CN117913934A - 电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池包，其能够与用电设备电连接进行供电或与充电设备连接进行充电。电池包包括电量显示模块和通信模块。在电池包与用电设备或充电设备连接的情况下，通信模块能够与用电设备或充电设备通信，以获取用电设备或充电设备的故障信息。电量显示模块能够发出电量指示信息，以指示电池包的电量，并且能够响应于通信模块获取的故障信息而发出指示用电设备或充电设备的故障的第一指示信息。根据本发明，可以通过电池包的电量显示模块来发出与用电设备或充电设备的故障对应的指示信息，因此不需要针对用电设备和充电设备设置专门的监控指示模块等，可以降低成本。并且操作者只需要注意电量显示模块，有助于提高工作效率。

Description

电池包
技术领域
本发明涉及一种电池包，特别是用于电动工具且能够用充电设备进行充电的电池包。
背景技术
在没有固定电源或者不便于直接供电的情况下，通常使用电池包附接至用电设备进行供电，用电设备的示例可以是需要频繁移动的电动工具、家用清洁设备、厨房设备或医疗设备等。另外，在电池包的电量耗尽之后，还可以将其与充电设备连接进行充电。
在电池包供电或充电的过程中，经常需要对电池包、用电设备以及充电设备的状态进行持续或间断地监控，以确保这些设备处于正常工作状态，并在出现故障时能够及时发现。而为了在发生故障时能够提醒操作者，针对电池包、用电设备以及充电设备分别设置有各自对应的指示装置。这一方面使得操作者在工作过程中需要同时观察至少两个不同的指示装置，分散了工作的注意力，工作效率较低；另一方面，增加了零部件的数量，导致成本提高。
因此，希望提供一种改进的电池包。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电池包。在电池包使用或充电的过程中，其可以与用电设备或充电设备通信来获取后者的故障信息，并通过电量显示模块显示故障指示信息，有利于使操作者集中工作注意力，提高工作效率，并且降低产品的成本。
根据本发明的一个方面，提供一种电池包，所述电池包能够与用电设备电连接进行供电或与充电设备连接进行充电，所述电池包包括：
电量显示模块，所述电量显示模块配置为能够发出电量指示信息，以指示所述电池包的电量；
通信模块，所述通信模块配置为在所述电池包与所述用电设备或所述充电设备连接的情况下能够与所述用电设备或所述充电设备通信，以获取所述用电设备或所述充电设备的故障信息；
其中，所述电量显示模块还配置为能够响应于所述通信模块获取的所述故障信息而发出指示所述用电设备或所述充电设备的故障的第一指示信息。
在部分实施方式中，所述故障信息至少包括：所述用电设备或所述充电设备的至少一个状态参数偏离正常参数区间，和/或所述用电设备或所述充电设备的硬件故障。
在部分实施方式中，电池包配置为，当所述第一指示信息指示所述充电设备发生硬件故障时，切断充电电流并设定为空闲模式。
在部分实施方式中，所述电量显示模块还配置为能够发出用于指示所述电池包的状态的第二指示信息，所述第二指示信息指示所述电池包发生的故障的类型和/或所述电池包的除了电量之外的状态的改变。
在部分实施方式中，所述故障的类型至少包括：所述电池包的至少一个状态参数偏离正常参数区间，和/或所述电池包的硬件故障。
在部分实施方式中，电池包配置为，当所述第二指示信息指示所述电池包的温度偏离正常温度区间时，切断所述电池包的电流并设定为保护模式。
在部分实施方式中，所述电量显示模块包括多个指示灯，并配置为通过点亮预定位置的指示灯的方式发出所述第一指示信息和所述第二指示信息。
在部分实施方式中，被点亮的所述指示灯以预定频率闪烁。
在部分实施方式中，所述第一指示信息和所述第二指示信息对应的闪烁频率不同，使得使用者能够通过闪烁频率判断故障的来源。
在部分实施方式中，对于相同的故障类型，所述第一指示信息对应的显示样式和所述第二指示信息对应的显示样式是相同的。
在部分实施方式中，所述第一指示信息和所述第二指示信息包括以预定顺序呈现的至少两种不同的显示样式。
在部分实施方式中，所述电量显示模块包括显示屏，并配置为通过显示屏以文字或图案的方式显示指示信息。
在部分实施方式中，所述电量显示模块配置为在指示信息发出后持续预定时长。
