DE10362314B3

DE10362314B3 - Lithium Ion Battery Pack

Info

Publication number: DE10362314B3
Application number: DE10362314.0A
Authority: DE
Inventors: Todd W. Johnson; Dennis J. Grzybowski; Mark A. Kubale; Jay J. Rosenbecker; Karl F. Scheucher; Gary D. Meyer; David A. Hempe; Jeffrey M. Zeiler; Kevin L. Glasgow
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2003-11-24
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: GB2399701A; DE10354871A1; GB0327220D0; GB2399701B

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lithium-Ionen-Batteriesatz (50), der mit einem Elektrohandwerkzeug zusammenwirkt. Der Batteriesatz umfasst ein Gehäuse, das mit dem Elektrohandwerkzeug verbindbar und von diesem tragbar ist, eine Vielzahl von Anschlüssen (110, 115, 120) und eine Vielzahl von wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batteriezellen (80), die in dem Gehäuse angeordnet sind und durch dieses gehalten sind. Leistung ist zwischen den Batteriezellen und dem Elektrohandwerkzeug übertragbar, um einen hohen Entladestrom zu liefern. Eine Steuerschaltung ist in dem Gehäuse gehalten und dazu eingerichtet, um eine Vielzahl von Funktionen des Batteriesatzes einschließlich Entladefunktionen zu steuern. Die Steuerschaltung umfasst eine Steuerung (140) und einen Thermistor. Sie überwacht während der Zeitdauer einer aktiven Betriebsart periodisch einen jeweiligen Ladezustand einer jeden der Batteriezellen, einen Ladezustand des Batteriesatzes und eine Temperatur des Batteriesatzes, und steuert mindestens eine Funktion des Batteriesatzes basierend auf dem jeweiligen überwachten Ladezustand einer jeden der Batteriezellen, dem überwachten Ladezustand des Batteriesatzes oder der überwachten Temperatur des Batteriesatzes. Ein Schalter (180) ist so ausgeführt, dass er im offenen Zustand die Leistungsübertragung zwischen den Batteriezellen und dem Elektrohandwerkzeug unterbricht, und dass er im geschlossenen Zustand die Übertragung von Leistung zwischen den Batteriezellen und dem Elektrohandwerkzeug ermöglicht, wobei der Schalter mindestens einen Feldeffekttransistor aufweist. Ein Kühlkörper (275) wirkt in wärmeübertragender Weise mit dem Schalter zusammen, um Wärme von dem Schalter abzuführen.The invention relates to a lithium-ion battery pack (50) that interacts with an electric hand tool. The battery pack includes a housing connectable to and portable by the power hand tool, a plurality of connectors (110, 115, 120) and a plurality of rechargeable lithium ion battery cells (80) disposed within and through the housing this are held. Power is transferrable between the battery cells and the power tool to deliver a high discharge current. A control circuit is maintained within the housing and configured to control a variety of battery pack functions, including discharge functions. The control circuit includes a controller (140) and a thermistor. It periodically monitors a respective state of charge of each of the battery cells, a state of charge of the battery pack and a temperature of the battery pack during the period of an active operating mode, and controls at least one function of the battery pack based on the respective monitored state of charge of each of the battery cells, the monitored state of charge of the battery pack or the monitored temperature of the battery pack. A switch (180) is designed such that when it is open it interrupts the power transmission between the battery cells and the electric hand tool, and when it is closed it enables the transmission of power between the battery cells and the electric hand tool, the switch having at least one field effect transistor. A heat sink (275) cooperates with the switch in a heat-transferring manner to remove heat from the switch.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Batteriesatz und insbesondere auf einen Batteriesatz eines Elektrohandwerkzeugs.The present invention relates generally to a battery pack, and more particularly to a battery pack of a power hand tool.

Schnurlose Elektrowerkzeuge, nachfolgend auch als Elektrohandwerkzeuge bezeichnet, werden typischerweise durch tragbare Batteriesätze mit Leistung versorgt. Diese Batteriesätze weisen einen unterschiedlichen chemischen Aufbau und eine unterschiedliche Nennspannung auf und können verwendet werden, um viele Werkzeuge und elektrische Geräte mit Leistung zu versorgen. Typischerweise besteht der chemische Aufbau einer Batterie eines Elektrowerkzeugs entweder aus Nickel-Cadmium („NiCd“), Nickel-Metall-Hydrid („NiMH“) oder Blei-Säure. Von solchen chemischen Zusammensetzungen ist bekannt, dass sie robust und dauerhaft sind.Cordless power tools, also referred to hereinafter as handheld power tools, are typically powered by portable battery packs. These battery packs have different chemistry and voltage ratings and can be used to power many tools and electrical devices. Typically, the chemistry of a power tool battery is either nickel-cadmium ("NiCd"), nickel-metal hydride ("NiMH"), or lead-acid. Such chemical compositions are known to be robust and durable.

Aus der US 6 388 426 B1 ist eine Schutzschaltung für einen Batteriesatz bekannt, die verschiedene Parameter des Batteriesatzes und unter anderem dessen Temperatur überwacht. Dabei beinhaltet der Batteriesatz Nickelmetallhydrid-, Nickelcadmium- oder Bleibatteriezellen.From the U.S. 6,388,426 B1 a protection circuit for a battery pack is known which monitors various parameters of the battery pack and inter alia its temperature. The battery pack contains nickel metal hydride, nickel cadmium or lead acid battery cells.

Die US 2002 / 1 491 346 A1 offenbart ebenfalls eine Überwachungsschaltung zum Einsatz mit Nickelmetallhydrid-, Nickelcadmium- oder Bleibatterien, die zum Betreiben eines Handelektrowerkzeugs verwendet werden.The US 2002 / 1 491 346 A1 also discloses a monitor circuit for use with nickel-metal hydride, nickel-cadmium, or lead-acid batteries used to operate a hand-held power tool.

Aus der US 6 313 611 B1 ist Anzeigeschaltkreis zum Anzeigen eines niedrigen Ladezustands bei einem Bleiakkumulatorsatz bekannt. Ein elektronisch gesteuerter Leistungsschalter ist in Serie zu der Batterie geschaltet.From the U.S. 6,313,611 B1 is known an indicator circuit for indicating a low state of charge in a lead-acid battery pack. An electronically controlled circuit breaker is connected in series with the battery.

Die WO 02/ 03 484 A1 bezieht sich auf eine Batterie und ein entsprechendes Gehäuse für Batteriezellen, die entweder eine Alkali- oder eine Nickelwasserstoffchemie aufweisen.The WO 02/03484 A1 refers to a battery and corresponding case for battery cells having either alkaline or nickel-hydrogen chemistry.

Aus der DE 198 35 183 A1 ist eine Schutzschaltung bekannt, die eine aufladbare Batterie gegen Kurzschluss und Tiefentladung schützt.. Die Schaltung kann in einem Akkubehälter eingebaut werden. Ein Resetknopf oder Schalter wird nicht benötigt; die Anschlüsse, an denen die Last angeschlossen wird, können auch zum Laden der Batterie verwendet werden.From the DE 198 35 183 A1 a protective circuit is known which protects a rechargeable battery against short circuits and total discharge. The circuit can be installed in a battery container. A reset button or switch is not needed; the terminals to which the load is connected can also be used to charge the battery.

Aus der EP 1 217 710 A1 ist ein Ladegerät bekannt, das verwendet wird, um eine Batterie mit Lithium-Ionen-Batteriezellen aufzuladen. Der Batteriesatz 50B mit Lithium-Ionen-Batterien 58B gemäß 1B weist einen Batteriespannungsumwandlungsschaltkreis 62 auf, der es erlaubt, das Aufladen mit einer Ladevorrichtung 10 durchzuführen, die dafür entwickelt wurde, Nickelhydridbatterien aufzuladen. Der Batteriesatz 50B kann mit einem Leistungswerkzeug verbunden werden.From the EP 1 217 710 A1 a charger is known which is used to charge a battery with lithium ion battery cells. The battery pack 50B with lithium ion batteries 58B according to FIG 1B includes a battery voltage conversion circuit 62 that allows charging to be performed with a charger 10 designed to charge nickel hydride batteries. The battery pack 50B can be connected to a power tool.

Die US 2002 / 0 074 973 A1 offenbart eine universelle Ladevorrichtung und ein Verfahren zum Aufladen von aufladbaren Niederleistungsbatteriesätzen.The U.S. 2002/0 074 973 A1 discloses a universal charging device and method for charging low power rechargeable battery packs.

Aus der JP H09 - 74 689 A ist ein Batteriesatz bekannt, bei dem drei Zellensätze in Serie geschaltet sind. Einzelne Entladeschaltkreise sind den Zellensätzen zugeordnet und eine Überwachungsschaltung vergleicht die Ausgangsspannungen der Zellensätze. Entsprechend diesem Vergleich werden die Zellensätze mit der höheren Spannung auf das Niveau der niedrigsten Spannung entladen.From the JP H09 - 74 689 A a battery pack is known in which three cell sets are connected in series. Individual discharge circuits are assigned to the cell sets and a monitoring circuit compares the output voltages of the cell sets. According to this comparison, the cell sets with the higher voltage are discharged to the lowest voltage level.

Die DE 197 05 192 A1 offenbart eine Überwachungsschaltung für eine Batterie, die wenigstens zwei Zellen aufweist. Es ergibt sich eine erhöhte Sicherheit beim Laden und/oder Entladen durch wenigstens zwei Schalter, die zu je einer Zelle parallel geschaltet sind. Dadurch wird ein Ausgleichen des Ladezustands der Zellen möglich.The DE 197 05 192 A1 discloses a monitoring circuit for a battery having at least two cells. There is increased safety during charging and/or discharging thanks to at least two switches, each of which is connected in parallel with one cell. This makes it possible to balance the state of charge of the cells.

Aus der US 6 268 710 B1 ist eine Batterieüberwachungsschaltung bekannt, die den Lade- und Entladezustand einzelner Zellen in einem Batteriesatz auf Lithium-Ionen-Basis überwacht und gegebenenfalls regelt.From the U.S. 6,268,710 B1 a battery monitoring circuit is known which monitors and, if necessary, regulates the charging and discharging status of individual cells in a battery pack based on lithium-ion.

Die US 5 998 967 A bezieht sich auf eine Lithium-Ionen-Batteriesatz, be idem für jede Batteriezelle ein Zellgleichgewichtsschaltkreis vorgesehen ist.The U.S. Patent No. 5,998,967 refers to a lithium-ion battery pack in which a cell balance circuit is provided for each battery cell.

Weiterhin offenbart die US 5 818 201 A einen Batteriesatz und ein Verfahren zum Aufladen des Batteriesatzes. Die Batteriezellen, welche in dem Batteriesatz enthalten sind, sind Lithium-lonen-Batteriezellen, und die gezeigten Batteriesätze sind für eine Verwendung in Pagern, Mobiltelefonen oder Notebookcomputern ausgelegt.Furthermore, the U.S. 5,818,201 A a battery pack and a method of charging the battery pack. The battery cells included in the battery pack are lithium ion battery cells and the battery packs shown are designed for use in pagers, cellular phones or notebook computers.

Der Artikel KÖHLER, U.; KÜMPERS, J.; ULLRICH, M.: High performance nickel-metal hydride and lithium-ion batteries. Journal of Power Sources, Vol. 105, March 20, 2002, pp. 139-144, offenbart Lithium-Ionen-Akkumulatormodule für Elektrofahrzeuge. Die Spannungs- und Stromeigenschaften solcher Batteriemodule resultieren aus der reinen Größe der Batteriezellen und der Gesamtmodule.The article KÖHLER, U.; KUMPERS, J.; ULLRICH, M.: High performance nickel-metal hydride and lithium-ion batteries. Journal of Power Sources, Vol. 105, March 20, 2002, pp. 139-144 discloses lithium-ion battery modules for electric vehicles. The voltage and current properties of such battery modules result from the sheer size of the battery cells and the overall modules.

Aus dem Internetangebot Power Stream Technology: High Current Rechargeable Lithium Batteries. Orem, Utah, USA, 12.08.2002. - Company Publication. URL: http://web.archive. org/web/ 20020812023423/http://www. powerstream.com/LL.htm [retrieved on October 24, 2011] sind wiederaufladbare großformatige Lithiumbatterien zur Verwendung in großmaßstäblichen Anwendungen, wie z.B. Elektrofahrzeugen bekannt.From the Power Stream Technology website: High Current Rechargeable Lithium Batteries. Orem, Utah, USA, 08/12/2002. - Company Publication. URL: http://web.archive. org/web/20020812023423/http://www. powerstream.com/LL.htm [retrieved on October 24, 2011] rechargeable large format lithium batteries are known for use in large scale applications such as electric vehicles.

Die US 6 329 788 B1 offenbart ein schnurloses Leistungswerkzeugsystem mit einem herkömmlichen Nickelcadmiumbatteriesatz.The U.S. 6,329,788 B1 discloses a cordless power tool system using a conventional nickel cadmium battery pack.

Die US 2002 / 0 157 516 A1 zeigt eine schnurlose Kappsäge, bei der ein Batteriesatz mit dem Motorgehäuse verbunden ist.The U.S. 2002/0 157 516 A1 shows a cordless chop saw in which a battery pack is connected to the motor housing.

Aus der US 6 458 488 B1 ist eine einzelne Lithiumbatteriezelle bekannt, die einen speziellen chemischen Aktivator für die positive Elektrode enthält.From the U.S. 6,458,488 B1 a single lithium battery cell containing a special chemical activator for the positive electrode is known.

Die EP 1 049 187 A2 offenbart eine lithiumbasierte Einzelzelle mit einer speziellen Materialzusammensetzung, die eine verbesserte Lebensdauer sicherstellen soll.The EP 1 049 187 A2 discloses a lithium-based single cell with a special material composition intended to ensure improved service life.

Aus der US 6 413 673 B1 ist eine lithiumbasierte Einzelbatteriezelle mit Lithiummanganoxidchemie vom Spinelltyp bekannt.From the U.S. 6,413,673 B1 a lithium-based single battery cell with spinel-type lithium manganese oxide chemistry is known.

Die US 6 040 684 A offenbart ein Ladesystem für eine Lithium-Ionen-Batterie. Diese Lithium-Ionen-Batterie wird in tragbaren Niederleistungsgeräten, wie beispielsweise einem Mobiltelefon, verwendet.The U.S. 6,040,684 A discloses a charging system for a lithium ion battery. This lithium-ion battery is used in low-power portable devices such as a mobile phone.

Aus der JP H10 - 11 2301 A ist ein zusammengesetztes Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug bekannt, das eine Vielzahl von wiederaufladbaren Batteriezellen umfasst. Um eine ausreichende Wärmeabfuhr zu ermöglichen sind zwischen den einzelnen Batteriezellen Zwischenräume für eine Luftkühlung vorgesehen.From the JP H10 - 11 2301 A an assembled battery system for an electric vehicle is known, which comprises a multiplicity of rechargeable battery cells. In order to enable sufficient heat dissipation, spaces for air cooling are provided between the individual battery cells.

Einige chemische Zusammensetzungen von Batterien (wie beispielsweise Lithium („Li“), Lithium-Ionen („Li-Ionen“) und andere auf Lithium basierende Zusammensetzungen) erfordern präzise Ladeschemata und Ladebetriebsweisen mit einer gesteuerten Entladung. Unzureichende Ladeschemata und unkontrollierte Entladeschemata können einen übermäßigen Hitzeaufbau, übermäßig überladene Zustände und/oder übermäßig entladene Zustände erzeugen. Diese Zustände und Aufbauvorgänge können den Batterien irreversible Schäden zufügen und sie können die Batteriekapazität stark beeinträchtigen. Verschiedene Faktoren, wie beispielsweise eine übermäßige Hitze, können bewirken, dass eine oder mehrere Zellen innerhalb des Batteriesatzes aus dem Gleichgewicht geraten, das heißt einen aktuellen Ladezustand aufweisen, der wesentlich niedriger als der der verbleibenden Zellen im Satz ist. Aus dem Gleichgewicht geratende Zellen können die Leistung des Batteriesatzes (beispielsweise die Laufzeit und/oder die Spannungsausgabe) stark beeinträchtigen und die Lebensdauer des Batteriesatzes verkürzen.Some battery chemistries (such as lithium ("Li"), lithium-ion ("Li-ion"), and other lithium-based compositions) require precise charging schemes and charging modes with a controlled discharge. Inadequate charging schemes and uncontrolled discharging schemes can create excessive heat build-up, overcharged conditions, and/or overdischarged conditions. These conditions and build-up processes can cause irreversible damage to the batteries and they can severely reduce battery capacity. Various factors, such as excessive heat, can cause one or more cells within the battery pack to become imbalanced, ie have a current state of charge that is significantly lower than that of the remaining cells in the pack. Cells that are out of balance can severely affect battery pack performance (e.g., run time and/or voltage output) and shorten battery pack life.

Diese Probleme werden durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 beseitigt oder verringert.The subject matter of independent claim 1 eliminates or reduces these problems.

Unabhängige Merkmale und unabhängige Vorteile der Erfindung werden Fachleuten beim Betrachten der detaillierten Beschreibung und der Zeichnungen deutlich.

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Batterie.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Batterie.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie, wie der in 3 gezeigten Batterie, im Gebrauch mit einem ersten elektrischen Gerät, wie einem Elektrowerkzeug.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie, wie der in 3 gezeigten Batterie, im Gebrauch mit einem zweiten elektrischen Gerät, wie einem Elektrowerkzeug.
6A ist eine schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
6B ist eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
6C ist eine weitere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
6D ist eine nochmals andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
7 ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
8 ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
9 ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
10 ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
11A ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
11B ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
11C ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
11D ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
11E ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
11F ist nochmals eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
12A-C sind nochmals andere schematische Ansichten einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
13A ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind, wobei Teile entfernt sind und sie den FET und die Wärmesenke darstellt.
13B ist eine Aufsicht auf den Teil der Batterie, die in 13A gezeigt ist.
13C ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den 1 bis 3 gezeigt sind, wobei Teile entfernt sind, und sie den FET, die Wärmesenke und die elektrischen Verbindungen innerhalb der Batterie zeigt.
14A-E umfassen Ansichten von Teilen der Batterie, die in 13A gezeigt ist.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Batterie, wie einer der in den 1 bis 3 gezeigten Batterien, wobei Teile entfernt sind, und sie den FET und die Wärmesenke zeigt.
16 ist eine andere perspektivische Ansicht eines Teils einer Batterie, wie einer der in den 1 bis 3 gezeigten Batterien, wobei Teile entfernt sind, und sie den FET und die Wärmesenke zeigt.
17 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Teils einer alternativen Konstruktion einer Batterie, die ein Phasenänderungsmaterial einschließt.
18 ist eine Querschnittsansicht eines Teils einer anderen alternativen Konstruktion einer Batterie, die ein Phasenänderungsmaterial und eine Wärmesenke einschließt.
19 ist eine Querschnittsansicht eines Teils einer nochmals anderen alternativen Konstruktion einer Batterie, die ein Phaseänderungsmaterial und eine Wärmesenke einschließt.
20A-B sind perspektivische Querschnittsansichten eines Teils einer Batterie, wie einer der in den 1 bis 3 gezeigten Batterien, wobei Teile entfernt sind.
21A-C sind schematische Ansichten einer Batterie, wie einer der in den 1 bis 3 gezeigten Batterien, in Verwendung mit einem elektrischen Gerät, wie einem Elektrowerkzeug.
22 ist eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der in den 1 bis 3 gezeigten Batterien, in Verwendung mit einem elektrischen Gerät, wie einem Elektrowerkzeug.
23 ist eine andere schematische Ansicht einer Batterie, wie einer der in den 1 bis 3 gezeigten Batterien, in Verwendung mit einem elektrischen Gerät, wie einem Elektrowerkzeug.
24 ist eine Seitenansicht einer Batterie, wie einer der in den 1 bis 3 gezeigten Batterien, in Verwendung mit einem anderen elektrischen Gerät, wie einer Batterieladevorrichtung.
25 ist eine schematische Teilansicht einer Batterie, wie einer der in den 1 bis 3 gezeigten Batterien.
26-27 sind Graphiken, die die Zellenspannung und ein Verhältnis der Zellenspannungen über der Zeit zeigen.
28 ist ein schematisches Diagramm einer Konstruktion eines Batterieladesystems.
29 ist ein schematisches Diagramm einer anderen Konstruktion des Batterieladesystems.
30A-B zeigen den Betrieb des Batterieladesystems, wie es in 29 gezeigt ist.
31 ist ein schematisches Diagramm einer Batterie des Stands der Technik.
32 ist ein schematisches Diagramm einer Batterie, die in einer weiteren Konstruktion des Batterieladesystems enthalten ist.
33 ist ein schematisches Diagramm einer Batterieladevorrichtung des Stands der Technik.
34 ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Batterieladevorrichtung.
35 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie.
36 ist eine Aufsicht auf die in 35 gezeigte Batterie.
37 ist eine Rückansicht der in 35 gezeigten Batterie.
38 ist eine perspektivische Rückansicht des Anschlussaufbaus der in 35 gezeigten Batterie.
39 ist eine perspektivische Vorderansicht des Anschlussaufbaus der in 35 gezeigten Batterie.
40 ist eine Seitenansicht der in 35 gezeigten Batterie und einer elektrischen Komponente, wie einer Batterieladevorrichtung.
41 ist ein schematisches Diagramm der Batterie und der Batterieladevorrichtung, die in 40 gezeigt sind.
42 ist eine perspektivische Ansicht der in 40 gezeigten Batterieladevorrichtung.
43 ist eine andere perspektivische Ansicht der in 40 gezeigten Batterieladevorrichtung.
44 ist eine Aufsicht auf die in 40 gezeigte Batterieladevorrichtung.
45 ist eine perspektivische Ansicht des Anschlussaufbaus der in 40 gezeigten Batterieladevorrichtung.
46 ist eine perspektivische Ansicht des inneren Teils des Gehäuses der in 40 gezeigten Batterieladevorrichtung.
47 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils der in 46 gezeigten Batterieladevorrichtung, die den Anschlussaufbau der Batterieladevorrichtung zeigt.
48A ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Geräts, wie eines Elektrowerkzeugs, für eine Verwendung mit der in 35 gezeigten Batterie.
48B ist eine perspektivische Ansicht des Halteteils des in 48A gezeigten Elektrowerkzeugs.
49 ist eine rechte Seitenansicht der in 35 gezeigten Batterie.
50 ist eine linke Seitenansicht der in 35 gezeigten Batterie.
51 ist eine Frontansicht der in 35 gezeigten Batterie.
52 ist eine Unteransicht der in 35 gezeigten Batterie.
53 ist eine perspektivische Vorderansicht einer alternativen Konstruktion einer Batterie.
54 ist eine perspektivische Hinteransicht der in 53 gezeigten Batterie.
55 ist eine Aufsicht auf die in 53 gezeigte Batterie.
56 ist eine Rückansicht der in 53 gezeigten Batterie.
57 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Batterie des Stands der Technik.
58 ist eine perspektivische Rückansicht der in 57 gezeigten Batterie.
59 ist eine Aufsicht auf die in 57 gezeigte Batterie.
60 ist eine Rückansicht der in 57 gezeigten Batterie.
61 ist ein schematisches Diagramm der in 57 gezeigten Batterie des Stands der Technik und der in 40 gezeigten Batterieladevorrichtung.
62 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterieladevorrichtung des Stands der Technik.
63 ist eine Seitenansicht der in 62 gezeigten Batterieladevorrichtung.
64 ist eine andere Ansicht der in 62 gezeigten Batterieladevorrichtung.
65 ist ein schematisches Diagramm der in 57 gezeigten Batterie des Stands der Technik und der in 62 gezeigten Batterieladevorrichtung des Stands der Technik.

Independent features and independent advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art upon review of the detailed description and drawings.

