CN211376863U - 一种电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包，包括外壳、由多个单节电池串联组成的电池单元、安装于所述外壳内的电路板以及至少三个端子，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，另一端子为与外部设备电性连接的通讯端子，所述电池包控制单元通过检测ID识别电阻的阻值，得到该电池包的允许充电电流值，并通过通讯端子发送给充电器，充电器获取该允许充电电流值，并控制充电器以不超过该值的电流进行充电。本实用新型通过于输出端上没有电阻元件，可避免静电的干扰，且该电路板只需对应改变ID识别电阻，即可实现对不同电芯识别允许充电电流值。

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]

随着电池的不断发展，电池的容量可被大幅度的提升，其可以适用于不同功率的应用场合，为了避免浪费，使用大功率充电器对不同容量的电池包进行充电也备受关注，但由于不同电池电芯的最大允许充电电流不同，如果不对电池包加以区分，充电器对电池以超过该电池允许承受的最大充电电流并在充电时会造成充电过程的不安全，甚至会造成电池包的起火爆炸等安全隐患，因此，在电池包输出端子上连接有ID识别电阻，该电阻标志电池包的信息，充电器与电池包连接后，充电器通过对电池包的ID识别电阻进行识别，可以得到电池包的信息，但是由于ID识别电阻设置在电池包的输出端子上，在干燥环境里，输出端子容易受到来自人体触摸的静电干扰，严重时会导致ID识别电阻的损坏，造成电子装置的运行不稳定。

请参阅于2002年2月20日公告的中国发明专利公告第CN1079605C号，其揭示了一种电池充电装置，电池包括用来存储表示电池的最大充电电流信息的非易失性存储器、用于读取该最大充电电流信息的微型计算机、将该信息传送给电池充电装置的通信电路，充电装置获取电池的最大充电电流并使电池组件的充电电流不超过最大充电电流。该电路仅存储对应电池包的最大允许充电电流，若电芯改变，则最大允许充电电流需通过存储器重新编程，灵活性不强。

[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能适用于大电流充电器且灵活性较强的电池包。

本实用新型解决现有技术问题可采用如下技术方案：包括：外壳、由多个单节电池串联组成的电池单元、安装于所述外壳内的电路板以及至少三个端子，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，另一端子为与外部设备电性连接的通讯端子，所述电池包还包括控制单元，所述控制单元包括输入端和输出端，所述部分输入端用于采集电池单元的信息，所述通讯端子连接所述控制单元的输出端，并将采集的信息通过通讯端子发送给外部设备，所述控制单元的输入端连接有识别元件，所述控制单元根据该识别元件读取电池的允许充电电流值，并通过通讯端子发送给外部设备。

进一步改进方案为：所述识别元件分别为ID识别电阻和温度传感器，所述ID识别电阻的阻值由电池的种类及组合方式决定。

进一步改进方案为：所述控制单元具有内部基准电压，ID识别电阻与一固定电阻串联对内部基准电压进行分压，控制单元获取ID识别电阻的分压值。

进一步改进方案为：所述控制单元具有存储器，存储有不同的ID识别电阻分压值对应的允许充电电流值。

进一步改进方案为：所述温度传感器与一固定电阻串联对内部基准电压进行分压，控制单元获取温度传感器的分压值，检测电池包温度。

进一步改进方案为：所述温度传感器为热敏电阻。

进一步改进方案为：所述电池包还包括检测单元和多个电阻，所述电阻的一端分别与单节电池的正极连接，另一端与检测单元连接，用于检测电池的电压，并将电池电压发送给控制单元的输入端。

进一步改进方案为：所述电池包还包括多个电阻，所述电阻的一端分别与单节电池的正极连接，另一端与控制单元连接，用于检测电池的电压。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过将输入端连接有识别元件，并通过通讯端子发送给外部设备，相对于在通讯端子上设置识别元件的现有技术，该电路板可适用于不同的电芯，并根据客户需求，在电芯改变的情况下，则只需将该电路板的该识别元件改变，控制单元即可对应识别该电芯的允许充电电流值，电路板的利用率高，灵活性强，且电池包的输出端子没有识别元件，因此可避免静电的干扰。

[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的立体图；

图2是本实用新型第一实施例的电池包充电电路图；

图3是本实用新型第二实施例的电池包充电电路图。

[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和图2所示，为本实用新型第一实施方式涉及的一种电池包，所述电池包包括外壳，由多个单节电池串联组成的电池单元、安装于所述外壳内的电路板以及四个端子，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，另两个端子分别为充电端子CO和通讯端子COM，所述电池包与充电器进行配对时，通讯端子COM实现电池与充电器之间的信息传输，所述充电端子CO设有开关管Q1，用于实现安全控制。

