CN115483723A - 电动工具系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电动工具技术领域,具体公开一种电动工具系统。电动工具系统包括电池包、适配器以及电动工具,所述电池包通过所述适配器与所述电动工具连接;所述适配器用于接收所述电池包发送的第一类型信息,将所述第一类型信息转换为适于所述电动工具识别的第二类型信息;发送所述第二类型信息至所述电动工具,所述电动工具基于所述第二类型信息控制自身工作。电动工具能够实现与同一个电池包进行信息交互,并根据电池包的信息调整自身工作状态,有效提高了电池包的利用率并且可及时调整电动工具的工作状态、保障电池包的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电动工具技术领域,特别是涉及一种电动工具系统。
背景技术
随着电动工具市场需求的加剧,各类品牌的电动工具不断出现,一般情况下,每一类别的电动工具均具有其配套的专用电池包。但是由于一类电池包仅能匹配一类品牌的电动工具,甚至仅能匹配一类品牌下的某一型号的电动工具,这导致电池包的兼容性较差,利用率较低,且每一类电动工具均需生产出配套的专用电池包,造成资源的极大浪费。
针对上述问题,目前已经出现通过在电池包和电动工具之间设置适配器的方式,来实现一类电池包与多类电动工具的匹配,提高了电池包的利用率。但是,现有技术的适配器包括与电池包连接的battery端和与工具连接的tool端。Battery端接收电池包的能量,并经过tool端将电池包的能量传递给工具。工具收到电池包的能量启动工作。但是适配器的battery端不接收电池包向其传递的状态信息,tool端因此不会向工具传递电池包的状态信息。工具无法获知电池包的实时状态信息,导致工具只能依据电池包的整包电压状态来对电池包进行粗放的过放保护,而不能基于电池包内电芯的实时状态对电池包进行精细化的过放保护。长期使用会导致电池包的寿命显著下降。
发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种适配器和电动工具系统。
一种电动工具系统,所述电动工具系统包括电池包、适配器以及电动工具,所述电池包包括正极端子、负极端子以及第一信号端子,所述电动工具包括正极端子、负极端子以及第二信号端子,所述适配器包括与所述电池包连接的第一端以及与所述电动工具连接的第二端;
所述电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过所述第一信号端子将所述第一类型信息发送至所述适配器;
所述适配器将所述第一类型信息转换为适于所述电动工具识别的第二类型信息,并将所述第二类型信息发送至所述第二信号端子;
所述电动工具基于所述第二信号端子输入的第二类型信息控制自身工作。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括通信信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子还包括模拟信号端子,所述第一类型信息包括第二模拟信号。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括通信信号端子和模拟信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号和第二模拟信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于分析所述第二类型信息,并将所述第一类型信息转换为用于表征是否允许继续放电的第三模拟信号,所述第二信号端子包括模拟信号端子,所述第二类型信息包括所述第三模拟信号。
在其中一个实施例中,当所述第二控制器判断出所述第一数字信号和所述第二模拟信号中的至少一个表征不适合继续放电,则生成用于表征不允许继续放电的第三模拟信号,否则生成用于表征允许继续放电的第三模拟信号。
在其中一个实施例中,用于表征不允许继续放电的第三模拟信号包括适于所述电动工具识别的高温模拟信号或低温模拟信号,用于表征允许继续放电的第三模拟信号包括适于所述电动工具识别的正常温度模拟信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一数字信号转换为适于所述电动工具识别的第四模拟信号,并将所述第四模拟信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括模拟信号端子,所述第二类型信息包括所述第四模拟信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一类型信息转换为第二数字信号,并将所述第二数字信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括通信信号端子,所述第二类型信息包括所述第二数字信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一类型信息转换为第三模拟信号和第二数字信号,并将所述第三模拟信号和第二数字信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括模拟信号端子和通信信号端子,所述第二类型信息包括所述第三模拟信号和第二数字信号。
在其中一个实施例中,当所述电动工具经所述适配器接入所述电池包,所述电动工具通过所述第二信号端子、所述适配器及所述第一信号端子,发送激活信号至所述电池包。
在其中一个实施例中,所述电动工具包括第三控制器和第一电流采样单元,所述第一电流采样单元用于采集所述电池包、所述适配器以及所述电动工具形成的工作回路上的电流信息,所述第三控制器基于所述电流信息和所述第二类型信息控制所述电动工具工作。
一种电动工具系统,所述电动工具系统包括单个电池包、若干适配器和若干电动工具,所述单个电池包可在不同时刻下通过不同的所述适配器与不同的所述电动工具配接,各所述适配器与各所述电动工具一一对应;
所述电池包包括正极端子、负极端子及第一信号端子,各所述电动工具包括正极端子、负极端子及第二信号端子,各所述适配器均包括与所述电池包连接的第一端及与对应的所述电动工具连接的第二端;
所述电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过所述第一信号端子将所述第一类型信息发送至所述适配器;
所述适配器将所述第一类型信息转换为适于所述电动工具识别的第二类型信息,并发送所述第二类型信息至所述第二信号端子,所述电动工具基于所述第二信号端子输入的第二类型信息控制自身工作。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括通信信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子还包括模拟信号端子,所述第一类型信息还包括第二模拟信号。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括通信信号端子和模拟信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号和第二模拟信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于分析所述第一类型信息,并将所述第一类型信息转换为用于表征是否允许继续放电的第三模拟信号,所述第二信号端子包括模拟信号端子,所述第二类型信息包括所述第三模拟信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一类型信息转换为第二数字信号,并将所述第二数字信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括通信信号端子,所述第二类型信息包括所述第二数字信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一类型信息转换为第三模拟信号和第二数字信号,并将所述第三模拟信号和第二数字信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括模拟信号端子和通信信号端子,所述第二类型信息包括所述第三模拟信号和第二数字信号。
