CN115275381A - 电池包、电动工具及直流系统 - Google Patents
电池包、电动工具及直流系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115275381A CN115275381A CN202110474879.3A CN202110474879A CN115275381A CN 115275381 A CN115275381 A CN 115275381A CN 202110474879 A CN202110474879 A CN 202110474879A CN 115275381 A CN115275381 A CN 115275381A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery pack
- battery
- temperature
- temperature sensing
- elements
- 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.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 22
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 8
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
-
- 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
-
- 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)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
本公开涉及一种电池包、电动工具及直流系统,所述电池包包括:多个电池元件、检测模块和控制模块,其中,多个电池元件的电极通过焊接的方式电性连接,所述控制模块与所述检测模块电性连接,所述检测模块连接于所述电池元件,用于检测所述电池元件的温度和/或电压,所述控制模块用于根据所述检测模块检测到的温度和/或电压,确定所述电池包中电极的焊点是否脱落。本公开实施例可以准确地得到各个电池元件的温度、电压,以使得控制模块根据检测模块检测到的温度和/或电压判断电池元件之间的焊点是否发生脱落,可以快速、准确地判断电池包的工作状态、提高电池包的使用寿命,且能够提升电池包的工作的安全性。
Description
技术领域
本公开涉及储能技术领域,尤其涉及一种电池包、电动工具及直流系统。
背景技术
电池包中包括多个电池单元。电池之间的连接状态一般通过手动拨片或肉眼观察来判断,而在电池包出货后出现的焊接松动、脱落和氧化等无法自行判断。在电池包工作过程中,焊点出现松动时,极易发生打火以及局部温度升高等现象,继续工作时容易产生安全问题。
发明内容
有鉴于此,本公开提出了一种电池包,包括:多个电池元件、检测模块和控制模块,其中,
多个电池元件的电极通过焊接的方式电性连接,
所述控制模块与检测模块电性连接,
所述检测模块连接于所述电池元件,用于检测所述电池元件的温度和/或电压,
所述控制模块用于根据所述检测模块检测到的温度和/或电压,确定所述电池包中电极的焊点是否脱落。
在一种可能的实现方式中,所述检测模块包括多个感温元件,所述感温元件以贴片封装的方式设置于电路板上。
在一种可能的实现方式中,所述感温元件紧贴在所述电池元件的电极端,所述感温元件与所述电池元件的电极端填充导热胶。
在一种可能的实现方式中,所述感温元件与电池元件的电极端的距离小于2mm。
在一种可能的实现方式中,所述控制模块包括温度采集模块,所述温度采集模块与所述感温元件电性连接,
所述温度采集模块用于:
获取所述感温元件上的电信号;
根据预设的电信号与温度值的关联关系,确定与所述电信号相匹配的温度值;
在所述温度值大于预设值的情况下,确定所述电池包中电极的焊点发生脱落。
在一种可能的实现方式中,所述控制模块还包括多个开关组件,所述感温元件与所述开关组件串联后并与其他的感温元件相并联,所述开关组件用于控制感温元件电路的通断。
在一种可能的实现方式中,多个并联的感温元件一端与电源和所述温度采集模块电性连接,所述多个并联的感温元件的另一端通过所述开关组件接地。
在一种可能的实现方式中,所述温度采集模块在获取所述感温元件上的电信号之前还用于:
断开与其它感温元件串联连接的开关组件,并闭合与所述感温元件串联连接的开关组件。
在一种可能的实现方式中,所述感温元件的数量大于或等于2个。
在一种可能的实现方式中,所述感温元件包括下述中的至少一种:正温度系数的感温元件和负温度系数的感温元件。