如图2所示，为本实用新型第一实施例电池包的充电电路图，电池单元由十节电池串联组成，在其他实施方式中，电池可以为串联或并联的其他组成方式，所述电池包包括检测单元和控制单元MCU1，检测单元通过多个电阻R1～R10与各电池连接，其多个电阻R1～R10一端分别与单节电池的正极连接，另一端与检测单元连接，用来检测电池单元的单节电池电压以及总电压，所述检测单元与控制单元MCU1通过总线连接，所述总线包括数据线和时钟线，检测单元通过总线与控制单元MCU1进行数据传输，控制单元MCU1接收电池包的电压等信息，从而控制充电电路，实施充电。所述充电器包括充电电路、控制单元MCU2、与电池包充电端子CO连接的充电接收端子以及设于充电接收端子的开关管Q2。

所述电池包控制单元MCU1为一微处理器，通常包括有多个输入端、多个输出端、只读存储器(ROM)模块、随机存储器(RAM)模块、数字/模拟转换单元(A/D converter)模块等，控制单元MCU1接收检测单元发送的单节电池的电压模拟信号，并且由数字/模拟转换模块转换成数字信号，然后由控制单元MCU1执行相应的程序来判断每节电池的电压是否被过充或过放，所述输入端连接有识别元件，所述控制单元检测该识别元件的分压值，并获得该电池的允许充电电流值，通过通讯端子发送给充电器。

在本实施方式中，上述识别元件包括ID识别电阻和温度传感器，所述控制单元MCU1的输入端P1连接有ID识别电阻R56，所述ID识别电阻R56的阻值由电芯的种类及组合出厂方式决定，如不同品牌的电芯采用不同的组合排列方式(双排、三排或其他组合方式)，其允许通过的充电电流不同，采用不同阻值的电阻代表不同的电池，控制单元MCU1对其识别即可判断该电池包的允许充电电流值，本实用新型中允许充电电流值代表电池能通过的最大允许充电电流值，所述输入端P2连接有固定电阻R55，ID识别电阻R56与固定电阻R55串联，对控制单元MCU1的内部基准电压进行分压，输入端P1检测ID识别电阻R56的分压值，并传送到控制单元MCU1，所述控制单元MCU1具有存储器，该存储器内部存有不同分压值对应的最大允许充电电流值，其不同的ID识别电阻分压值与对应的最大允许充电电流值的关系参照表一，因此，仅需检测ID识别电阻的分压值，即可获得电池的最大允许充电电流值信息，控制单元将该最大允许充电电流值通过通讯端子发送给充电器，充电器直接获取电池的最大允许充电电流值信息，并控制以不超过最大允许的充电电流对电池进行充电。

表一为不同的ID识别电阻分压值与最大允许充电电流值的关系。

ID识别电阻阻值	ID识别电阻分压值	最大允许充电电流值
			2K	0.55V	1A
5K	1.1V	2.2A
			10K	1.65V	4A
20K	2.2V	6.6A
			51K	2.76V	8A

所述电池包正极端子悬空，负极端子与充电器的负极端子连接，电池包充电端子CO连接有开关管Q1，根据控制单元MCU1的输出信号控制是否充电。当电池包尚未插入充电器时，充电器通讯端子COM为高电平，充电器一直处于待机状态，当电池包插入充电器后，充电器通讯端子COM电平被拉低，识别到有电池包插入，电池包与充电器进行通讯，若通讯成功后，电池包接收到充电器发出的充电指令，电池包控制单元MCU1控制开关管Q1闭合，进行充电，同时，若该电池包采用的容量为2.2Ah的双排电池包，则ID识别电阻对应选择为10K电阻，此时，控制单元输入端P1检测到ID识别电阻的分压值为1.65V，将该值与内部存储器进行比较，识别最大允许充电电流值为4A，控制单元MCU1将该电池包的最大允许充电电流值4A信息通过通讯端子COM发送给充电器，同时，充电器的控制单元MCU2接收该值并控制充电器的充电电流不超过4A。电池包控制单元MCU1获取检测单元的单节电池电压，并将所述电压发送给充电器的控制单元MCU2，充电过程中的通信方式为：电池包内的控制单元MCU1控制检测单元对电池包内的电池单元的电压实时采样，每隔10ms—1s周期性地将单节电池电压通过通讯端子COM主动发送给充电器的控制单元MCU2，周期优选100ms，充电器的控制单元MCU2对接收到的数据进行处理，以18650号锂电池为例，若多节单节电池电压的最小值低于2.5V，充电器的控制单元MCU2控制充电电路对电池包进行预充电；若单节电池电压最小值大于等于2.5V且小于4.18V，进行恒流充电；若单节电池电压最小值大于等于4.18V，进行恒压充电；恒压充电过程中，若充电电流小于0.1C，表示充电完成，充电器的控制单元MCU2控制开关管Q2关断，并向电池包发出充满指令，电池包控制单元MCU1接收到充满指令后控制开关管Q1关断。该结构无需将ID识别电阻设置在输出端子上，因此在干燥环境下，即使人手触摸到输出端子，ID识别电阻也不会受到静电的干扰，提高安全性。

