CN217822945U - 电池包及电动工具系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池包及电动工具系统，所述电池包包括电芯组；第一设备接口，可选择地与电子设备配接对其放电，或由所述电子设备为所述电芯组充电；第二设备接口，可选择地与电动工具设备配接，向所述电动工具设备放电，或由所述电动工具设备为所述电芯组充电；第一主控模块，接收来自所述第一设备接口的信号，与所述第一设备接口通信；第二主控模块，接收来自所述第二设备接口的信号，与所述第二设备接口通信，且监测所述电芯组的状态；所述第一主控模块与所述第二主控模块均包括工作状态和待机状态，所述第一主控模块与所述第二主控模块在所述待机状态下的功耗低于在所述工作状态下的功耗；所述电动工具系统包括电动工具及上述电池包。

Description

电池包及电动工具系统

技术领域

本实用新型涉及一种电池包，以及包含该电池包的电动工具系统。

背景技术

电动工具领域，无绳电动工具常采用高能量密度的电芯组作为电动工具电池包，为电动工具供电。电动工具电池包有一个电动工具接口与电动工具或充电器连接。当与充电器配接时充电器向电动工具电池包内的电芯组充电，当与电动工具配接时电动工具电池包向其放电。由于电动工具电池包仅配置有电动工具接口，使得电动工具电池包仅能适用于电动工具系统，限制了电动工具电池包的使用范围。

3C电子产品的广泛应用，如手机、平板电脑、笔记本电脑、数码照相机等，使得对充电宝的需求非常强烈。充电宝无论是在充电功率、放电功率、容量上均小于电动工具电池包。因此从性能上看，电动工具电池包完全可以满足3C电子产品的要求。

基于此，提出在电动工具电池包上既设置电动工具接口，又设置电子设备接口，使得电动工具电池包既能给电动工具设备供电又能给3C电子产品供电，从而拓展电动工具电池包的使用范围。但仅提出设置两种接口仅仅是实现上述功能的第一步，更为关键的是如何进行硬件电路和软件流程的设计使其真正能实现上述功能。

同时，用户对电动工具电池包的续航要求也不断提升，为了解决续航问题，除了优化输出外，降低电池包自身的功耗也是可行的一个重要方向。

实用新型内容

本实用新型提供一种既能给电动工具供电又能给3C电子产品供电的电池包。

本实用新型提供了一种电动工具电池包，所述电池包包括：

电芯组；

第一设备接口，可选择地与电子设备配接，向所述电子设备放电，或由所述电子设备为所述电芯组充电；

第二设备接口，可选择地与电动工具设备配接，向所述电动工具设备放电，或由所述电动工具设备为所述电芯组充电；

第一主控模块，接收来自所述第一设备接口的信号，与所述第一设备接口通信；

第二主控模块，接收来自所述第二设备接口的信号，与所述第二设备接口通信，且监测所述电芯组的状态；

所述第一主控模块与所述第二主控模块均包括工作状态和待机状态，所述第一主控模块与所述第二主控模块在所述待机状态下的功耗低于在所述工作状态下的功耗。

可选的，所述第一主控模块与所述第二主控模块还均包括掉电状态，所述第一主控模块与所述第二主控模块在所述掉电状态下的功耗低于在所述待机状态下的功耗。

可选的，当所述第一设备接口配接有电子设备时，所述第一主控模块接收到来自所述第一设备接口的第一激活信号，所述第一主控模块切换至工作状态。

可选的，所述第一主控模块切换至所述工作状态后，向所述第二主控模块发送第一唤醒信号，所述第二主控模块切换至工作状态。

可选的，当所述第一设备接口配接有电子设备时，所述第二主控模块接收到来自所述第一设备接口的第二唤醒信号，所述第二主控模块切换至工作状态。

可选的，当所述第二设备接口配接有电动工具设备时，所述第二主控模块接收到来自所述第二设备接口的第二激活信号，所述第二主控模块切换至工作状态。

可选的，所述电池包还包括设置在所述电芯组与所述第一主控模块之间的第一开关模块，所述第一开关模块接收所述第二主控模块的信号，可选择地处于断开或闭合状态，当所述第二主控模块接收到所述第二激活信号时，所述第二主控模块控制所述第一开关模块断开，所述第一主控模块进入掉电状态。

可选的，当所述第一设备接口和所述第二设备接口均没有设备接入或所述第一设备接口和所述第二设备接口的接入设备均完成工作时，所述第一主控模块和所述第二主控模块均进入待机状态。

可选的，当仅有所述第二设备接口接入设备时，且

当所述第二主控模块判断所述电芯组的电压高于第一预设电压时，所述第一主控模块进入待机状态；

当所述第二主控模块判断所述电芯组的电压不高于第二预设电压时，所述第一主控模块进入掉电状态。

所述第二主控模块被配置为检测所述电芯组的状态并判断电芯组是否适合充电或放电；

当所述第二主控模块判断所述电芯组不适合充电或放电时，所述第一主控模块和所述第二主控模块切换至待机状态。

可选的，当所述第二主控模块判断所述电芯组的电压不高于第二预设电压或判断所述第一设备接口和所述第二设备接口处于无操作状态超过预设时间时，所述第一主控模块和所述第二主控模块均进入掉电状态。

可选的，所述第二主控模块判断所述电芯组不适合放电的条件至少包括如电芯组整组电压低于整组电压预设值，或单节电芯的电压低于单节电压预设值，或电芯组的温度高于高温预设值，或电芯组的温度低于低温预设值中的任意一种情况；

所述第二主控模块判断所述电芯组不适合充电的条件至少包括如电芯组整组电压高于整组电压预设值，或单节电芯的电压单节高于电压预设值，或电芯组的温度高于高温预设值，或电芯组的温度低于低温预设值中的任意一种情况。

可选的，所述第一主控模块和/或所述第二主控模块处于待机状态的时间超过预设时间时，进入掉电状态。

所述电池包还包括设置在所述第一主控模块与所述第一设备接口之间的第二开关模块，所述第二开关模块接收所述第一主控模块的信号，可选择地处于断开或闭合状态；当所述第一主控模块判断所述电芯组不适合充放电时，或当所述第一主控模块识别到元件失效时，控制所述第二开关模块断开，所述第一主控模块进入待机状态。

可选的，所述第一主控模块包括PD控制模块和DC/DC控制模块，所述PD 控制模块被配置为监测所述DC/DC控制模块的工作状态；

当所述PD控制模块判断所述DC/DC控制模块工作状态异常时，所述第一主控模块与所述第二主控模块切换至待机状态。

所述电动工具系统包括电动工具，以及前述任一项所述的电池包。

本实用新型具体提供了一种电动工具用电池包，包括：电芯组；第一设备接口，可选择地与电子设备配接，向所述电子设备放电，或由所述电子设备为所述电芯组充电；第二设备接口，可选择地与电动工具设备配接，向所述电动工具设备放电，或由所述电动工具设备为所述电芯组充电；第一主控模块，接收来自所述第一设备接口的信号，与所述第一设备接口通信；第二主控模块，接收来自所述第二设备接口的信号，与所述第二设备接口通信，且监测所述电芯组的状态；所述第一主控模块根据与所述第一设备接口的通信信息，启动与所述第二主控模块的通信。

可选的，所述第一设备接口为USB TYPE-C接口，所述第一主控模块包括 PD控制模块和DC/DC控制模块，所述PD控制模块被配置为与所述第一设备接口通信，且与所述第二主控模块通信，并基于通信结果发送控制信号给DC/DC 控制模块。

可选的，所述第二主控模块包括锂电管理模块，所述锂电管理模块与所述第二设备接口连接，与所述第二设备接口通信；

所述锂电管理模块包括模拟前端AFE和微控模块MCU2，所述模拟前端 AFE监测所述电芯组的状态并将监测结果传输给微控模块MCU2；

所述微控模块MCU2对所述监测结果进行预设处理后传输给所述PD模块和所述第二设备接口。

可选的，所述第一主控模块向所述第二主控模块发送是否允许启动当前工作的工作请求信息；对应地，所述第二主控模块向所述第一主控模块发送的允许工作请求或不允许工作请求的工作响应信息。