1 12 is a perspective view of a battery.
2 12 is a perspective view of another battery.
3 12 is a perspective view of another battery.
4 12 is a perspective view of a battery like that in FIG 3 shown battery, in use with a first electrical device, such as a power tool.
5 12 is a perspective view of a battery like that in FIG 3 battery shown, in use with a second electrical device, such as a power tool.
6A Fig. 12 is a schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in Figs 1 until 3 are shown.
6B Fig. 12 is another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in Figs 1 until 3 are shown.
6C Fig. 12 is another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in Figs 1 until 3 are shown.
6D Fig. 12 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in Figs 1 until 3 are shown.
7 FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
8th FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
9 FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
10 FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
11A FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
11B FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
11C FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
11D FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
11E FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
11F FIG. 14 is yet another schematic view of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
12A-C 12 are still other schematic views of a battery, such as one of the batteries shown in FIGS 1 until 3 are shown.
13A Fig. 13 is a perspective view of a portion of a battery, such as one of the batteries shown in Figs 1 until 3 is shown with parts removed and showing the FET and heat sink.
13B is a top view of the part of the battery that is in 13A is shown.
13C Fig. 13 is a perspective view of a portion of a battery, such as one of the batteries shown in Figs 1 until 3 is shown with parts removed and showing the FET, heat sink and electrical connections within the battery.
14A-E include views of parts of the battery included in 13A is shown.
15 13 is a perspective view of a portion of a battery such as that shown in FIGS 1 until 3 Batteries shown with parts removed and showing the FET and heat sink.
16 13 is another perspective view of a portion of a battery like one of those shown in FIGS 1 until 3 Batteries shown with parts removed and showing the FET and heat sink.
17 Figure 12 is a cross-sectional perspective view of a portion of an alternative construction of a battery including a phase change material.
18 13 is a cross-sectional view of a portion of another alternative construction of a battery that includes a phase change material and a heat sink.
19 Figure 12 is a cross-sectional view of a portion of yet another alternative construction of a battery that includes a phase change material and a heat sink.
20A-B 12 are cross-sectional perspective views of a portion of a battery such as that shown in FIGS 1 until 3 Batteries shown with parts removed.
21A-C are schematic views of a battery such as one of those shown in FIGS 1 until 3 batteries shown, in use with an electrical device such as a power tool.
22 FIG. 14 is another schematic view of a battery like one of the ones shown in FIGS 1 until 3 batteries shown, in use with an electrical device such as a power tool.
23 FIG. 14 is another schematic view of a battery like one of the ones shown in FIGS 1 until 3 batteries shown, in use with an electrical device such as a power tool.
24 13 is a side view of a battery such as one of those shown in FIGS 1 until 3 batteries shown, in use with another electrical device, such as a battery charger.
25 12 is a partial schematic view of a battery such as one of the ones shown in FIGS 1 until 3 batteries shown.
26-27 are graphs showing cell voltage and a ratio of cell voltages over time.
28 Fig. 12 is a schematic diagram of a construction of a battery charging system.
29 Fig. 12 is a schematic diagram of another construction of the battery charging system.
30A-B show the operation of the battery charging system as shown in 29 is shown.
31 Figure 12 is a schematic diagram of a prior art battery.
32 Figure 12 is a schematic diagram of a battery included in another construction of the battery charging system.
33 Fig. 12 is a schematic diagram of a prior art battery charging device.
34 Fig. 12 is a schematic diagram of another battery charging device.
35 12 is a perspective view of a battery.
36 is an oversight of the in 35 battery shown.
37 is a rear view of the in 35 battery shown.
38 FIG. 14 is a rear perspective view of the terminal assembly of FIG 35 battery shown.
39 FIG. 14 is a front perspective view of the terminal assembly of FIG 35 battery shown.
40 is a side view of the in 35 shown battery and an electrical component such as a battery charger.
41 is a schematic diagram of the battery and battery charger shown in FIG 40 are shown.
42 is a perspective view of FIG 40 battery charger shown.
43 is another perspective view of FIG 40 battery charger shown.
44 is an oversight of the in 40 battery charger shown.
45 FIG. 14 is a perspective view of the terminal assembly of FIG 40 battery charger shown.
46 13 is a perspective view of the inner portion of the housing of FIG 40 battery charger shown.
47 12 is an enlarged perspective view of a portion of FIG 46 shown battery charger showing the terminal structure of the battery charger.
48A FIG. 14 is a perspective view of an electrical device, such as a power tool, for use with FIG 35 battery shown.
48B is a perspective view of the holding part of FIG 48A power tool shown.
49 is a right side view of the in 35 battery shown.
50 is a left side view of FIG 35 battery shown.
51 is a front view of the in 35 battery shown.
52 is a bottom view of the in 35 battery shown.
53 Figure 12 is a front perspective view of an alternative construction of a battery.
54 is a rear perspective view of FIG 53 battery shown.
55 is an oversight of the in 53 battery shown.
56 is a rear view of the in 53 battery shown.
57 Fig. 12 is a front perspective view of a prior art battery.
58 is a rear perspective view of FIG 57 battery shown.
59 is an oversight of the in 57 battery shown.
60 is a rear view of the in 57 battery shown.
61 is a schematic diagram of the in 57 the prior art battery shown in FIG 40 battery charger shown.
62 Fig. 12 is a perspective view of a prior art battery charging device.
63 is a side view of the in 62 battery charger shown.
64 is another view of the in 62 battery charger shown.
65 is a schematic diagram of the in 57 the prior art battery shown in FIG 62 shown prior art battery charger.

Bevor irgendwelche Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert werden, sollte verständlich sein, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Details der Konstruktion und der Anordnung der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung ausgeführt oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind, beschränkt ist. Die Erfindung kann andere Konstruktionen aufweisen und sie kann auf verschiedene Weise praktiziert oder ausgeführt werden. Es sollte auch verständlich sein, dass die Ausdrücke und die Terminologie, die hier verwendet werden, zur Beschreibung dienen und nicht als Begrenzung betrachtet werden sollen. Die Verwendung der Begriffe „einschließend“, „umfassend“ oder „habend“ und Variationen davon sollen die Punkte, die danach aufgelistet sind als auch Äquivalente als auch zusätzliche Punkte umfassen. Die Ausdrücke „montiert“, „verbunden“ und „gekoppelt“ werden in breiter Weise verwendet und umfassen sowohl eine direkte Montage als auch eine indirekte Montage, Verbindung und Kopplung. Weiterhin sind die Ausdrücke „verbunden“ und „gekoppelt“ nicht auf physikalische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt, sondern sie können elektrische Verbindungen und Kopplungen, entweder direkt oder indirekt, mit umfassen.Before any embodiments of the invention are explained in detail, it should be understood that the invention is not limited in practice to the details of construction and arrangement of components set forth in the following description or illustrated in the following drawings. The invention is capable of other constructions and of being practiced or of being carried out in various ways. It should also be understood that the terms and terminology used herein are for the purpose of description and should not be regarded as limiting. Use of the terms "including," "comprising," or "having" and variations thereof are intended to encompass the items listed thereafter, as well as equivalents as well as additional items. The terms "mounted," "connected," and "coupled" are used broadly and include both direct mounting and indirect mounting, connection, and coupling. Furthermore, the terms "connected" and "coupled" are not limited to physical or mechanical connections or couplings, but may include electrical connections and couplings, either direct or indirect.

Ein Batteriesatz oder eine Batterie 50 ist in den 1 bis 3 gezeigt. Die Batterie 50 kann konfiguriert sein, um Leistung von einem oder mehreren elektrischen Geräten, wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug 55 (das auch als Elektrohandwerkzeug bezeichnet werden kann und das in den 4 bis 5 gezeigt ist), einer Batterieladevorrichtung 60 (die in 24 gezeigt ist) und dergleichen zu empfangen oder zu diesen zu übertragen. Wie in den in den 4 und 5 dargestellten Konstruktionen gezeigt ist, kann die Batterie 50 Leistung zu verschiedenen Elektrowerkzeugen, wie beispielsweise einer Kreissäge 56 und einer Bohrmaschine 58, übertragen. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 50 einen hohen Entladestrom an elektrische Geräte, wie beispielsweise ein Elektrowerkzeug 55, die Hochstromentladungsraten aufweisen, liefern. Beispielsweise kann die Batterie 50 einen breiten Bereich von Elektrowerkzeugen 55, die eine Kreissäge 56, eine Bohrmaschine 58 und dergleichen einschließen, mit Leistung versorgen, wie das in den 4 und 5 gezeigt ist.A battery pack or battery 50 is in the 1 until 3 shown. The battery 50 may be configured to supply power to one or more electrical devices, such as a power tool 55 (which may also be referred to as a power hand tool and is described in US Pat 4 until 5 shown), a battery charger 60 (which is shown in 24 shown) and the like to receive or transmit to them. As in the in the 4 and 5 As shown in the illustrated constructions, the battery 50 can transmit power to various power tools, such as a circular saw 56 and a drill 58 . In some constructions and in some aspects, the battery 50 can deliver a high discharge current to electrical devices, such as a power tool 55, that have high current discharge rates. For example, the battery 50 can power a wide range of power tools 55, including a circular saw 56, a drill 58, and the like, such as that shown in FIGS 4 and 5 is shown.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 50 jeden chemischen Aufbau, wie beispielsweise Lithium („Li“), Lithium-Ionen („Li-Ionen“) oder einen anderen auf Lithium basierenden wieder aufladbaren oder nicht wiederaufladbaren chemischen Batterieaufbau aufweisen. In den dargestellten Konstruktionen kann die Batterie 50 einen chemischen Batterieaufbau aus Li, Li-Ionen oder einer anderen auf Lithium basierenden Zusammensetzung aufweisen, und einen mittleren Entladestrom liefern, der gleich oder größer ungefähr 20 A ist. In der dargestellten Konstruktion kann die Batterie 50 beispielsweise einen chemischen Aufbau aus Lithium-Cobalt („Li-Co“), Lithium-Mangan-Spinel („Li-Mn“)-Spinel oder Li-Mn-Nickel aufweisen.In some constructions and in some aspects, the battery 50 may have any chemistry such as lithium ("Li"), lithium-ion ("Li-ion"), or other lithium-based rechargeable or non-rechargeable battery chemistry. In the illustrated constructions, the battery 50 may have a Li, Li-ion, or other lithium-based battery chemistry and deliver an average discharge current equal to or greater than about 20 amps. For example, in the illustrated construction, the battery 50 may have a chemistry of lithium-cobalt ("Li-Co"), lithium-manganese spinel ("Li-Mn") spinel, or Li-Mn-nickel.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 50 auch jede Nennspannung aufweisen. In einigen Konstruktionen kann die Batterie 50 beispielsweise eine Nennspannung von ungefähr 9,6 Volt aufweisen. In anderen Konstruktionen kann die Batterie 50 eine Nennspannung von bis zu ungefähr 50 Volt aufweisen. In einigen Konstruktionen kann die Batterie 50 beispielsweise eine Nennspannung von ungefähr 21 Volt aufweisen. In anderen Konstruktionen kann die Batterie 50 beispielsweise eine Nennspannung von ungefähr 28 Volt aufweisen.Also, in some constructions and in some aspects, the battery 50 may have any voltage rating. For example, in some constructions, the battery 50 may have a nominal voltage of approximately 9.6 volts. In other constructions, the battery 50 may have a voltage rating of up to about 50 volts. For example, in some constructions, the battery 50 may have a nominal voltage of approximately 21 volts. In other constructions, the battery 50 may have a nominal voltage of approximately 28 volts, for example.

Die Batterie 50 umfasst auch ein Gehäuse 65, das Anschlussträger 70 liefern kann. Die Batterie 50 kann weiter ein oder mehrere Batterieanschlüsse (die in den 1 bis 5 nicht gezeigt sind), die von den Anschlussträgern 70 getragen werden und die mit einem elektrischen Gerät, wie dem Elektrowerkzeug 55, der Batterieladevorrichtung 60 und dergleichen, verbindbar sind, einschließen.The battery 50 also includes a housing 65 that may provide terminal support 70 . The battery 50 may further include one or more battery terminals (shown in Figs 1 until 5 not shown) which are carried by the terminal carriers 70 and which are connectable to an electrical device such as the power tool 55, the battery charger 60 and the like.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann das Gehäuse 65 im wesentlichen eine Trägerschaltung, die elektrisch mit einem oder mehreren Batterieanschlüssen verbunden ist, einschließen. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung mit den elektrischen Geräten, wie dem Elektrowerkzeug 55 (beispielsweise einer Kreissäge 56, einer Bohrmaschine 58 und dergleichen), einer Batterieladevorrichtung 60 und dergleichen kommunizieren und Information in Bezug auf eine oder mehrere Batterieeigenschaften oder Zustände, wie beispielsweise die Nennspannung der Batterie 50, die Temperatur der Batterie 50, den chemischen Aufbau der Batterie 50 und ähnliche Eigenschaften, an die Geräte liefern, wie das unten diskutiert wird.In some constructions and in some aspects, housing 65 may substantially enclose carrier circuitry that is electrically connected to one or more battery terminals. In some constructions, the circuit can communicate with electrical equipment such as power tool 55 (eg, circular saw 56, drill 58, and the like), battery charger 60, and the like, and information related to one or more battery characteristics or conditions, such as voltage rating of the battery 50, the temperature of the battery 50, the chemistry of the battery 50, and similar properties to the devices as discussed below.

Die Batterie 50 ist schematisch in den 6A-D, 7-10, 11A-D und 12A-C gezeigt, und Teile der Batterie 50 sind in den 13 bis 16 und 20A-B gezeigt. Wie dargestellt ist, kann die Batterie 50 eine oder mehrere Batteriezellen 80 einschließen, von denen jede einen chemischen Aufbau und eine Nennspannung besitzt. Jede Batteriezelle 80 kann auch ein positives Ende 90 und ein negatives Ende 95 einschließen. In einigen Konstruktionen, wie beispielsweise den Konstruktionen, die in den 6A und 6C dargestellt sind, kann die Batterie 50 einen chemischen Aufbau aus Li-Ionen, eine Nennspannung von ungefähr 18 Volt oder ungefähr 21 Volt (beispielsweise in Abhängigkeit vom Typ der Batteriezelle) aufweisen, und sie kann fünf Batteriezellen 80a, 80b, 80c, 80d und 80e einschließen. In anderen Konstruktionen, wie beispielsweise den Konstruktionen, die in den 6B und 6D dargestellt sind, kann die Batterie 50 einen chemischen Aufbau aus Li-Ionen, eine Nennspannung von ungefähr 24 Volt, ungefähr 25 Volt oder ungefähr 28 Volt (beispielsweise in Abhängigkeit vom Typ der Batteriezelle) aufweisen, und sie kann sieben Batteriezellen 80a, 80b, 80c, 80d, 80e, 80f und 80g einschließen. In weiteren Konstruktionen kann die Batterie 50 mehr oder weniger Batteriezellen 80, als hier gezeigt und beschrieben sind, aufweisen. In einer beispielhaften Konstruktion weist jede Batteriezelle 80 einen chemischen Aufbau aus Li-Ionen auf, und jede Batteriezelle 80 weist im wesentlichen dieselben Nennspannung, wie beispielsweise ungefähr 3,6 Volt, ungefähr 4 Volt oder ungefähr 4,2 Volt, auf.The battery 50 is shown schematically in FIGS 6A-D , 7-10 , 11A-D and 12A-C shown, and parts of the battery 50 are in FIGS 13 until 16 and 20A-B shown. As illustrated, the battery 50 may include one or more battery cells 80, each having a chemistry and a voltage rating. Each battery cell 80 can also include a positive end 90 and a negative end 95 . In some constructions, such as the constructions shown in 6A and 6C 1, battery 50 may have a Li-ion chemistry, a voltage rating of about 18 volts or about 21 volts (depending, for example, on battery cell type), and may have five battery cells 80a, 80b, 80c, 80d, and 80e lock in. In other constructions, such as the constructions disclosed in US Pat 6B and 6D , the battery 50 may have a Li-ion chemistry, a voltage rating of about 24 volts, about 25 volts, or about 28 volts (depending, for example, on battery cell type), and may have seven battery cells 80a, 80b, 80c , 80d, 80e, 80f and 80g. In other constructions, the battery 50 may include more or fewer battery cells 80 than shown and described herein. In an exemplary construction, each battery cell 80 has a Li-ion chemistry, and each battery cell 80 has substantially the same voltage rating, such as about 3.6 volts, about 4 volts, or about 4.2 volts.

In einigen Konstruktionen können zwei oder mehr Batteriezellen 80 in Serie angeordnet sein, wobei das positive Ende 90 einer Batteriezelle 80 elektrisch mit dem negativen Ende 95 der anderen Batteriezelle 80 verbunden ist, wie das in den 6A und 6C gezeigt ist. Die Batteriezellen 80 können elektrisch durch eine leitende Verbindung oder einen Steg 100 verbunden sein. In anderen Konstruktionen können die Batteriezellen 80 auf eine andere Art angeordnet sein, beispielsweise parallel, wobei die positiven Enden 90 der Batteriezellen 80a-e elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei die negativen Enden 95 der Batteriezellen 80a-e elektrisch miteinander verbunden sind, oder in einer Kombination aus einer seriellen und parallelen Anordnung. Wie in den 6B und 6D gezeigt ist, können die Batteriezellen 80 einzeln mit einer Schaltung 130 verbunden werden. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130 die Batteriezellen 80 in verschiedene Anordnungen konfigurieren, wie beispielsweise in eine parallele Anordnung, eine serielle Anordnung (wie die Serie der Batteriezellen 80, die in den 6A und 6C dargestellt sind), eine individuelle Anordnung (beispielsweise das Ziehen von Strom aus einer einzigen Batteriezelle 80 oder das Liefern von Strom in eine einzelne Batteriezelle 80), eine teilweise parallele Anordnung (beispielsweise das Anordnen einiger weniger Batteriezellen 80 in einer seriellen Anordnung), eine teilweise serielle Anordnung (beispielsweise das Anordnen einiger der Batteriezellen in einer parallelen Anordnung) oder eine Kombination der seriellen, teilweise seriellen, parallelen und teilweise parallelen Anordnungen. In einigen Konstruktionen kann eine Schaltung 130, die in der Batterie 50 eingeschlossen ist, die Anordnungen permanent über Software (beispielsweise ein Programm, das durch einen Prozessor, wie einen Mikroprozessor 140, der unten diskutiert wird, ausgeführt wird) oder Hardware errichten. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130 die Anordnungen über Software oder Hardware (beispielsweise durch einen oder mehrere Schalter, Logikkomponenten und dergleichen) modifizieren.In some constructions, two or more battery cells 80 may be arranged in series with the positive end 90 of one battery cell 80 being electrically connected to the negative end 95 of the other battery cell 80, as shown in FIGS 6A and 6C is shown. The battery cells 80 can be electrically connected by a conductive connection or be connected to a web 100. In other constructions, the battery cells 80 may be arranged in a different manner, for example in parallel, with the positive ends 90 of the battery cells 80a-e being electrically connected together, and with the negative ends 95 of the battery cells 80a-e being electrically connected together, or in a combination of a serial and parallel arrangement. As in the 6B and 6D As shown, the battery cells 80 can be individually connected to a circuit 130 . In some constructions, the circuit 130 can configure the battery cells 80 into various arrangements, such as a parallel arrangement, a series arrangement (such as the series of battery cells 80 shown in FIGS 6A and 6C shown), an individual arrangement (e.g., drawing current from a single battery cell 80 or sourcing current into a single battery cell 80), a partially parallel arrangement (e.g., arranging a few battery cells 80 in a series arrangement), a partial serial arrangement (e.g., arranging some of the battery cells in a parallel arrangement), or a combination of the serial, partially serial, parallel, and partially parallel arrangements. In some constructions, circuitry 130 embodied in battery 50 may permanently establish the assemblies via software (e.g., a program executed by a processor such as microprocessor 140, discussed below) or hardware. In some constructions, circuitry 130 may modify the arrangements via software or hardware (e.g., through one or more switches, logic components, and the like).

Die Batterie 50 kann auch einen Anschlussblock 105 einschlie-ßen, der ein oder mehrere Batterieanschlüsse einschließt, die von den Anschlussträgern 70 (in 1 gezeigt) getragen werden. In der dargestellten Konstruktion kann der Anschlussblock 105 einen positiven Anschluss 110, einen negativen Anschluss 115 und einen Messanschluss 120 einschließen. Der positive Anschluss 110 kann elektrisch mit dem positiven Ende 90 einer ersten Batteriezelle 80a verbunden werden, und der negative Anschluss 115 kann elektrisch mit dem negativen Ende 95 einer zweiten Batteriezelle 80e (oder Batteriezelle 80g) verbunden werden. In den dargestellten Konstruktionen ist die erste Batteriezelle 80a die erste Zelle der Batteriezellen 80, die seriell verbunden werden soll, und die zweite Batteriezelle 80e oder 80g ist die letzte der Batteriezellen 80a-e oder 80a-g die seriell verbunden werden soll.The battery 50 may also include a terminal block 105 that includes one or more battery terminals that are supported by terminal supports 70 (in 1 shown) are worn. In the illustrated construction, the terminal block 105 may include a positive terminal 110, a negative terminal 115, and a sense terminal 120. The positive terminal 110 can be electrically connected to the positive end 90 of a first battery cell 80a, and the negative terminal 115 can be electrically connected to the negative end 95 of a second battery cell 80e (or battery cell 80g). In the illustrated constructions, the first battery cell 80a is the first of the battery cells 80 to be connected in series and the second battery cell 80e or 80g is the last of the battery cells 80a-e or 80a-g to be connected in series.

Wie vorher erwähnt wurde, so kann die Batterie 50 eine Schaltung 130 einschließen. Die Schaltung 130 kann elektrisch mit einer oder mehreren Batteriezellen 80 verbunden werden, und sie kann elektrisch mit einer oder mehreren Batterieanschlüssen des Anschlussblocks 105 verbunden werden. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130 Komponenten einschließen, um die Leistung der Batterie 50 zu verbessern. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130 Komponenten einschlie-ßen, um die Batterieeigenschaften zu überwachen, um eine Spannungsdetektion zu liefern, um die Batterieeigenschaften zu speichern, um die Batterieeigenschaften darzustellen, um einen Nutzer über gewisse Batterieeigenschaften zu informieren, um einen Strom in der Batterie 50 aufzuheben, um eine Temperatur der Batterie 50, von Batteriezellen 80 und dergleichen zu detektieren, um Wärme von und/oder in der Batterie 50 zu überführen. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Schaltung 130 eine Spannungsdetektionsschaltung, eine Verstärkungsschaltung, eine Ladezustandsanzeige und dergleichen, wie das unten diskutiert wird. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130 mit einer gedruckten Leiterplatte 145 verbunden werden, wie das unten diskutiert wird. In anderen Konstruktionen kann die Schaltung 130 mit einer flexiblen Schaltung 145 gekoppelt werden. In einigen Konstruktionen kann sich die flexible Schaltung 145 um eine oder mehrere Zellen 80 oder um das Innere des Gehäuses 65 wickeln.As previously mentioned, battery 50 may include circuitry 130 . Circuit 130 may be electrically connected to one or more battery cells 80 and may be electrically connected to one or more battery terminals of terminal block 105 . In some constructions, circuit 130 may include components to improve battery 50 performance. In some constructions, circuitry 130 may include components to monitor battery characteristics, to provide voltage detection, to store battery characteristics, to display battery characteristics, to notify a user of certain battery characteristics, to monitor a current in the battery 50 to detect a temperature of the battery 50, battery cells 80 and the like to transfer heat from and/or in the battery 50. In some constructions and in some aspects, circuit 130 includes voltage detection circuitry, boosting circuitry, a charge level indicator, and the like, as discussed below. In some constructions, circuit 130 may be connected to a printed circuit board 145, as discussed below. In other constructions, the circuit 130 can be coupled to a flexible circuit 145 . In some constructions, the flexible circuit 145 may wrap around one or more cells 80 or around the interior of the housing 65.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Schaltung 130 auch einen Mikroprozessor 140 einschließen. Der Mikroprozessor 140 kann Batterieeigenschaften oder eine Batterieidentifikationsinformation speichern, wie beispielsweise den chemischen Aufbau der Batterie, die Nennspannung und dergleichen. In anderen Konstruktionen und in anderen Aspekten kann der Mikroprozessor 140 zusätzliche Batterieeigenschaften, wie beispielsweise die Batterietemperatur, die Umgebungstemperatur, wie oft die Batterie schon geladen wurden, wie oft die Batterie entladen wurde, verschiedene Überwachungsschwellwerte, verschiedene Entladungsschwellwerte, verschiedene Ladeschwellwerte und dergleichen, speichern, und er kann Information über den Mikroprozessor 140 selbst und seinen Betrieb, wie beispielsweise die Frequenz und/oder die Anzahl von Malen, bei denen die Batterieeigenschaften berechnet wurden, die Anzahl von Malen, zu denen der Mikroprozessor 140 die Batterie 50 gesperrt hat und dergleichen, speichern. Der Mikroprozessor 140 kann auch andere elektrische Komponenten der Schaltung 130, die in der Batterie 50 eingeschlossen sind, steuern, wie das unten diskutiert wird.In some constructions and in some aspects, the circuit 130 can also include a microprocessor 140 . Microprocessor 140 may store battery characteristics or battery identification information, such as battery chemistry, voltage rating, and the like. In other constructions and in other aspects, the microprocessor 140 may store additional battery characteristics such as battery temperature, ambient temperature, number of times the battery has been charged, number of times the battery has been discharged, various monitor thresholds, various discharge thresholds, various charge thresholds, and the like. and it may contain information about the microprocessor 140 itself and its operation, such as the frequency and/or number of times the battery characteristics have been calculated, the number of times the microprocessor 140 has disabled the battery 50, and the like. save on computer. Microprocessor 140 may also control other electrical components of circuit 130 included in battery 50, as discussed below.