所述电池包控制单元的输入端P3连接有NTC热敏电阻，NTC热敏电阻与连接于输入端P4的固定电阻R27串联，对控制单元MCU1的内部基准电压进行分压，当电池的温度发生变化时，NTC热敏电阻的阻值也相应发生变化，输入端P3检测NTC热敏电阻的分压值，并传送到电池包控制单元MCU1，电池包控制单元MCU1根据识别的分压值获取电池包的当前温度，电池包控制单元MCU1将识别到的温度、单节电池最大值与最小值的压差、单节电池的电压与内部存储参考值进行比较，若超过参考值，即电池包控制单元MCU1控制开关管Q1断开，实现充电保护。

如图3所示，为本实用新型第二实施例的电池包，所述控制单元通过多个电阻R1～R10与各电池连接，其多个电阻R1～R10一端分别与单节电池的正极连接，另一端与控制单元连接，控制单元检测电池单元的单节电池电压以及总电压，根据检测的电压值对充电器实现充电控制，在控制单元的输入端连接有ID识别电阻，控制单元根据ID识别电阻识别最大允许充电电流值，通过通讯端子COM发送给充电器。

本实用新型的电池包包括外壳、电池、控制单元、至少三个端子，所述三个端子包括正负极端子、通讯端子，ID识别电阻和NTC热敏电阻分别设置在电池包的控制单元的输入端，ID识别电阻的阻值由不同品牌的电芯采用不同的组合排列方式(双排、三排或其他组合方式)决定，电池包控制单元MCU1检测ID识别电阻的分压值，并将该分压值与控制单元MCU1内部存储器存储的不同分压值对应的最大允许充电电流值进行比较，从而获得该电池的最大允许充电电流值，并将该信息通过通讯端子COM发送给充电器的控制单元MCU2，相对于现有技术，本实用新型电路板适用于不同的电芯，根据客户需求，若电芯改变，则只需将该电路板的ID识别电阻改变，对控制单元重新标定，控制单元即可对应识别该电芯的允许充电电流值，电路板的利用率高，灵活性强，且ID识别电阻无需设置在电池包的输出端子上，则可免受环境干燥引起的静电干扰，不会造成电子元器件的损坏以及电路的运行不稳定。

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 (8)

1.一种电池包，可拆卸地与外部设备连接，包括：外壳、由多个单节电池串联组成的电池单元、安装于所述外壳内的电路板以及至少三个端子，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，另一端子为与外部设备电性连接的通讯端子，所述电池包还包括控制单元，所述控制单元包括输入端和输出端，所述输入端用于采集电池单元的信息，所述通讯端子连接所述控制单元的输出端，并将采集的信息通过通讯端子发送给外部设备；其特征在于：所述控制单元的输入端连接有识别元件，所述控制单元根据该识别元件读取电池的允许充电电流值，并通过通讯端子发送给外部设备。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述识别元件分别为ID识别电阻和温度传感器，所述ID识别电阻的阻值由电池的种类及组合方式决定。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述控制单元具有内部基准电压，ID识别电阻与一固定电阻串联对内部基准电压进行分压，控制单元获取ID识别电阻的分压值。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于：所述控制单元具有存储器，存储有不同的ID识别电阻分压值对应的允许充电电流值。

5.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于：所述温度传感器与一固定电阻串联对内部基准电压进行分压，控制单元获取温度传感器的分压值，检测电池包温度。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：所述温度传感器为热敏电阻。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述电池包还包括检测单元和多个电阻，所述电阻的一端分别与单节电池的正极连接，另一端与检测单元连接，用于检测电池的电压，并将电池电压发送给控制单元的输入端。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述电池包还包括多个电阻，所述电阻的一端分别与单节电池的正极连接，另一端与控制单元连接，用于检测电池的电压。

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