可选的，所述第二主控模块向所述第一主控模块发送是否结束当前工作的工作完成信息，当所述第一主控模块接收到所述工作完成信息后停止工作，所述工作完成信息包括所述电芯组充满或过放信息中的至少一个。

可选的，所述第二主控模块包括锂电管理模块，所述锂电管理模块被配置为：

监测所述电芯组的状态，

接收所述PD控制模块传输的工作请求信息，

根据所述电芯组的状态以及所述工作请求信息进行判断，并将判断结果以工作响应信息传输给所述PD控制模块。

可选的，所述锂电管理模块判断所述电芯组适合放电时，向所述PD控制模块发送所述电芯组的状态参数；所述PD控制模块被配置为：

根据所述电芯组的状态参数判断所述电芯组的放电能力，获取所述电子设备的放电需求，匹配放电参数与所述电子设备协同工作；

所述锂电管理模块判断所述电芯组适合充电时，向所述PD控制模块发送所述电芯组的状态参数；所述PD控制模块被配置为：

根据所述电芯组的状态参数判断所述电芯组的充电需求，获取所述电子设备的充电能力，匹配充电参数与所述电子设备协同工作。

可选的，所述电池包还包括升压/降压电路，所述电芯组的电压与所述第一设备接口的工作电压不同，所述升压/降压电路设置在所述电芯组与所述第一设备接口之间，接收所述第一主控模块的信号，调节所述电芯组与所述第一设备接口之间的电压关系。

可选的，所述电池包还包括第二电子开关，所述第二电子开关受所述第一主控模块的控制，可选择地处于闭合或断开状态；

所述第一主控模块获知电芯组不适合继续充电或放电时，或者识别到某一元件失效时，控制所述第二电子开关处于断开状态。

可选的，所述电池包包括用于焊接第一主控模块和第二主控模块的线路板，所述第一主控模块和所述第二主控模块为相互独立的两块芯片，通过所述线路板上的铜箔进行信号传递。

可选的，所述电池包包括用于焊接第一主控模块和第二主控模块的线路板，所述第一主控模块和所述第二主控模块集成于同一块集成芯片内，通过所述集成芯片内的电路进行信号传递。

可选的，第一主控模块包括工作状态和待机状态，第一主控模块在所述待机状态下的功耗低于所述工作状态下的功耗，当所述第一设备接口配接有电子设备时，所述第一主控模块接收到来自所述第一设备接口的第一激活信号，所述第一主控模块由待机状态切换至工作状态。

可选的，所述第一主控模块由待机状态切换至工作状态后，向所述第二主控模块发送第一唤醒信号，第二主控模块由待机状态切换至工作状态。

可选的，当所述第一设备接口配接有电子设备时，所述第二主控模块接收到来自所述第一设备接口的第二唤醒信号，所述第二主控模块由待机状态切换至工作状态。

可选的，第二主控模块包括工作状态和待机状态，第二主控模块在所述待机状态下的功耗低于所述工作状态下的功耗，当所述第二设备接口配接有电动工具设备时，所述第二主控模块接收到来自所述第二设备接口的第二激活信号，所述第二主控模块由待机状态切换至工作状态。

可选的，所述电池包还包括设置在所述电芯组与所述第一主控模块之间的开关模块，所述开关模块接收所述第二主控模块的信号，可选择地处于断开或闭合状态，当所述第二主控模块接收到所述第二激活信号时，所述第二主控模块控制所述开关模块断开，所述第一主控模块处于掉电状态。

可选的，所述通信信息包括第一主控模块向所述第二主控模块发送是否允许启动当前工作的工作请求信息，以及所述第二主控模块向所述第一主控模块发送的允许工作请求或不允许工作请求的工作响应信息。

可选的，所述工作请求信息包括请求充电、或请求放电，所述工作响应信息包括允许充电、不允许充电、允许放电、或不允许放电。

可选的，所述通信信息包括第二主控模块向所述第一主控模块发送是否结束当前工作的工作完成信息，当所述第一主控模块接收到所述工作完成信息后停止工作，所述工作完成信息包括所述电芯组充满或过放信息中的至少一个。

可选的，所述PD控制模块监测所述DC/DC控制模块的状态，当所述DC/DC 控制模块出现异常时，所述PD控制模块向所述第二主控模块发送的通信信息包括表征所述DC/DC控制模块异常的异常信息，所述第二主控模块基于所述通信信息停止所述第二主控模块的工作。

可选的，所述第一主控模块与所述第一设备接口的通信协议为第一类型通信协议，所述第一主控模块与所述第二主控模块之间的通信协议为第二类型通信协议，所述第二主控模块与所述第二设备接口之间的通信协议为第三通信协议。

可选的，所述第二通信协议与所述第三通信协议相同。

本实用新型还提供一种电池包的控制方法，所述电池包包括：

电芯组，第一主控模块和第二主控模块；

第一设备接口，被配置为可选择地与电子设备配接，向所述电子设备放电，或由所述电子设备为所述电芯组充电；

第二设备接口，可选择地与电动工具设备配接，向所述电动工具设备放电，或由所述电动工具设备为所述电芯组充电；

所述控制方法包括：

接收来自所述第一设备接口和/或所述第二设备接口的信号；

监测所述电芯组的状态；

根据所述第一主控模块与所述第一设备接口的通信信息，启动所述第一主控模块与所述第二主控模块的通信。

可选的，所述第一主控模块与所述第二主控模块的通信的步骤包括：

识别所述第一设备接口的通信信息；

根据所述通信信息，启动所述第一主控模块向所述第二主控模块发送是否允许启动当前工作的工作请求信息；

响应于所述工作请求信息，启动所述第二主控模块向所述第一主控模块发送允许工作请求或不允许工作请求的工作响应信息。

可选的，响应于所述工作请求信息，启动所述第二主控模块向所述第一主控模块发送允许工作请求或不允许工作请求的工作响应信息的步骤包括：

根据所述电芯组的状态以及所述工作请求信息进行判断，生成所述工作响应信息；

启动所述第二主控模块向所述第一主控模块发送所述工作响应信息。

可选的，所述工作请求信息包括请求充电、或请求放电，所述工作响应信息包括允许充电、不允许充电、允许放电、或不允许放电、电芯组的状态参数。

可选的，所述第一主控模块包括PD控制模块和DC/DC控制模块，所述第二主控模块包括锂电管理模块，所述控制方法还包括：

当所述锂电管理模块向所述PD控制模块发送所述允许放电的工作响应信息时，根据所述电芯组的状态参数判断所述电芯组的放电能力，获取所述电子设备的放电需求，匹配放电参数与所述电子设备协同工作；

当所述锂电管理模块向所述PD控制模块发送所述允许充电的工作响应信息时，根据所述电芯组的状态参数判断所述电芯组的充电需求，获取所述电子设备的充电能力，匹配充电参数与所述电子设备协同工作。

可选的，所述第一主控模块包括PD控制模块，所述第二主控模块包括锂电管理模块，所述控制方法还包括：

当所述锂电管理模块向所述PD控制模块发送不允许充电或不允许放电的工作响应信息时，停止所述PD控制模块的工作。

可选的，在所述根据所述电芯组的状态参数判断所述电芯组的放电能力的步骤或在所述根据所述电芯组的状态参数判断所述电芯组的充电需求的步骤之后，所述控制方法还包括：

监测所述DC/DC控制模块的状态，

当判断所述DC/DC控制模块出现异常时，启动所述PD模块向所述第二主控模块发送通信信息，所述通信信息包括表征所述DC/DC控制模块异常的异常信息，所述第二主控模块基于所述通信信息停止所述第二主控模块的工作。