在一种可能的实现方式中,所述电池元件的电极包括电池元件的正极和/或电池元件的负极。
在一种可能的实现方式中,所述检测模块用于分别检测所述多个电池元件的电压,所述控制模块还用于:
从多个电池元件的电压中获取最大电压与最小电压的差值;
将所述差值与参照值做比较,若所述差值位于所述参照值的范围以外,则确定所述电池包中电极的焊点发生脱落。
在一种可能的实现方式中,所述控制模块还用于:
在电池包中焊点脱落的情况下,断开所述电池包的充放电电路。
在一种可能的实现方式中,所述电池包还包括电池元件支架,所述电池元件支架设置于所述多个电池元件的外侧,所述电池元件支架包括由导热材料制成的全包裹支架。
在一种可能的实现方式中,所述电池包还包括壳体,所述壳体上设置有第一电极座。
在一种可能的实现方式中,所述电池包的标称电压大于或等于60V,电量大于等于120WH。
根据本公开的一方面,提供了一种电动工具,包括:电动工具主体,所述电动工具主体内设置有动力模块、控制模块和功能模块,其中,
所述动力模块包括所述的电池包,用于为电动工具的使用供电;
所述功能模块用于实现所述电动工具的用途;
所述控制模块与所述动力模块和所述功能模块电性连接,用于控制所述电动工具的作业。
根据本公开的一方面,提供了一种直流系统,包括:
至少一个所述的电池包,充电装置和放电装置,
所述充电装置包括充电器主体和第二电极座,
所述放电装置包括电动工具主体及其内部的第三电极座,
所述第二电极座和所述第三电极座与所述电池包相适配。
本公开实施例通过将多个电池元件以焊接的方式电性连接可以提高电池包的标称电压、电量,通过检测模块对各个电池元件的温度和/或电压进行检测,可以准确地得到各个电池元件的温度、电压,以使得控制模块根据检测模块检测到的温度和/或电压判断电池元件之间的焊点是否发生脱落,可以快速、准确地判断电池包的工作状态、提高电池包的使用寿命,且能够提升电池包的工作的安全性。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本公开的原理。
图1示出了根据本公开一实施例的电池包的框图。
图2示出了根据本公开一实施例的电池包的示意图。
图3示出了根据本公开一实施例的电池包的示意图。
图4示出了根据本公开一实施例的检测模块、温度采集模块的示意图。
图5示出了根据本公开一实施例的温度采集模块的工作流程图。
图6示出了根据本公开一实施例的利用电池元件的电压确定焊点发生脱落的流程图。
图7a示出了根据本公开一实施例的电池元件间焊点正常连接的示意图。
图7b及图7c示出了根据本公开一实施例的电池元件间焊点发生脱落的示意图。
图7d示出了根据本公开一实施例的电池正常连接及发生脱落时电池元件的电压与时间关系示意图。
图8示出了根据本公开一实施例的对电池包进行充电的充电装置的示意图。
图9示出了根据本公开一实施例的电动工具的示意图。
图10示出了根据本公开一实施例的电动工具的框图。
图11示出了根据本公开一实施例的直流系统的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
在本公开的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本公开中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外,为了更好的说明本公开,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本公开同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本公开的主旨。
传统的电动工具通常使用汽油或交流AC供电的方式作为能源供给,以使电动工具达到较大的功率满足用户需求,由于直流电动工具的无绳便携性及环保的特点,直流电动工具渐渐被广泛使用,为了使直流电动工具可以达到汽油或AC供电的大功率,需要增大直流系统的工作电压或电流,为了增强电池包的续航能力,本公开的电池包设置了多个电性连接的电池元件,各个电池元件的电极通过焊接的方式连接,以提高电池包的电能容量及标称电压,然而,由于电池包内电池元件数量较多,电池元件之间存在差异,电池包在用户手中使用时由于发生振动、高湿环境等情况下,易造成电池间连接异常,表现为焊点松动、脱落、氧化等,继续使用易发生打火、局部温度升高等现象,易产生安全问题。为了防止因焊接的多个电池元件的焊点出现脱落导致安全问题,本公开实施例通过检测模块检测各个电池元件的温度和/或电压,并利用控制模块根据各个电池元件的温度和/或电压判断电池元件之间的焊点是否发生脱落,可以快速、准确地判断电池包的工作状态、提高电池包的使用寿命,且能够提升电池包的工作的安全性。
请参阅图1,图1示出了根据本公开一实施例的电池包的框图。
如图1所示,所述电池包1包括:多个电池元件10、检测模块20和控制模块30,其中,