一种电动工具系统,所述电动工具系统包括电池包、适配器以及电动工具,所述电池包包括正极端子、负极端子以及第一信号端子,所述电动工具包括正极端子和负极端子,所述适配器包括与所述电池包连接的第一端以及与所述电动工具连接的第二端;
所述电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过所述第一信号端子将所述第一类型信息发送至所述适配器;
所述适配器根据所述第一类型信息判断是否允许所述电池包继续放电;并根据判断结果控制所述电池包、所述适配器及所述电动工具形成的工作回路的通断。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括通信信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号;
所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器分析所述第一数字信号并生成用于表征是否适合继续放电的第一判断结果,并基于所述第一判断结果控制所述电池包、所述适配器及所述电动工具形成的工作回路的通断。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括模拟信号端子,所述第一类型信息还包括第二模拟信号;
所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器分析所述第二模拟信号并生成用于表征是否适合继续放电的第二判断结果,并基于所述第二判断结果控制所述电池包、所述适配器及所述电动工具形成的工作回路的通断。
在其中一个实施例中,所述适配器包括开关电路,所述开关电路设置于所述工作回路上,所述第二控制器根据所述判断结果控制所述开关电路的通断。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二电流采样单元,所述第二电流采样单元用于采集所述工作回路的电流信息,所述第二控制器基于所述电流信息和所述判断结果控制所述工作回路的通断。
一种适配器,所述适配器包括连接电池包的第一端以及连接电动工具的第二端;
所述电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过第一信号端子将所述第一类型信息发送至所述适配器;
所述适配器将所述第一类型信息转换为适于所述电动工具识别的第二类型信息,并将所述第二类型信息发送至所述电动工具的第二信号端子;
所述电动工具基于所述第二信号端子输入的第二类型信息控制自身工作。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括通信信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括模拟信号端子,所述第一类型信息包括第二模拟信号。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括通信信号端子和模拟信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号和第二模拟信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于分析所述第一类型信息,并将所述第一类型信息转换为用于表征是否允许继续放电的第三模拟信号,并将所述第三模拟信号发送至所述第二信号端子,所述第三模拟信号适于所述电动工具识别,所述第二信号端子包括模拟信号端子,所述第二类型信息包括所述第三模拟信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一类型信息转换为第二数字信号,并将所述第二数字信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括通信信号端子,所述第二类型信息包括所述第二数字信号。
在其中一个实施例中,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一类型信息转换为第三模拟信号和第二数字信号,并将所述第三模拟信号和第二数字信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括模拟信号端子和通信信号端子,所述第二类型信息包括所述第三模拟信号和第二数字信号。
在其中一个实施例中,当所述电动工具经所述适配器接入所述电池包,所述适配器将所述电动工具的第二信号端子发送的激活信号经所述电池包的第一信号端子发送至电池包,以激活所述电池包。
一种适配器,所述适配器包括连接电池包的第一端以及连接电动工具的第二端;
所述电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过第一信号端子将所述第一类型信息发送至所述适配器;
所述适配器根据所述第一类型信息判断是否允许所述电池包继续放电;并根据判断结果控制所述电池包、所述适配器及所述电动工具形成的工作回路的通断。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括通信信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号;
所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器分析所述第一数字信号并生成用于表征是否适合继续放电的第一判断结果,并基于所述第一判断结果控制所述电池包、所述适配器及所述电动工具形成的工作回路的通断。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括模拟信号端子,所述第一类型信息包括第二模拟信号;
所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器分析所述第二模拟信号并生成用于表征是否适合继续放电的第二判断结果,并基于所述第二判断结果控制所述电池包、所述适配器及所述电动工具形成的工作回路的通断。
在其中一个实施例中,所述适配器包括开关电路,所述开关电路设置于所述工作回路上,所述第二控制器根据所述判断结果控制所述开关电路的通断。
在其中一个实施例中,所述适配器还包括第二电流采样单元,所述第二电流采样单元用于采集所述工作回路的电流信息,所述第二控制器基于所述电流信息和所述判断结果控制所述工作回路的通断。
上述电动工具系统,单个电池包可以在不同时刻通过不同的适配器实现与不同的电动工具匹配连接,各适配器能够将电池包发送的关于电池包状态(包括单节电芯状态和/或整包状态)的第一类型信息转换为适于各电动工具识别的第二类型信息并发送给电动工具,以使电动工具获知电池包的实时状态信息,进而可根据第二类型信息控制自身和电池包的工作状态,由此可实现基于电池包的实时状态信息对电池包进行精细化的过放保护,有效延长电池包的寿命。
上述电动工具系统,单个电池包可以通过多种适配器实现与多种电动工具匹配连接,提高了电池包的利用率,同时,适配器能够基于电池包发送的关于电池包状态(包括单节电芯状态和/或整包状态)的第一类型信息判断是否允许电池包继续放电,并根据判断结果控制电池包、适配器以及电动工具形成的工作回路的通断,即,适配器能够及时根据电池包的实时状态控制电池包对外放电过程,实现基于电池包的实时状态信息对电池包进行精细化的过放保护,有效延长电池包的寿命。
附图说明
图1为本申请实施例一提供的电动工具系统的结构示意图;
图2-4为本申请实施例一提供的电动工具系统的结构示意图;
图5为本申请实施例二提供的电动工具系统的结构示意图;
图6为本申请实施例三提供的电动工具系统的结构示意图;
图7为图2所示电动工具系统的运行流程示意图;
图8为图3所示电动工具系统的运行流程示意图;
图9为图4所示电动工具系统的运行流程示意图;
图10为图6所示电动工具系统的运行流程示意图.
附图标记说明:
100、电池包;110、电池组;120、电池监测系统;130、第一控制器;140、第一数字通讯电路;150、第一模拟电路;
200、适配器;210、第二数字通讯电路;220、第二控制器;230、第二模拟电路;240、第三模拟电路;250、第三数字通讯电路;260、开关电路;270、负载激活电路;201、第一适配器;202、第二适配器;203、第三适配器;