可选的，所述匹配放电参数或充电参数与所述电子设备协同工作的步骤还包括：

接收所述第一主控模块的信号，调节所述电芯组与所述第一设备接口之间的电压关系。

可选的，所述电池包还包括第二电子开关，所述第二电子开关受所述第一主控模块的控制，可选择地处于闭合或断开状态；所述控制方法还包括：

根据所述电芯组的状态，判断所述电芯组不适合继续充电或放电时，或识别到某一元件失效时，控制所述第二电子开关断开。

可选的，所述第一主控模块和所述第二主控模块均包括工作状态和待机状态，所述待机状态的功耗低于所述工作状态的功耗。

可选的，所述第一主控模块与所述第一设备接口的通信协议为第一类型通信协议，所述第一主控模块与所述第二主控模块之间的通信协议为第二类型通信协议，所述第二主控模块与所述第二设备接口之间的通信协议为第三通信协议。

可选的，所述第二通信协议与所述第三通信协议相同。

附图说明

图1为本实用新型电池包的第一较佳实施例的主视图。

图2为图1所示电池包的俯视图。

图3为图1所示电池包的爆炸图。

图4a-4b为图1所示电池包与电子设备配合的示意图。

图5a-5d为图1所示电池包与电动工具设备配合的示意图。

图6a-6b为本实用新型电池包内部电路的第一较佳实施例的电路框图。

图7-图9为本实用新型电池包的第一较佳实施例的流程图。

图10为本实用新型电池包内部电路的第二较佳实施例的电路框图。

图11为本实用新型电池包内部电路的第三较佳实施例的电路框图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的优选实施方式。但是，本实用新型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实用新型的公开内容理解得更加透彻全面。

在本实用新型中，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。在本实用新型的描述中，“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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。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。

正如背景技术中所述，为了丰富电动工具电池包的使用范围，在电动工具电池包上既设置电动工具接口，又设置电子设备接口。对于设置了两种接口的电动工具电池包，电动工具接口用于配接电动工具设备进行充电或放电，电子设备接口用于配接电子设备用于充电或放电，为了实现各接口相应的功能，需要设计对应的硬件电路和软件流程，以使得电池包的硬件电路和软件流程既满足两种接口的使用需求，又能达到安全、耐用、低功耗的使用效果。

因此，本申请实施例提供了一种电动工具电池包。

图1至图3所示为本实用新型电池包的第一较佳实施例，电池包1包括壳体10，收容在壳体内的电芯组14，收容在壳体内的电路板13，设置在壳体上的第一设备接口15和第二设备接口12。壳体包括上壳体10a和下壳体10b。上壳体的顶面设置有两条平行的导轨11a和11b。导轨与电动工具设备上的滑槽相配合，使得电池包能沿着滑槽顺利地滑动到电动工具设备上的合适位置，实现与电动工具设备的匹配。第二设备接口设置与导轨内。在其他实施例中，导轨还可以设置在壳体的侧面或底面。第二设备接口可以设置在导轨内，也可以设置在导轨外。

第一设备接口15可选择地与电子设备配接。电子设备包括电子设备产品和电子设备充电器。可选的，第一设备接口为USB接口，如USB TYPE-A，USB TYPE-C等类型的USB接口。典型地，电子设备产品为手机、平板电脑、笔记本电脑、USB供电的台灯等带USB口电子产品。这类电子设备产品的功率较小，小于100W。当电池包与电子设备产品连接时，电池包向其放电。电子设备充电器的输入端为AC电源插头，连接AC电源；输出端为USB接口，输出5V-20V之间的充电电压。如图4a所示，电池包通过第一设备接口与电子设备产品连接，为其供电。如图4b所示，电池包通过第一设备接口与电子设备充电器连接，为电池包充电。

第二设备接口12可选择地与电动工具设备配接。如图5a～5d所示，电动工具设备包括第一电动工具设备和第二电动工具设备。第一电动工具设备的接口不同于第二电动工具设备的接口。第一电动工具设备可以直接与第二设备接口连接。第二电动工具设备经适配器才能与第二设备接口连接。第一电动工具设备包括第一电动工具产品和第一电动工具充电器。第二电动工具设备包括第二电动工具产品和第二电动工具充电器。第一电动工具产品包括第一产品接口。第一电动工具充电器具有第一充电器接口。第二电动工具产品包括第二产品接口。第二电动工具充电器具有第二充电器接口。第一产品接口和第一充电器接口可直接与电池包的第二设备接口配接。第二产品接口和第二充电器接口不能直接与电池包的第二设备接口配接，须经适配器进行转接后才能与第二设备接口配接。第二产品接口和第二充电器接口不能直接与电池包的第二设备接口配接的原因可能机械结构上不匹配，也可能是各接口配置的连接端子不匹配，还可能是机械结构不匹配同时连接端子也不匹配。通过在适配器的一侧设置与电池包的第二设备接口匹配的第一连接口，和在适配器的另一侧设置与第二产品接口和第二充电器接口匹配的第二连接口，使得电池包经适配器后能与第二电动工具产品和第二电动工具充电器配接。如图5a所示为电池包与第一电动工具产品直接配接，由电池包为第一电动工具产品供电。其中第二设备接口与第一产品接口相互直接配接。如图5b电池包与第一电动工具充电器直接配接，由第一电动工具充电器为电池包充电。其中第二设备接口与第一充电器接口相互直接配接。如图5c所示为电池包与第二电动工具产品经适配器配接，由电池包为第一电动工具产品供电。其中第二设备接口与第二产品接口经适配器的第一连接口和第二连接口相互配接。如图5d电池包与第二电动工具充电器经适配器配接，由第二电动工具充电器为电池包充电。其中第二设备接口与第二充电器接口经适配器的第一连接口和第二连接口相互配接。

电路板13上设置有电路模块。电路模块与第一设备接口、第二设备接口、以及电芯组电性连接。电路模块接收第一设备接口和第二设备接口的工作请求，并监测电芯组的状态。电路模块根据电芯组的状态、第一设备接口的工作请求、以及第二设备接口的工作请求，判断是否响应工作请求，以及如何响应工作请求，如第一设备接口的工作请求与第二设备接口的工作请求的优先顺位、是否同时响应等一系列响应策略。该系列响应策略使得既能保证电芯组的安全，又能保证电路的安全，同时还能最大程度地满足用户的使用需求。以下结合具体的电路框图以及流程图对该系列响应策略进行介绍。

如图6a所示为本实用新型电池包电路模块的第一较佳实施例。在该可选的实施例中，电池包的内部电路包括与第一设备接口连接的第一主控模块、与第二设备接口连接的第二主控模块、以及为第一主控模块和第二主控模块供电的电源模块LDO。第一主控模块，接收来自所述第一设备接口的信号，与第一设备接口通信。第二主控模块，接收来自所述第二设备接口的信号，与第二设备接口通信，且监测电池包内的电芯组的状态。电源模块LDO将电芯组的电压转换为适合第一主控模块和第二主控模块工作的工作电压。另外，考虑到电芯组的电压与第一设备接口的电压可能存在差异，例如，电芯组的电压为18V～21V，TYPE-C接口的输出电压为5V、12V和20V中的任意一个，电芯组的电压与 TYPE-C接口的电压之间存在差异。因此电池包的内部电路还需进一步设置升压 /降压模块，用于调节电芯组的电压与第一设备接口的电压之间的差异。升压/降压模块与第一主控模块连接，根据第一主控模块发送的信号进行工作。升压/降压模块根据功率的不同有不同的设置。当功率大于预设功率值，如20w、40w、 60w、或100w时，升压/降压模块包括两部分电路，一部分为H桥模块，一部分为DC/DC控制模块，即如图6a所示。当功率小于预设功率值时，H桥模块和DC/DC控制模块集成为一体成为升压/降压模块，即如图6b所示。在如图6a 所示的实施例中，DC/DC控制模块可归属于第一主控模块。其中，第一主控模块与DC/DC控制模块、H桥模块可相互独立设置，也可按需选择部分模块集成或所有模块集成一体设置。