多个电池元件10的电极通过焊接的方式电性连接,
所述控制模块30与检测模块20电性连接,
所述检测模块20连接于所述电池元件,用于检测所述电池元件10的温度和/或电压,
所述控制模块30用于根据所述检测模块20检测到的温度和/或电压,确定所述电池包1中电极的焊点是否脱落。
本公开实施例通过将多个电池元件以焊接的方式电性连接可以提高电池包的标称电压、电量,通过检测模块对各个电池元件的温度和/或电压进行检测,可以准确地得到各个电池元件的温度、电压,以使得控制模块根据检测模块检测到的温度和/或电压判断电池元件之间的焊点是否发生脱落,可以快速、准确地判断电池包的工作状态、提高电池包的使用寿命,且能够提升电池包的工作的安全性。
另外,本公开实施例还可以利用检测模块检测到的各个电池元件的温度对电池包的工作状态进行监控,由于电池元件间的差异,充放电时各个电池的温度存在差异化现象,为了延长电池包的使用寿命,需要保证温度最高的电池元件不超过限定温度,因此,本公开实施例可以在任意一个电池元件的温度超过限定温度时,确定电池包工作状态异常,可以采用关闭电池包电源供应的方式或停止充电的方式保护电池包,或通过报警的方式通知用户进行电池包的维护,以提升电池包的使用寿命。
在一种可能的实现方式中,所述电池包1的标称电压大于或等于60V,电量大于等于120WH。
在一个示例中,电池元件10可以为锂离子电池元件或锂聚合物电池元件等。
在一种可能的实现方式中,所述电池元件10的电极包括电池元件10的正极和/或电池元件10的负极。
本公开实施例对电池包1中包括的电池元件10的具体数目不做限定,本领域技术人员可以根据需要及实际情况设定,以使得电池包1的标称电压大于或等于60V,电量大于等于120WH。
在一种可能的实施方式中,控制模块可以包括处理组件,处理组件可以包括但不限于单独的处理器,或者分立元器件,或者处理器与分立元器件的组合。所述处理器可以包括电子设备中具有执行指令功能的控制器,所述处理器可以按任何适当的方式实现,例如,被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。在所述处理器内部,可以通过逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等硬件电路执行所述可执行指令。
在一种可能的实现方式中,所述检测模块20可以包括多个感温元件,所述感温元件以贴片封装的方式设置于电路板上。
在一种可能的实现方式中,所述感温元件的数量可以大于或等于2个。
在一种可能的实现方式中,所述感温元件包括下述中的至少一种:正温度系数的感温元件和负温度系数的感温元件。
优选地,本公开实施例可以采用正温度系数的感温元件对电池元件10进行测温,在一个示例中,可以使用多个正温度系数贴片封装感温元件贴片在印刷线路板上,印刷线路板直接紧贴电池元件电极处,可以实现测量多个电池元件的实时温度,且可以使得电池包的制造自动化程度高,并且,正温度系数的感温元件具有成本低的特点,本公开实施例利用正温度系数的感温元件,可以降低成本,且贴片的工艺简单,相较于相关技术采用水滴状感温元件、并布置引线形式(无法实现自动化安装),本公开实施例还具有工艺复杂度低,可以实现自动化安装,易于推广使用的特点。
举例而言,为了使用安全以及延长锂电池包的寿命,在使用过程中要防止电池包温度过高以及电池元件之间温差过大,因此需要在充放电过程中监测每个电池元件的温度,若感温元件采用的是负温度系数热敏电阻NTC进行温度监测,一般来说1个NTC只能准确测量1个电池元件外表的温度,当电池元件数目多时,例如电池包设置15节电池元件的情况下,需要15个NTC才能有效地监控所有电池元件的温度,成本以及组装难度相对较高,电池包内部结构以及电路复杂化会相对较高,若电池包采用的是正温度系数的感温元件,将感温元件贴装在印刷线路板上,并将印刷线路板贴在电池元件的电极端,由于感温元件有正温度特性,即感温元件的结电压随温度成近似线性变化,因此可本公开实施例可以通过测量感温元件的温度变化来测量电池元件的温度,本公开实施例采用贴片塑封的感温元件,以保证感温元件测温电路与锂电池电极端绝缘,感温元件贴向锂电池电极端端时,用导热胶粘连,且各个感温元件采用并联方式即测温元件具有同一个输出端。
在一种可能的实现方式中,所述感温元件可以紧贴在所述电池元件10的电极端,所述感温元件与所述电池元件10的电极端填充导热胶。
本公开实施例为减小装配的成本最大程度实现自动化安装,感温元件采用表面贴装的方式装配在印刷线路板上,在电池元件的电极端先涂敷导热胶后,印刷线路板整个安装在电池元件的电极端,这样的安装方式可扩展贴装更多的感温元件,并且,不会增加安装成本。
在一种可能的实现方式中,所述感温元件与电池元件10的电极端的距离小于2mm。