In der dargestellten Konstruktion und in einigen Aspekten kann der Mikroprozessor 140 elektrisch mit einer gedruckten Leiterplatte („PCB“) 145 verbunden werden. In der dargestellten Konstruktion kann die PCB 145 die notwendigen elektrischen Verbindungen zwischen dem Mikroprozessor 140 und den Anschlüssen 110, 115 und 120, den Batteriezellen 80a-g und anderen elektrischen Komponenten, die in der Batterie 50 eingeschlossen sind, liefern, wie das unten diskutiert wird. In anderen Konstruktionen kann die PCB 145 eine zusätzliche elektrische Schaltung und/oder Komponenten, wie beispielsweise zusätzliche Mikroprozessoren, Transistoren, Dioden, Strombegrenzungskomponenten, Kondensatoren etc. einschließen. In the illustrated construction and in some aspects, the microprocessor 140 can be electrically connected to a printed circuit board ("PCB") 145 . In the illustrated construction, the PCB 145 can provide the necessary electrical connections between the microprocessor 140 and the terminals 110, 115 and 120, the battery cells 80a-g and other electrical components included in the battery 50, as will be discussed below. In other constructions, the PCB 145 may include additional electrical circuitry and/or components such as additional microprocessors, transistors, diodes, current limiting components, capacitors, etc.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Schaltung 130 auch eine Temperaturmessvorrichtung, wie beispielsweise einen Thermistor 150 oder einen Thermostat (nicht gezeigt), einschließen. Die Temperaturmessvorrichtung kann die Temperatur einer oder mehrerer Batteriezellen 80a-g, die in der Batterie 50 eingeschlossen sind, messen, sie kann die Temperatur der Batterie 50 als Ganzes messen, oder sie kann die Umgebungstemperatur und dergleichen messen. In einigen Konstruktionen kann der Widerstandswert des Thermistors 150 die Temperaturen einer oder mehrerer Batteriezellen 80a-g, die gemessen werden, anzeigen und die Temperatur der einen oder mehreren Batteriezellen 80a-g ändern. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 die Temperatur der einen oder der mehreren Batteriezellen 80a-g auf der Basis des Widerstandswertes des Thermistors 150 bestimmten. Der Mikroprozessor 140 kann auch die Änderung der Temperatur über der Zeit durch das Überwachen des Thermistors 150 über der Zeit überwachen. Der Mikroprozessor 140 kann auch die Temperaturinformation an ein elektrisches Gerät, wie das Elektrowerkzeug 55 und/oder die Batterieladevorrichtung 60 senden, und/oder die Temperaturinformation verwenden, um gewisse Funktionen zu initiieren oder um die anderen Komponenten innerhalb der Batterie 50 zu steuern, wie das unten diskutiert wird. Wie in der dargestellten Konstruktion gezeigt ist, so ist der Thermistor 150 auf der PCB 145 montiert.In some constructions and in some aspects, circuit 130 may also include a temperature sensing device, such as a thermistor 150 or a thermostat (not shown). The temperature measuring device can measure the temperature of one or more battery cells 80a-g included in the battery 50, it can measure the temperature of the battery 50 as a whole, or it can measure the ambient temperature and the like. In some constructions, the resistance of the thermistor 150 can indicate the temperatures of one or more battery cells 80a-g being measured and change the temperature of the one or more battery cells 80a-g. In some constructions, the microprocessor 140 may determine the temperature of the one or more battery cells 80a-g based on the resistance of the thermistor 150. The microprocessor 140 can also monitor the change in temperature over time by monitoring the thermistor 150 over time. The microprocessor 140 can also send the temperature information to an electrical device, such as the power tool 55 and/or the battery charger 60, and/or use the temperature information to initiate certain functions or to control the other components within the battery 50, such as that is discussed below. The thermistor 150 is mounted on the PCB 145 as shown in the illustrated construction.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Schaltung 130 auch einen aktuellen Zustand der Ladeanzeige, wie beispielsweise einen Vorratsanzeiger 155, der in den dargestellten Konstruktionen gezeigt ist, einschließen. Der Vorratsanzeiger 155 kann eine Leuchtdiodenanzeige („LED-Anzeige“) einschließen, die den aktuellen Ladezustand der Batterie 50 zeigt. In anderen Konstruktionen kann der Vorratsanzeiger 155 irgendwo auf dem Gehäuse 65, wie beispielsweise auf einer unteren Fläche 158 des Gehäuses 65, auf einer der Seiten 159 des Gehäuses 65, auf der Bodenfläche 161 des Gehäuses, auf der Rückseite 162 des Gehäuses 65, auf zwei oder mehr der Flächen oder Seiten des Gehäuses 65 und dergleichen, angeordnet sein.In some constructions and in some aspects, the circuit 130 may also include a current state of the charge indicator, such as a fuel indicator 155 shown in the illustrated constructions. The fuel gauge 155 may include a light emitting diode ("LED") display that shows the current state of charge of the battery 50 . In other constructions, the supply indicator 155 may be located anywhere on the housing 65, such as on a bottom surface 158 of the housing 65, on one of the sides 159 of the housing 65, on the bottom surface 161 of the housing, on the back 162 of the housing 65, on two or more of the faces or sides of housing 65 and the like.

In einigen Konstruktionen kann das Messinstrument 155 über einen Druckknopfschalter 160, der auf dem Gehäuse 65 der Batterie 50 angeordnet ist, freigeschaltet werden. In anderen Konstruktionen kann das Messgerät automatisch durch eine vorbestimmte Zeitdauer, wie sie von einem Zeitmesser gemessen wird, durch eine vorbestimmte Batterieeigenschaft und dergleichen aktiviert werden. In der dargestellten Konstruktion kann das Messgerät 155 elektrisch mit dem Mikroprozessor 140 über ein Bandkabel 165 verbunden sein, und es kann vier LEDs 170a, 170b, 170c und 170d einschließen, die die LED-Anzeige liefern.In some constructions, the gauge 155 can be enabled via a push button switch 160 located on the housing 65 of the battery 50. In other constructions, the meter may be activated automatically by a predetermined amount of time as measured by a timer, a predetermined battery characteristic, and the like. In the illustrated construction, meter 155 may be electrically connected to microprocessor 140 via ribbon cable 165 and may include four LEDs 170a, 170b, 170c and 170d that provide the LED indication.

In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 den aktuellen Ladezustand der Batterie 50 bestimmen (das heißt, wie viel Ladung sich noch in der Batterie 50 befindet), wenn der Druckknopf 160 niedergedrückt wird, und er kann den Ladepegel an den Vorratsanzeiger 155 ausgeben. Wenn beispielsweise der aktuelle Ladezustand der Batterie 50 ungefähr 100% beträgt, werden alle LEDs 170a, 170b, 170c und 170d durch den Mikroprozessor 140 angeschaltet. Wenn der aktuellen Ladezustand der Batterie 50 ungefähr 50% beträgt, so werden nur zwei der LEDs, wie beispielsweise die LEDs 170a und 170b, angeschaltet. Wenn der aktuelle Ladezustand der Batterie 50 ungefähr 25% beträgt, wird nur eine der LEDs, beispielsweise die LED 170a angeschaltet.In some constructions, the microprocessor 140 can determine the current state of charge of the battery 50 (that is, how much charge is left in the battery 50) when the push button 160 is depressed and can output the charge level to the gauge 155. For example, if the current state of charge of battery 50 is approximately 100%, all LEDs 170a, 170b, 170c and 170d are turned on by microprocessor 140. When the current state of charge of battery 50 is approximately 50%, only two of the LEDs, such as LEDs 170a and 170b, are turned on. When the current state of charge of the battery 50 is approximately 25%, only one of the LEDs, such as LED 170a, is turned on.

In einigen Konstruktionen kann die Ausgabe auf der Vorratsanzeige 155 während einer ungefähr vorbestimmten Zeitdauer (das ist eine „Anzeigezeitdauer“) angezeigt werden, nachdem der Druckknopf 160 anfänglich niedergedrückt wurde. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 den Vorratsanzeiger 155 sperren oder einen aktuellen Ladezustand von null ausgeben, wenn die Temperatur einer oder mehrerer Batteriezellen 80a-g einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 die Vorratsanzeige 155 sperren oder einen aktuellen Ladezustand von null ausgeben, wenn eine abnormale Batterieeigenschaft, wie beispielsweise eine hohe Batterietemperatur, detektiert wird, sogar dann wenn die Batterie 50 einen relativ hohen verbleibenden Ladepegel aufweist. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 die Vorratsanzeige 155 sperren oder einen Ladezustand von null ausgeben, wenn der aktuelle Zustand der Ladung der Batterie 50 oder der aktuelle Zustand der Ladung einer oder mehreren Zellen 80a-g unter einen vorbestimmten Schwellwert fällt. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 nach einer ungefähr vordefinierten Zeitdauer (das ist eine „Abschaltezeitdauer“) die Vorratsanzeige 155 sperren oder einen aktuellen Ladezustand von null ausgeben unabhängig davon, ob der Druckknopf 160 niedergedrückt bleibt oder nicht. In einigen Konstruktionen kann die Abschaltezeitdauer im wesentlichen gleich der Anzeigezeitdauer sein, und in anderen Konstruktionen kann die Abschaltezeitdauer größer als die Anzeigezeitdauer sein.In some constructions, the output may be displayed on the supply display 155 for an approximately predetermined period of time (ie, a “display period”) after the push button 160 is initially depressed. In some constructions, microprocessor 140 may disable fuel gauge 155 or output a current state of charge of zero when the temperature of one or more battery cells 80a-g exceeds a predetermined threshold. In some constructions, microprocessor 140 may disable fuel gauge 155 or output a current state of charge of zero when an abnormal battery characteristic, such as high battery temperature, is detected, even when battery 50 has a relatively high remaining charge level. In some constructions, microprocessor 140 may disable fuel gauge 155 or output a zero state of charge when the current state of charge of battery 50 or the current state of charge of one or more cells 80a-g falls below a predetermined threshold. In some constructions, after an approximately predefined period of time (i.e., a “shutdown period”), the microprocessor 140 may disable the fuel gauge 155 or output a current state of charge of zero regardless of whether the push button 160 remains depressed or not. In some constructions the switch off can period may be substantially equal to the display period, and in other constructions the turn-off period may be greater than the display period.

In einigen Konstruktionen schaltet der Mikroprozessor 140 die Vorratsanzeige 155 nicht frei, wenn der Druckknopf 160 während zeitlichen Perioden gedrückt wird, während derer die Batterie aktiv ist (beispielsweise während des Ladens und/oder Entladens). Aktuelle Ladezustandsinformation der Batterie kann während diesen Zeitabschnitten unterdrückt werden, um einen fehlerhaften Zustand der Ladungsablesungen zu vermeiden. In diesen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 nur die aktuelle Ladezustandsinformation in Erwiderung auf den gedrückten Druckknopf 160 liefern, wenn der Strom durch die Batterie 50 (beispielsweise der Ladestrom, der Entladestrom, ein parasitärer Strom etc.) sich unterhalb eines vordefinierten Schwellwerts befindet.In some constructions, the microprocessor 140 does not enable the fuel gauge 155 when the push button 160 is pressed during periods of time that the battery is active (e.g., during charging and/or discharging). Current battery state of charge information may be suppressed during these periods to avoid erroneous state of charge readings. In these constructions, the microprocessor 140 may only provide the current state of charge information in response to the pressed button 160 when the current through the battery 50 (e.g., charge current, discharge current, parasitic current, etc.) is below a predefined threshold.

In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 den Vorratsanzeiger 155 frei schalten, ob der Druckknopf 160 gedrückt ist oder ob dies nicht der Fall ist, während der Zeitabschnitte, zu denen die Batterie 50 aktiv ist (das ist während des Ladens und/oder Entladens). In einigen Konstruktionen kann der Vorratsanzeiger 155 beispielsweise während des Ladens arbeiten. In dieser Konstruktion kann der Mikroprozessor 140 den Vorratsanzeiger 155 automatisch frei schalten, um den aktuellen Ladezustand der Batterie 50 kontinuierlich, periodisch (beispielsweise nach gewissen vorbestimmten Zeitintervallen oder während Perioden eines geringen gezogenen oder gelieferten Stroms), in Erwiderung auf gewisse Batterieeigenschaften (beispielsweise wenn der aktuelle Ladezustand gewisse vordefinierte Schwellwerte erreicht, wie beispielsweise bei jeweils einer Zunahme von 5% des Ladezustands) oder in Erwiderung auf gewisse Stufen, Betriebsarten oder Änderungen im Ladezyklus, anzuzeigen. In anderen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 den Vorratsanzeiger 155 in Erwiderung auf das Niederdrücken des Druckknopfes 160 frei schalten, wenn die Batterie 50 aktiv ist.In some constructions, the microprocessor 140 can enable the fuel gauge 155 whether or not the push button 160 is pressed during periods when the battery 50 is active (that is, during charging and/or discharging). For example, in some constructions, the stock indicator 155 may operate during loading. In this construction, the microprocessor 140 can automatically enable the fuel gauge 155 to display the current state of charge of the battery 50 continuously, periodically (e.g., after certain predetermined time intervals or during periods of low current being drawn or supplied), in response to certain battery characteristics (e.g., when the current state of charge reaches certain predefined thresholds, such as every 5% increase in state of charge) or in response to certain levels, modes of operation or changes in charge cycle. In other constructions, the microprocessor 140 can enable the fuel gauge 155 in response to depression of the push button 160 when the battery 50 is active.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann der Vorratsanzeiger 155 über eine Berührungsfläche, einen Schalter oder dergleichen freigeschaltet werden. In anderen Konstruktionen kann die Batterie 50 einen anderen Druckknopfschalter (nicht gezeigt) für das Freigeben und das Sperren einer automatischen Anzeigebetriebsart einschließen. In diesen Konstruktionen kann ein Nutzer auswählen, ob die Schaltung 130 in einer automatischen Anzeigebetriebsart oder in einer manuellen Anzeigebetriebsarbeit betrieben werden soll. Die automatische Anzeigebetriebsart kann den Vorratsanzeiger 155 für das Anzeigen des aktuellen Ladezustands der Batterie 50 ohne eine Aktivierung durch den Nutzer einschließen. Beispielsweise kann in der automatischen Anzeigebetriebsart der Vorratsanzeiger 155 den aktuellen Ladezustand der Batterie 50 periodisch (beispielsweise nach gewissen vorbestimmten Zeitintervallen), in Erwiderung auf gewisse Batterieeigenschaften (beispielsweise wenn der aktuelle Ladezustand gewisse definierte Schwellwerte erreicht, wie bei jeder 5% Zunahme oder Abnahme des Ladezustands) und dergleichen anzeigen. Die manuelle Anzeigebetriebsart kann den Vorratsanzeiger 155 einschließen, der den aktuellen Ladezustand in Erwiderung auf eine Aktivierung durch den Nutzer, wie beispielsweise das Niederdrücken des Druckknopfs 160, anzeigt. In einigen Konstruktionen kann der Druckknopf 160 gesperrt werden, wenn die Schaltung 130 in der automatischen Anzeigebetriebsart arbeitet. In anderen Konstruktionen kann der Druckknopf 160 den Vorratsanzeiger 155 sogar dann noch frei schalten, wenn die Schaltung 130 in der automatischen Anzeigebetriebsart arbeitet. In weiteren Konstruktionen kann die automatische Anzeigebetriebsart über den Druckknopf 160, ein Steuersignal von einem elektrischen Gerät, wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug 55 oder einer Batterieladevorrichtung 60, oder dergleichen freigeschaltet oder gesperrt werden.In some constructions and in some aspects, the inventory indicator 155 can be enabled via a touch pad, switch, or the like. In other constructions, the battery 50 may include another push button switch (not shown) for enabling and disabling an automatic display mode. In these constructions, a user can select whether to operate the circuit 130 in an automatic display mode or in a manual display mode of operation. The automatic display mode may include the fuel gauge 155 for displaying the current state of charge of the battery 50 without user activation. For example, in the automatic display mode, the fuel gauge 155 may display the current state of charge of the battery 50 periodically (e.g., after certain predetermined time intervals) in response to certain battery characteristics (e.g., when the current state of charge reaches certain defined thresholds, such as every 5% increase or decrease in the state of charge ) and the like. The manual display mode may include the fuel gauge 155 that displays the current state of charge in response to user activation, such as depressing the push button 160 . In some constructions, the push button 160 can be disabled when the circuit 130 is operating in the automatic display mode. In other constructions, the push button 160 can still enable the supply indicator 155 even when the circuit 130 is operating in the automatic indicator mode. In other constructions, the automatic display mode can be enabled or disabled via the push button 160, a control signal from an electrical device such as a power tool 55 or a battery charger 60, or the like.

In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130 eine Verstärkungsschaltung 171 einschließen. Die Verstärkungsschaltung 171 kann zusätzliche Leistung für Komponenten, die in der Schaltung 130 enthalten sind, während Zeitabschnitten mit einer niedrigen Batteriespannung liefern, wie das unten diskutiert wird. Beispielsweise kann der Mikroprozessor 140 eine Spannungsquelle von ungefähr 3 Volt oder ungefähr 5 Volt benötigen, um zu arbeiten. Wenn der aktuelle Ladezustand der Batterie 50 unter ungefähr 5 Volt oder ungefähr 3 Volt fällt, so kann der Mikroprozessor 140 nicht genug Leistung empfangen, um zu arbeiten und den Rest der Komponenten, die in der Schaltung 130 eingeschlossen sind, zu steuern. In anderen Konstruktionen kann die Verstärkungsschaltung 171 eine niedrigere Eingangsspannung in eine höhere Ausgangsspannung „verstärken“, wie das unten diskutiert wird.In some constructions, the circuit 130 can include an amplification circuit 171 . Boost circuit 171 may provide additional power to components included in circuit 130 during periods of low battery voltage, as discussed below. For example, the microprocessor 140 may require a power source of about 3 volts or about 5 volts to operate. If the current state of charge of battery 50 falls below about 5 volts or about 3 volts, microprocessor 140 may not receive enough power to operate and control the rest of the components included in circuit 130. In other constructions, boost circuit 171 may "boost" a lower input voltage into a higher output voltage, as discussed below.

Verschiedene Konstruktionen der Verstärkungsschaltung 171 sind in den 11A-F gezeigt. In einer Konstruktion, wie beispielsweise der Konstruktion, die in 11A gezeigt ist, kann die Verstärkungsschaltung 171 eine Leistungsquelle oder eine Leistungskomponente, wie beispielsweise eine andere Batteriezelle 172, umfassen. In einigen Konstruktionen kann sich die Batteriezelle 172 im chemischen Aufbau, der Nennspannung und dergleichen von den Batteriezellen 80, die in Serie verbunden sind, unterscheiden. Beispielsweise kann die Batteriezelle 172 eine 1,2 Volt Zelle aus Li-Ionen sein.Various constructions of the amplifying circuit 171 are shown in FIGS 11A-F shown. In a construction such as the construction shown in 11A As shown, boost circuit 171 may include a power source or power component, such as another battery cell 172 . In some constructions, the battery cell 172 may differ in chemistry, voltage rating, and the like from the battery cells 80 connected in series. For example, the battery cell 172 may be a 1.2 volt Li-ion cell.

In einigen Konstruktionen kann die Verstärkungsschaltung 171 nur Leistung an den Rest der Schaltung 130 (wie zum Beispiel den Mikroprozessor 140) liefern, wenn der kombinierte aktuelle Ladezustand der Batteriezellen 80 unter einen Schwellwert fällt. In einigen Konstruktionen kann die Verstärkungsschaltung 171a nur Leistung an den Rest der Schaltung 130 liefern, wenn die Temperatur der Batteriezellen 80 unter einen unteren Temperaturschwellwert fällt, und wenn der kombinierte aktuelle Ladezustand der Batteriezellen 80 unter einen unteren Spannungsschwellwert fällt. In anderen Konstruktionen kann die Verstärkungsschaltung 171a nur Leistung an den Rest der Schaltung 130 liefern während Zeitabschnitten des Betriebs bei niedrigen Temperaturen (beispielsweise wenn sich die Temperatur des Satzes unter einem unteren Temperaturschwellwert befindet, oder wenn sich die Umgebungstemperatur unter einem niedrigen Temperaturschwellwert befindet). In diesen Konstruktionen kann es sein, dass die Verstärkungsschaltung 171a nur Leistung liefert, um zu verhindern, dass die Schaltung 130 (beispielsweise der Mikroprozessor 140) einen „angebrannten (brown-out)“ Zustand (beispielsweise eine ungenügend Lieferung von Spannung während eines Zeitabschnitts) erfährt. Ein angebrannter Zustand kann durch Batteriespannungsfluktuationen verursacht werden, die während niedrigen Betriebstemperaturen (beispielsweise entweder der Temperatur des Satzes oder der Umgebungstemperatur) evidenter oder deutlicher sein können.In some constructions, the boost circuit 171 may only provide power to the rest of the circuit 130 (such as the microprocessor 140) when the combined current state of charge of the battery cells 80 falls below a threshold. In some constructions, the boost circuit 171a may only provide power to the rest of the circuit 130 when the temperature of the battery cells 80 falls below a lower temperature threshold and when the combined current state of charge of the battery cells 80 falls below a lower voltage threshold. In other constructions, boost circuit 171a may only provide power to the rest of circuit 130 during periods of low temperature operation (e.g., when the pack temperature is below a low temperature threshold, or when the ambient temperature is below a low temperature threshold). In these constructions, boost circuit 171a may provide power only to prevent circuit 130 (e.g., microprocessor 140) from experiencing a "brown-out" condition (e.g., an insufficient supply of voltage for a period of time). learns. A burned condition may be caused by battery voltage fluctuations, which may be more evident or pronounced during low operating temperatures (e.g., either pack temperature or ambient temperature).

In anderen Konstruktionen, wie beispielsweise der Konstruktion, die in 11B dargestellt ist, kann die Verstärkungsschaltung 171b einen Verstärkungsmechanismus 173, wie beispielsweise einen induktiven Wandler des „Rücklauftyps“, einen geschalteten Kondensatorwandler und dergleichen umfassen. Ähnlich wie die Verstärkungsschaltung 171a kann die Verstärkungsschaltung 171b in Erwiderung auf verschiedene Batteriezustände Leistung an den Rest der Schaltung 130 liefern.In other constructions, such as the construction shown in 11B As shown, the boost circuit 171b may include a boost mechanism 173, such as a "flyback" type inductive converter, a switched capacitor converter, and the like. Similar to boost circuit 171a, boost circuit 171b may provide power to the rest of circuit 130 in response to various battery conditions.