在部分实施方式中，所述电池包配置为，当所述电池包处于低电压保护模式且没有在充电的情况下，所述电量显示模块不发出指示信息。
在部分实施方式中，所述第二指示信息的优先级高于所述第一指示信息的优先级。
在部分实施方式中，所述电池包包括物联网模块，当所述电池包与物联网建立连接时，电量显示模块能够可区别地指示“正在连接”状态和“成功连接”状态。
利用根据本发明的电池包，至少可以实现以下有益效果：
1、可以通过电池包获取与其连接的用电设备或充电设备的故障信息，并使用电池包的电量显示模块来发出与故障信息对应的指示信息，因此不需要针对用电设备和充电设备设置专门的监控指示模块等，可以降低成本。
2、操作者在使用电池包进行工作的过程中，只需要注意电池包的电量显示模块即可，而不需要分散注意力去注意用电设备或充电设备，有助于集中工作注意力，提高工作效率。
附图说明
为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
图1是根据本发明的电池包以及与电池包电连接的用电设备和充电设备的示意图；
图2是图1所示的电池包与用电设备连接时的示意图；
图3是图1所示的电池包与充电设备连接时的示意图；以及
图4是使用本发明的电池包的电量显示模块发出电量指示信息的示例性说明；以及
图5是使用本发明的电池包的电量显示模块发出第一指示信息和第二指示信息的示例性说明。
附图标记说明：
100 电池包
110 壳体
120 电池单元
130 通信模块
140 电量显示模块
150 触发开关
200 用电设备
300 充电设备
A1-A4 指示灯
具体实施方式
现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。
本发明提供一种电池包。如图1至图3所示，根据部分优选实施方式的电池包100包括壳体110和多个电芯组成的电池单元120。电池单元120布置在壳体110形成的容纳空间中，用于储存电能。壳体110还设置有连接结构(未示出)，其可以与用电设备200上形状互补的另一连接结构连接，从而将电池包100固定到用电设备，并且二者相对应的电端子之间电连接，以对用电设备供电。用电设备200具体可以是电动工具、家用清洁设备、厨房设备或者医疗设备等。优选地，电池单元120的电芯可以是可充电的二次电芯。在电量下降时，可以将电池包100与充电设备300连接进行充电。
壳体110上设置有由多个连续排列的指示灯(例如LED灯)构成的电量显示模块140。图1示出的实施方式中，电量显示模块140包括四个按直线排列的四个LED灯A1-A4。通过点亮与电池包100的当前电量所对应的数量的LED灯，电量显示模块140可以发出电量指示信息。以此方式，操作者可以通过电量指示信息了解电池包100的当前电量。可以理解，在不同的实施方式中，指示灯的数量及排列方式可以根据实际需求的不同而有所区别。在部分实施方式中，优选地，电量显示模块140还可以包括显示屏，并因此可以通过文字或图案的方式显示电量指示信息。
图4示出了电量指示信息的一些示例性说明。此处，以100％表示电池包100处于完全充满的状态。当电池包100的当前电量大于80％时，四个指示灯A1-A4均被点亮，并处于常亮的状态。当电池包100的当前电量低于80％但是大于或等于60％时，前三个指示灯A1-A3均被点亮，并处于常亮的状态，而A4熄灭。当电池包100的当前电量低于60％但是大于或等于35％时，前两个指示灯A1-A2均被点亮，并处于常亮的状态，而A3-A4熄灭。当电池包100的当前电量低于35％但是大于或等于10％时，仅第一个指示灯A1被点亮，并处于常亮的状态，而A2-A4熄灭。当电池包100的当前电量低于10％但是大于或等于1％时，仅第一个指示灯A1被点亮，并处于闪烁的状态，而A2-A4熄灭。当电池包100的当前电量低于1％时，电池包100的低电压保护模式(under voltage protection,UVP)被激活，此时四个指示灯A1-A4均处于熄灭的状态，以节省电量，这有利于延长电池包100的使用寿命。
继续参考图1，电池包100还可以设置触发开关150，其可以是按钮、拨动开关、触敏元件等形式。电量显示模块140可以配置为响应于操作者触动触发开关150而发出上述电量指示信息并持续预定时长(例如3s)。然而，当电池包100处于低电压保护模式且未被充电时，即使触发开关150被触动，电量显示模块140也不会发出电量指示信息。另外，电量显示模块140可以配置为响应于电池包100处于充电状态自动地且持续地发出电量指示信息，而不需要触动触发开关150。