本公开实施例通过将所述感温元件与电池元件10的电极端的距离设置为小于2mm,可以减小电池包空间,并且可以更加准确地进行温度采集。
请参阅图2,图2示出了根据本公开一实施例的电池包的示意图。
请参阅图3,图3示出了根据本公开一实施例的电池包的示意图。
在一种可能的实现方式中,如图2及图3所示,所述电池包1还包括壳体,所述壳体上设置有第一电极座,通过所述第一电极座,电池包可以与其他设备或装置的电极座连接。
在一个示例中,如图2及图3所示,电池包的壳体可以近似为“正方体”结构(当然也可以为其他的形状,对此,本公开实施例不做限定),通过电极座可以与充电装置(如充电器)、放电装置(如电动工具,打草机等)连接。
在一种可能的实施方式中,如图3所示,所述电池包1还包括电池元件支架,所述电池元件支架设置于所述多个电池元件10的外侧,所述电池元件支架包括由导热材料制成的全包裹支架。
在一个示例中,如图3所示,为了降低电池包在充放电过程中的温度,本公开实施例的电池元件由支架全包裹,支架可以由导热材料制备,当电池包大电流充放电时,电池的温度上升,全包裹支架吸收来自电池元件的热量,使电池的上升温度减缓,从而延长电池的工作时间。
请参阅图4,图4示出了根据本公开一实施例的检测模块、温度采集模块的示意图。
在一种可能的实现方式中,如图4所示,所述控制模块30可以包括温度采集模块310(也即如图3所示的温度采集模块),所述温度采集模块310与所述感温元件(R1~Rn)电性连接.
请参阅图5,图5示出了根据本公开一实施例的温度采集模块的工作流程图。
在一种可能的实施方式中人,如图5所示,所述温度采集模块310可以用于:
步骤S11,获取所述感温元件上的电信号;
步骤S12,根据预设的电信号与温度值的关联关系,确定与所述电信号相匹配的温度值;
步骤S13,在所述温度值大于预设值的情况下,确定所述电池包1中电极的焊点发生脱落。
通过温度采集模块,本公开实施例可以获取所述感温元件上的电信号,根据预设的电信号与温度值的关联关系,确定与所述电信号相匹配的温度值,在所述温度值大于预设值的情况下,确定所述电池包中电极的焊点发生脱落。
在一种可能的实现方式中,如图4所示,所述控制模块30还包括多个开关组件(S1~Sn),所述感温元件与所述开关组件串联后并与其他的感温元件相并联,所述开关组件用于控制感温元件电路的通断。
在一种可能的实现方式中,如图4所示,多个并联的感温元件一端与电源V1和所述温度采集模块310电性连接,所述多个并联的感温元件的另一端通过所述开关组件接地。
在一种可能的实现方式中,所述温度采集模块310在获取所述感温元件上的电信号之前还用于:
断开与其它感温元件串联连接的开关组件,并闭合与所述感温元件串联连接的开关组件。
在一个示例中,如图4所示,电源V1可以为电流源,当然也可以为电压源。
在一个示例中,如图4所示,检测模块可以包括多个正温度系数的感温元件R1~Rn,各个感温元件的一端并联设置的开关组件S1~Sn的一端,各个感温元件的并联端与电流源V1连接,该并联端同时与温度采集模块310连接;各个开关组件S1~Sn另一端串联并接地。
在一个示例中,各感温元件分别装配在各电池元件的电极端,每个电池单元可使用对应的感温元件测量温度。
在一个示例中,当需要测量感温元件R1的温度时,本公开实施例可以将开关组件S1闭合,并将开关组件S2~Sn断开,电流源V1的电流信号流过感温元件R1和开关S1,在感温元件R1和电流源V1的连接点到地之间产生电压Vr1,温度采集模块310采集到电压Vr1经过转换后得出感温元件R1的温度。同样的如需得到其他任意感温元件温度时,打开对应感温元件的串联开关组件,并关闭其他开关即可。
本公开实施例对开关组件的类型不做限定,开关组件可以由金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)或其他类型的晶体管制成。
本公开实施例对电信号与温度值的关联关系的具体形式不做限定,关联关系可以是表格或其他形式,关联关系可以存储在存储模块中,被温度采集模块310调用,以通过感温元件的电信号及关联关系确定对应的温度。
在一个示例中,存储模块可以包括计算机可读存储介质,计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、可编程只读存储器(PROM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身,诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如,通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
在一个示例中,当电池元件在充放电的过程中温度超过或低于规定的温度区间时,控制模块可以断开锂电池包的充放电回路,使锂电池包温度在规定的区间内,延长锂电池包的使用寿命。