300、电动工具;310、第四模拟电路;320、第三控制器;330、第四数字通讯电路;340、电源电路;350、电机控制单元;301、第一工具;302、第二工具;303、第三工具。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反的,提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
在本发明中,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,除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
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至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
随着电动工具市场需求的加剧,各类品牌的电动工具不断出现,一般情况下,每一类别的电动工具均具有其配套的专用电池包。但是由于一类电池包仅能匹配一类品牌的电动工具,甚至仅能匹配一类品牌下的某一型号的电动工具,这导致电池包的兼容性较差,利用率较低,且每一类电动工具均需生产出配套的专用电池包,造成资源的极大浪费。
针对上述问题,目前已经出现通过在电池包和电动工具之间设置适配器的方式,来实现一类电池包与多类电动工具的匹配,提高了电池包的利用率,但是,现有技术的适配器包括与电池包连接的battery端和与工具连接的tool端。Battery端接收电池包的能量,并经过tool端将电池包的能量传递给工具。工具收到电池包的能量启动工作。但是适配器的battery端不接收电池包向其传递的状态信息,tool端因此不会向工具传递电池包的状态信息。工具无法获知电池包的实时状态信息,导致工具只能依据电池包的整包电压状态来对电池包进行粗放的过放保护,而不能基于电池包内电芯的实时状态对电池包进行精细化的过放保护。长期使用会导致电池包的寿命显著下降。
为了解决该问题,本申请提供了一种适配器以及电动工具系统。
实施例一
本实施例提供了一种电动工具系统,参照图1,电动工具系统包括电池包100、适配器200以及电动工具300,电池包100通过适配器200与电动工具300连接。适配器200用于接收电池包100发送的第一类型信息,第一类型信息包括电池包100的实时状态信息;将第一类型信息转换为适于电动工具300识别的第二类型信息;发送第二类型信息至电动工具300,电动工具300基于第二类型信息控制自身工作。
其中,电池包包括正极端子、负极端子以及第一信号端子,电动工具包括正极端子、负极端子以及第二信号端子,适配器包括与电池包连接的第一端以及与电动工具连接的第二端;
电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过第一信号端子将第一类型信息发送至适配器。单节电芯状态和/或整包状态包括但不限于以下信息中的至少一个,电池包的实时温度、电池包整包的实时电压、电芯的实时温度、单节电芯的实时电压等。电池包可基于单节电芯状态和/或整包状态获得第一类型信息,也可以基于单节电芯状态和/或整包状态以及其他预先存储在电池包中的反应电池包固有属性的信息获得第一类型信息。预先存储在电池包中的反应电池包固有属性的信息包括但不限于以下信息中的至少一个,电池包的额定容量、电池包的整包额定电压、电池包的电芯类型、电池包内并联的电芯数量、电池包最大的允许放电电流等。
适配器将第一类型信息转换为适于电动工具识别的第二类型信息,并将第二类型信息发送至第二信号端子;
电动工具基于第二信号端子输入的第二类型信息控制自身工作。
上述电动工具系统,电池包100可以通过一种适配器200实现与同类别的各电动工具300的匹配连接,适配器200能够将电池包100发送的关于电池包状态(包括单节电芯状态和/或整包状态)的第一类型信息转换为适于各电动工具300识别的第二类型信息并发送给电动工具300,以使电动工具300获知电池包的实时状态信息,进而可根据第二类型信息控制自身和电池包的工作状态,由此可实现基于电池包的实时状态信息对电池包进行精细化的过放保护,有效延长电池包的寿命。
其中,电动工具300可以包括割草机、扫雪机、吸尘器等,还可以包括电锤、电钻等。同一个适配器200可以匹配同一类电动工具300,同一个电池包100可以通过同一个适配器200与同一类电动工具300连接,并为电动工具300供电。例如,同一个电池包100可以通过同一个适配器200与某品牌下的割草机匹配连接,通过设计不同的适配器200,即可实现同一个电池包100与不同品牌下的割草机匹配连接,用户只需购买一个电池包100和不同的适配器200,即可与不同品牌的割草机配合使用,提高了电池包100与电动工具300之间的兼容性,提高电池包100的利用率。
本实施例中,当电池包100、适配器200以及电动工具300建立连接后,电池包100会向适配器200发送第一类型信息,第一类型信息为适于电池包100识别和处理的信息,可以包括电池包的实时状态信息、放电能力、是否适合继续放电的信息等。其中实时状态信息至少包括电池包的实时温度、单节电芯的实时电压、电池包整包的实时电压等中的至少一个。放电能力至少包括电池包的额定容量、电池包的整包额定电压、电池包的电芯类型、电池包内并联的电芯数量、电池包最大的允许放电电流等中的至少一个。由于电动工具300无法直接识别出电池包100的第一类型信息,因此,通过适配器200将第一类型信息转换为适于电动工具300识别的第二类型信息,再将转换后的第二类型信息发给电动工具300,由此电动工具300能够识别出电池包100发送的信息,并据此调整自身工作状态。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括通信信号端子,第一类型信息包括第一数字信号,第一数字信号可以包括电池包的实时状态信息以及放电能力所对应的数字信号。电池包100的实时状态信息包括电池包100的温度、各节电池的电压以及总压等,电池包的放电能力可以包括电池类型、容量以及电压等。
具体地,参照图2,电池包100内部可以包括电池组110、电池监测系统120、第一控制器130以及第一数字通讯电路140,电池监测系统120分别连接电池组110和第一控制器130,第一控制器130还连接第一数字通讯电路140,第一数字通讯电路140通过第一信号端子BD对外连接适配器200。电池监测系统120用于监测电池组110的温度、电池组110中各节电池的电压以及总压中的至少一种信息,并将监测到的信息发送至第一控制器130,第一控制器130对其进行预处理之后发送至第一数字通讯电路140,经由第一数字通讯电路140以及第一信号端子BD对外发送至适配器200。即,电池包100发送至适配器200的是数字信号。
适配器200可以包括第二控制器220,第二控制器220用于分析第一数字信号并对其进行信号转换。
具体地,参照图2,适配器200内部还可以包括第二数字通讯电路210,第二控制器220连接第二数字通讯电路210。其中,第二数字通讯电路210和电池包100内的第一数字通讯电路140之间基于第一数字通讯协议进行通讯,即,适配器200通过第二数字通讯电路210接收电池包100发送的第一数字信号,并将第一数字信号发送至第二控制器220,第二控制器220对第一数字信号进行分析,并判断电池包100是否还适合继续放电。
本实施例中,第一控制器130和第二控制器220均可以采用MCU(MicrocontrollerUnit,微控制单元)。另外,电池包100和适配器200内部还分别设置有电源电路340,电源电路340用于为第一控制器130、第二控制器220以及其他待供电设备供电。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括模拟信号端子,第一类型信息包括第二模拟信号。其中,第二模拟信号用于表征电池包是否适合继续放电。
具体地,参照图2,本实施例中,电池包100内还包括连接第一控制器130的第一模拟电路150,第一模拟电路150经模拟信号端子BA对外连接适配器200,电池包100除了将自身的实时状态信息和放电能力发给适配器200之外,电池包100内部的第一控制器130也会对电池包100的自身状态进行检测,并判断出当前的电池包100是否适合继续放电,进而生成表征判断结果的第二模拟信号,并经第一模拟电路150将第二模拟信号发送至适配器200。