第一主控模块和第二主控模块包括工作状态和待机状态。待机状态下，第一主控模块和第二主控模块的电能消耗相对较低。当第一设备接口和第二设备接口均没有设备接入时，第一主控模块和第二主控模块处于待机状态。

第一主控模块和第二主控模块还包括掉电状态。掉电状态下，第一主控模块和第二主控模块基本全部掉电，因此电能消耗比在待机状态下更低。当第一主控模块和/或第二主控模块处于待机状态下的时间超过预设时间时，为了进一步降低电池包的功耗，第一主控模块和/或第二主控模块将进入掉电状态。电动工具电池包在最初始状态下处于掉电状态。当第一设备接口和第二设备接口的任意接口有设备接入时，或电池包上的任意操作对电池包产生了激活时，电池包从掉电状态切换至待机状态或工作状态。

具体地，当第一设备接口和第二设备接口的任意接口有设备接入时，电池包需通过第一设备接口和/或第二设备接口进行充放电操作，电池包激活进入工作状态。

第一设备接口为USB TYPE-C接口，包括第一电源端子组和第一信号端子组，端子的具体设置参考市面上的TYPE-C接口。为电路看起来更清晰的考虑，在图6a中仅展示出第一信号端子组包括信号端子CC1和信号端子CC2。当第一设备接口配接有电子设备时，第一信号端子组CC1、CC2上的信号激活第一主控模块，由待机状态转入工作状态。第一主控模块发送第一唤醒信号激活第二主控模块，第二主控模块由待机状态转入工作状态。随后两者基于第一信号端子组的信号进行相互通信。在其他可选的实施例中，第二主控模块也可直接由第一信号端子组CC1、CC2发送的第二唤醒信号激活。

第二设备接口包括第二电源端子组和第二信号端子组。本实施例中第二电源端子包括电源端子V+和电源端子V-，第二信号端子组包括信号端子D和信号端子CS。当第二设备接口配接有电动工具设备时，信号端子CS上产生第二激活信号，该第二激活信号激活第二主控模块。第二主控模块判断激活由第二激活信号触发时，向与其连接的第一电子开关发送控制信号，控制第一电子开关处于断开状态。第一如图6a所示，第一电子开关设置于电芯组正极端子与电源模块LDO之间。当第一电子开关处于闭合状态时，电源模块LDO从电芯组得电，并输出供第一主控模块工作的工作电压，第一主控模块得电，可以启动工作。当第一电子开关处于断开状态时，电源模块LDO与电芯组断开，无法输出供第一主控模块工作的工作电压，第一主控模块掉电，不能启动工作。因此，当第二主控模块控制第一电子开关处于断开状态时，第一主控模块与电芯组断开，且不启动工作，也更不能启动与第二主控模块之间的通信。此时第一主控模块与电路中的其他模块分离，使得电路中运行的大功率、高电压、大电流信号均不会对第一主控模块产生影响，降低了在电动工具设备这类大功率设备使用电池包时，对第一主控模块的损害，提升了第一主控模块的安全性和可靠性。

在其中一种实施例中，电池包在工作状态中，第一主控模块和第二主控模块持续监测第一设备接口和第二设备接口的设备接入状态，当接入设备均拔出或接入设备均完成工作时，第一主控模块和第二主控模块监测和判断所述第一设备接口和所述第二设备接口均没有设备接入，或所述第一设备接口和所述第二设备接口的接入设备均完成工作时，第一主控模块和所述第二主控模块均进入待机状态，从而降低电池包在无工作需求时的自身功耗，以延长续航时间。

在其中的一种实施例中，第二主控模块检测电芯组的状态，并基于电芯组的状态判断电芯组是否适合充电或放电；当第二主控模块判断电芯组不适合充电或放电时，第一主控模块和第二主控模块切换至待机状态。

其中，第二主控模块判断电芯组不适合放电的条件至少包括如电芯组整组电压低于整组电压预设值，或单节电芯的电压低于单节电压预设值，或电芯组的温度高于高温预设值，或电芯组的温度低于低温预设值中的任意一种情况；

第二主控模块判断电芯组不适合充电的条件至少包括如电芯组整组电压高于整组电压预设值，或单节电芯的电压单节高于电压预设值，或电芯组的温度高于高温预设值，或电芯组的温度低于低温预设值中的任意一种情况。

在其中的一种实施例中，进一步地，当第二主控模块判断电芯组的单节电压或总电压不高于对应的第二预设电压值时，或当第二主控模块判断第一设备接口和第二设备接口处于无操作状态超过预设时间时，第一主控模块和第二主控模块均进入掉电状态。

其中，无操作状态包括但不限于无设备插入，无电能传输，工作完成等。

在其中的一种实施例中，第一主控模块和第二主控模块监测第一设备接口和第二设备接口中，若仅有第二设备接口接入了设备，即第一设备接口接入的电子设备拔出时，第二主控模块检测电芯组的单节电压或总电压。第二主控模块若判断电芯组的单节电压或总电压高于对应的第一预设电压时，第一主控模块进入待机状态；若判断电芯组的单节电压或总电压不高于对应的第二预设电压时，第一主控模块进入掉电状态。

其中，对应于单节电压，第一预设电压可以设置为电芯组的单节电芯的出厂电压，也可以由用户按需自定义设置为合理的电压值，第二预设电压可以设置为电芯组的单节电芯的欠压电压，，也可以由用户按需自定义设置为合理的电压值。

这种设计的好处在于，根据电芯组的实际可用电量来保证电池包的续航和及时反应能力。当电芯组的单节电压或总电压高于对应的第一预设电压时，表征电芯组的电量处于较为充足的阶段，此时，电池包仅进入待机状态，以能够以较快的反应速度响应于新任务的出现，即：当任一设备接口接入了设备时，电池包能够更快速地激活并进行工作；而当电芯组的单节电压或总电压不高于对应的第二预设电压时，表征电芯组的电量已处于较低的阶段，此时，电池包将进入掉电状态，尽可能减少任何可能造成的电池包的电量消耗，从而使得电池包避免因欠压或过放而造成不可逆的损坏。

在其中一种实施例中，电池包还包括设置在第一主控模块与第一设备接口之间的第二开关模块，用于接收第一主控模块的控制信号，可选择地处于断开或闭合的状态。当第一主控模块判断所述电芯组不适合充放电时，或当第一主控模块识别到元件失效时，控制第二开关模块断开，则断开了第一主控模块与第一设备接口之间的电连接，降低了功耗，第一主控模块也进入待机状态。

在其中的一个实施例中，第一主控模块包括PD控制模块和DC/DC控制模块，PD控制模块用于为监测所述DC/DC控制模块的工作状态；

若仅有第一设备接口接入设备时，当PD控制模块判断DC/DC控制模块工作状态异常时，第一主控模块断开第二开关模块后切换至待机状态，同时第二主控模块切换至待机状态。

本实用新型还提供一种电动工具系统，包括电池包和电动工具设备。电动工具设备包括充电器和电动工具，充电器通过第二设备接口给电池包充电，或电池包通过第二设备接口给电动工具供电。

上述这种电路设计的效果是，当电动工具设备工作时，如果还监测到电子设备也欲连接到电池包进行工作，则禁止响应电子设备的工作请求。存在的不足是，在满足电动工具设备的工作需求时，不能同时满足电子设备的工作需求。这样的应用在某些场景下会使用户感到受到了限制。为了更全面地满足用户的使用需求，需对上述设计进行改善。在一种可选的实施例中，通过优化设置第一主控模块的电子元件，提高元件的耐压性，抵抗在电动工具设备工作时产生的大功率、高电压、大电流信号对其的损害，从而实现电子设备和电动工具设备能同时使用电池包。在另一种可选的实施例中，发明人发现对第一主控模块的电子元件产生冲击的主要是剧烈波动的电压、电流信号。因此在电路中设置检测单元检测电动工具设备工作时的电压信号、电流信号，并将检测的信号传递给第二主控模块。当第二主控模块判断电压信号、电流信号波动大于或等于预设值时，控制第一电子开关断开，实现对第一主控模块的保护。当第二主控模块判断电压信号、电流信号波动小于预设值时，控制第一电子开关闭合，允许第一主控模块工作，也就是在允许电动工具设备工作的同时也允许电子设备工作。