请参阅图6,图6示出了根据本公开一实施例的利用电池元件的电压确定焊点发生脱落的流程图。
在一种可能的实现方式中,所述检测模块20还可以用于分别检测所述多个电池元件10的电压。
在一个是中,如图6所示,所述控制模块30还可以用于:
步骤S21,从多个电池元件10的电压中获取最大电压与最小电压的差值;
步骤S22,将所述差值与参照值做比较,若所述差值位于所述参照值的范围以外,则确定所述电池包1中电极的焊点发生脱落。
本公开实施例的检测模块,可以通过检测各个电池元件两端的电压差以得到各个电池元件的电压,从多个电池元件的电压中获取最大电压与最小电压的差值,将所述差值与参照值做比较,若所述差值位于所述参照值的范围以外,则确定所述电池包中电极的焊点发生脱落。
在一个示例中,当根据多个电池元件的电压中获取最大电压与最小电压的差值确定所述电池包中电极的焊点发生脱落,控制模块可以断开锂电池包的充放电回路,使锂电池包温度在规定的区间内,延长锂电池包的使用寿命。
下面对测量电池元件两端电压的原理进行示例性介绍。
请参阅图7a、图7b、图7c、图7d,图7a示出了根据本公开一实施例的电池元件间焊点正常连接的示意图,图7b及图7c示出了根据本公开一实施例的电池元件间焊点发生脱落的示意图,图7d示出了根据本公开一实施例的电池正常连接及发生脱落时电池元件的电压与时间关系示意图。
在一个示例中,如图7a所示,在电池元件(B1~Bn)间连接正常的情况下,电池元件间的连接电阻差异较小,表现为电池元件的自身内阻差异。
在一个示例中,如图7b所示,在电池元件间(如电池元件B1及电池元件B2之间)发生连接异常(如对应表现为图7c中的A点松动、脱落)的情况下,表现为电池元件B1及电池元件B2间连接电阻R增大。
在一个示例中,在充放电时可以根据欧姆定律U=I*Rr(Rr表示电池元件的阻抗,U表示电池元件两端的电压,I表示电流),电压U等于电池阻抗Rr与电流I的乘积。
在一个示例中,受结构等限制因素的影响,在充放电时电池元件的电压测量的往往是电池自身阻抗+连接阻抗在内的电压值,即U=I*(Rr+R)(R表示连接阻抗),可知在充放电时连接阻抗R变大(如发生脱落、松动、氧化等连接不良情况时)表现为单节电池元件的电压差异变大,因此电池元件之间的连接情况在充放电时可以可通过为电池元件之间的压差进行表征。
在一个示例中,电池元件的压差可以表示为:
ΔU=ΔR*I其中ΔU=UMAX{U1,U1…Un}-UMIN{U1,U1…Un} 公式1
其中,ΔU表示最大电压与最小电压的压差,ΔR表示为阻抗变化,UMAX{U1,U1…Un}表示U1,U1…Un中的最大电压,UMIN{U1,U1…Un}表示U1,U1…Un中的最小电压。
根据公式1可知,如果电流不变,ΔR越大,ΔU就越大,表征能力越明显。图7d示出了多电池放电时,电池元件连接异常和正常的放电电压曲线,如图7d所示,当放电或充电时控制模块的电池管理单元获得实时的电流值和压差ΔU的值即可计算出当前电池组的ΔR,由ΔR可以推断出当前电池元件的连接状况。当电池元件的连接状况较差(如发生松动、脱落、氧化等不良连接情况)时实施停止充放电的处理,以保证电池组的安全。
下面通过实验的结果来说明具体的实施例。
实验一:选取5组连接状况良好的15串1并联圆柱电池组做恒流30A放电实验,计算放电1min结束时的压差ΔU;测试结果如表1所示:
表1
电池组编号 | ΔU/mV |
1 | 87 |
2 | 79 |
3 | 84 |
4 | 76 |
5 | 83 |
实验二:把以上5组中的1号电池组的任意连接点断开,制造类似于图7c的连接故障。计算恒流30A放电1min结束时的压差ΔU;测试结果如表2所示:
表2
电池组编号 | ΔU/mV |
1 | 153 |
根据以上实验数据表明,电池组在连接良好的情况下,恒流30A放电,阻抗偏差小于2.9毫欧;对应30A恒流放电情况下ΔU≦87mV;考虑到电池的离散型,在实际应用中30A恒流下,连接良好的合格阀值可以放宽至120mV。
可见,本公开实施例的电池包在电池组充电或放电时,采集模块可以采集电池的单节电压、电流数据,控制模块可以在充放电时当电池间的电压差异较大时实施停止充放电的处理,例如,在电流大于30A时且电池电压差异大于120mV时实施停止充放电的处理,以提高电池包的寿命及充放电的安全性。
下面对充电装置进行示例性介绍。
请参阅图8,图8示出了根据本公开一实施例的对电池包进行充电的充电装置的示意图。
在一个示例中,如图8所示,所示的充电装置包括充电器主体,充电器主体包括电极座与电池包的电极座适配,实现与电池包的电连接。
在一个示例中,如图8所示,在充电器主体内部可以设置有散热风扇(图中未示出),当锂电池包充电温度较高时,充电器内部的散热风扇开启,加快电池元件及支架的热量散出。