对应地,适配器200内还包括连接第二控制器220的第二模拟电路230,第二模拟电路230用于接收电池包100内第一模拟电路150发送的第二模拟信号,并将第二模拟信号发给第二控制器220。第二模拟电路230和第一模拟电路150的设置有助于电池包100和适配器200之间模拟量的传递。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括通信信号端子和模拟信号端子,第一类型信息包括第一数字信号和第二模拟信号。即,电池包同时向适配器发送数字信号和模拟信号,数字信号用于发送实时状态信息和放电能力,模拟信号用于发送是否允许继续放电的信息。
综上,本实施例中,第一信号端子可以仅包括通信信号端子,也可以仅包括模拟信号端子,还可以同时包括通信信号端子和模拟信号端子,即,电池包发送给适配器的可以仅为数字信号,也可以仅为模拟信号,还可以同时包括数字信号和模拟信号。
在其中一个实施例中,第二控制器220用于分析第一类型信息,并将第一类型信息转换为用于表征是否允许继续放电的第三模拟信号,第二信号端子包括模拟信号端子,第二类型信息包括第三模拟信号。
本实施例中,第二控制器220分析第一数字信号和/或第二模拟信号,进而生成适于电动工具识别的第三模拟信号,第三模拟信号用于表征是否允许继续放电,由此可实现电池包和电动工具之间信号的转换。在实际应用中,第二控制器可以将第一数字信号转换为第三模拟信号,也可以将第二模拟信号转换为第三模拟信号,还可以综合分析第一数字信号和第二模拟信号后,生成第三模拟信号。
当第一类型信息同时包括第一数字信号和第二模拟信号时,第二控制器对第一数字信号和第二模拟信号进行综合分析,最终判断电池包100当前是否允许继续放电,并生成表征判断结果的适于电动工具300识别的第三模拟信号,并将第三模拟信号作为转化后的第二类型信息发给电动工具300。综合分析第一数字信号和第二模拟信号的好处在于,单独根据第一数字信号或单独根据第二模拟信号对电池包100是否允许继续放电进行判断,难免会存在误差,例如电池包100传递的实时状态信息有误时,若适配器仅根据第一数字信号进行判定,电动工具300无法准确控制自身状态;又例如电池包100对自身状态判断有误时,其传递的第二模拟信号会出现误差,若仅根据第二模拟信号进行判定,电动工具300同样无法准确控制自身状态。综上考虑,本实施例中结合第一数字信号和第二模拟信号进行分析,使得适配器可以根据两者中的任意一个进行判断电池包是否异常,这种双冗余的设计使得电池包在出现异常时,适配器能准确地识别,并将异常传递给工具,使得工具停止工作,及时对电池包进行保护。
参照图2,适配器200内还包括连接第二控制器220的第三模拟电路240,第三模拟电路240用于将第二控制器220对第一数字信号和第二模拟信号的判断结果转化为适于电动工具300识别的第三模拟信号。对应地,电动工具300内可以包括第四模拟电路310和第三控制器320,第四模拟电路310通过模拟信号端子TV接收适配器200中第三模拟电路240发送的第三模拟信号,并将第三模拟信号发送至第三控制器320,第三控制器320即可根据第三模拟信号决定电动工具300的工作状态。
在其中一个实施例中,当适配器200判断出第一数字信号和第二模拟信号中的至少一个表征不适合继续放电,则生成用于表征不允许继续放电的第三模拟信号,否则生成用于表征允许继续放电的第三模拟信号。
即,只要第一数字信号和第二模拟信号中有一个表征不适合继续放电,则认定当前电池包100不适合继续放电,不允许电池包100继续放电;只有当第一数字信号和第二模拟信号均表征适合继续放电,才认定当前电池包100适合继续放电,允许电池包100继续放电。由此可确保电池包100和电动工具300能够工作在安全状态下,提高两者的使用可靠性。
在其中一个实施例中,用于表征不允许继续放电的第三模拟信号包括适于电动工具300识别的高温模拟信号或低温模拟信号,用于表征允许继续放电的第三模拟信号包括适于电动工具300识别的正常温度模拟信号。
在实际产品中,电池包100的负极连接一MOS管,MOS管连接温度传感器,其中,温度传感器可以为NTC电阻,或者通过固定电阻模拟NTC电阻,NTC电阻为检测温度的传感器。温度传感器连接第三模拟电路240的对外连接端子。在电池包100电压正常时,第二控制器220控制MOS管闭合,第三模拟电路240的对外连接端子向电动工具300传输实时的温度传感器的电阻信号,电动工具300中的第三控制器320则基于电阻信号判断电池包100的温度是否正常,从而控制电动工具300工作。在欠压时,第二控制器220控制MOS管断开,此时第三模拟电路240的对外连接端子向电动工具300传递的信号为无穷大的电阻,第三控制器320接收到无穷大的电阻信号,则判断其为低温信号,从而停止电池包100的放电。由此当电池包100出现欠压等电压异常状况时,第三模拟信号表现为低温模拟信号,当电池包100的温度出现异常时,第三模拟信号表现为高温模拟信号或低温模拟信号,即温度和电压的异常均可通过第三模拟信号传递给电动工具300。
在其中一个实施例中,第三模拟信号包括两种类型信号,分别通过两个不同的模拟信号端子向电动工具300传递,对应地,电动工具300也设置了与其对应的两个模拟信号端子,用于接收该两种不同类型的模拟信号。示例地,第一类型信号为用于表征不允许继续放电的且适于电动工具300识别的高温模拟信号或低温模拟信号,或用于表征允许继续放电且适于电动工具300识别的正常温度模拟信号;第二类型信号为用于表征不允许继续放电的且适于电动工具300识别的低电压信号,或用于表征允许继续放电且适于电动工具300识别的正常电压信号。正常电压信号和低电压信号指的是具体的电压值,其中正常电压信号可以是根据单节电芯最低的允许放电电压值Vcell推算出的整包允许放电的电压值,即电池包串联的电芯数量N与单节电芯最低的允许放电电压值之间的乘积,N*Vcell;也可以是电池包中根据单节电芯允许放电的电压值推算出的部分电芯允许放电的电压值,即电池包中部分的电芯数量N’与单节电芯最低的允许放电电压值之间的乘积,N’*Vcell,或单节电芯最低的允许放电电压值Vcell。低电压信号指的是低于正常电压的电压信号。单节电芯最低的允许放电电压值可基于电池包内的电芯的类型查询其规格书获得。
在其中一个实施例中,参照图3,第二控制器220还用于将第一数字信号转换为适于电动工具300识别的第四模拟信号,并将第四模拟信号发送至电动工具300的第二信号端子,第二信号端子包括模拟信号端子,例如,图3中的BS端子,第二类型信息包括第四模拟信号,第四模拟信号用于表征电池包的放电能力的模拟量,电池包的放电能力包括电池包的容量、电池包的电压、电池包内的电池类型、电池包允许的最大放电电流等关于其自身能力的固有属性。
具体地,当适配器200收到第一数字信号后,除了对其进行分析判断之外,还可以通过内部的第二控制器220和第三模拟电路240将第一数字信号中包含电池包放电能力的信息转换为适于电动工具300识别的表征电池包放电能力的第四模拟信号,并将第四模拟信号作为第二类型信息发给电动工具300,由此实现电池包100放电能力的传递。
结合图3,此时,电动工具的模拟信号端子TV接收到的是用于表征是否允许继续放电的第三模拟信号,电动工具的模拟信号端子BS接收到的是表征电池包放电能力的第四模拟信号。图3方案相对于图2方案的区别在于,图3方案中还传递了表征电池包放电能力的第四模拟信号,以便电动工具侧通过获知电池包的放电能力所对应的模拟量。
其中,在实际应用中,第四模拟信号对应的对外传递端子BS与第三模拟信号对应的对外传递端子TV相互独立,将第三模拟信号和第四模拟信号分别通过不同的端子传递至电动工具,有助于提高各模拟信号的传递效率。
作为一种可替换实施方式,适配器200还可以将接收到的第一类型信息转换为数字信号传递给电动工具300。具体地,第二控制器用于将第一类型信息转换为第二数字信号,并将第二数字信号发送至第二信号端子,第二信号端子包括通信信号端子,第二类型信息包括第二数字信号。即,第二控制器将第一数字信号转换为第二数字信号,或者将第二模拟信号转换为第二数字信号,或者综合分析第一数字信号和第二模拟信号,生成第二数字信号。
其中,第一数字信号是基于第一数字通讯协议,而第二数字信号往往基于不同于第一数字通讯协议的第二数字通讯协议,因此,第二控制器220将基于第一数字通讯协议的第一数字信号转换为基于第二数字通讯协议的第二数字信号,利于电动工具300的信息识别。
具体地,参照图4,适配器200内部还包括连接第二控制器220的第三数字通讯电路250,电动工具300内部还包括连接第三控制器320的第四数字通讯电路330,第四数字通讯电路330通过通信信号端子BE连接适配器,第三数字通讯电路250和第四数字通讯电路330基于第二数字通讯协议进行通讯,第三控制器320将第一数字信号转换为第二数字信号后,经第三数字通讯电路250发送第二数字信号至第四数字通讯电路330,进而实现数字信号的传递。将第一数字信号转换为第二数字信号后,利于电动工具识别。
