CN210403956U - 一种电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包。电池包(1)包括正负极端子(11、12)、充电端子(CO)及放电端子(DO)，电池包内设置有一控制电路(8)，可以采集电池单元的温度以及单节电池的电压，并将充放电信号分别发送给充电器(3)和电动工具(5)的控制电路(6、7)，同时充电端子(CO)上设有NTC2电阻，放电端子(DO)上设有ID电阻。充电端子(CO)既可实现充电信号的传输，同时也可配合充电器或电动工具实现大功率充电保护及过放保护；放电端子(DO)既可实现放电信号的传输，同时也可提供电池包(5)的配置信息。本实用新型专利以简单的形式实现了充放电控制，同时保留了电池包类型、温度信息传输的接口，实现了和不同功率的充电器以及不同工具的适配。

Description

一种电池包

[技术领域]

本实用新型涉及一种锂电池充放电的技术领域，尤其涉及一种电动工具领域类所用的电池包。

[背景技术]

一种已知的电动工具电池包，除了包括正负极端子，还具有一个通信端子，电池包通过通信端子与充电器或电动工具进行通讯，充电时由充电器通过通信端子获取电池包单节电压、温度等信息，充电器控制充电过程；放电时由电动工具通过通信端子获取电池包状态信息，放电保护由工具完成。该系统需要多个微处理器来支持该电动工具的运作，所以，成本较高。

请参阅于2010年6月9日公开的中国发明专利申请公开第CN101728842A号，其揭示了一种电池盒，包括正负极端子和连接有热敏电阻的外部端子TH，外部端子TH与充电器连接，充电器检测热敏电阻的电压，识别温度，从而实现过温保护，该电池盒未能同时提供识别电池信息的功能，不利于充电器和电动工具的识别。

[实用新型内容]

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、低成本的电池包。

本实用新型解决现有技术问题可采用如下技术方案：包括：壳体、由多个单节电池串联组成的电池单元、至少四个端子及电路板，所述端子连接至电路板上，且其中一对端子分别电性连接于所述电池单元的正极和负极，另外两个端子为充电端子(CO)及放电端子(DO)，且分别提供电池单元的允许充电信号及允许放电信号传输，电路板上设置有控制单元及连接于所述控制单元的第一温度传感器(NTC1)，该第一温度传感器(NTC1)以检测所述电池单元的温度，所述控制单元依据所述第一温度传感器(NTC1)的温度值以及单节电池电压来控制所述充电端子(CO)或放电端子(DO)作充电信号或放电信号，所述充电端子(CO)上设有第一识别元件，该第一识别元件向与电池包连接的第一电子元件提供温度信号，所述放电端子(DO)上设有第二识别元件，该第二识别元件存储电池包信息并与第二电子元件电性连接。

进一步改进方案为：所述第一识别元件为第二温度传感器(NTC2)，所述第二识别元件为ID电阻。

进一步改进方案为：所述第一温度传感器(NTC1)和第二温度传感器(NTC2)为负温度系数(NTC)电阻。

进一步改进方案为：所述ID电阻标识电池包的类型信息，以供放电端子(DO)向外传输。

进一步改进方案为：在充电时，所述第一温度传感器(NTC1)检测的电池单元温度值在0℃～50℃，允许电池包提供充电信号，在放电时，所述第一温度传感器(NTC1)检测的电池单元温度值在-20℃～70℃时，允许电池包提供放电信号。

进一步改进方案为：所述控制单元用于检测所述单节电池的电压，当单节电池电压高于第一阈值时，所述电池包(1)的控制单元提供禁止充电信号；当单节电池电压低于第二阈值时，所述电池包(1)的控制单元提供禁止放电信号，所述第一阈值高于所述第二阈值。

进一步改进方案为：所述第一阈值电压为4.225V，所述第二阈值电压为2.70V。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：电池包包括四个端子，正负极端子，充电端子和放电端子，且在充电端子上设置温度传感器，放电端子上设置识别电阻，以对外分别提供充电信号和放电信号，降低制造成本，且可实现过温保护以及选择不同功率的充电器和电动工具与该电池包适配。

[附图说明]

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明:

图1是本实用新型电池包示意图；

图2是本实用新型电池包对接用的充电器示意图；

图3是本实用新型电池包插接于电动工具上的示意图；

图4是本实用新型电池包的充电电路图；

图5是本实用新型电池包的放电电路图。

图中附图标记的含义：

1、电池包 2、电池包端子 11、电池包正极端子 12、电池包负极端子 3、充电器 4、充电器端子 31、充电器正极端子 32、充电器负极端子 33、充电信号接收端子 34、放电信号接收端子 41、电动工具正极端子 42、电动工具负极端子 44、放电信号接收端子 5、电动工具 6、充电器控制电路 7、电动工具控制电路 8、电池包控制电路