在一个示例中,所述的充电装置还可以包括:控制部件、电流供应部件,所述控制部件可以实现充电控制,例如实现对电池包的充电参数(充电速度、充电电流、充电电压、充电时间、快速充电或慢速充电灯充电方式等)的控制,电流供应部件可以对电池包供应充电电流。
当然,以上对充电装置的介绍是示例性的,不应视为是对本公开的限定。
下面对电动工具的可能实现方式进行示例性介绍。
请参阅图9,图9示出了根据本公开一实施例的电动工具的示意图。
请参阅图10,图10示出了根据本公开一实施例的电动工具的框图。
在一个示例中,如图9所示,电动工具可以包括电极座,以与电池包适配,使得电池包通过自身的电极座与电动工具的电极座连接,对电动工具供电。
在一种可能的实施方式中,如图10所示,所述电动工具,可以包括:电动工具主体,所述电动工具主体内设置有动力模块2、控制模块3和功能模块4,其中,
所述动力模块包括所述的电池包1,用于为电动工具的使用供电;
所述功能模块4用于实现所述电动工具的用途;
所述控制模块3与所述动力模块2和所述功能模块4电性连接,用于控制所述电动工具的行走及作业。
在一种可能的实施方式中,电动工具可以包括割草机、巡逻机器人、电钻、吸尘器等。
请参阅图11,图11示出了根据本公开一实施例的直流系统的框图。
在一种可能的实施方式中,如图11所示,所述系统包括:
至少一个所述的电池包1,充电装置5和放电装置6,
所述充电装置5包括充电器主体、散热风扇和第二电极座,
所述放电装置6包括电动工具主体及其内部的第三电极座,
所述第二电极座和所述第三电极座与所述电池包相适配。
本公开实施例的各个方面可以通过将多个电池元件以焊接的方式电性连接可以提高电池包的标称电压、电量,通过检测模块对各个电池元件的温度和/或电压进行检测,可以准确地得到各个电池元件的温度、电压,以使得控制模块根据检测模块检测到的温度和/或电压判断电池元件之间的焊点是否发生脱落,可以快速、准确地判断电池包的工作状态、提高电池包的使用寿命,且能够提升电池包的工作的安全性。
以上已经描述了本公开的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (18)
1.一种电池包,其特征在于,包括:多个电池元件、检测模块和控制模块,其中,
多个电池元件的电极通过焊接的方式电性连接,
所述控制模块与所述检测模块电性连接,
所述检测模块连接于所述电池元件,用于检测所述电池元件的温度和/或电压,
所述控制模块用于根据所述检测模块检测到的温度和/或电压,确定所述电池包中电极的焊点是否脱落。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述检测模块包括多个感温元件,所述感温元件以贴片封装的方式设置于电路板上。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述感温元件紧贴在所述电池元件的电极端,所述感温元件与所述电池元件的电极端填充导热胶。
4.根据权利要求3所述的电池包,其特征在于,所述感温元件与电池元件的电极端的距离小于2mm。
5.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述控制模块包括温度采集模块,所述温度采集模块与所述感温元件电性连接,
所述温度采集模块用于:
获取所述感温元件上的电信号;
根据预设的电信号与温度值的关联关系,确定与所述电信号相匹配的温度值;
在所述温度值大于预设值的情况下,确定所述电池包中电极的焊点发生脱落。
6.根据权利要求5所述的电池包,其特征在于,所述控制模块还包括多个开关组件,所述感温元件与所述开关组件串联后并与其他的感温元件相并联,所述开关组件用于控制感温元件电路的通断。
7.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,多个并联的感温元件一端与电源和所述温度采集模块电性连接,所述多个并联的感温元件的另一端通过所述开关组件接地。
8.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述温度采集模块在获取所述感温元件上的电信号之前还用于:
断开与其它感温元件串联连接的开关组件,并闭合与所述感温元件串联连接的开关组件。
9.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述感温元件的数量大于或等于2个。
10.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述感温元件包括下述中的至少一种:正温度系数的感温元件和负温度系数的感温元件。
11.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述电池元件的电极包括电池元件的正极和/或电池元件的负极。