另外，根据本发明，电池包100还包括通信模块130。在电池包100与用电设备200或充电设备300连接的情况下，通信模块130可以与用电设备200或充电设备300中对应的通信模块130通信。例如，在部分实施方式中，电池包100可以包括通过四个电端子，其中可以包括一个双工通信端口。电池包100可以通过该双工通信端口与用电设备200或充电设备300建立数据交互。在通信成功建立之后，电池包100的通信模块130可以接收用电设备200或充电设备300的指令数据，尤其是指示故障的指令数据(这样的指令数据可以称为故障信息)。其中，故障具体可以是用电设备200或充电设备300的错误状态、过温保护状态等。通信模块130优选地可以是电池包100的电池管理系统(BMS)的一部分。或者通信模块130也可以是单独的运行模块。
进一步地，当通信模块130获取到指示用电设备200或充电设备300故障的故障信息时，电量显示模块140可以响应于故障信息而发出第一指示信息，用以向操作者指示用电设备200或充电设备300的故障。以此方式，操作者通过读取电量显示模块140发出的故障指示信息，即可了解到用电设备200或充电设备300当前发生故障，并且根据故障指示信息的内容了解到故障的具体形式。此处，针对用电设备200或充电设备300的故障指示信息可以称为第一指示信息。
在电量显示模块140包括多个指示灯的实施例中，可以通过点亮不同位置的指示灯来发出对应于不同故障类型的故障指示信息。对于每个指示灯，其可以具有点亮和熄灭两种状态，因此电量显示模块140至少能够发出2n种不同的故障指示信息，其中n为指示灯的数量。优选地，在发出故障指示信息时，被点亮的指示灯还以预定的频率闪烁。进一步优选地，对于每项故障指示信息，其可以包括两种不同的指示灯显示样式，指示灯可以在不同的模式之间切换。并且，不同的故障指示信息所持续的时间也可以有所区别。以此方式，电量显示模块140可以发出更多种故障指示信息，从而可以指示更多种类的故障类型。
图5示出了故障指示信息的一些示例性说明。例如，故障类型可以包括用电设备200或充电设备300的状态参数偏离正常参数区间。其中，状态参数可以是温度，例如用电设备200或充电设备200的温度过高或过低(统称为过温)。另外，故障类型可以包括用电设备200或充电设备300的硬件故障，具体可以是例如温度感测元件(NTC)故障、场效晶体管(MOSFET)故障以及其他部件的故障等。
如图5所示，当电池包100的通信模块130获取到用电设备200出现过温故障的信息时，电量显示模块140通过在A1-A2点亮且A3-A4熄灭的模式1和A1-A2熄灭且A3-A4点亮的模式2之间来回切换的方式发出对应的故障指示信息。其中，指示灯的闪烁频率为2Hz。其中，模式1和模式2组成电量显示模块140的显示样式。
如图5所示，当充电设备300出现过温故障时，电量显示模块140通过在A1和A4点亮且A2-A3熄灭的模式1和A1-A4全部熄灭的模式2之间来回切换的方式发出对应的故障指示信息。其中，指示灯的闪烁频率为2Hz。
此外，可以理解，在用电设备200包括马达及输出轴的情况下，偏离正常参数区间的状态参数还可以是马达或输出轴的转速。电池包100可以针对转速偏离正常参数区间的故障设置对应的指示灯显示样式、频率及持续时长。
如图5所示，当电池包100的通信模块130获取到用电设备200出现硬件故障的信息时，电量显示模块140通过在A1-A2点亮且A3-A4熄灭的模式1和A1-A2熄灭且A3-A4点亮的模式2之间来回切换的方式发出对应的故障指示信息。其中，指示灯的闪烁频率为6Hz。
继续参考图5，当充电设备300出现硬件故障时，电量显示模块140通过在A1和A4点亮且A2-A3熄灭的模式1和A1-A4全部熄灭的模式2之间来回切换的方式发出对应的故障指示信息。其中，指示灯的闪烁频率为6Hz。优选地，当充电设备300出现硬件故障时，电池包100除了通过电量显示模块140显示对应的故障指示信息外，还配置为通过电路中的开关切断充电电流，然后将电池包100设定为空闲模式。