[具体实施方式]

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

请参阅图1所示，为本实用新型电池包1的示意图，该电池包1具有壳体、由多个单节电池串联组成的电池单元、电路板以及连接至电路板上的电池包端子2，如图4所示，所述电池包端子2包括正极端子11、负极端子12、充电端子CO以及放电端子DO，所述充电端子CO和放电端子DO用于提供允许充电信号和允许放电信号，并可传输温度及标识电池包电芯串联数、电芯并联数、放电能力等信息。

如图2所示，为供本实用新型电池包充电的充电器3的示意图，所述充电器3设有充电器端子4，所述充电器端子4与电池包端子2对接为电池包1进行充电，如图4所示，该充电器3包括正极端子31、负极端子32、充电信号接收端子33，放电信号接收端子34，充电器控制电路6以及晶体管开关电路，所述晶体管开关电路包括MOS管Q1，所述控制电路6通过充电信号接收端子33和放电信号接收端子34接收电池包1的允许充电信号和放电信号，并根据接收的信号控制晶体管Q1的通断，从而实现充电器的充电控制。

如图3所示，为本实用新型所用的电动工具5的示意图，所述电动工具设有工具端子，所述工具端子与电池包端子2配合连接，如图5所示，所述工具端子包括正极端子41、负极端子42、放电信号接收端子44、电动工具控制电路7，所述控制电路7用于接收电池包1的允许放电信号，并可识别电池包的电芯串联数、电芯并联数、电芯化学物质、尺寸或体积等信息。在本实施方式中，电动工具3主要展示了角磨机，当然该电池包1也可以用在其他产品上，

如图4所示，为本实用新型电池包1的充电电路图。所述电池包的正负极端子11、12与充电器的正负极31、32连接，所述电池包1还包括控制电路8，多个电阻R1、R2、R3、R4、R5，一端分别与单节电池cell1、cell2、cell3、cell4、cell5的正极连接，另一端与控制电路8连接，用于检测单节电池的电压，与控制单元8连接的第一温度传感器NTC1，用于检测电池单元的温度，所述电池包1还包括与控制电路8连接的充电端子CO和放电端子DO，所述充电端子CO上设有第二温度传感器NTC2，所述放电端子DO上设有ID电阻。所述充电端子CO与充电器充电信号接收端子33连接，放电端子DO与放电信号接收端子34连接。

所述充电信号接收端子33在充电器控制电路6内部连接第一内部电阻，该第一内部电阻连接有第一基准电压，所述放电信号接收端子34在充电器控制电路6内部连接第二内部电阻，该第二内部电阻连接有第二基准电压。所述电池包控制单元8将检测到的单节电池电压值和第一温度传感器NTC1检测到的电池单元温度值与参考阈值比较。当单节电池电压值低于第一阈值4.225V，且第一温度传感器NTC1检测到的电池单元的温度值在0℃～50℃时，充电端子CO提供允许充电信号，此时，第二温度传感器NTC2在控制单元8内部相当于接地，充电信号端子33检测到第二温度传感器NTC2与第一内部电阻对第一基准电压的分压值，此值小于第一基准电压值，充电器控制电路6即判断为充电；当单节电池电压值高于第一阈值4.225V，或者第一温度传感器NTC1检测到的电池单元温度值超出0℃～50℃范围时，充电端子CO提供禁止充电信号，此时，第二温度传感器NTC2在控制单元8内部相当于悬空，充电信号端子33检测到的电压值为第一基准电压值，充电器控制电路6即判断为禁止充电。当电池包允许充电时，充电端子CO既可提供是否充电信号，同时，与充电端子CO连接的第二温度传感器NTC2阻值随着温度的升高而降低，因此，充电信号接收端子33检测的NTC2的分压值也随着变化，充电器控制电路6根据NTC2的分压值即可识别温度，在10℃～40℃时，充电电流控制为8A，以大电流进行充电，当温度达到40℃～50℃时，温度较高，充电电流降低为4A，以小电流进行充电，避免继续以大电流充电损坏电池包，因此可实现大功率充电的安全。

充电时，充电器控制电路6同时需根据DO端子检测电池包是否过放，若单节电池过放，即当单节电池电压低于2.7V时，ID电阻在控制单元8内部相当于悬空，放电信号接收端子34检测的电压值为第二基准电压值，充电器控制电路6即可判断过放，如果出现单节过放状态，充电器先控制以小电流充电，若当单节电池电压上升到2.7V以上，ID电阻在控制单元8内部相当于接地，此时放电信号接收端子34检测到ID电阻与第二内阻对第二基准电压的分压值，此值小于第二基准电压值，控制电路6根据ID电阻的分压值识别电池包1的类型信息，若是单排电芯，用18V/8A的大功率充电器时，控制电路6根据单节电芯的最大允许充电电流，控制充电电流为4.0A充电，既可实现过放检测，又可识别电池包信息，实现安全充电。

