第一电动工具101供电时，工具识别模块16识别出工具接口12接入的为第二可充电电池包30发送识别信号至控制模块15，则控制模块15将通过开关电路14限制加载至电机两端的电压或电流，防止过压或过流而造成电机的损坏。在一些实施例中，控制模块15发送脉冲宽度调制(PWM)信号至开关电路14，PWM信号可以迅速地将开关电路14中的多个电子开关通断，分配通过电机的平均电压，所述平均电压低于所述可充电电池包的输入电压。可以理解的是，工具识别模块16和控制模块15可以集成一体设置，也可以分开设置。

图7示出了作为另一种实施例的电动工具系统的电路框图，与图6所示电动工具系统不同的是图7所示的电动工具70还包括功率限制模块77。

功率限制模块77用于限制来自可充电电池包60的输入电流从而限制功率输入。它可以根据从工具识别模块76接收的识别信号来增加电阻值。工具识别模块76可以感测与电动工具附接的可充电电池包的类型(第一可充电电池包20或第二可充电电池包30)，并发送识别信号至控制模块75用于指示附接了第一可充电电池包20还是第二可充电电池包30，控制模块75根据识别信号向功率限制模块77发送控制信号。因此，功率限制模块77被配置来接收控制模块75的控制信号，以便增加阻抗以限制来自可充电电池包60的最大输入电流，或者保持可充电电池包60的最大输入电流。

功率限制模块77连接在工具接口72和电机711之间。在一些实施例中，功率限制模块77串联在电动工具的工具正端子721和电机711之间；在另一些实施例中，功率限制模块77串联在电动工具的工具负端子722和电机711之间。具体地，功率限制器件77可以为无源电阻，功率限制器件77还可以为有源电阻器，则有源电阻器的阻值可以随着负载的改变而改变，例如场效应晶体管等具有限流功能的半导体器件或电路等。

这样，当第一可充电电池包20与第一电动工具101连接时，第一可充电电池包20能够以第一电压输出并提供第一放电电流至第一电动工具101。具体而言，当第一电动工具101采用第一可充电电池包20供电时，其工具识别模块发送识别信号至控制模块以指示第一电动工具101附接了第一可充电电池包20，则控制模块发送第一控制信号至功率限制模块以使功率限制模块的输出电流维持来自第一可充电电池包20的第一放电电流；而当第二可充电电池包30为第一电动工具101供电时，工具识别模块通过工具通信端子识别出工具接口接入的为第二可充电电池包30，发送识别信号至控制模块以指示第一电动工具101附接了第二可充电电池包30，则控制模块根据识别信号向功率限制模块发送第二控制信号以使功率限制模块增加阻抗以限制来自可充电电池包的最大输出电流，防止电动工具烧毁或进入过流保护而无法启动。在一些实施例中，当工具识别模块通过工具通信端子识别出工具接口接入的是第二可充电电池包30时，工具识别模块发送第二控制信号至控制模块以控制功率限制模块的输出电流不大于第一放电电流，即功率限制模块的输出电流小于等于第一放电电流。

另外，当第一可充电电池包20为第二电动工具102供电时，其工具识别模块发送识别信号至控制模块以指示第二电动工具102附接了第一可充电电池包20，则控制模块根据识别信号向功率限制模块发送第一控制信号以使功率限制模块的输出电流维持来自第一可充电电池包20的第一放电电流；而当第二可充电电池包30为第二电动工具102供电时，工具识别模块通过工具通信端子识别出工具接口接入的为第二可充电电池包30，发送识别信号至控制模块以指示第二电动工具102附接了第二可充电电池包30，则控制模块根据识别信号向功率限制模块发送第一控制信号以使功率限制模块的输出电流维持来自可充电电池包的最大输入电流，以使电动工具以更大的电流和功率运行。

图8示出了作为另一种实施例的电动工具系统的电路框图，与图6所示电动工具系统不同的是可充电电池包80还包括功率限制模块87。

在本实施例中，功率限制模块87设置于可充电电池包80中，其与电源通信端子84连接。功率限制模块87用于限制可充电电池包的输出电流从而限制功率输出。功率限制模块87可以根据从控制模块15接收的控制信号来增加电阻值。工具识别模块16可以感测与电动工具10附接的可充电电池包的类型(第一可充电电池包20或第二可充电电池包30)，并发送识别信号至控制模块15以指示附接了第一可充电电池包20还是第二可充电电池包30，控制模块15根据识别信号向功率限制模块87发送控制信号。因此，功率限制模块87被配置来接收控制模块15的识别信号，以便增加阻抗以限制来自可充电电池包的最大输出电流，或者保持可充电电池包的最大输入电流。具体地，控制模块15通过工具通信端子和电源通信端子向功率限制模块87发送控制信号。