由上可知,适配器可以将第一类型信息转换为用于表征是否允许继续放电的模拟信号或用于表征是否允许继续放电的数字信号,或用于表征电池包实时状态的数字信号,或用于表征电池包放电能力的数字信号中的至少一种,并发送给电动工具。
在其中的一种实施例中,通信信号端子BE还可以作为复用端子使用,即在实际应用中,通信信号端子BE既可以传递模拟信号,又可以传递数字信号。如既可以实现电池包放电能力的模拟量的输出,也可以实现表征电池包实时状态、或放电能力、或是否允许放电的数字信号的输出。该设计的好处在于,这种类型的电池包与适配器的组合,可以匹配多种类型的电动工具。该好处尤其体现在同一家公司的拥有接口相同但性能升级的电动工具,可以实现本实施例中的电池包和适配器的组合既能适用于该公司升级前的电动工具,也能适用于该公司升级后的电动工具。一种可选的升级情况为,升级前的电动工具和升级后的电动工具的接口数量和类型不变,但升级前的电动工具不具有数字通信功能,升级后的电动工具具有数字通信功能。具体的,升级前的电动工具由于不具有通信功能,其可以通过通信信号端子BE接收模拟信号,而不能通过通信信号端子BE接收数字信号。升级后的电动工具具有数字通信功能,其直接与通信信号端子BE通信,从而根据通信过程中传递的数字信号获取相关信息。在其中一个实施例中,第二控制器可以同时将第一类型信息转换为第三模拟信号和第二数字信号,并将第三模拟信号和第二数字信号发送至第二信号端子,此时第二信号端子包括模拟信号端子和通信信号端子,第二类型信息同时包括第三模拟信号和第二数字信号。即,电动工具可以同时接收到第三模拟信号和第二数字信号,双冗余的设计可避免因模拟信号和数字信号中的任意一种传递失败或有误而造成电动工具的误判。其中,第三模拟信号可以为用于表征是否允许继续放电的模拟信号,第二数字信号可以为用于表征电池包实时状态信息、放电能力、是否允许继续放电的数字信号中的至少一种。
结合图4,电动工具的模拟信号端子TV接收到的是用于表征是否允许继续放电的第三模拟信号,电动工具的数字信号端子BE接收到的是表征电池包的实时状态信息、放电能力、是否允许继续放电等的第二数字信号,实时状态信息包括电池包100的温度、各节电池的电压以及总压等,电池包的放电能力包括电池类型、电池包的容量、电池包的电压、电池包允许的最大放电电流等。图4方案相对于图2方案的区别在于,图4方案中还传递了表征电池包的实时状态信息、放电能力、是否允许继续放电中的至少一个的第二数字信号,以便电动工具侧获知电池包的具体状态信息对应的数字量。
在其中一个实施例中,电动工具300还用于采集电池包100、适配器200以及电动工具300形成的工作回路的电流信息,并基于电流信息和第二类型信息控制自身工作。即,电动工具300除了根据由电池包100发送的第一类型信息转换而来的第二类型信息控制自身工作,还可以结合采集到的工作回路上的电流信息进行综合判断。
电动工具可以包括第一电流采样单元和第三控制器,第一电流采样单元用于采集电池包、适配器以及电动工具形成的工作回路上的电流信息,第三控制器基于电流信息和第二类型信息控制电动工具工作。
具体地,参照图2-4,在电动工具300的两个充电端子之间可以串联一采样电阻R1,第一电流采样单元即为采样电阻R1,通过第三控制器320采集采样电阻采集到的信息,进而确定放电回路中的电流大小,若电流处于异常状态,则代表电池包100不再适合继续放电,在实际应用中,可以设置为:若电流信息和第二类型信息中的任意一个表征不能继续放电,则停止放电。
本实施例中,参照图2-4,电动工具300内还包括电源电路340、电机控制单元350,电源电路340为第三控制器320和第四模拟电路310供电,电机控制单元350串联于工作回路中,同时连接第三控制器320,第三控制器320通过控制电机控制单元350的工作状态来控制电动工具300。
在其中一个实施例中,当电动工具经适配器接入电池包,电动工具通过第二信号端子、适配器及第一信号端子,发送激活信号至电池包。
具体地,在实际应用中,当电池包100、适配器200以及电动工具300建立连接后,电动工具300的启动按键受控按下,电动工具300中的电源电路340工作,为第三控制器320和第四模拟电路310供电,第四模拟电路310受控生成激活信号,并经适配器200中的第三模拟电路240发给第二控制器220,激活第二控制器220工作,第二控制器220再将激活信号经第二模拟电路230发给电池包100中的第一模拟电路150,进而发给第一控制器130,以激活第一控制器130工作。第一控制器130受激活后,获取电池监测系统120检测到的电池包100的状态信息,进而执行以上所描述的信息传递,并控制电机控制单元350的启停。
其中,在实际应用中,模拟信号端子TV可以为单个端子,也可以为多个端子。例如,在其中一种实施例中,当电动工具和适配器之间需要完成激活信号的传递以及第三模拟信号的传递时,模拟信号端子TV可以为多个端子,并通过不同的端子传递激活信号和第三模拟信号。在其中另一种实施例中,当电动工具和适配器之间需要完成激活信号的传递以及第三模拟信号的传递时,模拟信号端子TV可以为多个端子,其中第三模拟信号包括两种类型的信号,如是否允许继续放电的信号和电池包内部分电芯的电压的信号。本实施例中,一个模拟信号端子用于传递激活信号,另一个模拟信号端子用于传递是否允许继续放电的信号,另一个模拟信号端子用于传递电池包内部分电芯的电压的信号。或者一个模拟信号端子用于传递激活信号和是否允许继续放电的信号,另一个模拟信号端子用于传递电池包内部分电芯的电压的信号。或者一个模拟信号端子用于传递激活信号和电池包内部分电芯的电压的信号,另一个模拟信号端子用于传递是否允许继续放电的信号。
下面分别结合图示对三种不同的实施例进行说明:
第一种实施例:
结合图2和7,首先将电动工具通过对应的适配器与电池包连接,然后按下电动工具的启动按键,电动工具内的电源电路工作,为第三控制器和第四模拟电路供电;第四模拟电路通过TV端发送激活信号至适配器中的第二控制器,激活第二控制器;第二控制器再将激活信号通过第二模拟电路以及BA端发送至电池包,以激活电池包内的第一控制器。
第一控制器被激活之后,收集电池监测系统所监测到的电池包的实时状态信息,包括单包状态和整包状态,并将电池包的状态信息以第一数字信号通过第一数字通讯电路和通信信号端子BD发送至适配器的第二数字通讯电路,第二数字通讯电路将接收到的第一数字信号发送至适配器中第二控制器。同时,电池包内的第一控制器可以对获取到的电池包状态信息进行判断,生成表征是否适合继续放电的第二模拟信号,并通过第一模拟电路、模拟信号端子BA将第二模拟信号发送至适配器的第二模拟电路,第二模拟电路将接收到的第二模拟信号发送至适配器中第二控制器;
当第二控制器获取到第一数字信号和第二模拟信号之后,可以综合分析第一数字信号和第二模拟信号,判断电池包当前是否允许继续放电,生成表征判断结果的第三模拟信号,并通过第三模拟电路、模拟信号端子TV将第三模拟信号发送至电动工具的第四模拟电路;
电动工具中还包括采样电阻R1,第三控制器获取采样电阻R1的采样数据得到回路上的电流信息,并结合第三模拟信号和电流信息综合判断是否允许电机控制单元工作。
第二种实施例:
结合图3和8,本实施例与第一种实施例的区别在于,第二控制器还将第一数字信号转换为第四模拟信号,并通过第三模拟电路和模拟信号端子BS将放电能力的模拟量(即第四模拟信号)发送至电动工具的第四模拟电路,再传递至第三控制器,由此,电动工具除了能够接收到是否允许继续放电的第三模拟信号之外,还可以接收到电池包放电能力的模拟量。
第三种实施例:
结合图4和9,本实施例与第一种实施例的区别在于,第二控制器还将第一数字信号转换为第二数字信号,并通过第三数字通讯电路和通信信号端子BE将电池包实时状态信息、放电能力、是否允许继续放电的数字信号中的至少一种(即第二数字信号)发送至电动工具的第四数字通讯电路,再传递至第三控制器,由此,电动工具除了能够接收到是否允许继续放电的第三模拟信号之外,还可以接收到电池包实时状态信息、放电能力、是否允许继续放电的数字信号中的至少一种。
实施例二
本实施例提供了一种电动工具系统,包括单个电池包、若干适配器和若干电动工具,单个电池包可在不同时刻下通过不同的适配器与不同的电动工具配接,各适配器与各电动工具一一对应。