In einer nochmals andere Konstruktion, wie beispielsweise der Konstruktion, die in 11C dargestellt ist, kann die Verstärkungsschaltung 171 eine kapazitive Verstärkungsschaltung 171c sein. Wie gezeigt ist, so kann die kapazitive Verstärkungsschaltung 171 einen Kondensator 174 einschließen. Während des Betriebs kann der Kondensator 174 entweder durch die Entladeschaltung von den Batteriezellen 80 oder durch ein Signal vom Mikroprozessor 140 oder einer zusätzlichen Schaltung geladen werden. Ähnlich wie bei der Verstärkungsschaltung 171a kann die Verstärkungsschaltung 171c in Erwiderung auf verschiedene Batteriezustände Leistung an den Rest der Schaltung 130 liefern.In yet another construction, such as the construction shown in 11C As shown, the gain circuit 171 may be a capacitive gain circuit 171c. As shown, the capacitive gain circuit 171 may include a capacitor 174 . During operation, the capacitor 174 can be charged either by the discharge circuitry from the battery cells 80 or by a signal from the microprocessor 140 or additional circuitry. Similar to boost circuit 171a, boost circuit 171c may provide power to the rest of circuit 130 in response to various battery conditions.

In einer weiteren Konstruktion, wie beispielsweise der Konstruktion, die in 11D gezeigt ist, kann die Verstärkungsschaltung 171d einen Transistor oder Schalter 175 einschließen. In einigen Konstruktionen kann der Schalter 175 ein Leistungsfeldeffekttransistor („FET“) 180 sein, wie das unten diskutiert wird. In einer beispielhaften Implementierung ist der Schalter 175 ein FET. In einigen Konstruktionen kann die Verstärkung 171d durch das Unterbrechen des Entladestroms während einer gewissen Zeitdauer arbeiten, um zu ermöglichen, dass der aktuelle Ladezustand der Batterie 50 wieder gewonnen wird. Beispielsweise können die Batteriezellen 80 große Spannungsfluktuationen durch eine niedrige Zelltemperatur, eine niedrige Umgebungstemperatur, einen hohen Entladestrom (beispielsweise eine große Last) und dergleichen erfahren. Durch das Unterbrechen des Entladestroms für eine Zeitdauer können sich die große Fluktuationen im Ladezustand reduzieren, und die Spannung der Batteriezellen 80 kann ansteigen. Das Aktivieren und das Deaktivieren des Schalters 175 kann verhindern, dass die großen Fluktuationen einen angebrannten Zustand für die Schaltung 130 schaffen. Ähnlich der Verstärkungsschaltung 171a kann die Verstärkungsschaltung 171d in Erwiderung auf gewisse Batteriezustände, wie beispielsweise eine niedrige Temperatur, einen niedrigen Ladezustand der Batterie und dergleichen, aktiviert werden. In einigen Konstruktionen kann der Schalter 175 in Kombination mit dem Kondensator 174 der Schaltung 171 verwendet werden, um den Kondensator 174 wieder aufzuladen.In another construction, such as the construction shown in 11D As shown, the gain circuit 171d may include a transistor or switch 175 . In some constructions, the switch 175 can be a power field effect transistor ("FET") 180, as discussed below. In an example implementation, switch 175 is an FET. In some constructions, the booster 171d may operate by interrupting the discharge current for a period of time to allow the current state of charge of the battery 50 to be recovered. For example, the battery cells 80 may experience large voltage fluctuations from low cell temperature, low ambient temperature, high discharge current (e.g., large load), and the like. By interrupting the discharge current for a period of time, large fluctuations in the state of charge can reduce and the voltage of the battery cells 80 can increase. Enabling and disabling switch 175 can prevent the large fluctuations from creating a burned-out condition for circuit 130 . Similar to boost circuit 171a, boost circuit 171d may be activated in response to certain battery conditions, such as low temperature, low battery state of charge, and the like. In some constructions, switch 175 can be used in combination with capacitor 174 of circuit 171 to recharge capacitor 174.

In einigen Konstruktionen kann der Schalter 175 mit einer festgelegen Frequenz oder einem Taktverhältnis aktiviert werden (beispielsweise wiederholt geschaltet). In anderen Konstruktionen kann der Schalter 175 in Form einer Hysterese aktiviert werden. Beispielsweise kann der Schalter 175 nur aktiviert werden, wenn die Spannung der Batterie 50 einen ersten Schwellwert erreicht oder unter diesen Schwellwert fällt. Der Schalter 175 kann offen bleiben (beispielsweise den Stromfluss unterbrechen), bis der aktuelle Ladezustand der Batterie 50 sich wieder erholt oder einen zweiten Schwellwert, typischerweise größer als der erste Schwellwert, überschreitet. In einigen Konstruktionen kann der zweite Schwellwert gleich dem ersten Schwellwert sein. In einigen Konstruktionen kann, je mehr die Batterie entladen ist, die Zeitdauer, die es braucht, bis sich die Ladung erholt oder den zweiten Schwellwert erreicht, länger sein. In diesen Fällen kann die Schaltung 130 auch einen (nicht gezeigten) Zeitmesser einschließen. Wenn eine erste Zeit, die durch den Zeitmesser gehalten wird, abläuft, und der Ladezustand sich nicht auf den zweiten Schwellwert erholt hat, dann kann die Schaltung 130 folgern, dass die Batterie 50 vollständig entladen ist, und sie kann den Schalter 175 weiter offen halten, um zu verhindern, dass die Batterie 50 in einen übermäßig entladenen Zustand eintritt.In some constructions, switch 175 may be activated (e.g., switched repeatedly) at a fixed frequency or duty cycle. In other constructions, the switch 175 can be activated in the form of hysteresis. For example, switch 175 may be activated only when the voltage of battery 50 meets or falls below a first threshold. Switch 175 may remain open (eg, interrupting current flow) until the current state of charge of battery 50 recovers or exceeds a second threshold, typically greater than the first threshold. In some constructions, the second threshold may be equal to the first threshold. In some constructions, the more discharged the battery, the longer the time it takes for the charge to recover or reach the second threshold. In these cases, circuit 130 may also include a timer (not shown). If a first time kept by the timer expires and the state of charge has not recovered to the second threshold, then the circuit 130 may conclude that the battery 50 is fully discharged and may keep the switch 175 open , to prevent, that the battery 50 enters an over-discharged state.

In einer weiteren Konstruktion, wie beispielsweise der Konstruktion, die in den 11E und 11F gezeigt ist, kann die Verstärkungsschaltung 171 eine kapazitive Ladungspumpverstärkungsschaltung, wie die Verstärkungsschaltungen 171e und 171f, darstellen. In diesen Konstruktionen können die Verstärkungsschaltungen 171e und 171f ein oder mehrere Signale mit niedriger Spannung in ein Signal mit einer höheren Ausgangsspannung „verstärken“. Wie in 11e gezeigt ist, kann die Verstärkungsschaltung 171e einen oder mehrere Eingänge 176a-f für das Empfangen von Wechselstromsignalen, Steuersignalen und dergleichen und ein oder mehrere Niederspannungseingänge 179 für das Empfangen von einem oder mehreren Niederspannungssignalen einschließen. Die Signale (beispielsweise die Wechselstromsignale und/oder die Steuersignale) können verwendet werden, um die Niederspannungssignale und die Ladung, die auf einem Kondensator 178 gespeichert ist (oder die Spannung über diesem Kondensator) zu erhöhen und eine Ausgangssignal mit höherer Spannung am Ausgang 177 zu erzeugen. Ähnlich wie die Verstärkungsschaltung 171e kann auch die Verstärkungsschaltung 171f ein oder mehrere Eingänge 176a-d für das Empfangen von Wechselstromleistungssignalen mit niedriger Spannung, Steuersignalen und dergleichen und einen oder mehrere Niederspannungseingänge 179 für das Empfangen von einem oder mehreren Niederspannungssignalen aufweisen. In einer beispielhaften Implementierung kann die Verstärkungsschaltung 171e ein Eingangssignal von ungefähr 3 Volt auf ein Ausgangssignal von ungefähr 10 Volt verstärken, und die Verstärkungsschaltung 171f kann ein Eingangssignal von ungefähr 3 Volt auf ein Ausgangssignal von ungefähr 5 Volt verstärken.In another construction, such as the construction disclosed in US Pat 11E and 11F As shown, gain circuit 171 may represent a capacitive charge pump gain circuit, such as gain circuits 171e and 171f. In these constructions, boost circuits 171e and 171f can "boost" one or more lower voltage signals into a signal with a higher output voltage. As in 11e As shown, boost circuit 171e may include one or more inputs 176a-f for receiving AC power signals, control signals, and the like, and one or more low voltage inputs 179 for receiving one or more low voltage signals. The signals (e.g. the AC signals and/or the control signals) can be used to increase the low voltage signals and the charge stored on a capacitor 178 (or the voltage across this capacitor) and a higher voltage output signal at the output 177 generate. Similar to boost circuit 171e, boost circuit 171f may have one or more inputs 176a-d for receiving low voltage AC power signals, control signals, and the like, and one or more low voltage inputs 179 for receiving one or more low voltage signals. In an example implementation, boost circuit 171e may boost an input signal of approximately 3 volts to an output signal of approximately 10 volts, and boost circuit 171f may boost an input signal of approximately 3 volts to an output signal of approximately 5 volts.

In einigen Konstruktionen können die Verstärkungsschaltungen 171e und 171f Signale mit höherer Spannung an Komponenten innerhalb der Schaltung 130 zu jeder Zeit und während jedes Batteriezustands liefern. Beispielsweise kann die Verstärkungsschaltung 171e ein Ausgangssignal liefern, um einen Leistungs-FET oder einen Schalter mit Leistung zu versorgen, wie das unten diskutiert wird, und die Verstärkungsschaltung 171f kann ein Ausgangssignal liefern, um einen oder mehrere Transistoren mit Leistung zu versorgen, wie das unten diskutiert wird.In some constructions, boost circuits 171e and 171f can provide higher voltage signals to components within circuit 130 at all times and during any battery condition. For example, gain circuit 171e may provide an output signal to power a power FET or switch, as discussed below, and gain circuit 171f may provide an output signal to power one or more transistors, as discussed below is discussed.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Schaltung 130 einen Halbleiterschalter 180, der den Entladestrom unterbricht, wenn die Schaltung 130 (beispielsweise der Mikroprozessor 140) einen Zustand über oder unter einem vorbestimmten Schwellwert (das heißt einen „abnormalen Batteriezustand“) bestimmt oder misst, einschließen. In einigen Konstruktionen kann ein abnormaler Batteriezustand beispielsweise eine hohe oder niedrige Batteriezellentemperatur, einen hohen oder niedrigen Ladezustand der Batterie, einen hohen oder niedrigen Ladezustand der Batteriezelle, einen hohen oder niedrigen Entladestrom, einen hohen oder niedrigen Ladestrom und dergleichen einschließen. In den dargestellten Konstruktionen schließt der Schalter 180 einen Leistungs-FET oder einen Metalloxid-Halbleiter-FET („MOSFET“) ein. In anderen Konstruktionen kann die Schaltung 130 zwei Schalter 180 einschließen. In diesen Konstruktionen können die Schalter 180 parallel angeordnet sein. Parallele Schalter 180 können in Batteriesätzen enthalten sein, die einen hohen mittleren Entladestrom liefern (wie beispielsweise die Batterie 50, die Leistung an eine Kreissäge 56, eine Bohrmaschine 58 und dergleichen liefert).In some constructions and in some aspects, circuitry 130 may include a solid state switch 180 that interrupts the discharge current when circuitry 130 (e.g., microprocessor 140) determines or measures a condition above or below a predetermined threshold (i.e., an "abnormal battery condition") , lock in. In some constructions, an abnormal battery condition may include, for example, high or low battery cell temperature, high or low battery state of charge, high or low battery cell state of charge, high or low discharge current, high or low charge current, and the like. In the illustrated constructions, the switch 180 includes a power FET or a metal oxide semiconductor FET ("MOSFET"). In other constructions, the circuit 130 can include two switches 180 . In these constructions, the switches 180 can be arranged in parallel. Parallel switches 180 may be included in battery packs that provide a high average discharge current (such as the battery 50 that provides power to a circular saw 56, a drill 58, and the like).

In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130 weiter eine Schaltersteuerschaltung 182 einschließen, um den Zustand des Schalters 180 (oder der Schalter 180, wenn anwendbar) zu steuern. In einigen Konstruktionen kann die Schaltersteuerschaltung 182 einen Transistor 185, wie beispielsweise einen bipolaren npn-Flächentransistor oder einen Feldeffekttransistor („FET“), einschließen. In diesen Konstruktionen kann die Schaltung 130 (beispielsweise der Mikroprozessor 140) den Schalter 180 durch das Ändern des Zustands des Transistors 185 steuern. Wie in den 7 bis 9 gezeigt ist, kann der Source-Anschluss 190 des FET 180 elektrisch mit dem negativen Ende 95 der Batteriezelle 80a-e verbunden sein, und der Drain-Anschluss 195 des FET 180 kann elektrisch mit dem negativen Anschluss 115 verbunden sein. Der Schalter 180 kann auf einer zweiten PCB 200 (die in 7 gezeigt ist) montiert sein. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten, wie beispielsweise den Konstruktionen, die in den 14A-E dargestellt sind, kann der Schalter 180 auf der PCB 145 montiert sein. In anderen Konstruktionen kann der Schalter 180 in einer anderen geeigneten Position oder an einem anderen geeigneten Ort montiert sein.In some constructions, circuit 130 may further include a switch control circuit 182 to control the state of switch 180 (or switches 180, as applicable). In some constructions, the switch control circuit 182 may include a transistor 185, such as an npn bipolar junction transistor or a field effect transistor ("FET"). In these constructions, circuitry 130 (e.g., microprocessor 140) can control switch 180 by changing the state of transistor 185. As in the 7 until 9 As shown, the source 190 of the FET 180 may be electrically connected to the negative terminal 95 of the battery cell 80a-e and the drain 195 of the FET 180 may be electrically connected to the negative terminal 115 . The switch 180 can be mounted on a second PCB 200 (the in 7 shown) mounted. In some constructions and in some aspects, such as the constructions set forth in the 14A-E 1, switch 180 may be mounted on PCB 145. In other constructions, the switch 180 may be mounted in another suitable position or location.

In einer beispielhaften Implementierung wird während des Entladens Strom durch den Schalter 180 vom Drain-Anschluss 195 bis zum Source-Anschluss 190 fließen, und es wird während des Ladens Strom durch den Schalter 180 vom Source-Anschluss 190 zum Drain-Anschluss 195 fließen. Wenn ein abnormaler Batteriezustand durch die Schaltung 130 (beispielsweise den Mikroprozessor 140) detektiert wird, kann der Mikroprozessor 140 beispielsweise den Transistor 185 anschalten, das heißt den Transistor 185 in einen leitenden Zustand vorspannen. Wenn sich der Transistor 185 in einem leitenden Zustand befindet, so befindet sich nicht genug Spannung über dem Gate-Anschluss 205 und dem Source-Anschluss 190 des FET 180, damit der Schalter 180 sich in einem leitenden Zustand befinden kann. Somit wird der FET 180 nicht leitend, und der Stromfluss wird unterbrochen.In an example implementation, current will flow through switch 180 from drain 195 to source 190 during discharging, and current will flow through switch 180 from source 190 to drain 195 during charging. For example, when an abnormal battery condition is detected by circuitry 130 (e.g., microprocessor 140), microprocessor 140 may turn on transistor 185, ie, bias transistor 185 into a conductive state. When transistor 185 is in a conducting state, there is not enough voltage across gate terminal 205 and the source 190 of FET 180 to allow switch 180 to be in a conducting state. Thus, the FET 180 becomes non-conductive and the flow of current is stopped.

In einigen Konstruktionen kann es sein, dass, wenn der Schalter 180 nicht leitend wird, sich der Schalter 180 nicht rücksetzt, obwohl der abnormale Zustand nicht länger detektiert wird. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130 (beispielsweise der Mikroprozessor 140) den Schalter 180 nur dann zurücksetzen, wenn ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise eine Batterieladevorrichtung 60, den Mikroprozessor 140 zu dieser Tätigkeit anleitet. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 den Schalter 180 nach einer vorbestimmten Zeitdauer zurücksetzen. In einigen Konstruktionen kann, wenn der Mikroprozessor 140 einen abnormalen Batteriezustand während des Entladens detektiert, der Mikroprozessor 140 den Zustand des Schalters 180 in einen nicht leitenden Zustand so lange nicht ändern, bis der Mikroprozessor 140 auch einen Entladestrom unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts detektiert (das ist ein niedriger Entladestrom).In some constructions, if switch 180 becomes non-conductive, switch 180 may not reset even though the abnormal condition is no longer detected. In some constructions, the circuit 130 (e.g., the microprocessor 140) may reset the switch 180 only when an electrical device, such as a battery charger 60, directs the microprocessor 140 to do so. In some constructions, microprocessor 140 can reset switch 180 after a predetermined period of time. In some constructions, if the microprocessor 140 detects an abnormal battery condition during discharge, the microprocessor 140 may not change the state of the switch 180 to a non-conductive state until the microprocessor 140 also detects a discharge current below a predetermined threshold (that is a low discharge current).

In einigen Konstruktionen kann der Schalter 180 konfiguriert werden, den Stromfluss nur dann zu unterbrechen, wenn sich die Batterie 50 entlädt. Das heißt, die Batterie 50 kann geladen werden, sogar dann, wenn sich der Schalter 180 im nicht leitenden Zustand befindet. Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, kann der Schalter 180 eine Körperdiode 210 einschließen, die in einigen Konstruktionen integral mit einem MOSFET und anderen Transistoren ausgebildet ist. In anderen Konstruktionen kann die Diode 210 elektrisch parallel zum Schalter 180 verbunden werden.In some constructions, the switch 180 can be configured to interrupt the flow of current only when the battery 50 is discharging. That is, the battery 50 can be charged even when the switch 180 is in the non-conductive state. As in the 4 and 5 As shown, switch 180 may include a body diode 210, which in some constructions is integral with a MOSFET and other transistors. In other constructions, diode 210 can be electrically connected in parallel with switch 180 .

In einer anderen beispielhaften Implementierung fließt, wenn die Batterie 50 entladen wird (das ist in 5 dargestellt, wo sich der Schalter 215 in einer ersten Position 220 befindet, um es dem Strom zu ermöglichen, durch eine Last 225, wie beispielsweise ein Elektrowerkzeug 55, zu fließen), Strom durch die Batterie 50 in der Richtung 230, das ist durch den Drain-Anschluss 190 des FET 180 zum Source-Anschluss 190 des FET 180. Wenn die Batterie 50 geladen wird (das ist in 5 dargestellt, da der Schalter 215 in einer zweiten Position 235 angeordnet ist, um es dem Strom zu ermöglichen, von einem elektrischen Gerät, wie beispielsweise einer Batterieladevorrichtung 60, zu fließen), fließt Strom durch die Batterie 50 in der Richtung 240, das heißt durch den Source-Anschluss 190 des FET 180 zum Drain-Anschluss 195 des FET 180.In another example implementation, when the battery 50 is being discharged (this is in 5 shown where the switch 215 is in a first position 220 to allow current to flow through a load 225, such as a power tool 55), current through the battery 50 in the direction 230, that is through the Drain 190 of FET 180 to source 190 of FET 180. When the battery 50 is charged (that is in 5 (shown since switch 215 is placed in a second position 235 to allow current to flow from an electrical device such as a battery charger 60), current flows through battery 50 in direction 240, i.e., through the source 190 of FET 180 to the drain 195 of FET 180.

In dieser Implementierung kann der Stromfluss in der Richtung 230 unterbrochen werden, wenn sich der Schalter 180 im nicht leitenden Zustand befindet. Somit liefert die Batterie 50 nicht länger einen Entladestrom an die Last 225. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130, die beispielsweise den Mikroprozessor 140 oder eine zusätzliche Schaltung 250 (die den Mikroprozessor 140 enthalten oder nicht enthalten kann) umfasst, den Zustand des Schalters 180 von nicht leitend zu leitend ändern, wenn der Mikroprozessor 140 eine Instruktion oder einen Befehl erhält, dies zu tun. In einigen Konstruktionen kann es sein, dass der Mikroprozessor 140 und/oder eine zusätzliche Schaltung 250 keinen Befehl oder keine Instruktion empfängt, und somit den Zustand des Schalters 180 nicht von nicht leitend nach leitend ändert. Beispielsweise kann die Batterie 50 so tief entladen werden, dass die Batterie 50 nicht genug Leistung hat, die Schaltung 130 mit Leistung zu versorgen, so dass es sein kann, dass eine Kommunikation (wie sie von der Schaltung 130 durchgeführt wird) zwischen der Batterie 50 und einem elektrischen Gerät (beispielsweise einer Batterieladevorrichtung 60) nicht stattfinden kann, und dann das elektrische Gerät nicht fähig sein kann, ein Steuersignal an die Batterie 50 zu senden, um den Schalter 180 wieder einzustellen. In diesen Fällen kann die Körperdiode 210, die im Schalter 180 eingeschlossen ist, Strom, der von einem elektrischen Gerät, wie beispielsweise der Batterieladevorrichtung 60 geliefert wird, in der Richtung 240 leiten (das ist ein Ladestrom). Dies kann es der Batterie 50 ermöglichen, sogar dann geladen zu werden, wenn der Schalter 180 nicht leitet, oder zumindest genug Ladung zu empfangen, um die Schaltung 130 mit Leistung zu versorgen, den Schalter 180 wieder zurück zu setzen und die Kommunikation oder das Laden zu beginnen.In this implementation, current flow in direction 230 can be interrupted when switch 180 is in the non-conducting state. Thus, the battery 50 no longer supplies a discharge current to the load 225. In some constructions, the circuit 130, which may include, for example, the microprocessor 140 or an additional circuit 250 (which may or may not include the microprocessor 140), the state of the switch 180 change from non-conducting to conducting when microprocessor 140 receives an instruction or command to do so. In some constructions, microprocessor 140 and/or additional circuitry 250 may not receive a command or instruction, and thus may not change the state of switch 180 from non-conducting to conducting. For example, battery 50 may become so deeply discharged that battery 50 does not have enough power to power circuit 130, such that communication (as performed by circuit 130) may be lost between battery 50 and an electrical device (such as a battery charger 60), and then the electrical device may not be able to send a control signal to the battery 50 to reset the switch 180. In these cases, the body diode 210 included in the switch 180 can conduct current provided by an electrical device, such as the battery charger 60, in the direction 240 (that is, charging current). This may allow battery 50 to be charged even when switch 180 is not conducting, or at least receive enough charge to power circuit 130, reset switch 180, and communicate or charge to start.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Schaltung 130 (beispielsweise der Mikroprozessor 140) die Batteriezellenspannung auf einen abnormalen Zustand (beispielsweise eine niedrige Batteriezellenspannung) überwachen und den Schalter 180 aktivieren, um den Entladestrom zu unterbrechen, wenn ein abnormaler Zustand detektiert wird. In einigen Konstruktionen kann eine Beschädigung der Batteriezelle auftreten, wenn die Zellenspannung auf oder unter eine gewisse Spannung, wie beispielsweise eine Zellen „umkehr" spannung, fällt. In einigen Konstruktionen tritt die Zellenumkehr bei ungefähr 0 Volt auf. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 oder die Schaltung 130 einen Zellenumkehrschwellwert als präventive Vorsichtsmaßnahme errichten. In einigen Konstruktionen kann der Zellenumkehrschwellwert auf die Zellenumkehrspannung eingestellt werden. In anderen Konstruktionen kann der Zellenumkehrschwellwert höher als die Zellenumkehrspannung gesetzt werden. Beispielsweise kann der Zellenumkehrschwellwert auf ungefähr 1 Volt eingestellt werden.In some constructions and in some aspects, circuitry 130 (e.g., microprocessor 140) can monitor the battery cell voltage for an abnormal condition (e.g., low battery cell voltage) and activate switch 180 to interrupt the discharge current when an abnormal condition is detected. In some constructions, battery cell damage can occur when the cell voltage falls to or below a certain voltage, such as a cell "reversal" voltage. In some constructions, cell reversal occurs at approximately 0 volts. In some constructions, the microprocessor 140 or circuit 130 establish a cell reversal threshold as a preventive precaution. In some designs, the cell reversal threshold can be set to the cell reversal voltage. In other designs, the cell reversal threshold can be set higher than the cell reversal voltage. For example, the cell reversal threshold can be set to about 1 volt.