除了针对用电设备200或充电设备300的故障指示信息之外，根据本发明，电池包100的电量显示模块140还配置为能够发出针对电池包100本身的第二指示信息。其中，第二指示信息用于指示电池包100的故障或者电池包100的除了电量之外的其他状态的改变。
电池包100的故障可以包括电池包100的状态参数偏离正常参数区间。其中，状态参数可以是温度、电压、电流等，例如用电设备200或充电设备200的温度过高或过低(统称为过温)。另外，故障类型可以包括电池包100的硬件故障，具体可以是例如温度感测元件(NTC)故障、电芯以及其他部件的故障等。上述电池包100的故障信息或状态改变可以由BMS通过相应的传感器进行感测并将感测结果与BMS中预存的正常值进行对比获得。
如图5所示，当BMS判断电池包100出现过温故障(电池包100的温度过高或过低)的信息时，电量显示模块140通过在A2和A3点亮且A1和A4熄灭的模式1和A2和A3熄灭且A1和A4点亮的模式2之间来回切换的方式发出对应的故障指示信息。其中，指示灯的闪烁频率为2Hz。进一步地，当电池包100出现过温故障时，除通过电量显示模块140显示对应的故障指示信息外，电池包100还配置为通过电路中的开关切断电流(例如供电电流或充电电流)，然后将电池包100设定为保护模式。
当BMS判断电池包100出现硬件故障时，电量显示模块140通过在A2和A3点亮且A1和A4熄灭的模式1和A2和A3熄灭且A1和A4点亮的模式2之间来回切换的方式发出对应的故障指示信息。其中，指示灯的闪烁频率为6Hz。
电池包100的状态改变可以是例如电池包100被设定为锁定状态(lock state)或定位状态(location state)，或者电池包100正处于与物联网(IoT)连接的状态等。
如图5所示，当电池包100被设定为锁定状态时，电量显示模块140通过在A1-A4全部点亮的模式1和A1-A4全部熄灭的模式2之间来回切换的方式发出对应的指示信息。其中，指示灯的闪烁频率为6Hz。当电池包100被设定为定位状态时，电量显示模块140通过在A1-A4全部点亮的模式1和A1和A4熄灭且A2和A3点亮的模式2之间来回切换的方式发出对应的指示信息。其中，指示灯的闪烁频率为6Hz。
在一些另外的实施例中，优选地通过电池包的电量显示模块的闪烁频率可以确定所显示的信息的来源，例如来源于电池包，用电设备或者充电设备。也就是说，针对不同的故障来源，电量显示模块的闪烁频率可以设置成不同。例如，对于充电设备/用电设备的故障信息，可以通过2Hz来进行闪烁，对于电池包的故障信息，可以通过6Hz来进行闪烁。这样使用者可以更为容易地判断出故障的来源。
在一些另外的实施例中，优选地对于同一种类型的故障，电量显示模块的显示样式是一样的。例如，对于过温故障，无论是电池包的过温故障，还是充电设备/用电设备的过温故障，均使用同样的显示样式，然而使用不同的闪烁频率。例如，对于硬件故障，无论是电池包的硬件故障，还是充电设备/用电设备的硬件故障，均使用同样的显示样式，然而使用不同的闪烁频率。这样的优点是使用者更容易记忆和辨认不同的显示样式。
优选地，针对用电设备200或充电设备300的第一指示信息和针对电池包100的第二指示信息可以具有不同的优先级。例如，第二指示信息优于第一指示信息，这样当电池包和用电设备/充电设备同时发生故障的时候，电池包优先显示电池包的相关故障。
在一些实施例中，电池包100包括物联网(internet of things,IoT)模块。当电池包100与物联网建立连接时，电量显示模块可以通过特定的样式指示“正在连接”，“成功连接”等状态。例如，可以通过特定指示灯的闪烁来指示“正在连接”，通过持续点亮特定指示灯来指示“连接成功”。
本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上，在本领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。

Claims (16)

1.一种电池包，所述电池包(100)能够与用电设备(200)电连接进行供电或与充电设备(300)连接进行充电，其特征在于，所述电池包(100)包括：
电量显示模块，所述电量显示模块配置为能够发出电量指示信息，以指示所述电池包(100)的电量；