电池包包括正极端子、负极端子及第一信号端子,各电动工具包括正极端子、负极端子及第二信号端子,各适配器均包括与电池包连接的第一端及与对应的电动工具连接的第二端。
电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过第一信号端子将第一类型信息发送至适配器;适配器将第一类型信息转换为适于电动工具识别的第二类型信息,并发送第二类型信息至第二信号端子,电动工具基于第二信号端子输入的第二类型信息控制自身工作。
例如,参照图5,电动工具系统包括单个电池包100,电池包100可以在第一种状态下通过第一适配器201连接第一工具301,也可以在第二种状态下通过第二适配器202连接第二工具302,还可以在第三种状态下通过第三适配器203连接第三工具303。当然,适配器可以设计成更多种,以适应更多种的工具,这里仅以三种适配器以及与之一一对应的电动工具为例进行说明。
电池包包括正极端子、负极端子及第一信号端子,第一工具包括正极端子、负极端子及第一子信号端子,第二工具包括正极端子、负极端子及第二子信号端子,第三工具包括正极端子、负极端子及第三子信号端子,第一适配器包括与电池包连接的第一端及与第一工具连接的第二端,第二适配器包括与电池包连接的第一端及与第二工具连接的第二端,第三适配器包括与电池包连接的第一端及与第三工具连接的第二端。
电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过第一信号端子将第一类型信息分别发送至第一适配器、第二适配器及第三适配器;第一适配器201将第一类型信息转换为适于第一工具301识别的第一子类型信息,并发送第一子类型信息至第一子信号端子,第一工具301基于第一子信号端子输入的第一子类型信息控制自身工作;第二适配器将第一类型信息转换为适于第二工具识别的第二子类型信息,并发送第二子类型信息至第二子信号端子,第二工具基于第二子信号端子输入的第二子类型信息控制自身工作;第三适配器将第一类型信息转换为适于第三工具识别的第三子类型信息,并发送第三子类型信息至第三子信号端子,第三工具基于第三子信号端子输入的第三子类型信息控制自身工作。
其中,第一工具301、第二工具302以及第三工具303分别为不同类别或不同品牌的电动工具300,本实施例中包含分别与第一工具301、第二工具302以及第三工具303相匹配的第一适配器201、第二适配器202以及第三适配器203,第一适配器201、第二适配器202以及第三适配器203均可与同一个电池包100配合连接。由于第一工具301、第二工具302和第三工具303存在区别,其所适用的信息类型有所不同,第一工具301对应第一子类型信息,第二工具302对应第二子类型信息,第三工具303对应第三子类型信息,因此通过各适配器200分别将电池包100发送的第一类型信息转换为适于第一工具301识别的第一子类型信息、适于第二工具302识别的第二子类型信息、适于第三工具303识别的第三子类型信息,各工具则可根据转换后的信息控制自身工作。
由此,电池包100可以通过一种适配器200实现与同类别的各电动工具300的匹配连接,适配器200能够将电池包100发送的第一类型信息转换为适于各电动工具300识别的信息并发送给电动工具300,以使电动工具300获知电池包的实时状态信息,进而据此控制自身和电池包的工作状态,由此可实现基于电池包的实时状态信息对电池包进行精细化的过放保护,有效延长电池包的寿命。
其中,电池包100的单节电芯状态和/或整包状态可以包括电池包100的温度、各节电池的电压以及总压中的至少一种。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括通信信号端子,第一类型信息包括第一数字信号。
在其中一个实施例中,第一信号端子还包括模拟信号端子,第一类型信息还包括第二模拟信号。
在其中一个实施例中,所述第一信号端子包括通信信号端子和模拟信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号和第二模拟信号。
在其中一个实施例中,适配器包括第二控制器,第二控制器用于分析第一类型信息,并将第一类型信息转换为用于表征是否允许继续放电的第三模拟信号,第二信号端子包括模拟信号端子,第二类型信息包括所述第三模拟信号。
在其中一个实施例中,适配器包括第二控制器,第二控制器用于将第一类型信息转换为第二数字信号,并将第二数字信号发送至第二信号端子,第二信号端子包括通信信号端子,第二类型信息包括第二数字信号。
在其中一个实施例中,适配器的第二控制器还用于将第一数字信号转换为适于电动工具识别的第四模拟信号,并将第四模拟信号发送至第二信号端子,第二类型信息包括第四模拟信号。
在其中一个实施例中,适配器包括第二控制器,第二控制器用于将第一类型信息转换为第三模拟信号和第二数字信号,并将第三模拟信号和第二数字信号发送至第二信号端子,第二信号端子包括模拟信号端子和通信信号端子,第二类型信息包括第三模拟信号和第二数字信号。
综上可知,在实际应用中,可以包括以下多种情形:
电池包发送第一数字信号至适配器,适配器将其转化为第三模拟信号发给电动工具;电池包发送第二模拟信号至适配器,适配器将其转化为第三模拟信号发给电动工具;电池包同时发送第一数字信号和第二模拟信号至适配器,适配器将其转化为第三模拟信号发给电动工具;
电池包发送第一数字信号至适配器,适配器将其转化为第二数字信号发给电动工具;电池包发送第二模拟信号至适配器,适配器将其转化为第二数字信号发给电动工具;电池包同时发送第一数字信号和第二模拟信号至适配器,适配器将其转化为第二数字信号发给电动工具;
电池包发送第一数字信号至适配器,适配器将其转化为第二数字信号和第三模拟信号发给电动工具;电池包发送第二模拟信号至适配器,适配器将其转化为第二数字信号和第三模拟信号发给电动工具;电池包同时发送第一数字信号和第二模拟信号至适配器,适配器将其转化为第二数字信号和第三模拟信号发给电动工具;
电池包发送第一数字信号至适配器,适配器将其转化为第三模拟信号和第四模拟信号发给电动工具;电池包发送第一数字信号和第二模拟信号至适配器,适配器将其转化为第三模拟信号和第四模拟信号发给电动工具。
本实施例提供的电动工具系统与实施例一提供的电动工具系统属于同一发明构思,关于本实施例提供的上述电动工具系统的具体内容,可参见实施例一中的具体描述,在此不再赘述。
实施例三
本实施例提供了一种电动工具系统,电动工具系统包括电池包100、适配器200以及电动工具300,电池包包括正极端子、负极端子以及第一信号端子,电动工具包括正极端子和负极端子,适配器包括与电池包连接的第一端以及与电动工具连接的第二端;
电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过第一信号端子将第一类型信息发送至适配器;
适配器200根据第一类型信息判断是否允许电池包100继续放电;并根据判断结果控制电池包100、适配器200及电动工具300形成的工作回路的通断。
上述电动工具系统,单个电池包100可以通过多种适配器200实现与多种电动工具300匹配连接,提高了电池包100的利用率,同时,适配器200能够基于电池包100发送的第一类型信息判断是否允许电池包100继续放电,并根据判断结果控制电池包100、适配器200以及电动工具300形成的工作回路的通断,即,适配器200能够及时根据电池包100的状态控制电池包100对外放电过程,确保电动工具300和电池包100的安全和寿命。
本实施例与实施例一的主要区别在于,本实施例中,适配器200对第一类型信息进行分析判断之后,直接控制工作回路的通断,进而控制电动工具300的工作状态,而无需与将第一类型信息转换为第二类型信息。
其中,电池包100的自身单节电芯状态和/或整包状态可以包括电池包100的温度、各节电池的电压以及总压、放电能力(容量、电压、电池类型等信息)中的至少一种。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括通信信号端子,第一类型信息包括第一数字信号,适配器200包括第二控制器,第二控制器用于分析第一数字信号并生成用于表征是否适合继续放电的第一判断结果,并基于第一判断结果控制电池包100、适配器200及电动工具300形成的工作回路的通断。
具体地,关于电池包100的内部结构可参考实施例一中的具体描述,在此不赘述。适配器200内的第二数字通讯电路210获取到第一数字信号之后,将第一数字信号发给第二控制器220,第二控制器220则对第一数字信号进行分析,判断出当前电池包100是否适合继续放电,并生成第一判断结果,若第一判断结果为适合继续放电,则导通工作回路,若第一判断结果为不适合继续放电,则断开工作回路。