In einigen Fällen kann die Batterie 20 eine Spannungsverminderung (beispielsweise einen großen temporären Abfall der Spannung) während dem Beginn des Entladens erfahren. Der Spannungsabfall kann typischerweise temporär sein und zeigt sich am stärksten bei niedrigen Batterietemperaturen. In einigen Konstruktionen kann der Spannungsabfall auf oder unter den Zellenumkehrschwellwert auftreten.In some cases, the battery 20 may experience a voltage reduction (e.g., a large temporary drop in voltage) during the beginning of discharging. The voltage drop can typically be temporary and is most evident at low battery temperatures. In some constructions, the voltage drop can occur at or below the cell reversal threshold.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Schaltung 130, wie der Mikroprozessor 140, variable Antwortzeiten für das Antworten oder die Reaktion auf überwachte Batterieeigenschaften aufweisen. In einigen Konstruktionen kann die variable Antwortzeit mehrere Überwachungsbetriebsarten für die Schaltung 130 einschließen. Das heißt, die Schaltung 130 (beispielsweise der Mikroprozessor 140) kann in mehreren Betriebsarten arbeiten, wenn Batterieeigenschaften, wie beispielsweise der Ladezustand der Zelle der Ladezustand der Batterie und andere ähnliche Batterieeigenschaften detektiert und/oder überwacht werden. Beispielsweise kann der Mikroprozessor 140 eine erste Betriebsart mit einer ersten Abtastrate und eine zweite Betriebsart mit einer zweiten Abtastrate einschließen. In einigen Konstruktionen kann die erste Abtastrate eingestellt werden und sich von der zweiten Abtastrate, die ebenfalls eingestellt werden kann, unterscheiden. In anderen Konstruktionen kann die erste Abtastrate von einem ersten Parameter abhängen, der beispielsweise ein oder mehrere Batterieeigenschaften, ein oder mehrere Steuersignale von einem elektrischen Gerät (beispielsweise dem Elektrowerkzeug 55 oder der Batterieladevorrichtung 60) oder dergleichen einschließen kann, und sie kann gemäß diesem ersten Parameter variieren. In ähnlicher Weise kann die zweite Abtastrate auch vom ersten Parameter abhängen oder sie kann von einem zweiten Parameter abhängen (der beispielsweise ähnlich wie der erste Parameter ist) und sie kann gemäß dem zweiten Parameter variieren. In anderen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 zusätzliche Abtastraten und zusätzliche Betriebsarten einschließen, wie das unten diskutiert wird.In some constructions and in some aspects, circuit 130, like microprocessor 140, may have variable response times for responding or responding to monitored battery characteristics. In some constructions, variable response time may include multiple monitoring modes for circuit 130 . That is, circuitry 130 (e.g., microprocessor 140) may operate in multiple modes when detecting and/or monitoring battery characteristics such as cell state of charge, battery state of charge and other similar battery characteristics. For example, microprocessor 140 may include a first mode of operation at a first sample rate and a second mode of operation at a second sample rate. In some constructions, the first sample rate can be adjusted and can be different than the second sample rate, which can also be adjusted. In other constructions, the first sample rate may depend on a first parameter, which may include, for example, one or more battery characteristics, one or more control signals from an electrical device (e.g., power tool 55 or battery charger 60), or the like, and may be according to that first parameter vary. Similarly, the second sampling rate may also depend on the first parameter, or it may depend on a second parameter (eg, similar to the first parameter) and may vary according to the second parameter. In other constructions, microprocessor 140 may include additional sample rates and additional modes of operation, as discussed below.

In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 beispielsweise in einer ersten Betriebsart oder einer „langsamen“ Betriebsart arbeiten. In diesen Konstruktionen kann der Betrieb in der langsamen Betriebsart die Aktivierung des Schalters 180 durch die Spannungsabfälle durch das Verlangsamen der Antwortzeit reduzieren. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 in der langsamen Betriebsart arbeiten, wenn die Last auf die Batterie 20 nicht hoch genug ist, um eine schnelle Antwortzeit zu erfordern (beispielsweise ist der gezogene Strom relativ niedrig). In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 in der langsamen Betriebsart arbeiten, bis der aktuelle Ladezustand der Batterie unter einen vorbestimmten Schwellwert, wie beispielsweise einen Zustand mit ungefähr 10% Restladung fällt.For example, in some constructions, the microprocessor 140 may operate in a first mode or a "slow" mode. In these designs, operation in the slow mode can reduce the activation of the switch 180 by the voltage drops by slowing down the response time. In some constructions, the microprocessor 140 can operate in the slow mode when the load on the battery 20 is not high enough to require a fast response time (e.g., the current drawn is relatively low). In some constructions, the microprocessor 140 may operate in the slow mode until the current state of charge of the battery falls below a predetermined threshold, such as an approximately 10% remaining state of charge.

In einer beispielhaften Implementierung kann der Mikroprozessor 140 die Zellenspannungen mit einer niedrigen Rate, wie beispielsweise einmal pro Sekunde, abtasten, wenn er in einer langsamen Betriebsart arbeitet. Da der Mikroprozessor 140 eine Abtastung mit einer langsamen Rate vornimmt, erfährt der Mikroprozessor 140 eine langsamere Antwortzeit. In einigen Konstruktionen kann die langsamere Betriebsart für die meisten Überwachungszustände passend sein, und sie kann den Ruhestrom, der durch die Schaltung 130 (beispielsweise den Mikroprozessor 140 und eine zusätzliche Schaltung) gezogen wird, reduzieren. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor in der langsamen Betriebsart arbeiten, so lange die Zellspannungen über einem vordefinierten Schwellwert oder einem „Betriebsartschaltschwellwert“, wie beispielsweise 3,73 Volt, liegen.In an example implementation, microprocessor 140 may sample cell voltages at a low rate, such as once per second, when operating in a slow mode. Because microprocessor 140 is sampling at a slow rate, microprocessor 140 experiences a slower response time. In some constructions, the slower mode may be appropriate for most monitoring conditions, and may reduce the quiescent current drawn by circuitry 130 (e.g., microprocessor 140 and additional circuitry). In some constructions, the microprocessor can operate in the slow mode as long as the cell voltages are above a predefined threshold or "mode switching" threshold, such as 3.73 volts.

In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 in einer zweiten Betriebsart oder einer „schnellen“ Betriebsart arbeiten. In diesen Konstruktionen kann der Betrieb in einer schnellen Betriebsart die Antwortzeit für das Detektieren eines abnormalen Zustands beschleunigen. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 in der schnellen Betriebsart arbeiten, wenn eine oder mehrere Zellspannungen auf den vordefinierten Schwellwert oder „Betriebsartschaltschwellwert“, wie beispielsweise 3,73 Volt, fallen. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 in der schnellen Betriebsart arbeiten, wenn der aktuell verbleibende Ladezustand der Batterie auf eine vordefinierten Schwellwert, wie beispielsweise einen Zustand von ungefähr 10% verbleibender Ladung, fällt. In some constructions, the microprocessor 140 can operate in a second mode or a "fast" mode. In these constructions, operating in a fast mode can speed up the response time for detecting an abnormal condition. In some constructions, the microprocessor 140 may operate in the fast mode when one or more cell voltages fall to the predefined threshold or "mode switching" threshold, such as 3.73 volts. In some constructions, the microprocessor 140 may operate in the fast mode when the current remaining charge level of the battery falls to a predefined threshold, such as a condition of approximately 10% charge remaining.

In einer anderen beispielhaften Implementierung tastet der Mikroprozessor 140 die Zellspannungen in einer schnellen Rate ab, wie beispielsweise mit 100 Abtastungen pro Sekunde, wenn er in der schnellen Betriebsart arbeitet. In einigen Konstruktionen können die Zellspannungen, die vom Mikroprozessor 140 abgetastet werden, über eine gewisse Anzahl von Abtastungen gemittelt werden, bevor eine Aktivierung des Schalters 180 auftritt. In einigen Konstruktionen kann der Schalter 180 beispielsweise durch den Mikroprozessor 140 nicht aktiviert werden, es sei denn dass der Mittelwert von dreißig Abtastungen gleich oder kleiner als der Zellumkehrschwellwert ist. Das Mitteln der Proben kann eine Wirkung der digitalen „Filterung“ der Spannungsinformation, die vom Mikroprozessor 140 gemessen wird, haben, und es kann eine Verzögerung für den Mikroprozessor 140 liefern, um die Anlaufstrom- und/oder Spannungserniedrigungen zu ignorieren. Das Mitteln der Abtastungen kann auch eine Wirkung der Filterung der Spannungsinformation gegenüber elektrischen Störungen durch externe Geschwindigkeitssteuerschaltungen haben. In einigen Konstruktionen kann die Anzahl der Abtastungen für das Mitteln in Abhängigkeit von der Betriebsart des Mikroprozessors 140, dem Typ der Batterieeigenschaft, die überwacht wird, und dergleichen, variieren.In another example implementation, the microprocessor 140 samples the cell voltages at a fast rate, such as 100 samples per second when operating in the fast mode. In some constructions, the cell voltages sampled by microprocessor 140 may be averaged over a certain number of samples before activation of switch 180 occurs. For example, in some constructions, the switch 180 may not be activated by the microprocessor 140 unless the average of thirty samples is equal to or less than the cell reversal threshold. Averaging the samples may have the effect of digitally "filtering" the voltage information measured by microprocessor 140 and may provide a delay for microprocessor 140 to ignore inrush current and/or voltage depressions. The averaging of the samples can also be an effect of the filter Protection of voltage information against electrical interference from external speed control circuits. In some constructions, the number of samples for averaging may vary depending on the operating mode of microprocessor 140, the type of battery characteristic being monitored, and the like.

In einigen Konstruktionen können die Spannungsschwellwerte (der Unterbrechungsschwellwert und der Zellenumkehrschwellwert) durch den Mikroprozessor 140 gemäß der Temperatur der Batterie nach oben oder unten eingestellt werden. Dies kann eine Optimierung auf der Basis der Temperatureigenschaften der Batterie ermöglichen.In some constructions, the voltage thresholds (the disconnect threshold and the cell reversal threshold) can be adjusted up or down by the microprocessor 140 according to the temperature of the battery. This may allow optimization based on the temperature characteristics of the battery.

In einer weiteren beispielhaften Implementierung kann der Mikroprozessor 140 die Antwortzeiten durch das Variieren der zu mittelnden Anzahl der Abtastungen variieren. Beispielsweise kann der Mikroprozessor 140 eine Batterieeigenschaft, wie beispielsweise die Temperatur der Batterie, abtasten. Gemäß einer ersten Betriebsart kann der Mikroprozessor 140 eine „langsame“ Antwortzeit durch das Mitteln der Messungen der Batterietemperatur über 50 Abtastungen aufweisen. Gemäß einer zweiten Betriebsart kann der Mikroprozessor 140 eine „schnelle“ Antwortzeit aufweisen, durch das Mitteln der Messungen der Batterietemperatur über 30 Abtastungen. In einigen Konstruktionen können die Messungen mit derselben Rate abgetastet werden. In anderen Konstruktionen können die Messungen mit verschiedenen Raten abgetastet werden. Beispielsweise kann die erste Betriebsart die Messungen mit einer Rate von ungefähr 1 Abtastung pro Sekunde abtasten, und die zweite Betriebsart kann die Messungen mit einer Rate von ungefähr 10 Abtastungen pro Sekunde abtasten.In another example implementation, the microprocessor 140 may vary the response times by varying the number of samples to average. For example, the microprocessor 140 can sense a battery characteristic, such as the temperature of the battery. According to a first mode of operation, microprocessor 140 may exhibit a “slow” response time by averaging battery temperature measurements over 50 samples. According to a second mode of operation, the microprocessor 140 may have a “fast” response time by averaging the battery temperature measurements over 30 samples. In some designs, the measurements can be sampled at the same rate. In other constructions, the measurements can be sampled at different rates. For example, the first mode can sample the measurements at a rate of approximately 1 sample per second and the second mode can sample the measurements at a rate of approximately 10 samples per second.

In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 den gezogenen Strom steuern und begrenzen, ohne dass den Strom messende Vorrichtungen benötigt werden, da der Mikroprozessor 140 einen hohen Entladestrom durch das Überwachen der Zellspannungen messen kann. Wenn beispielsweise eine hohe Stromlast bewirkt, dass die Zellspannungen unter einen niedrigen Pegel fallen, wie beispielsweise den Abschalteschwellwert und/oder den Zellenumkehrschwellwert, so kann der Mikroprozessor 140 den Schalter 180 aktivieren und die Batterie 20 sperren. Der Mikroprozessor 140 kann indirekt den gezogenen Strom durch die Überwachung der Zellspannungen begrenzen und die Batterie 20 sperren, wenn die Zellspannungen auf gewisse Pegel (beispielsweise den Abschaltschwellwert und/oder den Zellenumkehrschwellwert) fallen.In some constructions, the microprocessor 140 can control and limit the current drawn without the need for current measuring devices because the microprocessor 140 can measure high discharge current by monitoring cell voltages. For example, if a high current load causes the cell voltages to drop below a low level, such as the shutdown threshold and/or cell reversal threshold, the microprocessor 140 may activate the switch 180 and disable the battery 20 . The microprocessor 140 may indirectly limit the current drawn by monitoring the cell voltages and disable the battery 20 when the cell voltages fall to certain levels (e.g., the shutdown threshold and/or the cell reversal threshold).

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Schaltung 130 (in einigen Konstruktionen beispielsweise der Mikroprozessor 140) die Batteriezustände (beispielsweise die Spannung der Batteriezelle/den aktuellen Ladezustand, die Temperatur der Batteriezelle, die Spannung des Batteriesatzes/den aktuellen Ladezustand, die Temperatur des Batteriesatzes etc.) periodisch überwachen, um den parasitären Strom, der aus der Batterie 50 gezogen wird, zu reduzieren. In diesen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 in einer „schlafenden“ Betriebsart für eine erste vorbestimmte Zeitdauer (das ist eine Zeitdauer der „schlafenden Betriebsart“) arbeiten. Während der schlafenden Betriebsart kann der Mikroprozessor 140 einen niedrigen Ruhestrom aus der Batterie 50 ziehen. Nachdem die Zeitdauer der schlafenden Betriebsart abgelaufen ist, kann der Mikroprozessor 140 „aufwachen“ oder, mit anderen Worten, in einer aktiven Betriebsart für eine zweite vordefinierte Zeitdauer (das ist eine „aktive Zeitdauer“) arbeiten. In der aktiven Betriebsart kann der Mikroprozessor 140 einen oder mehrere Batteriezustände überwachen.In some constructions and in some aspects, circuitry 130 (e.g., microprocessor 140 in some constructions) may monitor battery conditions (e.g., battery cell voltage/current state of charge, battery cell temperature, battery pack voltage/current state of charge, battery temperature battery pack, etc.) periodically to reduce the parasitic current drawn from the battery 50. In these constructions, microprocessor 140 may operate in a "sleeping" mode for a first predetermined period of time (i.e., a "sleeping mode" period of time). The microprocessor 140 may draw a low quiescent current from the battery 50 during the sleep mode. After the sleeping mode period has expired, the microprocessor 140 may "wake up" or, in other words, operate in an active mode for a second predefined period of time (ie, an "active period"). In the active mode, the microprocessor 140 can monitor one or more battery conditions.

In einigen Konstruktionen kann die Zeitdauer der schlafenden Betriebsart größer als die der aktive Zeitdauer sein. In einigen Konstruktionen kann das Verhältnis der aktiven Zeitdauer zur Zeitdauer der schlafenden Betriebsart niedrig sein, so dass der mittlere gezogene parasitären Strom niedrig ist. In einigen Konstruktionen kann das Verhältnis während der Zeitabschnitte der bekannten Batterieaktivität, wie wenn beispielsweise der Mikroprozessor 140 einen Entladestrom oder einen Ladestrom misst, der ungefähr gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist, eingestellt (beispielsweise erhöht) werden. In einigen Konstruktionen kann, wenn der Mikroprozessor 140 gewisse Spannungs- und/oder Temperatureigenschaften detektiert, die Zeitdauer der schlafenden Betriebsart erniedrigt und/oder die aktive Zeitdauer erhöht werden.In some constructions, the duration of the sleeping mode may be greater than that of the active duration. In some designs, the ratio of active time to dormant mode time may be low such that the average parasitic current drawn is low. In some constructions, the ratio may be adjusted (e.g., increased) during periods of known battery activity, such as when microprocessor 140 measures a discharge current or charge current approximately equal to a predetermined threshold. In some constructions, when microprocessor 140 detects certain voltage and/or temperature characteristics, the amount of time in the dormant mode can be decreased and/or the amount of time active can be increased.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Schaltung 130 eine Spannungsdetektionsschaltung 259 einschließen. In einigen Konstruktionen kann die Spannungsdetektionsschaltung 259 eine Vielzahl von Widerständen 260, die ein Widerstandsteilernetz bilden, einschließen. Wie in der dargestellten Konstruktion gezeigt ist, kann die Vielzahl der Widerstände 260 die Widerstände 260a-d einschließen. Die Vielzahl der Widerstände 260 kann elektrisch mit einer oder mehreren Batteriezellen 80a-g und mit einer Vielzahl von Transistoren 265 verbunden sein. In der dargestellten Konstruktion kann die Vielzahl der Transistoren 265 die Transistoren 265a-d oder 265a-f einschließen. In einigen Konstruktionen kann die Anzahl der Widerstände, die in der Vielzahl der Widerstände 260 eingeschlossen ist, gleich der Anzahl der Transistoren, die in der Vielzahl der Transistoren 265 eingeschlossen ist, sein.In some constructions and in some aspects, circuit 130 may include voltage detection circuitry 259 . In some constructions, the voltage detection circuit 259 can include a plurality of resistors 260 forming a resistor divider network. As shown in the illustrated construction, the plurality of resistors 260 may include resistors 260a-d. The plurality of resistors 260 may be electrically connected to one or more battery cells 80a-g and to a plurality of transistors 265. FIG. In the illustrated construction, the plurality of transistors 265 may include transistors 265a-d or 265a-f. In some constructions, the number of resistors included in the plurality of resistors 260 may be equal to the number of transistors included in the plurality of transistors 265.

In einigen Konstruktionen können die Spannungseigenschaften der Batterie 50 und/oder der Batteriezellen 80 vom Mikroprozessor 140 durch die Vielzahl der Widerstände 260 gemessen werden, wenn sich der Mikroprozessor 140 in der aktiven Betriebsart befindet. In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 140 ein Spannungsmessereignis durch das Ausschalten des oder der Transistoren 270 initiieren (das heißt, der Transistor 270 wird nicht leitend). Wenn der oder die Transistoren 270 nicht leitend sind, werden die Transistoren 265a-d leitend, und Spannungsmessungen in Bezug auf die Batterie 50 und/oder die Batteriezellen 80 können vom Mikroprozessor 140 vorgenommen werden. Das Einschließen der Vielzahl der Transistoren 265 in der Batterie 50 kann den parasitären Strom, der aus der Batterie 50 gezogen wird, reduzieren, da die Transistoren 265 nur periodisch leitend sind.In some constructions, the voltage characteristics of the battery 50 and/or battery cells 80 can be measured by the microprocessor 140 through the plurality of resistors 260 when the microprocessor 140 is in the active mode. In some constructions, the microprocessor 140 may initiate a voltage sensing event by turning off the transistor(s) 270 (that is, the transistor 270 does not become conductive). When the transistor or transistors 270 are non-conductive, the transistors 265a-d become conductive and voltage measurements related to the battery 50 and/or the battery cells 80 can be made by the microprocessor 140. Including the plurality of transistors 265 in the battery 50 may reduce the parasitic current drawn from the battery 50 since the transistors 265 only conduct intermittently.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten gibt der Mikroprozessor 140 die Eigenschaften des Batteriesatzes und/oder die Zustände der elektrischen Geräte, wie beispielsweise eines Elektrowerkzeugs 55 und/oder einer Batterieladevorrichtung 60, weiter, wenn die Batterie 50 und das elektrische Gerät elektrisch miteinander verbunden sind. In einigen Konstruktionen kommuniziert der Mikroprozessor 140 digital mit dem elektrischen Gerät in serieller Weise. Der Messanschluss 120 der Batterie 50 liefert eine serielle Kommunikationsverbindung zwischen dem Mikroprozessor 140 und dem elektrischen Gerät. Die Information im Hinblick auf die Batterie 50, die zwischen dem Mikroprozessor 140 und dem elektrischen Gerät ausgetauscht werden kann, umfasst in nicht einschränkender Weise den chemischen Aufbau des Batteriesatzes, die Nennspannung des Batteriesatzes, die Temperatur des Batteriesatzes, den aktuellen Ladezustand des Batteriesatzes, die Nennspannung der Batteriezelle(n), die Temperatur der Batteriezelle(n), den aktuellen Ladezustand der Batteriezelle(n), Kalibriertechnik/Information, Ladeinstruktionen, die Anzahl der Ladezyklen, die geschätzte verbleibende Lebensdauer, Entladeinformation etc.In some constructions and in some aspects, the microprocessor 140 communicates the characteristics of the battery pack and/or the states of electrical equipment, such as a power tool 55 and/or a battery charger 60, when the battery 50 and electrical equipment are electrically connected . In some constructions, the microprocessor 140 communicates digitally with the electrical device in a serial fashion. The sense port 120 of the battery 50 provides a serial communication link between the microprocessor 140 and the electrical device. The information regarding the battery 50 that may be exchanged between the microprocessor 140 and the electrical device includes, without limitation, the chemistry of the battery pack, the nominal voltage of the battery pack, the temperature of the battery pack, the current state of charge of the battery pack, the Nominal voltage of the battery cell(s), the temperature of the battery cell(s), the current state of charge of the battery cell(s), calibration technique/information, charging instructions, the number of charging cycles, the estimated remaining service life, discharging information etc.

In einigen Konstruktionen kann das elektrische Gerät, wie beispielsweise eine Batterieladevorrichtung 60, den Mikroprozessor 140 kalibrieren, wenn eine elektrische Verbindung errichtet ist. In einigen Konstruktionen wird die Messschaltung, die in der Batterieladevorrichtung 60 enthalten ist, präziser sein, als die Schaltung, die in der Batterie 50 enthalten ist. Somit kalibriert die Batterieladevorrichtung 60 den Mikroprozessor 140 und/oder die Schaltung 130, die in der Batterie 50 eingeschlossen ist, um die Batteriemessungen, die durch den Mikroprozessor 140 und/oder die Schaltung 130 gemacht werden, zu verbessern.In some constructions, the electrical device, such as a battery charger 60, can calibrate the microprocessor 140 when an electrical connection is established. In some constructions, the measurement circuitry included in the battery charger 60 will be more precise than the circuitry included in the battery 50 . Thus, the battery charger 60 calibrates the microprocessor 140 and/or the circuitry 130 included in the battery 50 to improve the battery measurements made by the microprocessor 140 and/or the circuitry 130.