功率限制模块87设置在可充电电池包80的放电路径上。在一些实施例中，功率限制模块87设置在电芯组件81的负极和电源负端子83之间，功率限制模块87还可以设置在电芯组件的81正极和电源正端子82之间。具体地，功率限制器件可以为无源电阻，其可以有效提高电池包的内阻。功率限制器件还可以为有源电阻器，则电池包80的内阻可以随着负载的改变而改变，例如场效应晶体管等具有限流功能的半导体器件或电路等。

在一些实施例中，当电动工具10采用第一可充电电池包20供电时，即工具接口12接入第一可充电电池包20时，其工具识别模块16发送识别信号至控制模块以指示电动工具附接了第一可充电电池包20，则控制模块15发送第一控制信号至第一可充电电池包内的功率限制模块以使功率限制模块维持第一可充电电池包20以最大放电电流，即第一放电电流放电；而当电动工具使用第二可充电电池包30作为电源时，如果此时电动工具为第一电动工具101，则工具识别模块通过工具通信端子识别出工具接口接入的为第二可充电电池包30，发送识别信号至控制模块以指示第一电动工具101附接了第二可充电电池包30，则控制模块发送第二控制信号至功率限制模块以使功率限制模块增加阻抗以限制可充电电池包的最大输出电流，即第二放电电流，其中，第二放电电流小于等于第一放电电流以防止电动工具烧毁或进入过流保护而无法启动。在一些实施例中，当工具识别模块通过工具通信端子识别出工具接口接入的是第二可充电电池包30时，工具识别模块发送第二控制信号至控制模块以控制第二可充电电池包30以不大于第一放电电流的第二放电电流放电。而当电动工具使用第二可充电电池包30作为电源时，如果此时电动工具为第二电动工具102，工具识别模块通过工具通信端子识别出工具接口接入的为第二可充电电池包30，发送识别信号至控制模块以指示第二电动工具102附接了第二可充电电池包30，则控制模块发送第一控制信号至功率限制模块以使功率限制模块维持可充电电池包的最大输出电流，以使电动工具以更大的电流和功率运行。

图9示出了作为另一种实施例的电动工具系统的电路框图，与图6所示的电动工具系统不同的是可充电电池包90还包括电源控制模块98和功率限制模块97。在本实施例中，电源控制模块98和功率限制模块97设置于可充电电池包中。

其中，温度传感器96用于检测电芯组件的温度，其和电源控制模块98可通信地连接。具体的，温度传感器96用于检测电芯的温度，当电芯的温度大于等于阈值时，温度传感器96输出过温信号至电源控制模块98以使电池包90停止输出电能，防止电池包因为过热而发生爆炸。温度传感器可以是热敏电阻器，例如NTC或PTC。因为这样的温度传感器96是在本领域内公知的，因此为了简洁而省略功能操作的详细说明。

电源识别模块96用于识别所述电源接口接入的电动工具。进一步地，电源识别模块96用于识别电池包接口接入的电动工具是第一电动工具101和第二电动工具102中的一种。电源识别模块96和电源通信端子94连接。电源识别模块96通过电源通信端子94和附接的电动工具通信和感测电动工具信息。电动工具的信息包括电动工具的功率极限、电流极限和电压极限中的一个或多个。因此，电源识别模块96能够根据电动工具信息判断电源接口接入的是第一电动工具101还是第二电动工具102并发送识别信号至电源控制模块98。具体而言，如可充电电池包在工作时连接到第一电动工具101，则电源识别模块96经由电源通信端子94接收包含第一电动工具101信息的信号。如果可充电电池包在工作时连接到第二电动工具102，则电源识别模块96经由电源通信端子94接收包含第二电动工具102信息的信号。

电源控制模块98控制可充电电池包输出的最大功率和最大电流。电源控制模块98和功率限制模块97可通信地连接。电源控制模块98被配置为接收电源识别模块96的识别信号，并根据识别模块的识别信号来调节功率限制模块97的阻抗以限制可充电电池包的最大功率和最大电流，或者保持其较低内阻以维持其最大功率和最大电流。电源控制模块98可以为数字控制器，微处理器，模拟电路，数字信号处理器或专用集成电路(ASIC)类的一个或多个数字IC的智能器件。

在一些实施例中，当第二可充电电池包30连接至第一电动工具101时，电源识别模块接收包含第一电动工具101信息的信号并传递至放电控制模块，则放电控制模块调节功率限制模块的阻抗以控制第二可充电电池包30以不大于第一放电电流的第二放电电流放电。当第二可充电电池包30连接至第二电动工具102时，电源识别模块接收包含第二电动工具102信息的信号并传递至第二放电控制模块，则第二放电控制模块调节功率限制模块的阻抗至最小值以使第二可充电电池包30以第三放电电流放电，其中，第三放电电流大于第一放电电流。