在其中一个实施例中,第一类型信息包括第二模拟信号,第二模拟信号用于表征电池包是否适合继续放电,第二控制器用于分析第二模拟信号并生成用于表征是否适合继续放电的第二判断结果,并基于第二判断结果控制电池包100、适配器200及电动工具300形成的工作回路的通断。
具体地,电池包100内部的第一控制器130也会对电池包100的自身状态进行检测,并判断出当前的电池包100是否适合继续放电,进而生成表征判断结果的第二模拟信号,并经第一模拟电路150将第二模拟信号发送至适配器200。适配器200接收到第二模拟信号后,则生成保证是否适合继续放电的第二判断结果,若第二判断结果为适合继续放电,则导通工作回路,若第二判断结果为不适合继续放电,则断开工作回路。
作为可替换实施方式,第二控制器220可以综合考虑第一判断结果和第二判断结果,若两者中至少一个为不适合继续放电,则断开工作回路,只有当两者均为适合继续放电,才导通工作回路。由此可有效避免因信息传递出现误差而导致适配器200无法准确控制电动工具300工作状态的情况发生。
在其中一个实施例中,参照图6,适配器200包括开关电路260,开关电路260设置于工作回路上,第二控制器根据判断结果控制开关电路260的通断。具体地,第二控制器220连接开关回路,开关电路260可以为MOS开关电路260,当判断结果为不适合继续放电,则断开MOS开关电路260,保证工作回路断开,否则导通MOS开关电路260,保证工作回路导通。
在其中一个实施例中,适配器200还用于采集工作回路的电流信息,并基于电流信息和判断结果控制工作回路的通断。
具体地,适配器可以设置有第二电流采样单元,例如在适配器200中设置一串联于工作回路上的采样电阻R2,采样电阻R2连接第二控制器220,通过第二控制器220采集采样电阻采集到的信息,进而确定放电回路中的电流大小,若电流处于异常状态,则代表电池包100不再适合继续放电,在实际应用中,可以设置为:若电流信息和判断结果中的任意一个表征不能继续放电,则停止放电。
本实施例中,适配器200内部还设置有负载激活电路270,当电池包100、适配器200与电动工具300建立连接时,负载激活电路270自行生成激活信号,并发送至第二控制器220,以激活第二控制器220,第二控制器220再通过第二模拟电路230、第一模拟电路150将激活信号发送至第一控制器130,以激活第一控制器130,第一控制器130受激活后,获取电池监测系统120检测到的电池包100基本信息,进而执行以上所描述的信号传递、分析判断以及控制过程。
关于本实施例所提供的电动工具系统的具体细节部分,可参见实施例一中的具体描述,在此不再赘述。
下面分别结合图6对一个具体实施例进行说明:
结合图6和10,首先将电动工具通过对应的适配器与电池包连接,适配器中负载激活电路被激活,发出激活信号至第二控制器,适配器中第二模拟电路工作,并通过BA端子发送激活信号至电池包中第一控制器。具体地,当电池包处于空闲状态时,电池包内的第一控制器处于休眠状态,以降低其不工作时对电池包的耗电,避免电池包因过放而损坏,当电动工具接入电池包时,需要电池包工作,此时,才会激活电池包的第一控制器,以唤醒电池包进入工作状态。
第一控制器被激活之后,收集电池监测系统所监测到的电池包的实时状态信息,包括单包状态和整包状态,并将电池包的状态信息以第一数字信号通过第一数字通讯电路和通信信号端子BD发送至适配器的第二数字通讯电路,第二数字通讯电路将接收到的第一数字信号发送至适配器中第二控制器。同时,电池包内的第一控制器可以对获取到的电池包状态信息进行判断,生成表征是否适合继续放电的第二模拟信号,并通过第一模拟电路、模拟信号端子BA将第二模拟信号发送至适配器的第二模拟电路,第二模拟电路将接收到的第二模拟信号发送至适配器中第二控制器。
当第二控制器获取到第一数字信号和第二模拟信号之后,可以综合分析第一数字信号和第二模拟信号,判断电池包当前是否允许继续放电,若允许放电,第二控制器则控制开关电路闭合,电动工具处获得电池包的电能,按下电动工具的启动按键,若不允许放电,则控制开关电路断开。
另外,适配器中还包括采样电阻R2,电动工具中还包括采样电阻R1,第二控制器可以获取采样电阻R2的采样数据得到回路上的电流信息,若判断出电流信息异常,则控制开关电路断开,停止电池包放电;第三控制器也可以获取采样电阻R1的采样数据得到回路上的电流信息,若判断出电流信息异常,也可控制电机控制单元停止工作。若电流信息均正常,则保持电动工具中电机控制单元正常工作。
实施例四
本实施例提供了一种适配器200,参照图1-4,适配器200用于连接电池包100和电动工具300。本实施例中的适配器200适用于配置有正负极端子(B+,B-)和模拟信号端子(TV)的电动工具300,或配置有正负极端子(B+,B-)、模拟信号端子(TV,BS)的电动工具,或者配置有正负极端子(B+,B-)、模拟信号端子(TV)、通信信号端子(BE)的电动工具,或配置有正负极端子(B+,B-)、通信信号端子(BE)的电动工具。
适配器包括连接电池包的第一端以及连接电动工具的第二端;
电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过第一信号端子将第一类型信息发送至适配器;
适配器将第一类型信息转换为适于电动工具识别的第二类型信息,并将第二类型信息发送至电动工具的第二信号端子;
电动工具基于第二信号端子输入的第二类型信息控制自身工作。
上述适配器200能够将电池包100发送的第一类型信息转换为适于各电动工具300识别的第二类型信息并发送给电动工具300,以使电动工具300可以根据第二类型信息控制自身工作,适配器200能够将电池包100发送的关于电池包状态(包括单节电芯状态和/或整包状态)的第一类型信息转换为适于各电动工具300识别的第二类型信息并发送给电动工具300,以使电动工具300获知电池包的实时状态信息,进而可根据第二类型信息控制自身和电池包的工作状态,由此可实现基于电池包的实时状态信息对电池包进行精细化的过放保护,有效延长电池包的寿命。
其中,电池包100的自身单节电芯状态和/或整包状态可以包括电池包100的温度、各节电池的电压以及总压中的至少一种。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括通信信号端子,第一类型信息包括第一数字信号。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括模拟信号端子,第一类型信息包括第二模拟信号,第二模拟信号用于表征是否适合继续放电。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括通信信号端子和模拟信号端子,第一类型信息包括第一数字信号和第二模拟信号。
在其中一个实施例中,适配器包括第二控制器,第二控制器用于分析第一数字信号和第二模拟信号,并生成用于表征是否允许继续放电的第三模拟信号,并将第三模拟信号发送至第二信号端子,第三模拟信号适于电动工具300识别,第二信号端子包括模拟信号端子,第二类型信息包括第三模拟信号。
在其中一个实施例中,第二控制器还用于将第一类型信息转换为第二数字信号,并将第二数字信号发送至第二信号端子,第二信号端子包括通信信号端子,第二类型信息包括第二数字信号。
在其中一个实施例中,适配器包括第二控制器,第二控制器用于将第一类型信息转换为第三模拟信号和第二数字信号,并将第三模拟信号和第二数字信号发送至第二信号端子,第二信号端子包括模拟信号端子和通信信号端子,第二类型信息包括第三模拟信号和第二数字信号。
在其中一个实施例中,当电动工具经适配器接入电池包,适配器将电动工具的第二信号端子发送的激活信号经电池包的第一信号端子发送至电池包,以激活电池包。
本实施例提供的适配器200与实施例一提供的电动工具系统中的适配器200属于同一发明构思,关于本实施例提供的上述适配器200的具体内容,可参见实施例一中的具体描述,在此不再赘述。
实施例五
本实施例提供了一种适配器200,参照图6,适配器200用于连接电池包100和电动工具300。本实施例中的适配器200适用于配置有正负极充电端子(B+,B-)的电动工具300。
适配器包括连接电池包的第一端以及连接电动工具的第二端;
电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过第一信号端子将第一类型信息发送至适配器;