如图6a和图6b所示，升压/降压模块与第一设备接口之间还设置有第二电子开关。第二电子开关受第一主控模块的控制，可选择地处于闭合或断开状态。当第一主控模块获知电芯组不适合继续充电或放电时，或者当第一主控模块识别到某一元件的失效状态时，控制第二电子开关处于断开状态，停止电子设备对电池包的充电或放电过程，保证电池包的安全。

在一种可选的实施例中，如图6a所示，第一主控模块接收到来自第一设备接口的第一激活信号，进入工作状态，第一主控模块向第二主控模块发送是否允许启动第一设备接口当前工作的工作请求信息；对应地，第二主控模块监测电芯组的状态，并接收来自第一主控模块的工作请求信息，根据电芯组的状态以及第一主控模块的工作请求信息，判断是否允许启动第一设备接口的工作，生成工作响应信息传输给第一主控模块。

其中，工作请求信息包括请求充电、或请求放电等，工作响应信息包括允许充电、不允许充电、允许放电、或不允许放电等。

例如，第一设备接口接入了电子设备，要求供电；第一主控模块接收电子设备的第一激活信号进入工作状态，并向第二主控模块发送是否第一设备接口的请求放电的工作请求信息；第二主控模块接收到请求放电的信息后，若检测的电芯组的状态适合放电，则向第一主控模块发送允许放电的工作响应信息，第一主控模块根据电芯组的放电能力以及电子设备的需求匹配，向电子设备放电。若检测的电芯组的状态不适合放电，则向第一主控模块发送不允许放电的工作响应信息，第一主控模块控制端口第二电子开关后进入待机状态。

电池包通过第一设备接口进行充放电时，第二主控模块实时监测电芯组的状态，当监测电芯组处于充满或过放时，判断电芯组的充电工作完成或放电工作完成，生成工作完成信息发送给第一主控模块，当第一主控模块接收到工作完成信息后停止工作。其中工作完成信息包括电芯组充满、过放信息中的至少一个。

在一种可选的实施例中，如图6a所示，第一主控模块包括PD控制模块和 DC/DC控制模块，其中PD控制模块包括PD协议模块和微控模块MCU1，两个模块可相互独立设置，也可集成一体设置。DC/DC控制模块与PD控制模块连接，根据PD控制模块的指令，控制H桥模块的工作状态。第二主控模块包括锂电管理模块。在一种可选的实施例中，锂电管理模块包括两块分立的芯片模拟前端AFE和微控模块MCU2。在另一种可选的实施例中，锂电管理模块包括由模拟前端AFE和微控模块MCU2集成在一起的一块集成芯片。

PD控制模块执行USB Power Delivery功率传输协议，可实现五级规格的功率传输，分别为10W、18W、36W、60W和100W，相应地电压采用5V、12V 和20V，电流为1.5A、2A、3A和5A。PD控制模块与TYPE-C接口连接，接收TYPE-C接口向内传递的信息，基于此识别连接到第一设备接口上的电子设备的工作需求，并将该工作需求进行转换后经通信传输给锂电管理模块，锂电管理模块基于监测的电芯组状态信息判断是否允许当前的工作需求，并经通信将判断结果传输给PD控制模块。PD控制模块基于第一设备接口和锂电管理模块传输的信号发送控制指令给DC/DC控制模块，DC/DC控制模块根据接收的控制指令控制H桥模块将电芯组的电能调整为适合给电子设备产品放电的电能输出至第一设备接口，或者将电子设备充电器经第一设备接口输入的电能调整为适合为电芯组充电的电能输出至电芯组的正负极。

锂电管理模块与电芯组连接，监测电芯组的状态。锂电管理模块与PD控制模块连接，相互进行通信。锂电管理模块与第二设备接口连接，接收其向内传递的信号和向其发送信号。在锂电管理模块包括模拟前端AFE和微控模块 MCU2两个独立芯片的实施例中，模拟前端AFE监测电芯组的状态，将监测结果传输给微控模块MCU2。微控模块MCU2对监测结果进行预设的处理后与PD 控制模块和第二设备接口之间进行信号传输。预设处理包括将监测结果进行数据打包，数据编码，预设的判断以及基于预设判断生成新的信号等处理。监测电芯组的状态包括每节电芯的电压、温度、整组电芯的电压、流经电芯组的电流等多种参数中的至少一种。

如前所述，与第二设备接口连接的电动工具设备包括第一电动工具设备和第二电动工具设备。第一电动工具设备的接口不同于第二电动工具设备的接口。第一电动工具设备可以直接与电池包的第二设备接口连接。第二电动工具设备经适配器才能与第二设备接口连接。其中第一电动工具设备和第二电动工具设备均包括具有通信功能的电动工具设备和不具有通信功能的电动工具设备。当具有通信功能的电动工具设备与第二设备接口连接时，锂电管理模块与电动工具设备之间通过DATA端子相互通信传输各类信息，如电动工具设备的类型、电动工具设备的工作需求、电芯组状态参数、电池包故障状态、电动工具设备故障状态等信号。因此锂电管理模块通过DATA端子传输的信息即可获知电动工具设备是电动工具充电器还是电动工具产品，基于此执行为电池包的充电管理或放电管理。此外，电池包还通过CS端子向电动工具设备发送电池包故障状态信号。电动工具设备根据DATA端子的信号以及CS端子的信号控制自身的工作状态。其中DATA端子的信号与CS端子的信号均能使得电动工具设备及时地停止工作，实现了数字信号和模拟信号双重保护，有效提升了电动工具设备和电池包配合工作时的安全性。具有通信功能的电动工具设备包括第一电动工具设备和第二电动工具设备。第一电动工具设备和第二电动工具设备与第二设备接口之间的信息传递均可参考前述内容。差异仅在于第一电动工具设备与第二设备接口之间的信息传递是直接进行的，第二电动工具设备与第二设备接口之间的信息传递要经适配器进行。

当不具有通信功能的电动工具设备与第二设备接口连接时，锂电管理模块通过检测DATA端子上的电压数值来识别电动工具设备是电动工具充电器还是电动工具产品，基于此执行为电池包的充电管理或放电管理。锂电管理模块基于对电芯组实时状态的监测生成控制信号或状态信号发送给CS端子。电动工具设备根据DATA端子的电压识别电池包的类型，同时接收CS端子的信号控制其自身的工作状态。DATA端子上的电压数值取决与电池包内的BS电阻的数值以及电动工具设备内与DATA端子连接的等效电阻的数值。BS电阻的不同数值代表不同电池包信息，如不同的电池包电压、不同的电池包容量、不同的电芯类型等。不具有通信功能的电动工具设备也包括第一电动工具设备和第二电动工具设备。第一电动工具设备和第二电动工具设备与第二设备接口之间的信息传递也均可参考前述内容。差异仅在于第一电动工具设备与第二设备接口之间的信息传递是直接进行的，第二电动工具设备与第二设备接口之间的信息传递要经适配器进行。

以下结合图7至图9介绍前述电路模块的工作流程。

首先如步骤S0所示，系统初始化。

其次进入步骤S2，系统检测是否接收到第一信号端子组发送的第一激活信号。PD控制模块与TYPE-C接口电性连接，当TYPE-C接口配接有电子设备时， PD控制模块会接收到第一信号端子组发送的第一激活信号，从而唤醒PD控制模块，PD控制模块由待机状态切换至工作状态。当TYPE-C接口没有配接电子设备时，PD控制模块不会收到任何信号，PD控制模块继续保持待机状态。

如步骤S6所示，PD控制模块接收到第一激活信号后，PD控制模块唤醒，由待机状态切换至工作状态。

随后进入步骤S8，锂电管理模块被唤醒，由待机状态切换至工作状态。唤醒锂电管理模块的信号可以来自PD控制模块发送的激活信号，还可以来自第一信号端子组发送的激活信号。