12.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述检测模块用于分别检测所述多个电池元件的电压,所述控制模块还用于:
从多个电池元件的电压中获取最大电压与最小电压的差值;
将所述差值与参照值做比较,若所述差值位于所述参照值的范围以外,则确定所述电池包中电极的焊点发生脱落。
13.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述控制模块还用于:
在电池包中焊点脱落的情况下,断开所述电池包的充放电电路。
14.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括电池元件支架,所述电池元件支架设置于所述多个电池元件的外侧,所述电池元件支架包括由导热材料制成的全包裹支架。
15.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括壳体,所述壳体上设置有第一电极座。
16.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述电池包的标称电压大于或等于60V,电量大于等于120WH。
17.一种电动工具,其特征在于,包括:电动工具主体,所述电动工具主体内设置有动力模块、控制模块和功能模块,其中,
所述动力模块包括根据权利要求1至16中任一项所述的电池包,用于为电动工具的使用供电;
所述功能模块用于实现所述电动工具的用途;
所述控制模块与所述动力模块和所述功能模块电性连接,用于控制所述电动工具的作业。
18.一种直流系统,其特征在于,包括:
至少一个根据权利要求1至16中任一项所述的电池包,充电装置和放电装置,
所述充电装置包括充电器主体和第二电极座,
所述放电装置包括电动工具主体及其内部的第三电极座,
所述第二电极座和所述第三电极座与所述电池包相适配。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110474879.3A CN115275381A (zh) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 电池包、电动工具及直流系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110474879.3A CN115275381A (zh) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 电池包、电动工具及直流系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115275381A true CN115275381A (zh) | 2022-11-01 |
Family
ID=83745680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110474879.3A Pending CN115275381A (zh) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 电池包、电动工具及直流系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115275381A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104749482A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-01 | 中航锂电(洛阳)有限公司 | 一种电池电芯的焊接可靠性测试方法 |
WO2019228519A1 (zh) * | 2018-06-01 | 2019-12-05 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 一种电动工具 |
CN110556592A (zh) * | 2018-05-30 | 2019-12-10 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 电池包温度检测方法、装置及电动工具 |
CN210156514U (zh) * | 2019-09-10 | 2020-03-17 | 安费诺(常州)连接系统有限公司 | 用于新能源电池包的温度检测装置 |
CN210221325U (zh) * | 2019-08-22 | 2020-03-31 | 安费诺(常州)连接系统有限公司 | 用于新能源电池包的温度传感器 |
-
2021