In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 130 auch einen Spannungsregler 273 beinhalten. Der Spannungsregler 273 kann eine passende Spannung an den Mikroprozessor 140, die LEDs 17a-d der Vorratsanzeige 155 und jede andere zusätzliche elektrische Komponente, die eine konstante Eingangsspannung erfordert, geben. In der dargestellten Konstruktion kann der Spannungsregler 273 ungefähr 5 Volt ausgeben.Circuitry 130 may also include a voltage regulator 273 in some constructions. The voltage regulator 273 can provide an appropriate voltage to the microprocessor 140, the LEDs 17a-d of the fuel gauge 155, and any other additional electrical component that requires a constant input voltage. In the illustrated construction, the voltage regulator 273 can output approximately 5 volts.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 50 eine Wärmesenke 275 einschließen. Die Wärmesenke 275 kann sich in thermischer Verbindung mit dem Leistungs-FET oder dem Schalter 180 befinden. Die Wärmesenke 275 kann dazu dienen, Wärme, die vom Schalter 180 erzeugt wird, vom Schalter 180 zu entfernen.In some constructions and in some aspects, the battery 50 can include a heat sink 275 . Heat sink 275 may be in thermal communication with power FET or switch 180 . Heat sink 275 may serve to remove heat generated by switch 180 from switch 180 .

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 50 auch einen (nicht gezeigten) Wärmehohlleiter oder einen (nicht gezeigten) Ventilator einschließen, um die Menge der Wärme, die von der Wärmesenke 275 transferiert wird, zu erhöhen. Ein solcher Wärmehohlleiter kann sich in thermischer Verbindung mit der Wärmesenke 275 befinden, um Wärme, die von der Wärmesenke 275 gesammelt wurde, zu entfernen. Ein solcher Ventilator oder ein solches Gebläse kann sich in einer Position befinden, um einen Fluss von Kühlluft zu schaffen, der über die Wärmesenke 275 hinweg geht. Lüftungsöffnungen (nicht gezeigt) können im Gehäuse 65 der Batterie 50 angeordnet sein, um es kühler Luft zu ermöglichen, in den Batteriesatz 50 einzutreten, und erwärmter Luft zu ermöglichen, den Batteriesatz 50 zu verlassen. In einigen Konstruktionen kann der Wärmehohlleiter und/oder der Ventilator so angeordnet sein, dass er Wärme, die von den Batteriezellen 80a-e erzeugt wird, zusätzlich oder als Ersatz für die Wärme, die durch die Wärmesenke 275 erzeugt wird, sammelt und/oder entfernt.In some constructions and in some aspects, the battery 50 may also include a heat pipe (not shown) or a fan (not shown) to increase the amount of heat transferred from the heat sink 275 . Such a thermal waveguide may be in thermal communication with heat sink 275 to remove heat collected by heat sink 275 . Such a fan or blower may be positioned to create a flow of cooling air that passes over the heat sink 275 . Vents (not shown) may be located in the housing 65 of the battery 50 to allow cool air to enter the battery pack 50 and to allow heated air to exit the battery pack 50 . In some constructions, the thermal waveguide and/or fan may be arranged to collect and/or remove heat generated by the battery cells 80a-e in addition to or as a substitute for the heat generated by the heat sink 275 .

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 50 auch ein Phasenänderungsmaterial 300 (siehe 20 bis 22) einschließen. In solchen Konstruktionen kann das Phasenänderungsmaterial 300 positioniert werden, um Wärme, die von den Batteriezellen 80a-g und den leitenden Verbindungen 100 (in den 20 bis 22 nicht gezeigt) erzeugt wird, zu absorbieren und/oder zu entfernen. Wenn das Phasenänderungsmaterial 300 eine Phasentransformation (beispielsweise von fest nach flüssig, von flüssig zu gasförmig, von flüssig zu fest, von gasförmig zu flüssig etc.) bei einer Phasenänderungstemperatur erfährt, wird eine große Menge Energie absorbiert oder freigegeben (das ist latente Schmelzwärme, latente Verdampfungswärme etc.). Während einer solchen Phasentransformation kann das Phasenänderungsmaterial 300 eine relativ konstante Temperatur aufweisen.In some constructions and in some aspects, the battery 50 can also include a phase change material 300 (see FIG 20 until 22 ) lock in. In such constructions, the phase change material 300 can be positioned to absorb heat generated by the battery cells 80a-g and the conductive connections 100 (in Figs 20 until 22 not shown) is generated to absorb and/or remove. When the phase change material 300 undergoes a phase transformation (e.g., solid to liquid, liquid to gas, liquid to solid, gas to liquid, etc.) at a phase change temperature, a large amount of energy is absorbed or released (ie latent heat of fusion, latent heat of vaporization, etc.). During such a phase transformation, the phase change material 300 may be at a relatively constant temperature.

In einer beispielhaften Implementierung kann sich die Temperatur der Batteriezellen 80 erhöhen, wenn an die Batteriezellen 80 eine Last angelegt wird. In einigen Konstruktionen, wie sie in 20 dargestellt sind, kann das Phasenänderungsmaterial 300 jede der Batteriezellen 80 umgeben. In solchen Konstruktionen kann Wärme, die durch die Batteriezellen 80 erzeugt wird, zuerst zu einer äußeren Oberfläche 305 der Batteriezellen 80 und dann zum umgebenden Phasenänderungsmaterial 300 geleitet werden. Wenn das Phasenänderungsmaterial 300 weiter Wärme aus den Batteriezellen 80 und den leitenden Verbindungen 100 absorbiert, so kann die Temperatur des Phasenänderungsmaterials 300 ansteigen. Wenn die Temperatur des Phasenänderungsmaterials 300 die Phasenänderungstemperatur erreicht, so kann das Phasenänderungsmaterial 300 beginnen, eine Phasentransformation von einer ersten Phase zu einer zweiten Phase zu durchlaufen, während die Temperatur des Phasenänderungsmaterials 300 relativ konstant und ungefähr gleich der Phasenänderungstemperatur bleibt. In einigen Konstruktionen kann das Phasenänderungsmaterial 300 weiter eine Phasentransformation durchführen, bis das Phasenänderungsmaterial 300 vollständig in die zweite Phase umgewandelt ist und/oder bis die Last von den Batteriezellen 80 entfernt wurde (das heißt, die Batteriezellen 80 erzeugen nicht länger Wärme).In an example implementation, the temperature of the battery cells 80 may increase when a load is applied to the battery cells 80 . In some constructions, as in 20 1, the phase change material 300 may surround each of the battery cells 80. FIG. In such constructions, heat generated by the battery cells 80 may be conducted first to an outer surface 305 of the battery cells 80 and then to the surrounding phase change material 300 . As the phase change material 300 continues to absorb heat from the battery cells 80 and the conductive connections 100, the temperature of the phase change material 300 may increase. When the temperature of the phase change material 300 reaches the phase change temperature, the phase change material 300 may begin to undergo a phase transformation from a first phase to a second phase while the temperature of the phase change material 300 remains relatively constant and approximately equal to the phase change temperature. In some constructions, the phase change material 300 may continue to undergo a phase transformation until the phase change material 300 is fully transformed to the second phase and/or until the load has been removed from the battery cells 80 (ie, the battery cells 80 no longer generate heat).

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann das Phasenänderungsmaterial 300 eine Phasenänderungstemperatur aufweisen, die größer als eine erwartete Umgebungstemperatur und kleiner als die maximal zulässige Temperatur der Batteriezelle ist. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann das Phasenänderungsmaterial 300 eine Phasenänderungstemperatur zwischen -34°C und 116°C aufweisen. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann das Phasenänderungsmaterial 300 eine Phasenänderungstemperatur zwischen 40°C und 80°C aufweisen. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann das Phasenänderungsmaterial 300 eine Phasenänderungstemperatur zwischen 50°C und 65°C aufweisen.In some constructions and in some aspects, the phase change material 300 may have a phase change temperature that is greater than an expected ambient temperature and less than the maximum allowable temperature of the battery cell. In some constructions and in some aspects, the phase change material 300 can have a phase change temperature between -34°C and 116°C. In some constructions and in some aspects, the phase change material 300 can have a phase change temperature between 40°C and 80°C. In some constructions and in some aspects, the phase change material 300 can have a phase change temperature between 50°C and 65°C.

Das Phasenänderungsmaterial 300 kann jedes geeignete Phasenänderungsmaterial sein, es kann eine hohe latente Wärme pro Masseneinheit haben, es kann thermisch zyklisch belastbar sein, inert, nicht korrodierend, nicht kontaminierend und es kann Paraffinwachse (wie sie von Rubitherm® aus Hamburg, Deutschland erhältlich sind), eutektische Mischungen aus Salzen (wie sie von Climator in Skovde, Schweden erhältlich sind), halogenierte Kohlenwasserstoffe und Mischungen daraus, Salzhydratlösungen, Polyethylenglycol, Stearinsäure und Kombinationen daraus umfassen.The phase change material 300 can be any suitable phase change material, it can have a high latent heat per unit mass, it can be thermally cycleable, inert, non-corrosive, non-contaminating, and it can include paraffin waxes (such as those available from Rubitherm® of Hamburg, Germany) , eutectic mixtures of salts (such as are available from Climator in Skovde, Sweden), halogenated hydrocarbons and mixtures thereof, salt hydrate solutions, polyethylene glycol, stearic acid and combinations thereof.

Eine alternative Konstruktion einer Batterie 50A ist in den 21 und 22 gezeigt. Gemeinsame Elemente haben dieselbe Bezugszahl „A“.An alternative construction of a battery 50A is shown in FIGS 21 and 22 shown. Common elements have the same reference number "A".

In der dargestellten Konstruktion kann die Batterie 50A weiter eine Wärmesenke 275A einschließen, um Wärme von der Batteriezelle 80A über einen größeren Bereich des Phasenänderungsmaterials 300A zu verteilen. Die Wärmesenke 275A kann auch verwendet werden, um eine zusätzliche Wärmespeicherkapazität zu liefern, um Wärme, die von den Batteriezellen 80A erzeugt wird, zu absorbieren und/oder zu entfernen.In the illustrated construction, the battery 50A may further include a heat sink 275A to disperse heat from the battery cell 80A over a larger area of the phase change material 300A. The heat sink 275A can also be used to provide additional thermal storage capacity to absorb and/or remove heat generated by the battery cells 80A.

In einigen Konstruktionen kann die Wärmesenke 275A ein Element (nicht gezeigt) umfassen, das alle Batteriezellen 80a-e einwickelt. In anderen Konstruktionen kann die Wärmesenke 275A mehrere Stücke umfassen, so dass jede Batteriezelle 80A im wesentlichen durch eine Wärmesenke 275A eingewickelt wird, wie das in den 21 und 22 gezeigt ist. In nochmals anderen Konstruktionen, wie in 21 gezeigt, kann die Wärmesenke 275A einen inneren zylindrischen Teil 320 neben der äußeren Oberfläche 305A der Batteriezelle 80A, einen äußeren zylindrischen Teil 325, der in einer radialen Distanz vom inneren zylindrischen Teil 320 angeordnet ist, und radiale Rippen 330, die in einer Umfangdistanz im Abstand voneinander angeordnet sind, die den inneren zylindrischen Teil 320 und den äußeren zylindrischen Teil 325 verbinden, und einen Raum 335 dazwischen bilden, einschließen. Der Raum 335 kann mit dem Phasenänderungsmaterial 300A gefüllt werden. Eine ähnliche Konfiguration, wie sie in 21 gezeigt ist, kann auch verwendet werden, um mehrere (nicht gezeigte) Batteriezellen einzukapseln. In nochmals anderen Konstruktionen kann die Wärmesenke 275A radiale Rippen 330 umfassen, wie das oben beschrieben ist, ohne den inneren zylindrischen Teil 320 und/oder den äußeren zylindrischen Teil 325 zu verwenden.In some constructions, the heat sink 275A may include a member (not shown) that wraps all of the battery cells 80a-e. In other constructions, the heat sink 275A may comprise multiple pieces such that each battery cell 80A is essentially wrapped by a heat sink 275A, as shown in FIGS 21 and 22 is shown. In yet other constructions, as in 21 As shown, the heat sink 275A may have an inner cylindrical portion 320 adjacent the outer surface 305A of the battery cell 80A, an outer cylindrical portion 325 spaced a radial distance from the inner cylindrical portion 320, and radial fins 330 spaced a circumferential distance are arranged from each other connecting the inner cylindrical part 320 and the outer cylindrical part 325 and forming a space 335 therebetween. The space 335 can be filled with the phase change material 300A. A configuration similar to that in 21 shown can also be used to encapsulate multiple battery cells (not shown). In still other constructions, the heat sink 275A may include radial fins 330 as described above without using the inner cylindrical portion 320 and/or the outer cylindrical portion 325.

In einer anderen alternativen Konstruktion, wie sie in 22 gezeigt ist, kann die Wärmesenke 275B einen inneren Zylinderteil 320B und radiale Rippen 330B einschließen, wie das oben beschrieben ist, und das Phasenänderungsmaterial 300B kann gegenüber der Batteriezelle 80B und der Wärmesenke 275B verschoben sein. Es sollte verständlich sein, dass andere Konfigurationen einer Wärmesenke und eines Phasenänderungsmaterials möglich sind. Die Wärmesenke 275 kann aus einem Metall (beispielsweise Aluminium), einem Polymer (beispielsweise Nylon) und/oder jedem anderen Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit und einer hohen spezifischen Wärmekapazität ausgebildet sein.In another alternative construction, as shown in 22 As shown, the heat sink 275B may include an inner cylindrical portion 320B and radial fins 330B as described above, and the phase change material 300B may be offset from the battery cell 80B and the heat sink 275B. It should be understood that other heat sink and phase change material configurations are possible. The heat sink 275 may be formed from a metal (e.g., aluminum), a polymer (e.g., nylon), and/or any other material with a high thermal conductivity and high specific heat.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 50 Polsterelemente oder „Stoßdämpfer“ 340 einschlie-ßen. Wie in den 20A und 20B gezeigt ist, kann die Innenseite 345 des Batteriegehäuses 65 ein oder mehrere Polsterelemente 340 einschließen. In einigen Konstruktionen können die Polsterelemente 340 integral mit dem Gehäuse 65 ausgebildet sein. In anderen Konstruktionen können die Polsterelemente 340 an der Innenseite 345 des Gehäuses 65 befestigt oder angebracht sein. In weiteren Konstruktionen kann das Polsterelement 340 mit einer oder mehreren Batteriezellen 80 oder einer Endkappe 350 (die in 16 teilweise gezeigt ist), die eine der Enden der Batteriezellen 80 umgibt, verbunden sein. In einigen Konstruktionen können die Polsterelemente 345 Energie während eines Aufschlags absorbieren und durch das Begrenzen der Menge der Energie, die an die Zellen 80 überführt wird, die Batteriezellen 80 während des Aufschlags schützen. Die Polsterelemente 345 können jeden thermoplastischen Gummi, wie beispielsweise Polypropylen RPT 100 FRHI (beispielsweise flammenhemmend - hoher Aufschlag) einschließen.In some constructions and in some aspects, the battery 50 can include cushioning elements or include "shock absorbers" 340. As in the 20A and 20B As shown, the interior 345 of the battery case 65 may include one or more cushioning elements 340 . In some constructions, cushioning members 340 may be integrally formed with housing 65 . In other constructions, the padding members 340 may be secured or attached to the interior 345 of the housing 65 . In other constructions, the cushioning member 340 may be provided with one or more battery cells 80 or an end cap 350 (described in 16 partially shown) surrounding one of the ends of the battery cells 80 may be connected. In some constructions, the cushioning elements 345 can absorb energy during an impact and protect the battery cells 80 during the impact by limiting the amount of energy transferred to the cells 80 . The cushioning members 345 may include any thermoplastic rubber such as polypropylene RPT 100 FRHI (e.g. flame retardant - high impact).

Wie in den 21A-C, 22 und 23 gezeigt ist, kann die Batterie 50 so konfiguriert werden, dass sie eine Verbindung mit einem elektrischen Gerät, wie einem Elektrowerkzeug 55 herstellt. Das Elektrowerkzeug 55 schließt ein Gehäuse 400 ein. Das Gehäuse kann einen Verbindungsteil 405 liefern, mit dem die Batterie 50 verbunden werden kann. Der Verbindungsteil 405 kann einen oder mehrere Anschlüsse des elektrischen Geräts (die in 22 schematisch gezeigt sind) einschlie-ßen, um die Batterie 50 mit dem Elektrowerkzeug 55 elektrisch zu verbinden. Die Anschlüsse, die im Elektrowerkzeug 55 eingeschlossen sind, sind so konfiguriert, dass sie zu den Anschlüssen 110, 115 und/oder 120, die in der Batterie 50 eingeschlossen sind, passen, und um Leistung und/oder Information von der Batterie 50 zu empfangen.As in the 21A-C , 22 and 23 As shown, the battery 50 can be configured to connect to an electrical device, such as a power tool 55 . The power tool 55 includes a housing 400 . The housing may provide a connector portion 405 to which the battery 50 may be connected. The connection part 405 can be one or more connectors of the electrical device (the 22 shown schematically) include to electrically connect the battery 50 to the power tool 55. The connectors included in power tool 55 are configured to mate with connectors 110, 115 and/or 120 included in battery 50 and to receive power and/or information from battery 50 .

In einigen Konstruktionen, wie den Konstruktionen, die schematisch in den 21A-C gezeigt sind, kann das Elektrowerkzeug 55 eine Mikrosteuerung oder einen Mikroprozessor 420 einschließen, um mit der Batterie 50 zu kommunizieren, um Information von der Batterie 50 zu empfangen, um den Betrieb des Elektrowerkzeugs 55 zu steuern, und/oder um das Entladeverfahren der Batterie 50 zu steuern. In der dargestellten Konstruktion kann das Elektrowerkzeug 55 einen positiven Anschluss 430 für eine Verbindung mit dem positiven Anschluss 110 der Batterie 50, einen negativen Anschluss 435 für die Verbindung mit dem negativen Anschluss 115 der Batterie 50 und einen Messanschluss 440 für eine Verbindung mit dem Messanschluss 120 der Batterie 50 umfassen. Der Mikroprozessor 420 kann elektrisch mit jedem der Anschlüsse 430, 435 und 440 verbunden werden.In some constructions, such as the constructions shown schematically in the 21A-C As shown, the power tool 55 may include a microcontroller or microprocessor 420 to communicate with the battery 50 to receive information from the battery 50 to control the operation of the power tool 55 and/or the process of discharging the battery 50 to control. In the illustrated construction, the power tool 55 may have a positive terminal 430 for connection to the positive terminal 110 of the battery 50, a negative terminal 435 for connection to the negative terminal 115 of the battery 50, and a sense terminal 440 for connection to the sense terminal 120 of the battery 50 include. Microprocessor 420 can be electrically connected to any of ports 430, 435 and 440.

Der Mikroprozessor 420 kann mit der Batterie 50 kommunizieren oder Information von der Batterie 50 durch den Messanschluss 440 empfangen, unabhängig davon, ob die Batterie 50 einen Mikroprozessor, wie den Mikroprozessor 140, einschließt oder dies nicht tut. In Konstruktionen, bei denen die Batterie 50 einen Mikroprozessor, wie den Mikroprozessor 140 einschließt, kann eine Zweiwegekommunikation über die Messanschlüsse 120 und 440 ablaufen. Die Mikroprozessoren 140 und 420 können Information in Vorwärtsrichtung und in Rückwärtsrichtung, wie die Batterieeigenschaften, die Betriebszeit des Elektrowerkzeugs und die Anforderungen des Elektrowerkzeugs (beispielsweise Nennstrom und/oder Nennspannung) austauschen.Microprocessor 420 may communicate with battery 50 or receive information from battery 50 through sense port 440, whether battery 50 includes a microprocessor, such as microprocessor 140, or not. In constructions where battery 50 includes a microprocessor, such as microprocessor 140, two-way communication can occur via sense ports 120 and 440. Microprocessors 140 and 420 may exchange forward and reverse information such as battery characteristics, power tool run time, and power tool requirements (e.g., current and/or voltage rating).

In Konstruktionen, in denen die Batterie 50 keinen Mikroprozessor einschließt, misst oder detektiert der Mikroprozessor 420 periodisch ein oder mehrere Elemente oder Komponenten innerhalb der Batterie 50, um die Batterieeigenschaften und/oder die Betriebsinformation der Batterie, wie beispielsweise den chemischen Aufbau der Batterie, die Nennspannung, den aktuellen Ladezustand der Batterie, die Zellspannungen, die Temperatur etc., zu bestimmen. Der Mikroprozessor 420 kann den Betrieb des Elektrowerkzeugs 55 auf der Basis dieser und anderer Batterieeigenschaften und Betriebsinformationen steuern.In constructions in which battery 50 does not include a microprocessor, microprocessor 420 periodically measures or detects one or more elements or components within battery 50 to determine battery characteristics and/or battery operational information, such as battery chemistry nominal voltage, the current state of charge of the battery, the cell voltages, the temperature, etc. The microprocessor 420 can control the operation of the power tool 55 based on this and other battery characteristics and operational information.

In einigen Konstruktionen kann der Mikroprozessor 420 beispielsweise programmiert sein, um die Batterietemperatur zu detektieren und das Elektrowerkzeug 55 abzuschalten, wenn sich die Batterietemperatur über einer Schwellwerttemperatur befindet. In diesem Beispiel detektiert der Mikroprozessor 420 periodisch den Widerstand eines Thermistors 150, der in der Batterie 50 angeordnet ist, und bestimmt die Temperatur des Satzes 50 während des Betriebs des Werkzeugs (das heißt, wenn ein Motor 450 im Werkzeug 55 läuft). Der Mikroprozessor 420 bestimmt dann, ob die Temperatur der Batterie 50 sich innerhalb eines passenden Betriebsbereichs befindet. Dies kann durch das Speichern eines oder mehrerer Temperaturbereiche im Mikroprozessor 420 erzielt werden, was es dem Mikroprozessor 420 erlaubt, die detektierte Temperatur der Batterie 50 mit dem einen oder den mehreren Bereichen zu vergleichen. Wenn die Temperatur der Batterie 50 nicht im passenden Betriebsbereich liegt, unterbricht der Mikroprozessor 420 den Stromfluss von der Batterie 50 und/oder schaltet den Motor 450 ab. In einigen Konstruktionen hält der Mikroprozessor 420 den Motor 450 gestoppt und/oder unterbricht den Stromfluss von der Batterie 50, bis die Temperatur der Batterie 50 in einen passenden Betriebsbereich fällt. In einigen Konstruktionen, bei denen der Mikroprozessor 420 bestimmt, dass die Temperatur der Batterie 50 nicht innerhalb eines passenden Betriebsbereiches liegt, wird der Mikroprozessor 420 den Motor 450 nicht abschalten, bis der Mikroprozessor 420 detektiert, dass ein niedriger Entladestrom von der Batterie 50 an den Motor 450 geliefert wird. In einigen Konstruktionen wird der Motor 450 wieder freigegeben (das heißt, das Elektrowerkzeug 55 ist betreibbar), wenn der Mikroprozessor 420 detektiert, dass die Batterie 50 vom Elektrowerkzeug 55 entfernt wird.For example, in some constructions, the microprocessor 420 may be programmed to detect the battery temperature and turn off the power tool 55 when the battery temperature is above a threshold temperature. In this example, the microprocessor 420 periodically detects the resistance of a thermistor 150 located in the battery 50 and determines the temperature of the pack 50 during operation of the tool (ie, when a motor 450 is running in the tool 55). The microprocessor 420 then determines whether the temperature of the battery 50 is within an appropriate operating range. This may be accomplished by storing one or more temperature ranges in microprocessor 420, allowing microprocessor 420 to compare the detected temperature of battery 50 to the one or more ranges. If the battery 50 temperature is not within the proper operating range, the microprocessor 420 interrupts the flow of current from the battery 50 and/or shuts off the motor 450 . In some constructions, the microprocessor 420 keeps the motor 450 stopped and/or interrupts the flow of current from the battery 50 until the temperature of the battery 50 falls within an appropriate operating range. In some constructions, where the microprocessor 420 determines that the temperature of the battery 50 is not within an appropriate operating range, the micropro processor 420 will not shut off motor 450 until microprocessor 420 detects that a low discharge current is being supplied from battery 50 to motor 450. In some constructions, when the microprocessor 420 detects that the battery 50 is removed from the power tool 55, the motor 450 is re-enabled (that is, the power tool 55 is operable).