如步骤S4所示，PD控制模块没有接收到第一激活信号时，系统检测是否接收到第二信号端子组发送的第二激活信号。锂电管理模块与电动工具设备接口连接，当电动工具设备接口配接有电动工具设备时，锂电管理模块模块会接收到第二信号端子组发送的第二激活信号。当电动工具设备接口没有配接电动工具设备时，锂电管理模块不会收到任何信号。本步骤与步骤S2的顺序可以交换。

锂电管理模块接收到第二激活信号后，进入步骤S10，锂电管理模块被唤醒，由待机状态切换到工作状态，并随后进入步骤S11。

步骤S11中，锂电管理模块发送控制信号给第一电子开关，第一电子开关接收到该控制信号后切断电芯组至LDO电源模块的供电电路，使得第一主控模块不能启动工作，且断开与电路其他部分的连接。电动工具设备的工作电压、电流一般较大，而PD控制模块以及电子设备工作的电压、电流一般较小。如果在电池包与电动工具设备之间进行充放电的过程中，电子设备接入第一设备接口，并且允许电子设备与电池包之间也进行充放电的工作，则会导致电动工具设备的高电压、大电流对PD控制模块以及电子设备中的元器件造成冲击，导致 PD控制模块以及电子设备的失效。该步骤的设置使得在有电动工具设备接入时， PD控制模块与电路其他部分之间断开，避免电动工具设备工作时产生的高电压、大电流等对PD控制模块以及连接到第一设备接口的电子设备的损害。步骤S11 之后，进入子流程B。在某些允许电动工具设备和电子设备同时使用电池包的实施例中，该步骤需要省略。

PD控制模块以及锂电管理模块均包含待机状态和工作状态。与工作状态相比，待机状态下的功耗更低。因为待机状态下仅模块中的部分电路工作，从而降低模块的功耗。

由前述介绍可知，当TYPE-C接口接入电子设备时，需唤醒PD控制模块和锂电管理模块；当电动工具设备接口接入电动工具设备时，仅唤醒锂电管理模块即可，无需唤醒PD控制模块。之所以有这样设置的差别在于，PD控制模块与锂电管理模块的分工有关。PD控制模块主要负责与接入TYPE-C接口的电子设备之间的通信，但并不负责电芯组状态的监测。锂电管理模块主要负责监测电芯组状态，同时负责与电动工具设备接口的通信。当电子设备接入TYPE-C 接口时，PD控制模块在与电子设备通信，获知电子设备的工作请求的同时，必然要获知电芯组的状态，否则无法开展对电芯组的充电或放电工作。因此PD控制模块和锂电管理模块都要唤醒，两者一起配合工作，才能使得电池包能对电子设备放电或者电子设备能对电池包充电。而当电动工具设备接入电动工具设备接口时，锂电管理模块不仅能与电动工具设备通信获知电动工具设备的工作请求，同时也能监测电芯组的状态，无需PD控制模块的参与。因此仅需唤醒锂电管理模块即可，无需唤醒PD控制模块。

以下结合图8和图9分别介绍子流程A和子流程B。

如图8所示，进入子流程A后，首先进入步骤S20，启动PD控制模块与电子设备之间的通信。随后进入步骤S22。PD控制模块与电子设备之间的通信遵循第一通信协议，本实施例中为PD协议，为对所有公众开放的公有协议。

步骤S22中，PD控制模块通过与电子设备之间的通信信息识别电子设备类型，从而判断是电子设备为电池包充电，还是电池包为电子设备放电。当识别结果为电子设备为电池包充电时，进入步骤S24；当识别结果为电池包为电子设备放电时，进入步骤S26。

步骤S24中，PD控制模块与锂电管理模块之间进行通信，向锂电管理模块发送放电请求。PD控制模块与锂电管理模块之间的通信遵循第二通信协议，为企业内部定义仅对企业内部开放的私有协议。因此第二通信协议不同于第一通信协议。随后进入步骤S28。

步骤S28中，锂电管理模块监测电芯组状态，并判断电芯组是否适合放电。示例地，锂电管理模块监测电芯组的整组电压、单节电芯的电压、电芯组的温度等。当出现下列任意一种情况时，锂电管理模块判断电芯组不适合放电，如电芯组整组电压低于某一预设值，或单节电芯的电压低于某一预设值，或电芯组的温度高于某一预设值，或电芯组的温度低于某一预设值。当锂电管理模块判断电芯组不适合放电时，进入步骤S30。当锂电管理模块判断电芯组适合放电时，进入步骤S36。

可以理解的是，在本申请中，判断电芯组适合充电或放电时，则允许电芯组进行充电或放电，判断电芯组不适合充电或放电时，则不允许电芯组进行充电或放电。

步骤S30中，锂电管理模块与PD控制模块通信，告知PD控制模块电芯组不适合放电。随后进入步骤S32。

步骤S32中，PD控制模块与电子设备通信，告知电子设备停止工作；PD 控制模块与锂电管理模块通信，告知锂电管理模块停止工作。随后，PD控制模块自身停止工作并进入待机状态。随后进入步骤S34。

步骤S34中，锂电管理模块接收到PD控制模块发送的停止工作的信号，随即停止工作，并进入待机状态。随后返回步骤S0，以循环监测是否有新的来自第一设备接口和第二设备接口的激活信号。PD控制模块停止工作的同时，控制第二电子开关处于断开状态，终止电池包对电子设备的放电。

如前所述，当步骤S28的判断结果为电芯组适合放电时，进入步骤S36。步骤S36中，锂电管理模块与PD控制模块通信，告知PD控制模块电芯组适合放电，并且告知PD控制模块电芯组的状态参数。随后进入步骤S37。

步骤S37中，PD控制模块监测DC/DC控制模块的工作状态，判断DC/DC 控制模块工作状态是否异常。当判断结果为是时，进入步骤S32。反之，当判断结果为否时，进入步骤S38。此步骤的设置使得在正式工作前以及在工作过程中，能实时对DC/DC控制模块的状态进行监测和判断，并在发现DC/DC控制模块异常时，停止PD控制模块以及锂电管理模块的工作，提高电池包工作的安全性。

步骤S38中，PD控制模块基于电芯组的状态参数，判断电芯组实际的放电能力，并与电子设备进行通信，获知电子设备对电芯组的放电需求，以匹配电芯组实际的放电能力和电子设备对电芯组的放电需求。即，PD控制模块与电子设备之间进行通信，获知电子设备对电芯组的放电需求，基于电芯组自身的实际放电能力以及电子设备对电芯组的放电需求，PD控制模块设定电芯组的放电参数，并将放电参数告知电子设备，PD控制模块与电子设备之间约定按照此放电参数进行协同工作。随后进入步骤S39。示例地，放电能力包括电池包能提供的放电电压、放电电流、放电功率等参数中的至少一个。放电需求包括电子设备期望的放电电压、放电电流、放电功率、放电温度与放电电流之间的关系、放电时间与放电电流之间的关系等中的至少一个。放电参数包括放电电压、放电电流、放电时间等参数中的至少一个。

步骤S39中，PD控制模块基于约定的放电参数发送控制信号给DC/DC控制模块，DC/DC控制模块控制H桥模块的工作，通过H桥模块将电芯组提供的电源转换为与放电参数匹配的电源并输出给电子设备，实现对电芯组按照约定的放电参数进行放电。

步骤S39之后，返回步骤S28，锂电管理模块监测电芯组状态，并判断电芯组是否适合放电。该返回流程的设置使得整个放电过程锂电管理模块持续监测电芯组的状态，一旦发现电芯组不适合继续放电时，能及时告知PD控制模块。随后PD控制模块通过DC/DC控制模块控制H桥模块从而控制放电过程终止，防止电芯组过放，有效保护了电芯组。

如前所述，当步骤S22的识别结果为电子设备为电池包充电时，进入步骤 S26。步骤S26中，PD控制模块与锂电管理模块之间进行通信，向锂电管理模块发送充电请求。随后进入步骤S40。