通信模块(130)，所述通信模块(130)配置为在所述电池包(100)与所述用电设备(200)或所述充电设备(300)连接的情况下能够与所述用电设备(200)或所述充电设备(300)通信，以获取所述用电设备(200)或所述充电设备(300)的故障信息；
其中，所述电量显示模块还配置为能够响应于所述通信模块(130)获取的所述故障信息而发出指示所述用电设备(200)或所述充电设备(300)的故障的第一指示信息。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述故障信息至少包括：所述用电设备(200)或所述充电设备(300)的至少一个状态参数偏离正常参数区间，和/或所述用电设备(200)或所述充电设备(300)的硬件故障。
3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，电池包(100)配置为，当所述第一指示信息指示所述充电设备(300)发生硬件故障时，切断充电电流并设定为空闲模式。
4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电量显示模块还配置为能够发出用于指示所述电池包(100)的状态的第二指示信息，所述第二指示信息指示所述电池包(100)发生的故障的类型和/或所述电池包(100)的除了电量之外的状态的改变。
5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述故障的类型至少包括：所述电池包(100)的至少一个状态参数偏离正常参数区间，和/或所述电池包(100)的硬件故障。
6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，电池包(100)配置为，当所述第二指示信息指示所述电池包(100)的温度偏离正常温度区间时，切断所述电池包(100)的电流并设定为保护模式。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述电量显示模块包括多个指示灯，并配置为通过点亮预定位置的指示灯的方式发出所述第一指示信息和所述第二指示信息。
8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，被点亮的所述指示灯以预定频率闪烁。
9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述第一指示信息和所述第二指示信息对应的闪烁频率不同，使得使用者能够通过闪烁频率判断故障的来源。
10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，对于相同的故障类型，所述第一指示信息对应的显示样式和所述第二指示信息对应的显示样式是相同的。
11.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述第一指示信息和所述第二指示信息包括以预定顺序呈现的至少两种不同的显示样式。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述电量显示模块包括显示屏，并配置为通过显示屏以文字或图案的方式显示指示信息。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述电量显示模块配置为在指示信息发出后持续预定时长。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包(100)配置为，当所述电池包(100)处于低电压保护模式且没有在充电的情况下，所述电量显示模块不发出指示信息。
15.根据权利要求4至6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述第二指示信息的优先级高于所述第一指示信息的优先级。
16.根据权利要求1至6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包包括物联网模块，当所述电池包与物联网建立连接时，电量显示模块能够可区别地指示“正在连接”状态和“成功连接”状态。
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