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann das Elektrowerkzeug 55 auch einen Lüfter oder ein Gebläse 470 umfassen, um Kühlluft durch das Werkzeug 55 und den Batteriesatz 50 zu drücken, wie das in 21B gezeigt ist. Die Batteriezellen 80a, die Wärmesenken 275, die (nicht gezeigten) Wärmehohlleiter und/oder der Leistungs-FET oder der Schalter 180, wenn sie in der Batterie 50 eingeschlossen sind, können durch die vorbei gehende Luft gekühlt werden. In einer solchen Konstruktion umfassen die Batterie 50 und das Elektrowerkzeug 55 eine oder mehrere Lüftungsöffnungen, um Kühlluft hinein und erwärmte Luft heraus zu führen. Das Elektrowerkzeug 55 umfasst eine oder mehrere Einlasslüftungsöffnungen 475, die in der dargestellten Konstruktion im wesentlichen oben auf dem Gehäuse 400 des Elektrowerkzeugs angeordnet sind. Das Elektrowerkzeug 55 umfasst auch eine oder mehrere Auslasslüftungsöffnungen 480, die im wesentlichen am Boden des Verbindungsteils 405 des Elektrowerkzeugs 55 angeordnet sind. Die Auslasslüftungsöffnungen 480, die im Elektrowerkzeug 55 eingeschlossen sind, sind auch so angeordnet, dass die Einlasslüftungsöffnungen (nicht gezeigt) der Batterie 50 im wesentlichen unter den Auslasslüftungsöffnungen 480 liegen. In der dargestellten Konstruktion treibt ein Motor 485, der im Elektrowerkzeug 55 enthalten ist, den Lüfter 470 an. In einigen Konstruktionen steuert ein Mikroprozessor 490, der im Elektrowerkzeug 55 eingeschlossen ist, den Betrieb des Lüfters 470. Der Mikroprozessor 490 kann den Lüfter 470 während vorbestimmter Zeitintervalle, und/oder wenn eine hohe Batterietemperatur detektiert wird, aktivieren.In some constructions and in some aspects, the power tool 55 may also include a fan or blower 470 to force cooling air through the tool 55 and battery pack 50, as shown in FIG 21B is shown. The battery cells 80a, the heat sinks 275, the thermal waveguides (not shown), and/or the power FET or switch 180 when enclosed in the battery 50 may be cooled by the air passing by. In such a construction, the battery 50 and power tool 55 include one or more vents to direct cooling air in and heated air out. The power tool 55 includes one or more inlet vents 475 which in the illustrated construction are located substantially on top of the body 400 of the power tool. The power tool 55 also includes one or more exhaust vents 480 located substantially at the bottom of the connector portion 405 of the power tool 55 . The exhaust vents 480 included in the power tool 55 are also positioned such that the intake vents (not shown) of the battery 50 are substantially below the exhaust vents 480 . In the illustrated construction, a motor 485 contained within power tool 55 drives fan 470 . In some constructions, a microprocessor 490 included in power tool 55 controls the operation of fan 470. Microprocessor 490 may activate fan 470 during predetermined time intervals and/or when a high battery temperature is detected.

Wie in 21C gezeigt ist, kann die Schaltung 130, die in der Batterie 50 eingeschlossen ist, die Information über den Ladezustand an die Mikrosteuerung 420, die im Elektrowerkzeug 55 eingeschlossen ist, übermitteln. In dieser Konstruktion kann die Mikrosteuerung 420 im Elektrowerkzeug 55 die Information über den Ladezustand der Batterie auf einem Ladeanzeiger 115a, der auf oder im Gehäuse des Werkzeugs 55 angeordnet ist, anzeigen. In dieser Konstruktion kann der Ladeanzeiger 155a ähnlich dem Ladeanzeiger 155 sein, der in der Batterie 50 enthalten ist, und er kann auf ähnliche Art betrieben werden (beispielsweise in einer automatischen Anzeigebetriebsart, in einer manuellen Anzeigebetriebsart und dergleichen). In einigen Konstruktionen kann der Ladeanzeiger 155a einen Druckknopf 160 einschließen und er kann mehr oder weniger LEDs (beispielsweise die LEDs 17a-d) als hier gezeigt und beschrieben sind, einschließen.As in 21C As shown, circuitry 130 included in battery 50 may communicate the state of charge information to microcontroller 420 included in power tool 55 . In this construction, the microcontroller 420 in the power tool 55 can display information about the state of charge of the battery on a charge indicator 115a located on or in the body of the tool 55. In this construction, the charge indicator 155a can be similar to the charge indicator 155 included in the battery 50 and can be operated in a similar manner (for example, in an automatic display mode, in a manual display mode, and the like). In some constructions, charge indicator 155a may include a push button 160 and may include more or fewer LEDs (e.g., LEDs 17a-d) than shown and described herein.

Wie in 23 gezeigt ist, kann die Schaltung 130, die in der Batterie 50 eingeschlossen ist, auch verwendet werden, um den Betrieb eines elektrischen Geräts, wie eines Elektrowerkzeugs 55, zu steuern. In der gezeigten Konstruktion umfasst das Elektrowerkzeug 55 einen Motor 450, einen Triggerschalter 491, der durch einen Nutzer aktiviert wird, eine Geschwindigkeitssteuerschaltung 492, eine elektrische Kupplung 493 und eine Bremse 494. Das Werkzeug 55 umfasst auch einen positiven Anschluss 900 für eine Verbindung mit dem positiven Anschluss 105 der Batterie 50, einen negativen Anschluss 901 für eine Verbindung mit dem negativen Anschluss 110 der Batterie 50, und zwei Messanschlüsse 902a und 902b für eine Verbindung mit den zwei Messanschlüssen 120a beziehungsweise 120b der Batterie 50. In anderen Konstruktionen können das Elektrowerkzeug 55 und die Batterie 50 mehr oder weniger Anschlüsse, als gezeigt und beschrieben sind, aufweisen.As in 23 As shown, the circuitry 130 included in the battery 50 may also be used to control the operation of an electrical device, such as a power tool 55. In the construction shown, the power tool 55 includes a motor 450, a trigger switch 491 that is activated by a user, a speed control circuit 492, an electric clutch 493, and a brake 494. The tool 55 also includes a positive terminal 900 for connection to the positive terminal 105 of battery 50, a negative terminal 901 for connection to negative terminal 110 of battery 50, and two measurement terminals 902a and 902b for connection to two measurement terminals 120a and 120b, respectively, of battery 50. In other constructions, power tool 55 and battery 50 having more or fewer terminals than shown and described.

In dieser Konstruktion kann die Schaltung 130 eine Werkzeuggeschwindigkeitssteuerung liefern als auch Parameter und Eigenschaften des Batteriesatzes überwachen. Der Leistungs-MOSFET oder der Schalter 180 kann die Schaltfunktion der Geschwindigkeitssteuerschaltung des Werkzeugs 55 steuern. In dieser Konstruktion kann der Leistungs-MOSFET, der für die Geschwindigkeitssteuerschaltung 492 verwendet wird, in der Batterie 50 statt im Elektrowerkzeug 55 eingeschlossen sein.In this construction, circuit 130 can provide tool speed control as well as monitor battery pack parameters and characteristics. The power MOSFET or switch 180 can control the switching function of the tool 55 speed control circuit. In this construction, the power MOSFET used for the speed control circuit 492 can be included in the battery 50 rather than the power tool 55.

Wie in 24 gezeigt ist, ist die Batterie 50 auch konfiguriert, um eine Verbindung mit einem elektrischen Gerät, wie der Batterieladevorrichtung 60 zu ermöglichen. Die Batterieladevorrichtung 60 umfasst ein Gehäuse 500. Das Gehäuse 500 liefert einen Verbindungsteil 505, mit dem die Batterie 50 verbunden ist. Der Verbindungsteil 505 umfasst ein oder mehrere (nicht gezeigte) Anschlüsse des elektrischen Geräts, um die Batterie 50 elektrisch mit der Batterieladevorrichtung 60 zu verbinden. Die Anschlüsse, die in der Batterieladevorrichtung 60 enthalten sind, sind so konfiguriert, dass sie mit den Anschlüssen, die in der Batterie 50 enthalten sind, zusammenpassen, und um Leistung und Information an die Batterie 50 zu übertragen und von dieser zu empfangen.As in 24 As shown, battery 50 is also configured to allow connection to an electrical device such as battery charger 60 . The battery charger 60 includes a case 500. The case 500 provides a connector portion 505 to which the battery 50 is connected. The connector portion 505 includes one or more electrical device terminals (not shown) to electrically connect the battery 50 to the battery charger 60 . The terminals included in battery charger 60 are configured to mate with the terminals included in battery 50 and to transmit and receive power and information to and from battery 50 .

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterieladevorrichtung 60 auch einen Mikroprozessor oder eine Mikrosteuerung 510. Die Mikrosteuerung 510 steuert die Überführung von Leistung zwischen der Batterie 50 und der Batterieladevorrichtung 60. In einigen Konstruktionen steuert die Mikrosteuerung 510 die Überführung von Information zwischen der Batterie 50 und der Batterieladevorrichtung 60. In einigen Konstruktionen identifiziert und/oder bestimmt die Mikrosteuerung 510 eine oder mehrere Eigenschaften oder Zustände der Batterie 50 auf der Basis von Signalen, die von der Batterie 50 empfangen werden. Die Mikrosteuerung 510 kann auch den Betrieb der Ladevorrichtung 60 auf der Basis der identifizierenden Eigenschaften der Batterie 50 steuern.In some constructions and in some aspects, the battery charger 60 also includes a microprocessor or microcontroller 510. The microcontroller 510 controls the transfer of power between the battery 50 and the battery charger 60. In some constructions, the microcontroller 510 controls the transfer communication of information between the battery 50 and the battery charger 60. In some constructions, the microcontroller 510 identifies and/or determines one or more characteristics or states of the battery 50 based on signals received from the battery 50. The microcontroller 510 may also control the operation of the charging device 60 based on the identifying characteristics of the battery 50 .

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten gründet die Batterieladevorrichtung 60 das Ladeschema oder das Verfahren für das Laden der Batterie 50 auf der Temperatur der Batterie 50. In einigen Konstruktionen liefert die Batterieladevorrichtung 60 einen Ladestrom an die Batterie 50, während sie periodisch die Temperatur der Batterie 50 detektiert oder überwacht. Wenn die Batterie 50 keinen Mikroprozessor einschließt, so misst die Batterieladevorrichtung 60 periodisch den Widerstand eines Thermistors, wie des Thermistors 150, nach vordefinierten Zeitabschnitten. Wenn die Batterie 50 einen Mikroprozessor, wie den Mikroprozessor 140, einschließt, dann führt die Batterieladevorrichtung 60 folgendes durch: 1) fragt den Mikroprozessor 140 periodisch ab, um die Batterietemperatur zu bestimmen und/oder um zu bestimmen, ob sich die Batterietemperatur außerhalb eines oder mehrerer passender Betriebsbereiche befindet; oder 2) wartet, um ein Signal vom Mikroprozessor 140 zu empfangen, das anzeigt, dass sich die Batterie nicht innerhalb eines passenden Betriebsbereiches befindet.In some constructions and in some aspects, the battery charger 60 bases the charging scheme or method for charging the battery 50 on the temperature of the battery 50. In some constructions, the battery charger 60 provides a charging current to the battery 50 while periodically measuring the temperature of the battery 50 detected or monitored. When the battery 50 does not include a microprocessor, the battery charger 60 periodically measures the resistance of a thermistor, such as thermistor 150, after predefined periods of time. If the battery 50 includes a microprocessor, such as the microprocessor 140, then the battery charger 60 does the following: 1) periodically polls the microprocessor 140 to determine the battery temperature and/or to determine if the battery temperature is outside of a or several suitable operating areas; or 2) waits to receive a signal from microprocessor 140 indicating that the battery is not within an appropriate operating range.

In einigen Konstruktionen unterbricht die Batterieladevorrichtung 60, wenn die Temperatur der Batterie einen vordefinierten Schwellwert überschreitet oder nicht in einen passenden Betriebsbereich fällt, den Ladestrom. Die Batterieladevorrichtung 60 detektiert oder überwacht weiter periodisch die Batterietemperatur oder wartet, um ein Signal vom Mikroprozessor 140 zu bekommen, das anzeigt, dass die Batterietemperatur sich innerhalb eines passenden Betriebsbereichs befindet. Wenn sich die Batterietemperatur innerhalb eines passenden Betriebsbereichs befindet, so kann die Batterieladevorrichtung 60 den Ladestrom, der an die Batterie 50 geliefert wird, wieder aufnehmen. Die Batterieladevorrichtung 60 überwacht weiter die Batterietemperatur und führt weiter eine Unterbrechung und Wiederaufnahme des Ladestroms auf der Basis der detektierten Batterietemperatur durch. In einigen Konstruktionen beendet die Batterieladevorrichtung 60 das Laden nach einer vorbestimmten Zeitdauer oder wenn der aktuelle Ladezustand der Batterie einen vordefinierten Schwellwert erreicht.In some constructions, when the temperature of the battery exceeds a predefined threshold or does not fall within an appropriate operating range, the battery charger 60 interrupts the charging current. The battery charger 60 further periodically detects or monitors the battery temperature or waits to receive a signal from the microprocessor 140 indicating that the battery temperature is within an appropriate operating range. When the battery temperature is within an appropriate operating range, the battery charger 60 can resume charging current being supplied to the battery 50 . The battery charger 60 keeps monitoring the battery temperature and keeps interrupting and resuming the charging current based on the detected battery temperature. In some constructions, the battery charger 60 stops charging after a predetermined period of time or when the current state of charge of the battery reaches a predefined threshold.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten können die Batterie 50 und/oder die elektrischen Geräte, wie das Elektrowerkzeug 55 und die Batterieladevorrichtung 60, sich im Ungleichgewicht befindliche Batteriezellen innerhalb der Batterie 50 detektieren. In einigen Konstruktionen überwacht ein Mikroprozessor, wie beispielsweise der Mikroprozessor 140, 420, 490 und/oder 510 (der „überwachende Mikroprozessor“) nur zwei Gruppen von Batteriezellen 80 und bestimmt eine Zellenungleichheit unter Verwendung eines Verhältnisses der Spannungen der zwei Zellgruppen, statt dass jede Batteriezelle 80a-e einzeln überwacht wird.In some constructions and in some aspects, the battery 50 and/or electrical devices such as the power tool 55 and the battery charger 60 can detect imbalanced battery cells within the battery 50 . In some constructions, a microprocessor, such as microprocessor 140, 420, 490, and/or 510 (the "monitoring microprocessor") monitors only two groups of battery cells 80 and determines cell imbalance using a ratio of the voltages of the two cell groups, rather than each Battery cell 80a-e is monitored individually.

Als Beispiel ist eine Batterie 600 in der 25 teilweise gezeigt. In einigen Konstruktionen ist die Batterie 600 ähnlich der Batterie 50 und umfasst einen Mikroprozessor 140. In anderen Konstruktionen umfasst die Batterie 600 keinen Mikroprozessor. In der dargestellten Konstruktion umfasst die Batterie 600 fünf Batteriezellen 605a, 605b, 605c, 605d und 605e, wobei jede im wesentlichen dieselben Nennspannung von beispielweise ungefähr 4 Volt aufweist.As an example, a battery 600 in the 25 partially shown. In some constructions, battery 600 is similar to battery 50 and includes a microprocessor 140. In other constructions, battery 600 does not include a microprocessor. In the illustrated construction, battery 600 includes five battery cells 605a, 605b, 605c, 605d, and 605e, each having substantially the same voltage rating, for example, about 4 volts.

Die Batteriezellen 605a-e sind in zwei Gruppen angeordnet, der Gruppe 610 und 615. Die Gruppe 610 umfasst die Batteriezellen 605a und 605b, und die Gruppe 615 umfasst die Batteriezellen 605c, 605d und 605e.Battery cells 605a-e are arranged in two groups, group 610 and 615. Group 610 includes battery cells 605a and 605b, and group 615 includes battery cells 605c, 605d, and 605e.

Die Batterie 600 umfasst auch einen Leiter oder einen Streifen 620, der eine Spannung V₆₁₅ über der Gruppe 615 liefert (das ist die Gesamtspannung der Batteriezellen 605c, 605d und 605e). Wenn die Batteriezellen 605a-e nahezu vollständig geladen sind, so beträgt die Spannung V₆₁₅ der Gruppe 615 ungefähr 12 Volt. Die Spannung V_T ist die Spannung über allen Batteriezellen 605a-e. Wenn die Batteriezellen 605a-e im wesentlichen voll geladen sind, so beträgt die Spannung V_T ungefähr 20 Volt.The battery 600 also includes a lead or strap 620 that provides a voltage V ₆₁₅ across the group 615 (that is the total voltage of the battery cells 605c, 605d and 605e). When the battery cells 605a-e are almost fully charged, the voltage V ₆₁₅ of the group 615 is approximately 12 volts. Voltage V _T is the voltage across all battery cells 605a-e. When the battery cells 605a-e are substantially fully charged, the voltage _VT is approximately 20 volts.

Der überwachende Mikroprozessor ist programmiert, um die Spannungen V₆₁₅ und V_T zu überwachen. In einigen Konstruktionen überwacht der überwachende Mikroprozessor die Spannungen V₆₁₅ und V_T. In einigen Konstruktionen überwacht der überwachende Mikroprozessor die Spannungen V₆₁₅ und V_T entweder kontinuierlich oder periodisch und berechnet ein Verhältnis R zwischen den gemessenen Spannungen V₆₁₅ und V_T. Das Verhältnis R wird durch die Gleichung R = V₆₁₅ / V_T bestimmt.The monitoring microprocessor is programmed to monitor voltages V ₆₁₅ and V _T . In some constructions, the supervisory microprocessor monitors voltages V ₆₁₅ and V _T . In some constructions, the monitoring microprocessor monitors the voltages V ₆₁₅ and V _T either continuously or periodically and calculates a ratio R between the measured voltages V ₆₁₅ and V _T . The ratio R is determined by the equation R = V ₆₁₅ / V _T .

Wenn die Zellen 605a-e sich im wesentlichen im Gleichgewicht befinden, so beträgt das Verhältnis R ungefähr 0,6. Wenn eine oder mehrere Zellen aus der ersten Gruppe 610 sich während des Ladens und Entladens nicht im Gleichgewicht befinden (das heißt eine aktuelle Zelle weist einen niedrigeren Ladezustand oder eine niedrigere Spannung als die anderen Zellen auf), wird das Verhältnis R größer als 0,6 sein. Wenn eine oder mehrere Zellen aus der zweiten Gruppe 615 sich während des Ladens oder Entladens nicht im Gleichgewicht befinden, wird das Verhältnis R niedriger als 0,6 sein. Wenn zwei Zellen, eine aus der ersten Gruppe 610 und eine aus der zweiten Gruppe 615 (beispielsweise die Zelle 605a und die Zelle 605e), sich während des Ladens oder Entladens nicht im Gleichgewicht befinden, wird das Verhältnis R größer als 0,6 sein. Mit anderen Worten, wenn eine sich nicht im Gleichgewicht befindliche Zelle auftritt, so wird das Verhältnis R in positiver oder negativer Richtung vom ausgeglichenen Verhältnis von 0,6 abweichen. Wenn der überwachende Mikroprozessor ein Zellenungleichgewicht entdeckt, das heißt ein Verhältnis R berechnet, das wesentlich höher oder niedriger als das Gleichgewichtsverhältnis von 0,6 ist, so wird der Betrieb der Batterie 600 (das ist das Laden und/oder Entladen) unterbrochen oder geändert. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten wird der Betrieb der Batterie 600 unterbrochen oder geändert, wenn das Verhältnis R nicht innerhalb des Bereichs von 0,55 bis ungefähr 0,65 enthalten ist.When cells 605a-e are in substantial equilibrium, the ratio R is approximately 0.6. If one or more cells from the first group 610 are not in equilibrium during charging and discharging (i.e. a current cell has a lower state of charge or voltage than the other cells), the ratio R will be greater than 0.6 be. If one or more cells from the second group 615 are not in balance during charging or discharging, the Ver ratio R must be less than 0.6. If two cells, one from the first group 610 and one from the second group 615 (e.g., cell 605a and cell 605e), are not in equilibrium during charging or discharging, the ratio R will be greater than 0.6. In other words, if an unbalanced cell occurs, the ratio R will deviate in a positive or negative direction from the balanced ratio of 0.6. If the monitoring microprocessor detects a cell imbalance, i.e., calculates a ratio R that is significantly higher or lower than the equilibrium ratio of 0.6, the operation of the battery 600 (that is, charging and/or discharging) is halted or altered. In some constructions and in some aspects, operation of the battery 600 is suspended or altered when the ratio R is not within the range of 0.55 to about 0.65.

Die 26 und 27 sind Schaubilder, die ein Näherungsbeispiel zeigen, wenn ein Ungleichgewicht in der Batterie 600 auftritt, und die zeigen, wie das Verhältnis R dadurch von einem ausgeglichenen Verhältnis abweicht. In diesem Beispiel weist jede Zelle 605a-e eine Nennspannung von ungefähr 4 Volt auf, und der ausgeglichene Verhältniswert für das Verhältnis R liegt bei ungefähr 0,6 oder 60%.The 26 and 27 12 are graphs showing an approximate example when an imbalance occurs in the battery 600 and how the ratio R deviates from a balanced ratio as a result. In this example, each cell 605a-e has a nominal voltage of approximately 4 volts and the balanced ratio value for the ratio R is approximately 0.6 or 60%.

In der dargestellten Konstruktion stellt die Achse 700 die Zeit in Sekunden dar, die Achse 705 stellt die Spannung in Volt dar, und die Achse 710 stellt ein Verhältnis oder ein Prozentsatz in Volt/Volt dar. Die Linie 715a stellt die Spannung der Zelle 605a über der Zeit dar, die Linie 715b stellt die Spannung der Zelle 605b über der Zeit dar, und die Linie 715c stellt die Spannung der Zelle 605c über der Zeit dar. Die Linie 715d stellt die Spannung der Zelle 605d über der Zeit dar, die Linie 715e stellt die Spannung der Zelle 605e über der Zeit dar, und die Linie 720 stellt das Verhältnis R über der Zeit dar.In the illustrated construction, axis 700 represents time in seconds, axis 705 represents voltage in volts, and axis 710 represents a ratio or percentage in volts/volts. Line 715a represents the voltage of cell 605a of time, line 715b represents the voltage of cell 605b versus time, and line 715c represents the voltage of cell 605c versus time. Line 715d represents the voltage of cell 605d versus time, line 715e represents the voltage of cell 605e over time, and line 720 represents the ratio R over time.

Im dargestellten Beispiel tritt ein Ungleichgewicht (das im Schaubild durch die Zahl 725 dargestellt ist) bei ungefähr 86 Sekunden auf. Das Ungleichgewicht 725 wird durch die Zelle 605e, die in der Gruppe 615 enthalten ist, verursacht. Zu dieser Zeit (t = 86 s) beginnt das Verhältnis 720 zu fallen oder vom ausgeglichenen Verhältnis von 0,6 (das ist 60%) abzuweichen. Da das Verhältnis 720 abnimmt, kann bestimmt werden, dass die aus dem Gleichgewicht geratene Zelle sich in der Gruppe 615 befindet. Wenn das Verhältnis R sich 55,0% bei ungefähr 91 Sekunden annähert (in der 28 durch die Zahl 730 angezeigt), so beträgt die Spannung der Zelle 605e ungefähr 1 Volt. In einigen Konstruktionen detektiert der überwachende Mikroprozessor, dass das Verhältnis R auf ungefähr 55,0% gefallen ist und beendet den Betrieb der Batterie 600, um eine weitere Entladung der Zelle 605e zu vermeiden.In the illustrated example, an imbalance (represented by number 725 in the graph) occurs at approximately 86 seconds. Imbalance 725 is caused by cell 605e, which is included in group 615. At this time (t = 86 s) the ratio 720 begins to fall or deviate from the balanced ratio of 0.6 (that is 60%). As ratio 720 decreases, it can be determined that the imbalanced cell is in group 615. When the ratio R approaches 55.0% at about 91 seconds (in the 28 indicated by the number 730), the voltage of cell 605e is approximately 1 volt. In some constructions, the monitoring microprocessor detects that the ratio R has fallen to approximately 55.0% and ceases operation of the battery 600 to prevent further discharge of the cell 605e.