此外，当第二可充电电池包30连接至第二电动工具102时，放电控制模块控制所述第二可充电电池包30以第二电压提供电能至第二电动工，其中，第二电压大于上述第一电压。具体而言，在第二电动工具102的工具接口接入所述第二可充电电池包30时，电源识别模块接收包含第二电动工具102信息的信号并传递至第二放电控制模块，则第二放电控制模块调节功率限制模块的阻抗至最小值，从而使第二可充电电池包30以第二电压输出电能。

作为另一种实施方式的电动工具系统的电路框图，参考图10，电动工具40还包括连接单元47，第一放电模块48和第二放电模块49。

第一放电模块48和第二放电模块49包括电动工具中的其他电子器件，第一放电模块48和第二放电模块49至少具有不同的功率极限、电流极限或电压极限中的一个或多个。在一些实施例中，第一放电模块48适配于第一可充电电池包20，在所述第一电池包作为所述电动工具的电能来源时，所述第一放电模块工作以使所述第一电动工具具有第一输出性能；而第二放电模块49适配于第二可充电电池包30，在所述第二电池包作为所述电动工具的电能来源时，所述第二放电模块工作以使所述电动工具具有与所述第一输出性能不同的第二输出性能。

连接单元47可选择性的与第一放电模块48和第二放电模块49连接。连接单元47具有输入端、输出端和控制端，其中，连接单元47的输入端和工具正端子421连接，连接单元47的输出端可选择的与第一放电模块48或第二放电模块49连接，连接单元47的控制端和控制模块45连接。在一些实施例中，在工具接口接入第一可充电电池包20时，连接单元47与第一放电模块48连接，而在工具接口接入第二可充电电池包30时，连接单元47与第二放电模块49连接。可以理解的是，连接单元47、第一放电模块48和第二放电模块49也可以串联在工具负端子422和电机之间。

工具识别模块46可以感测与电动工具附接的可充电电池包的类型(第一可充电电池包20或第二可充电电池包30)，并直接向控制模块45发送所感测的信号，用于指示附接了第一可充电电池包20还是第二可充电电池包30。因此，控制模块45被配置来根据识别信号，以控制连接单元47可选择性的与第一放电模块48和第二放电模块49连接。具体而言，控制模块45被配置为：在工具接口接入第一可充电电池包20时，控制模块45控制连接单元47使工具正端子和第一放电模块48连接，而在工具接口接入第二可充电电池包30时，控制模块45控制连接单元47使工具正端子和第二放电模块49连接。

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 (26)

1.一种电动工具系统，包括：

电动工具，具有工具接口和电机；

可充电电池包，具有电池包接口和电芯组件；

第一可充电电池包，包括若干第一可充电电芯，所述第一可充电电芯为圆柱形；

第二可充电电池包，包括若干与所述第一可充电电芯形状不同的第二可充电电芯；

所述电动工具可使用所述第一可充电电池包或第二可充电电池包进行供电；

其中，所述第一可充电电池包具有能与所述工具接口适配的第一接口和第一电特性，所述第二可充电电池包具有能与所述工具接口适配的第二接口，所述第一接口与所述第二接口具有基本相同的接口形状，所述第二可充电电芯的内阻小于所述第一可充电电芯的内阻。

2.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

所述第二可充电电池包具有与所述第一可充电电池包第一电特性不同的第二电特性。

3.根据权利要求2所述的电动工具系统，其特征在于，

所述第二电特性包括以下电性参数中的至少一种：所述第二可充电电池包的放电电流或满电续航能力。

4.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

所述电动工具包括：

工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，还被配置为：

接收所述工具识别模块的识别信号；

在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，控制所述第一可充电电池包以第一放电电流放电；

在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，控制所述第二可充电电池包以不大于所述第一放电电流的第二放电电流放电。

5.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

所述电动工具包括：

工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，被配置为：

接收所述工具识别模块的识别信号；

在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，控制所述第一可充电电池包的电能以第一电压输出；

在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，控制所述第二可充电电池包的电能以第二电压输出；

所述第二电压大于等于所述第一电压。

6.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

还包括：

第一放电模块，在所述第一可充电电池包作为所述电动工具的电能来源时，所述第一放电模块工作以使所述电动工具具有第一输出性能；

第二放电模块，在所述第二可充电电池包作为所述电动工具的电能来源时，所述第二放电模块工作以使所述电动工具具有与所述第一输出性能不同的第二输出性能。

7.根据权利要求4所述的电动工具系统，其特征在于，

所述电动工具还包括：

功率限制模块，连接在所述工具接口和所述电机之间；

在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时所述功率限制模块工作以限制所述第二可充电电池包的输出电流。