步骤S40中，锂电管理模块监测电芯组状态，并判断电芯组是否适合充电。示例地，锂电管理模块监测电芯组的整组电压、单节电芯的电压、电芯组的温度等。当出现下列任意一种情况时，锂电管理模块判断电芯组不适合充电，如电芯组整组电压高于某一预设值，或单节电芯的电压高于某一预设值，或电芯组的温度高于某一预设值，或电芯组的温度低于某一预设值。当锂电管理模块判断电芯组不适合充电时，进入步骤S42。当锂电管理模块判断电芯组适合充电时，进入步骤S50。

步骤S42中，锂电管理模块与PD控制模块通信，告知PD控制模块电芯组不适合充电。随后进入步骤S46。

步骤S46中，PD控制模块与电子设备通信，告知电子设备停止工作。随后， PD控制模块自身停止工作并进入待机状态。随后进入步骤S48。PD控制模块停止工作的同时，控制第二电子开关处于断开状态，终止电子设备对电池包的充电。

步骤S48中，锂电管理模块停止工作，并进入待机状态。随后返回步骤S0，以循环监测是否有新的来自第一设备接口和第二设备接口的激活信号。

如前所述，当步骤S40的判断结果为电芯组适合充电时，进入步骤S50。步骤S50中，锂电管理模块与PD控制模块通信，告知PD控制模块电芯组适合充电，并且告知PD控制模块电芯组的状态参数。随后进入步骤S52。

步骤S52中，PD控制模块监测DC/DC控制模块的工作状态，判断DC/DC 控制模块工作状态是否异常。当判断结果为是时，进入步骤S46。反之，当判断结果为否时，进入步骤S54。此步骤的设置使得在正式工作前以及在工作过程中，能实时对DC/DC控制模块的状态进行监测和判断，并在发现DC/DC控制模块异常时，停止PD控制模块以及锂电管理模块的工作，提高电池包工作的安全性。

步骤S54中，PD控制模块基于电芯组的状态参数，判断电芯组实际的充电需求，并与电子设备进行通信，获知电子设备对电芯组的充电能力，以匹配电芯组实际的充电需求和电子设备对电芯组能提供的充电能力。即，PD控制模块与电子设备之间进行通信，获知电子设备对电芯组的充电能力，基于电芯组自身的实际充电需求以及电子设备对电芯组的充电能力，PD控制模块设定对电芯组的充电参数，并将充电参数告知电子设备，PD控制模块与电子设备之间约定按照此充电参数进行协同工作。示例地，充电需求包括电芯组期望的充电电压、充电电流、充电功率、充电温度与充电电流之间的关系、充电时间与充电电流之间的关系等中的至少一个。充电能力包括电子设备能提供的充电电压、充电电流、充电功率等参数中的至少一个。充电参数包括充电电压、充电电流、充电时间等参数中的至少一个。步骤S54后进入步骤S55。

步骤S55中，PD控制模块基于约定的充电参数发送控制信号给DC/DC控制模块，DC/DC控制模块控制H桥模块的工作，通过H桥模块将电子设备提供的充电电源转换为与充电参数匹配的充电电源并输出给电芯组，实现对电芯组按照约定的充电参数进行充电。

步骤S55之后，返回步骤S40，锂电管理模块监测电芯组状态，并判断电芯组是否适合充电。该返回流程的设置使得整个充电过程锂电管理模块持续监测电芯组的状态，一旦发现电芯组不适合继续充电时，能及时告知PD控制模块。随后PD控制模块通过DC/DC控制模块控制H桥模块从而控制充电过程终止，防止电芯组过充，有效保护了电芯组。

以上结合图8对子流程A进行了介绍，即电子设备接入TYPE-C接口时，电池包工作流程的介绍。以下结合图9对子流程B进行介绍，即介绍电动工具设备接入电动工具设备接口时，电池包的工作流程。

如图9所示，进入子流程B后，首先进入步骤S60，锂电管理模块启动与电动工具设备之间的通信，并判断通信是否成功。通信成功则进入步骤S64，通信不成功则进入步骤S66。两者之间的通信遵守第三通信协议。该通信协议为电池包生产商自行定义的与其生产的电动工具设备之间的协议，为私有协议。第三通信协议可以与第二通信协议相同，也可以与第二通信协议不相同。之所以设置通信是否成功的判断，是考虑到市面上有两种类型的电动工具设备，一种为老电动工具设备，不具备通信功能，另一种为新电动工具设备，具备通信功能。在另一个层面，设置通信是否成功的判断也考虑到具备通信功能的电动工具设备是否存在通信故障或是否与当前的电池包匹配等因素，但这些因素并非本实用新型要解决的重点问题，在此不做重点介绍。通信成功，说明电动工具设备为具备通信功能的电动工具设备，那么随后的工作基于信号端子组传递的通信信息来进行。即如步骤S64所示，锂电管理模块与电动工具设备之间进行通信，交换彼此的信息。通信不成功，说明电动工具设备为不具备通信功能的电动工具设备，随后的工作基于信号端子组传递的模拟信号进行工作。即如步骤S66所示，锂电管理模块与电动工具设备之间通过识别彼此的信号端子组上的模拟信号量来交换彼此的信息。

随后进入步骤S68，锂电管理模块通过交换的信息识别电池包对电动工具设备放电，还是电动工具设备对电池包充电。当识别结果为电池包对电动工具设备放电时，进入步骤S70。当识别结果为电动工具设备对电池包充电时，进入步骤S72。

步骤S70中，锂电管理模块识别电芯组状态，基于电芯组的状态参数，判断电芯组是否适合放电。判断方法同前述图6中的步骤S28。当判断结果为否时，进入步骤S74。当判断结果为是时，进入步骤S76。

步骤S74中，锂电管理模块告知电动工具设备，电芯组不适合放电。随后进入步骤S78，锂电管理模块停止工作，并进入待机状态。

步骤S78之后，返回步骤S0，以循环监测是否有新的来自第一设备接口和第二设备接口的激活信号。

步骤S76中，锂电管理模块告知电动工具设备，电芯组适合放电。随后进入步骤S80。

步骤S80中，锂电管理模块实时监测电芯组的状态，并将监测结果向第二设备接口传递。随后返回步骤S70，锂电管理模块监测电芯组状态，并判断电芯组是否适合放电。该返回流程的设置使得整个放电过程锂电管理模块持续监测电芯组的状态，一旦发现电芯组不适合继续放电时，能及时控制放电过程终止，防止电芯组过放，有效保护了电芯组。

当识别结果为电动工具设备对电池包充电时，进入步骤S72。步骤S72中，锂电管理模块识别电芯组状态，基于电芯组的状态参数，判断电芯组是否适合充电。判断方法同前述图6中的步骤S40。当判断结果为否时，进入步骤S84。当判断结果为是时，进入步骤S86。

步骤S84中，锂电管理模块告知电动工具设备，电芯组不适合充电。随后进入步骤S88，锂电管理模块停止工作，并进入待机状态。

步骤S88之后，返回步骤S0，以循环监测是否有新的来自第一设备接口和第二设备接口的激活信号。

步骤S86中，锂电管理模块告知电动工具设备，电芯组适合充电。随后进入步骤S90。

步骤S90中，实时监测电芯组的状态，并将监测结果向第二设备接口传递。随后返回步骤S72，锂电管理模块监测电芯组状态，并判断电芯组是否适合充电。该返回流程的设置使得整个充电过程锂电管理模块持续监测电芯组的状态，一旦发现电芯组不适合继续充电时，能及时控制放电过程终止，防止电芯组过放，有效保护了电芯组。