如图5所示，为本实用新型的电池包的放电电路，电池包1的正负极端子11、12与电动工具5的正负极端子41、42连接，电池包放电端子DO与电动工具放电信号接收端子44连接，所述放电信号接收端子44在电动工具控制电路7内部连接第三内部电阻，该第三内部电阻连接有第三基准电压。电池包控制单元8将检测到的单节电池电压值和第一温度传感器NTC1检测到的电池单元温度值与参考阈值比较，当单节电池电压值高于第二阈值2.7V，且第一温度传感器NTC1检测的温度值在-20℃～70℃时，放电端子DO提供允许放电信号，此时，ID电阻在控制单元8内部相当于接地，放电信号接收端子44检测到ID端子与第三内部电阻对第三基准电压的分压值，此值小于第三基准电压值，电动工具控制电路7即判断为放电，同时根据ID电阻的分压值，判断电池包类型，若电池包是单排电芯，匹配大功率时，控制电路7限制最大输出功率；当单节电池电压值低于第二阈值2.7V，或者第一温度传感器NTC1检测的温度超出-20℃～70℃范围时，放电端子DO提供禁止放电信号，此时，ID电阻在控制单元8内部相当于悬空，放电信号接收端子44检测到的电压值为第三基准电压值，电动工具控制电路7即判断为禁止放电。所述放电电路以简单的结构既可实现放电信号的传输，同时又可以实现不同工具的适配。

本实用新型电池包1具有四个输出端子，即正负极端子11、12，充电端子CO，放电端子DO，通过在充电端子CO上设置第二温度传感器NTC2，既可实现充电信号的传输，同时在充电过程中，通过CO、DO端子分别反馈充电器温度、过放、电池包等信息；通过在DO端子上设置ID电阻，既可实现放电信号的传输，又可反馈ID电阻存储的电池包信息，相对于现有技术，本实用新型结构简单，同时利于安全充放电的实现。

本实用新型不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本实用新型原理和范畴的前提下，本实用新型的电池包还有其他很多的替代方案。本实用新型的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (7)

1.一种电池包(1)，包括：壳体、由多个单节电池串联组成的电池单元、至少四个端子及电路板，所述端子连接至电路板上，且其中一对端子分别电性连接于所述电池单元的正极和负极，另外两个端子为充电端子(CO)及放电端子(DO)，且分别提供电池单元的允许充电信号及允许放电信号传输，电路板上设置有控制单元及连接于所述控制单元的第一温度传感器(NTC1)，该第一温度传感器(NTC1)以检测所述电池单元的温度，所述控制单元依据所述第一温度传感器(NTC1)的温度值以及单节电池电压来控制所述充电端子(CO)或放电端子(DO)作充电信号或放电信号；其特征在于：所述充电端子(CO)上设有第一识别元件，该第一识别元件向与电池包连接的第一电子元件提供温度信号，所述放电端子(DO)上设有第二识别元件，该第二识别元件存储电池包信息并与第二电子元件电性连接。

2.根据权利要求1所述的电池包(1)，其特征在于：所述第一识别元件为第二温度传感器(NTC2)，所述第二识别元件为ID电阻。

3.根据权利要求2所述的电池包(1)，其特征在于：所述第一温度传感器(NTC1)和第二温度传感器(NTC2)为负温度系数(NTC)电阻。

4.根据权利要求2所述的电池包(1)，其特征在于：所述ID电阻标识电池包的类型信息，以供放电端子(DO)向外传输。

5.根据权利要求3所述的电池包(1)，其特征在于：在充电时，所述第一温度传感器(NTC1)检测的电池单元温度值在0℃～50℃，允许电池包提供充电信号，在放电时，所述第一温度传感器(NTC1)检测的电池单元温度值在-20℃～70℃时，允许电池包提供放电信号。

6.根据权利要求5所述的电池包(1)，其特征在于：所述控制单元用于检测所述单节电池的电压，当单节电池电压高于第一阈值时，所述电池包(1)的控制单元提供禁止充电信号；当单节电池电压低于第二阈值时，所述电池包(1)的控制单元提供禁止放电信号，所述第一阈值高于所述第二阈值。

7.根据权利要求6所述的电池包(1)，其特征在于：所述第一阈值电压为4.225V，所述第二阈值电压为2.70V。

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