- 2021-04-29 CN CN202110474879.3A patent/CN115275381A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104749482A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-01 | 中航锂电(洛阳)有限公司 | 一种电池电芯的焊接可靠性测试方法 |
CN110556592A (zh) * | 2018-05-30 | 2019-12-10 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 电池包温度检测方法、装置及电动工具 |
WO2019228519A1 (zh) * | 2018-06-01 | 2019-12-05 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 一种电动工具 |
CN210221325U (zh) * | 2019-08-22 | 2020-03-31 | 安费诺(常州)连接系统有限公司 | 用于新能源电池包的温度传感器 |
CN210156514U (zh) * | 2019-09-10 | 2020-03-17 | 安费诺(常州)连接系统有限公司 | 用于新能源电池包的温度检测装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230032149A1 (en) | Lithium-based battery pack for a hand held power tool | |
KR101016899B1 (ko) | 배터리 팩 및 그 충전 방법 | |
US6014012A (en) | Apparatus for managing a battery unit having storage batteries | |
JP5225559B2 (ja) | 電池パックの異常判定方法および電池パック | |
US20110050175A1 (en) | Battery Pack | |
KR101663579B1 (ko) | 배터리 모니터링 장치 및 이를 이용한 배터리 모니터링 시스템 | |
KR20180096675A (ko) | 전기기계식 회로 차단기 및 배터리 하우징 | |
JPH08506477A (ja) | 蓄電池パックのダイナミックな調整と監視の装置及び方法 | |
CN107749444B (zh) | 电池组模块和用于监测电池组模块的方法 | |
CN105699776A (zh) | 用于电池组中的接触点检测的方法和装置 | |
CN101055985B (zh) | 用于手持式电动工具机的蓄电池组 | |
US20230094782A1 (en) | System and method for charging a battery pack | |
JP2014169966A (ja) | 組電池監視システムおよび組電池システム | |
JP2013206656A (ja) | 電池異常判定装置 | |
US20210242512A1 (en) | Method for determining a status of the thermal connection of at least one component within an electrical energy storage system to a heat source or heat sink | |
KR20230118812A (ko) | 지게차용 리튬 이온 배터리 시스템 | |
US4625201A (en) | Emergency battery cell monitor | |
US20230198277A1 (en) | System and method for charging a battery pack | |
CN115275381A (zh) | 电池包、电动工具及直流系统 | |
KR102565079B1 (ko) | 배터리 제어장치 | |
JP4656677B2 (ja) | 劣化電池検出装置 | |
KR102389992B1 (ko) | 배터리 내부 저항 측정 장치 및 방법 | |
JPWO2019092794A1 (ja) | 複合電池、それを備えた自動車及び鉄道回生電力貯蔵装置 | |
JP2015195127A (ja) | 二次電池監視回路、二次電池監視方法及び蓄電モジュール | |
US11764002B1 (en) | Ultracapacitor generator start module |
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 |