如图10所示为电池包电路框图的第二可选实施例。本实施例可参考图6a 和图6b所示的实施例。区别在于，本实施例中电池包的电路包括集成管理模块和升压/降压模块，其中集成管理模块集成了图6a所示实施例的锂电管理模块和 PD控制模块。升压/降压模块包括DC/DC控制模块以及H桥模块。本实施例中，当第一设备接口或第二设备接口中的任意一者接收到激活信号时，集成管理模块均可以被激活，从而由待机状态切换到工作状态。由于集成管理模块集成了 PD控制模块和锂电管理模块，所以一旦被激活，则可允许与第一设备接口的通信，也可允许与第二设备接口的通信，因此即使电子设备和电动工具设备同时有工作请求，集成管理模块也可允许两者同时工作。更好地响应用户的工作请求。在本实施例中，还提供了另外一种选择，电动工具设备接入第二设备接口后，不允许电子设备对电池包的使用。此时集成管理模块通过控制第二电子开关断开即可实现该功能。

本实施例的流程图可参考图7-图9，差别在于，本实施例中，不论接收到第一激活信号还是接收到第二激活信号，均能成功激活集成管理模块，由待机状态切换为工作状态。不存在第一激活信号激活PD控制模块，第二激活信号激活锂电管理模块的差别。

如图11所示为电池包电路框图的第三可选实施例。本实施例可参考图6a 所示的实施例。区别在于，本实施例中电池包的电路包括主控管理模块和H桥模块，其中主控管理模块集成了图6a所示实施例的锂电管理模块、PD控制模块、DC/DC控制模块。且集成后，与PD控制模块集成在一起的微控模块MCU2 与锂电管理模块中的微控模块MCU1进一步集成为一个MCU模块。在H桥模块的工作功率不高的情况下，该集成管理模块还可以进一步集成H桥模块。本实施例中，当第一设备接口或第二设备接口中的任意一者接收到激活信号时，主控管理模块均可以被激活，从而由待机状态切换到工作状态。由于主控管理模块集成了PD控制模、锂电管理模块、以及DC/DC控制模块，所以一旦被激活，则可允许与第一设备接口的通信，也可允许与第二设备接口的通信。因此即使电子设备和电动工具设备同时有工作请求，集成管理模块也可允许两者同时工作。更好地响应用户的工作请求。在本实施例中，还提供了另外一种选择，电动工具设备接入第二设备接口后，不允许电子设备对电池包的使用。此时主控管理模块通过控制第二电子开关断开即可实现该功能。

本实施例的流程图可参考图7-图9，差别在于，本实施例中，不论接收到第一激活信号还是接收到第二激活信号，均能成功激活主控管理模块，由待机状态切换为工作状态。不存在第一激活信号激活PD控制模块，第二激活信号激活锂电管理模块的差别。

相对于第一可选实施例中各模块相互独立的方案，第二可选实施例和第三可选实施例的电路集成度更高，极大地降低了元器件的体积，电路板的尺寸也相应减小。对于本实用新型的电池包而言，其既要能适配于电动工具设备，又要能适配于电子设备。而电动工具设备的使用场景和电子设备的使用场景差距较大。具体的，电子设备的工作功率小，充放电电流、电压相对较小，因此对电芯的瓦时数要求不高，对电子元器件的耐压要求也低。基于此，电芯的体积和电子元器件的体积相对都小，相应地为其供电的移动电源的体积小巧。电动工具设备的工作功率大，充放电电流大，电压也高，因此对电芯的瓦时数要求高，对电子元器件的耐压要求也高。基于此，电芯的体积和电子元器件的体积相对都大，相应地为其供电的电动工具电池包的体积也大。而本实用新型的电池包要要能适应这两种场景的使用需求，则要求电池包既能小巧，又要瓦时数够大。在保证瓦时数的前提下，为了尽可能地减小尺寸，需要尽可能地减小各元器件的尺寸，锂电管理模块、PD控制模块、DC/DC控制模块集成为一块芯片能有效减小元器件对电池包空间的占用。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。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，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种电动工具用电池包，其特征在于，所述电池包包括：

电芯组；

第一设备接口，可选择地与电子设备配接，向所述电子设备放电，或由所述电子设备为所述电芯组充电；

第二设备接口，可选择地与电动工具设备配接，向所述电动工具设备放电，或由所述电动工具设备为所述电芯组充电；

第一主控模块，接收来自所述第一设备接口的信号，与所述第一设备接口通信；

第二主控模块，接收来自所述第二设备接口的信号，与所述第二设备接口通信，且监测所述电芯组的状态；

所述第一主控模块与所述第二主控模块均包括工作状态和待机状态，所述第一主控模块与所述第二主控模块在所述待机状态下的功耗低于在所述工作状态下的功耗。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一主控模块与所述第二主控模块还均包括掉电状态，所述第一主控模块与所述第二主控模块在所述掉电状态下的功耗低于在所述待机状态下的功耗。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，当所述第一设备接口配接有电子设备时，所述第一主控模块接收到来自所述第一设备接口的第一激活信号，所述第一主控模块切换至工作状态。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第一主控模块切换至所述工作状态后，向所述第二主控模块发送第一唤醒信号，所述第二主控模块切换至工作状态。

5.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，当所述第一设备接口配接有电子设备时，所述第二主控模块接收到来自所述第一设备接口的第二唤醒信号，所述第二主控模块切换至工作状态。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，当所述第二设备接口配接有电动工具设备时，所述第二主控模块接收到来自所述第二设备接口的第二激活信号，所述第二主控模块切换至工作状态。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括设置在所述电芯组与所述第一主控模块之间的第一开关模块，所述第一开关模块接收所述第二主控模块的信号，可选择地处于断开或闭合状态，当所述第二主控模块接收到所述第二激活信号时，所述第二主控模块控制所述第一开关模块断开，所述第一主控模块进入掉电状态。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，当所述第一设备接口和所述第二设备接口均没有设备接入或所述第一设备接口和所述第二设备接口的接入设备均完成工作时，所述第一主控模块和所述第二主控模块均进入待机状态。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，当仅有所述第二设备接口接入设备时，且

当所述第二主控模块判断所述电芯组的电压高于第一预设电压时，所述第一主控模块进入待机状态；

当所述第二主控模块判断所述电芯组的电压不高于第二预设电压时，所述第一主控模块进入掉电状态。

10.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第二主控模块被配置为检测所述电芯组的状态并判断电芯组是否适合充电或放电；

当所述第二主控模块判断所述电芯组不适合充电或放电时，所述第一主控模块和所述第二主控模块切换至待机状态。

11.根据权利要求8或10所述的电池包，其特征在于，

当所述第二主控模块判断所述电芯组的电压不高于第二预设电压或判断所述第一设备接口和所述第二设备接口处于无操作状态超过预设时间时，所述第一主控模块和所述第二主控模块均进入掉电状态。

12.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于，

所述第二主控模块判断所述电芯组不适合放电的条件至少包括如电芯组整组电压低于整组电压预设值，或单节电芯的电压低于单节电压预设值，或电芯组的温度高于高温预设值，或电芯组的温度低于低温预设值中的任意一种情况；

所述第二主控模块判断所述电芯组不适合充电的条件至少包括如电芯组整组电压高于整组电压预设值，或单节电芯的电压单节高于电压预设值，或电芯组的温度高于高温预设值，或电芯组的温度低于低温预设值中的任意一种情况。

13.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，

所述第一主控模块和/或所述第二主控模块处于待机状态的时间超过预设时间时，进入掉电状态。

14.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括设置在所述第一主控模块与所述第一设备接口之间的第二开关模块，所述第二开关模块接收所述第一主控模块的信号，可选择地处于断开或闭合状态；当所述第一主控模块判断所述电芯组不适合充放电时，或当所述第一主控模块识别到元件失效时，控制所述第二开关模块断开，所述第一主控模块进入待机状态。

15.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一主控模块包括PD控制模块和DC/DC控制模块，所述PD控制模块被配置为监测所述DC/DC控制模块的工作状态；

当所述PD控制模块判断所述DC/DC控制模块工作状态异常时，所述第一主控模块与所述第二主控模块切换至待机状态。

16.一种电动工具系统，其特征在于，所述电动工具系统包括电动工具，以及如权利要求1-15中任一项所述的电池包。

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