8.根据权利要求7所述的电动工具系统，其特征在于，

所述工具识别模块包括传感器。

9.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

所述第二可充电电池包包括：

功率限制模块，至少与所述第一可充电电芯中的一个串联，所述功率限制模块用于限制所述第二可充电电池包的输出功率或电流之一。

10.根据权利要求9所述的电动工具系统，其特征在于，

所述功率限制模块包括半导体器件。

11.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

所述第二可充电电池包包括多个片状电芯，所述多个片状电芯层叠排布。

12.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

所述第二可充电电池包的能量密度的取值范围为大于200Wh/kg。

13.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

所述第二可充电电池至少具有100A的放电能力。

14.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

所述第二可充电电池包以10C倍率放电，温升小于45℃。

15.一种可充电电池包，包括：

电池包接口，用于接入电动工具；

电芯组件，包括多个串联连接的可充电电芯，所述可充电电芯为非圆柱型；

功率限制模块，与所述至少一个可充电电芯串联，用于根据所述可充电电池包接口接入的不同电动工具来限制所述可充电电池包的输出电流或输出功率之一。

16.根据权利要求15所述的可充电电池包，其特征在于，

所述不同电动工具包括第一电动工具和第二电动工具，所述第一电动工具具有第一输出性能，所述第二电动工具具有与所述第一输出性能不同的第二输出性能。

17.根据权利要求15所述的可充电电池包，其特征在于，

所述功率限制模块被适配为当所述可充电电池包连接至第一电动工具和向第一电动工具供电时提高所述可充电电池包的内阻以限制所述可充电电池包的输出电流或输出功率之一。

18.根据权利要求15所述的可充电电池包，其特征在于，

电源识别模块，用于识别所述可充电电池包接口接入的第一电动工具或第二电动工具中的一种；

电源控制模块，被配置为：

接收所述电源识别模块的识别信号；

在所述可充电电池包接口接入所述第一电动工具时，控制所述功率限制模块限制所述可充电电池包以第一放电电流放电；

在所述电池包接口接入所述第二电动工具时，控制所述可充电电池包以大于所述第一放电电流的第二放电电流放电。

19.根据权利要求15所述的可充电电池包，其特征在于，

所述可充电电池包包括多个片状电芯，所述多个片状电芯层叠排布。

20.根据权利要求15所述的可充电电池包，其特征在于，

所述可充电电池包的能量密度的取值范围为大于200Wh/kg。

21.一种电动工具，包括：

电机；

工具接口，用于接入不同的可充电电池包；

工具控制模块，至少与所述工具接口连接，用于根据所述工具接口接入的所述可充电电池包来控制所述电动工具的输出性能。

22.如权利要求21所述的电动工具，其特征在于，

所述不同的可充电电池包包括第一可充电电池包和第二可充电电池包；

所述第一可充电电池包，包括若干第一可充电电芯，所述第一可充电电芯为圆柱型；

所述第二可充电电池包，包括若干与所述第一可充电电芯不同的第二可充电电芯；

所述第二可充电电芯的内阻小于所述第一可充电电芯的内阻。

23.如权利要求21所述的电动工具，其特征在于，

包括：

工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，被配置为：

接收所述工具识别模块的识别信号；

在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，以使所述电动工具具有第一输出性能；

在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，以使所述电动工具具有与所述第一输出性能不同的第二输出性能。

24.如权利要求21所述的电动工具，其特征在于，

包括：

工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，被配置为：

接收所述工具识别模块的识别信号；

在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，控制所述第一可充电电池包以第一放电电流放电；

在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，控制所述第二可充电电池包以不大于所述第一放电电流的第二放电电流放电。

25.如权利要求21所述的电动工具，其特征在于，

包括：

工具识别模块，用于识别所述工具接口接入的第一可充电电池包或第二可充电包中的一种；工具控制模块，被配置为：

接收所述工具识别模块的识别信号；

在所述工具接口接入所述第一可充电电池包时，控制所述第一可充电电池包的电能以第一电压输出；

在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时，控制所述第二可充电电池包的电能以第二电压输出；

所述第二电压大于等于所述第一电压。

26.根据权利要求24所述的电动工具，其特征在于，

还包括：

功率限制模块，连接在所述工具接口和所述电机之间；

在所述工具接口接入所述第二可充电电池包时所述功率限制模块工作以限制所述第二可充电电池包的输出电流。

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