适配器200根据第一类型信息判断是否允许电池包100继续放电;并根据判断结果控制电池包100、适配器200及电动工具300形成的工作回路的通断。
上述适配器200,适配器200能够基于电池包100发送的第一类型信息判断是否允许电池包100继续放电,并根据判断结果控制电池包100、适配器200以及电动工具300形成的工作回路的通断,即,适配器200能够及时根据电池包100的状态控制电池包100对外放电过程,确保电动工具300和电池包100的安全和寿命。
其中,电池包100的自身单节电芯状态和/或整包状态可以包括电池包100的温度、各节电池的电压以及总压、放电能力(容量、电压、电池类型等信息)中的至少一种。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括通信信号端子,第一类型信息包括第一数字信号,适配器包括第二控制器,第二控制器用于分析第一数字信号并生成用于表征是否适合继续放电的第一判断结果,并基于第一判断结果控制电池包100、适配器200及电动工具300形成的工作回路的通断。
在其中一个实施例中,第一信号端子包括模拟信号端子,第一类型信息包括第二模拟信号,第二控制器用于分析第二模拟信号并生成用于表征是否适合继续放电的第二判断结果,并基于第二判断结果控制电池包100、适配器200及电动工具300形成的工作回路的通断。
在其中一个实施例中,第二控制器用于分析第一判断结果和第二判断结果,并生成用于表征是否允许继续放电的第三判断结果,并基于第三判断结果控制工作回路的通断。
在其中一个实施例中,适配器200包括开关电路260,开关电路260设置于工作回路上,第二控制器根据判断结果控制开关电路260的通断。
在其中一个实施例中,适配器200还用于采集工作回路的电流信息,并基于电流信息和判断结果控制工作回路的通断。
具体地,适配器可以包括第二电流采样单元,第二电流采样单元用于采集工作回路的电流信息,第二控制器基于电流信息和判断结果控制工作回路的通断。
本实施例提供的适配器200与实施例三提供的电动工具系统中的适配器200属于同一发明构思,关于本实施例提供的上述适配器200的具体内容,可参见实施例三中的具体描述,在此不再赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (17)
1.一种电动工具系统,其特征在于,所述电动工具系统包括电池包、适配器以及电动工具,所述电池包包括正极端子、负极端子以及第一信号端子,所述电动工具包括正极端子、负极端子以及第二信号端子,所述适配器包括与所述电池包连接的第一端以及与所述电动工具连接的第二端;
所述电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过所述第一信号端子将所述第一类型信息发送至所述适配器;
所述适配器将所述第一类型信息转换为适于所述电动工具识别的第二类型信息,并将所述第二类型信息发送至所述第二信号端子;
所述电动工具基于所述第二信号端子输入的第二类型信息控制自身工作。
2.根据权利要求1所述的电动工具系统,其特征在于,所述第一信号端子包括通信信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号。
3.根据权利要求1所述的电动工具系统,其特征在于,所述第一信号端子包括模拟信号端子,所述第一类型信息包括第二模拟信号。
4.根据权利要求1所述的电动工具系统,其特征在于,所述第一信号端子包括通信信号端子和模拟信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号和第二模拟信号。
5.根据权利要求2-4任一项所述的电动工具系统,其特征在于,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于分析所述第一类型信息,并将所述第一类型信息转换为用于表征是否允许继续放电的第三模拟信号,所述第二信号端子包括模拟信号端子,所述第二类型信息包括所述第三模拟信号。
6.根据权利要求5所述的电动工具系统,其特征在于,当所述第二控制器判断出所述第一数字信号和所述第二模拟信号中的至少一个表征不适合继续放电,则生成用于表征不允许继续放电的第三模拟信号,否则生成用于表征允许继续放电的第三模拟信号。
7.根据权利要求6所述的电动工具系统,其特征在于,用于表征不允许继续放电的第三模拟信号包括适于所述电动工具识别的高温模拟信号或低温模拟信号,用于表征允许继续放电的第三模拟信号包括适于所述电动工具识别的正常温度模拟信号。
8.根据权利要求2或4所述的电动工具系统,其特征在于,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一数字信号转换为适于所述电动工具识别的第四模拟信号,并将所述第四模拟信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括模拟信号端子,所述第二类型信息包括所述第四模拟信号。
9.根据权利要求2-4任一项所述的电动工具系统,其特征在于,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一类型信息转换为第二数字信号,并将所述第二数字信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括通信信号端子,所述第二类型信息包括所述第二数字信号。
10.根据权利要求2-4任一项所述的电动工具系统,其特征在于,所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器用于将所述第一类型信息转换为第三模拟信号和第二数字信号,并将所述第三模拟信号和第二数字信号发送至所述第二信号端子,所述第二信号端子包括模拟信号端子和通信信号端子,所述第二类型信息包括所述第三模拟信号和第二数字信号。
11.根据权利要求1所述的电动工具系统,其特征在于,当所述电动工具经所述适配器接入所述电池包,所述电动工具通过所述第二信号端子、所述适配器及所述第一信号端子,发送激活信号至所述电池包。
12.根据权利要求1所述的电动工具系统,其特征在于,所述电动工具包括第三控制器和第一电流采样单元,所述第一电流采样单元用于采集所述电池包、所述适配器以及所述电动工具形成的工作回路上的电流信息,所述第三控制器基于所述电流信息和所述第二类型信息控制所述电动工具工作。
13.一种电动工具系统,其特征在于,所述电动工具系统包括电池包、适配器以及电动工具,所述电池包包括正极端子、负极端子以及第一信号端子,所述电动工具包括正极端子和负极端子,所述适配器包括与所述电池包连接的第一端以及与所述电动工具连接的第二端;
所述电池包监测自身单节电芯状态和/或整包状态,得到第一类型信息,并通过所述第一信号端子将所述第一类型信息发送至所述适配器;
所述适配器根据所述第一类型信息判断是否允许所述电池包继续放电;并根据判断结果控制所述电池包、所述适配器及所述电动工具形成的工作回路的通断。
14.根据权利要求13所述的电动工具系统,其特征在于,所述第一信号端子包括通信信号端子,所述第一类型信息包括第一数字信号;
所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器分析所述第一数字信号并生成用于表征是否适合继续放电的第一判断结果,并基于所述第一判断结果控制所述电池包、所述适配器及所述电动工具形成的工作回路的通断。
15.根据权利要求13所述的电动工具系统,其特征在于,所述第一信号端子包括模拟信号端子,所述第一类型信息还包括第二模拟信号;
所述适配器包括第二控制器,所述第二控制器分析所述第二模拟信号并生成用于表征是否适合继续放电的第二判断结果,并基于所述第二判断结果控制所述电池包、所述适配器及所述电动工具形成的工作回路的通断。
16.根据权利要求14或15所述的电动工具系统,其特征在于,所述适配器包括开关电路,所述开关电路设置于所述工作回路上,所述第二控制器根据所述判断结果控制所述开关电路的通断。
17.根据权利要求13所述的电动工具系统,其特征在于,所述适配器包括第二电流采样单元,所述第二电流采样单元用于采集所述工作回路的电流信息,所述第二控制器基于所述电流信息和所述判断结果控制所述工作回路的通断。
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