In einigen Konstruktionen überwacht der überwachende Mikroprozessor die Spannung jeder Batteriezelle statt ein auf das Verhältnis ausgerichtetes Verfahren der Überwachung zu verwenden, wie das beispielsweise der Mikroprozessor 140 tut. Wie vorher diskutiert wurde, umfasst die Batterie 50 die Vielzahl der Widerstände 260 für das Vorsehen von Spannungsmessungen der Batteriezellen 80. Die Vielzahl der Widerstände 260 ist so angeordnet, dass der Mikroprozessor 140 die Spannung jeder der Batteriezellen 80a-g ungefähr zur selben Zeit messen kann. In einigen Konstruktionen detektiert der Mikroprozessor 140 ein Ungleichgewicht in der Batterie 50, wenn eine oder mehrere Zellen 80 ungefähr 1 Volt erreichen.In some constructions, the monitoring microprocessor monitors the voltage of each battery cell rather than using a ratio-based method of monitoring such as microprocessor 140 does. As previously discussed, the battery 50 includes the plurality of resistors 260 for providing voltage measurements of the battery cells 80. The plurality of resistors 260 are arranged such that the microprocessor 140 can measure the voltage of each of the battery cells 80a-g at approximately the same time . In some constructions, microprocessor 140 detects an imbalance in battery 50 when one or more cells 80 reach approximately 1 volt.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterie 50 oder 600 die Zellen 80a-g oder 605a-e wieder ins Gleichgewicht bringen, wenn ein Ungleichgewicht detektiert wurde. In einigen Konstruktionen sperrt der überwachende Mikroprozessor die Batterie 50 oder 600 (unterbricht beispielsweise den Betrieb der Batterie, verhindert den Betrieb der Batterie etc.), wenn sich das ausgeglichene Verhältnis R nicht länger in einem akzeptablen Bereich befindet. Nachdem die Batterie 50 oder 600 gesperrt wurde, bestimmt der überwachende Mikroprozessor welche Zelle(n) 80a-e oder 605a-e sich nicht im Gleichgewicht befinden (die „Zelle mit der niedrigen Spannung“).In some constructions and in some aspects, the battery 50 or 600 can rebalance the cells 80a-g or 605a-e when an imbalance has been detected. In some constructions, the supervising microprocessor disables the battery 50 or 600 (e.g., interrupts battery operation, prevents battery operation, etc.) when the balanced ratio R is no longer within an acceptable range. After the battery 50 or 600 is locked out, the supervising microprocessor determines which cell(s) 80a-e or 605a-e are out of balance (the "low voltage cell").

In einigen Konstruktionen aktiviert der überwachende Mikroprozessor die jeweiligen Transistoren, wie beispielsweise die Transistoren 265a-f, die elektrisch mit solchen Zellen 80a-g oder 605a-e verbunden sind, die aktuell keinen niedrigen Ladezustand aufweisen (das heißt, die Zellen weisen einen aktuell höheren Ladezustand als die Zelle mit der niedrigen Spannung auf) oder er schaltet diese ein. Der überwachende Mikroprozessor beginnt eine gesteuerte Entladung der Zellen 80a-g oder 605a-e mit einem aktuell hohen Ladezustand. Beispielsweise wird der überwachende Mikroprozessor den kleinen Entladestrom, der von den sich im Gleichgewicht befindlichen Zellen 80a-e oder 605a-e durch die jeweiligen Transistoren fließt, steuern. Der überwachende Mikroprozessor wird weiter Spannungsmessungen der Zellen 80a-g oder 605a-e während des gesteuerten Entladeverfahrens durchführen. Der überwachende Mikroprozessor wird das gesteuerte Entladeverfahren beenden, wenn der aktuelle Ladezustand der Zellen 80a-g oder 605a-e mit einem höheren Ladezustand reduziert wird, so dass er ungefähr gleich der Zelle mit der vorherigen niedrigen Spannung ist.In some constructions, the supervisory microprocessor activates the respective transistors, such as transistors 265a-f, which are electrically connected to those cells 80a-g or 605a-e that do not currently have a low state of charge (that is, the cells have a currently higher state-of-charge than the low-voltage cell) or turns it on. The supervising microprocessor begins a controlled discharge of cells 80a-g or 605a-e with a current high state of charge. For example, the supervising microprocessor will control the small discharge current flowing through the respective transistors from the balanced cells 80a-e or 605a-e. The supervising microprocessor will continue to take voltage measurements of cells 80a-g or 605a-e during the controlled discharge process. The supervising microprocessor will terminate the controlled discharge process when the current state of charge of the higher state of charge cells 80a-g or 605a-e is reduced to approximately equal the previous low voltage cell.

In einigen Konstruktionen verwendet der überwachende Mikroprozessor das gesteuerte Entladeverfahren, um eine Anzeige mit Leistung zu versorgen, wie beispielsweise das Blinken aller LEDs 170a-d auf der Ladeanzeige 155. In dieser Konstruktion zeigen die blinken LEDs 170a-d einer Bedienperson oder einem Nutzer an, dass die Batterie 50 oder 600 gesperrt ist und/oder sich aktuell im Verfahren des Wieder-ins-Gleichgewicht-Bringens der Zellen 80a-g oder 605a-e befindet.In some constructions, the supervisory microprocessor uses the controlled discharge method to power an indicator, such as flashing all of the LEDs 170a-d on the charge indicator 155. In this construction, the flashing LEDs 170a-d indicate to an operator or user that that the battery 50 or 600 is locked and/or is currently in the process of rebalancing the cells 80a-g or 605a-e.

Das weitere schematische Diagramm der Batterie 50 ist schematisch in 28 dargestellt. In einigen Konstruktionen umfasst die Schaltung 130 eine elektrische Komponente, wie beispielsweise einen Identifikationswiderstand 750, und der Identifikationswiderstand 750 kann einen festgesetzten Widerstand aufweisen. In anderen Konstruktionen kann die elektrische Komponente ein Kondensator, eine Spule, ein Transistor, ein Halbleiterbauelement, eine elektrische Schaltung oder eine andere Komponente, die einen Widerstand aufweist oder fähig ist, ein elektrisches Signal zu senden, wie beispielsweise ein Mikroprozessor, eine digitale Logikkomponente und dergleichen, sein. In der dargestellten Konstruktion kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 750 auf der Basis der Eigenschaften der Batterie 50, wie der Nennspannung und dem chemischen Aufbau der Batteriezellen 80, gewählt werden. Ein Messanschluss 120 kann eine elektrische Verbindung mit dem Identifikationswiderstand 750 herstellen.The further schematic diagram of the battery 50 is shown schematically in FIG 28 shown. In some constructions, the circuit 130 includes an electrical component such as an identification resistor 750, and the identification resistor 750 may have a fixed resistance. In other constructions, the electrical component can be a capacitor, inductor, transistor, semiconductor device, electrical circuit, or other component that has resistance or is capable of sending an electrical signal, such as a microprocessor, digital logic component, and the like, be. In the illustrated construction, the resistance of the identification resistor 750 can be selected based on the characteristics of the battery 50, such as the voltage rating and the chemistry of the battery cells 80. A sense port 120 may electrically connect to the identification resistor 750 .

Die Batterie 50, die schematisch in 28 gezeigt ist, kann elektrisch mit einem elektrischen Gerät, wie einer Batterieladevorrichtung 820 (die auch schematisch gezeigt ist) verbunden sein, um Leistung zu empfangen oder zu überführen. Die Batterieladevorrichtung 820 kann einen positiven Anschluss 825, einen negativen Anschluss 828 und einen Messanschluss 830 einschließen. Jeder Anschluss 820, 828, 830 der Batterieladevorrichtung 820 kann (jeweils) elektrisch mit dem entsprechenden Anschluss 110, 115, 120 der Batterie 50 verbunden sein. Die Batterieladevorrichtung 820 kann auch eine Schaltung einschließen, die elektrische Komponenten aufweist, wie beispielsweise einen ersten Widerstand 835, einen zweiten Widerstand 840, eine elektronische Halbleitervorrichtung oder einen Halbleiter 855, eine Vergleichsvorrichtung 860 und einen Prozessor oder eine Mikrosteuerung (nicht gezeigt). In einigen Konstruktionen kann der Halbleiter 855 einen Transistor einschließen, der in der Sättigung oder einem „AN“-Zustand arbeiten kann, und der im abgeschnittenen oder „AUS“-Zustand arbeiten kann. In einigen Konstruktionen kann die Vergleichsvorrichtung 860 eine zugewiesene Spannungsüberwachungsvorrichtung, ein Mikroprozessor oder eine Verarbeitungseinheit sein. In anderen Konstruktionen kann die Vergleichsvorrichtung 860 in der Mikrosteuerung enthalten sein (nicht gezeigt).The battery 50, shown schematically in 28 820 may be electrically connected to an electrical device such as a battery charger 820 (also shown schematically) to receive or transfer power. The battery charger 820 can include a positive terminal 825 , a negative terminal 828 , and a sense terminal 830 . Each terminal 820, 828, 830 of the battery charger 820 may be electrically connected to the corresponding terminal 110, 115, 120 of the battery 50 (respectively). The battery charger 820 may also include circuitry having electrical components such as a first resistor 835, a second resistor 840, a semiconductor electronic device or semiconductor 855, a comparator 860, and a processor or microcontroller (not shown). In some constructions, the semiconductor 855 can include a transistor that can operate in saturation or an "ON" state, and that can operate in the clipped or "OFF" state. In some constructions, the comparison device 860 can be a dedicated voltage monitor, a microprocessor, or a processing unit. In other constructions, the comparator 860 may be included in the microcontroller (not shown).

In einigen Konstruktionen kann die (nicht gezeigte) Mikrosteuerung programmiert sein, um den Widerstandswert der elektrischen Komponente in der Batterie 50, wie den Identifikationswiderstand 750, zu identifizieren. Die Mikrosteuerung kann auch programmiert sein, um eine oder mehrere Eigenschaften der Batterie 50, wie beispielsweise den chemischen Aufbau der Batterie und die Nennspannung der Batterie 50, zu bestimmen. Wie vorher erwähnt wurde, kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 750 einem zugewiesenen Wert, der mit einer oder mehreren speziellen Batterieeigenschaften verbunden ist, entsprechen. Beispielsweise kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 750 in einem Bereich von Widerstandswerten enthalten sein, die dem chemischen Aufbau und der Nennspannung der Batterie 50 entsprechen.In some constructions, the microcontroller (not shown) may be programmed to identify the resistance of the electrical component in battery 50, such as identification resistor 750. The microcontroller may also be programmed to determine one or more characteristics of the battery 50, such as the battery chemistry and the battery 50 voltage rating. As previously mentioned, the resistance of the identification resistor 750 may correspond to an assigned value associated with one or more specific battery characteristics. For example, the resistance of the identification resistor 750 may be included in a range of resistance values that correspond to the chemistry and voltage rating of the battery 50 .

In einigen Konstruktionen kann die Mikrosteuerung programmiert sein, um einen Vielzahl der Widerstandswerte des Identifikationswiderstands 750 zu erkennen. In diesen Konstruktionen kann jeder Bereich einem chemischen Aufbau der Batterie, wie beispielsweise NiCd, NiMH, Li-Ionen und dergleichen, entsprechen. In einigen Konstruktionen kann die Mikrosteuerung zusätzliche Widerstandsbereiche erkennen, wobei jeder einem anderen chemischen Aufbau der Batterie oder einer anderen Batterieeigenschaft entspricht.In some constructions, the microcontroller can be programmed to recognize a variety of the resistance values of the identification resistor 750. In these constructions, each region may correspond to a battery chemistry such as NiCd, NiMH, Li-Ion, and the like. In some designs, the microcontroller may recognize additional resistance ranges, each corresponding to a different battery chemistry or characteristic.

In einigen Konstruktionen kann die Mikrosteuerung programmiert sein, um eine Vielzahl von Spannungsbereichen zu erkennen. Die Spannungen, die in den Spannungsbereichen eingeschlossen sind, können vom Widerstandswert des Identifikationswiderstands 750 abhängen oder diesem entsprechen, so dass die Mikrosteuerung den Wert des Widerstands 750 auf der Basis der gemessenen Spannung bestimmen kann.In some constructions, the microcontroller can be programmed to recognize a variety of voltage ranges. The voltages included in the voltage ranges may depend on or correspond to the resistance of the identification resistor 750 so that the microcontroller can determine the value of the resistor 750 based on the measured voltage.

In einigen Konstruktionen kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 750 weiter so gewählt werden, dass er für jeden möglichen Nennspannungswert der Batterie 50 eindeutig ist. Beispielsweise kann in einem Bereich von Widerstandswerten ein erster zugewiesener Widerstandswert einer Nennspannung von 21 Volt entsprechen, ein zweiter zugewiesener Widerstandswert kann einer Nennspannung von 16,8 Volt entsprechen, und ein dritter zugewiesener Widerstandswert kann einer Nennspannung von 12,6 Volt entsprechen. In einigen Konstruktionen kann es mehr oder weniger zugewiesene Widerstandswerte geben, wobei jeder einer möglichen Nennspannung der Batterie 50, die mit dem Widerstandsbereich verbunden ist, entspricht.In some constructions, the resistance of the identification resistor 750 can be further chosen to be unique for each possible voltage rating of the battery 50 . For example, in a range of resistance values, a first assigned resistance value may correspond to a nominal voltage of 21 volts, a second assigned resistance value may correspond to a nominal voltage of 16.8 volts, and a third assigned resistance value may correspond to a nominal voltage of 12.6 volts. In some constructions, there may be more or fewer assigned resistor values, each corresponding to a possible voltage rating of the battery 50 associated with the resistor area.

In einer beispielhaften Implementierung stellt die Batterie 50 eine elektrische Verbindung mit der Batterieladevorrichtung 820 her. Um eine erste Batterieeigenschaft zu identifizieren, schaltet der Halbleiter 855 in den „AN“-Zustand unter der Steuerung einer (nicht gezeigten) zusätzlichen Schaltung. Wenn sich der Halbleiter 855 im „AN“-Zustand befindet, können der Identifikationswiderstand 750 und die Widerstände 835 und 840 ein Spannungsteilernetz schaffen. Das Netz errichtet eine Spannung V_A an einem ersten Referenzpunkt 875. Wenn der Widerstandswert des Widerstands 840 wesentlich niedriger als der Widerstandswert des Widerstands 835 ist, so wird die Spannung V_A von den Widerstandswerten des Identifikationswiderstands 750 und des Widerstands 840 abhängen. In dieser Implementierung befindet sich die Spannung V_A in einem Bereich, der durch den Widerstandswert des Identifikationswiderstands 750 bestimmt wird. Die (nicht gezeigte) Mikrosteuerung misst die Spannung V_A am ersten Referenzpunkt 875 und bestimmt den Widerstandswert des Identifikationswiderstands 750 auf der Basis der Spannung V_A. In einigen Konstruktionen vergleicht die Mikrosteuerung die Spannung V_A mit einer Vielzahl von Spannungsbereichen, um die Batterieeigenschaft zu bestimmen.In an example implementation, the battery 50 electrically connects to the battery charger 820 . To identify a first battery characteristic, the semiconductor 855 switches to the "ON" state under the control of additional circuitry (not shown). When semiconductor 855 is in the "ON" state, identification resistor 750 and resistors 835 and 840 can create a voltage divider network. The network establishes a voltage _VA at a first reference point 875. If the resistance of resistor 840 is substantially less than the resistance of resistor 835, the voltage _VA will depend on the resistances of identification resistor 750 and resistor 840. In this implementation, the voltage V _A is in a range determined by the resistance of the identification resistor 750 . The microcontroller (not shown) measures the voltage V _A at the first reference point 875 and determines the resistance of the identification resistor 750 based on the voltage V _A . In some constructions, the microcontroller compares the voltage _VA to a variety of voltage ranges to determine battery characteristics.

In einigen Konstruktionen kann die erste zu identifizierende Batterieeigenschaft den chemischen Aufbau der Batterie einschließen. Beispielsweise kann jeder Widerstandswert unterhalb 150 kOhm anzeigen, dass die Batterie 50 einen chemischen Aufbau aus NiCd oder NiMH hat, und jeder Widerstandswert von ungefähr 150 kOhm oder darüber kann anzeigen, dass die Batterie 50 einen chemischen Aufbau aus Li oder Li-Ionen aufweist. Wenn die Mikrosteuerung den chemischen Aufbau der Batterie 50 bestimmt und identifiziert, kann ein passender Ladealgorithmus oder ein Verfahren ausgewählt werden. In anderen Konstruktionen gibt es mehr Widerstandsbereiche, die jeweils einem anderen chemischen Aufbau einer Batterie als im obigen Beispiel entsprechen.In some constructions, the first battery characteristic to be identified may include the chemistry of the battery. For example, any resistance value below 150 kohms may indicate that the battery 50 has a NiCd or NiMH chemistry, and any resistance value of about 150 kohms or greater may indicate that the battery 50 has a Li or Li-ion chemistry. Once the microcontroller determines and identifies the chemistry of the battery 50, an appropriate charging algorithm or method can be selected. In other designs, there are more resistance ranges, each corresponding to a different battery chemistry than the example above.

Wenn man mit der beispielhaften Implementierung fortfährt, so schaltet der Halbleiter 855, um eine zweite Batterieeigenschaft zu identifizieren, unter der Steuerung der zusätzlichen Schaltung in den „AUS“-Zustand. Wenn der Halbleiter 855 in den „AUS“-Zustand schaltet, so schaffen der Identifikationswiderstand 750 und der Widerstand 835 ein Spannungsteilernetz. Die Spannung V_A am ersten Referenzpunkt 875 wird nun durch die Widerstandswerte des Identifikationswiderstands 750 und des Widerstands 835 bestimmt. Der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 750 wird so ausgewählt, dass wenn die Spannung V_BATT an einem zweiten Referenzpunkt 880 im wesentlichen gleich der Nennspannung der Batterie 50 ist, die Spannung V_A am ersten Referenzpunkt 875 im wesentlichen gleich einer Spannung V_REF am dritten Referenzpunkt 885 ist. Wenn die Spannung V_A am ersten Referenzpunkt 875 die feste Spannung V_REF am dritten Referenzpunkt 885 übersteigt, so ändert ein Ausgangssignal V_OUT der Vergleichsvorrichtung 860 seinen Zustand. In einigen Konstruktionen kann das Ausgangssignal V_OUT verwendet werden, um ein Laden zu beenden oder um als eine Anzeige zu dienen, um zusätzliche Funktionen zu beginnen, wie eine Wartungsroutine, eine Ausgleichroutine, eine Entladefunktion, zusätzliche Ladeschemata und dergleichen. In einigen Konstruktionen kann die Spannung V_REF eine feste Referenzspannung sein.Continuing with the example implementation, to identify a second battery characteristic, the semiconductor 855 switches to the "OFF" state under the control of the additional circuitry. When semiconductor 855 switches to the "OFF" state, identification resistor 750 and resistor 835 create a voltage divider network. The voltage V _A at the first reference point 875 is now determined by the resistance values of the identification resistor 750 and the resistor 835 . The resistance of the identification resistor 750 is selected such that when the voltage V _BATT at a second reference point 880 is substantially equal to the nominal voltage of the battery 50, the voltage V _A at the first reference point 875 is substantially equal to a voltage V _REF at the third reference point 885 . When the voltage V _A at the first reference point 875 exceeds the fixed voltage V _REF at the third reference point 885, an output signal V _OUT of the comparator 860 changes state. In some constructions, the output signal V _OUT can be used to terminate charging or to serve as an indication to begin additional functions such as a maintenance routine, an equalization routine, a discharge function, additional charging schemes, and the like. In some constructions, voltage V _REF can be a fixed reference voltage.

In einigen Konstruktionen kann die zweite zu identifizierende Batterieeigenschaft eine Nennspannung der Batterie 50 einschließen. Beispielsweise kann eine allgemeine Gleichung für das Berechnen des Widerstandswert für den Identifikationswiderstand 750 folgendermaßen aussehen: $R_{100} = (V_{REF} • R_{135}) / (V_{BATT} - V_{REF})$

wobei R₁₀₀ der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 750 ist, wobei R₁₃₅ der Widerstandswert des Widerstands 835 ist, wobei V_BATT die Nennspannung der Batterie 50 ist, und wobei V_REF eine feste Spannung, wie beispielsweise ungefähr 2,5 Volt, ist. Beispielsweise kann im Bereich der Widerstandswerte für den chemischen Aufbau aus Li-Ionen (der oben angegeben wurde) ein Widerstandswert von ungefähr 150 kOhm für den Identifikationswiderstand 750 einer Nennspannung von ungefähr 21 Volt entsprechen, ein Widerstandswert von ungefähr 194 kOhm kann einer Nennspannung von ungefähr 16,8 Volt entsprechen, und ein Widerstandswert von ungefähr 274,7 kOhm kann einer Nennspannung von ungefähr 12,6 Volt entsprechen. In anderen Konstruktionen können mehr oder weniger zugewiesene Widerstandswerte zusätzlichen oder anderen Nennspannungswerten des Batteriesatzes entsprechen.In some constructions, the second battery characteristic to be identified may include a nominal voltage of the battery 50. For example, a general equation for calculating the resistance value for identification resistor 750 may be:

R_{100} = (V_{REF} • R_{135}) / (V_{BATT} - V_{REF})

where R ₁₀₀ is the resistance of identification resistor 750, where R ₁₃₅ is the resistance of resistor 835, where V _BATT is the nominal voltage of battery 50, and where V _REF is a fixed voltage, such as about 2.5 volts. For example, in the range of resistance values for the Li-ion chemistry (given above), a resistance value of about 150 kohms for the identification resistor 750 may correspond to a voltage rating of about 21 volts, a resistance value of about 194 kohms may correspond to a voltage rating of about 16 .8 volts, and a resistance of about 274.7 kohms may correspond to a nominal voltage of about 12.6 volts. In other constructions, more or less assigned resistance values may correspond to additional or different voltage ratings of the battery pack.

In der dargestellten Konstruktion können sowohl der Identifikationswiderstand 750 als auch der dritte Referenzpunkt 885 auf der „hohen“ Seite eines Strommesswiderstands 890 angeordnet sein. Das Positionieren des Identifikationswiderstands 750 und des dritten Referenzpunkt 885 in dieser Weise kann alle relativen Spannungsfluktuationen V_A und V_REF reduzieren, wenn ein Ladestrom vorhanden ist. Spannungsfluktuationen können in der Spannung V_A auftauchen, wenn der Identifikationswiderstand 750 und der dritte Referenzpunkt 885 auf Erde 895 bezogen werden, und ein Ladestrom an die Batterie 50 gelegt wird.In the illustrated construction, both the identification resistor 750 and the third reference point 885 can be placed on the "high" side of a current sense resistor 890 . Positioning identification resistor 750 and third reference point 885 in this manner may reduce any relative voltage fluctuations _VA and _VREF when charging current is present. Voltage fluctuations may appear in voltage V _A when identification resistor 750 and third reference point 885 are referenced to ground 895 and a charging current is applied to battery 50 .

In einigen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 820 auch eine Ladesteuerfunktion einschließen. Wie vorher diskutiert wurde, so ändert, wenn die Spannung V_A im wesentlichen gleich der Spannung V_REF (die anzeigt, dass die Spannung V_BATT gleich der Nennspannung der Batterie 50 ist) ist, das Ausgangssignal V_OUT der Vergleichsvorrichtung 860 seinen Zustand. In einigen Konstruktionen wird der Ladestrom nicht länger an die Batterie 50 geliefert, wenn das Ausgangssignal V_OUT der Vergleichsvorrichtung 860 seinen Zustand ändert. Wenn der Ladestrom unterbrochen wird, so beginnt die Batteriespannung V_BATT abzunehmen. Wenn die Spannung V_BATT einen unteren Schwellwert erreicht, so ändert das Ausgangssignal V_OUT der Vergleichsvorrichtung 860 wieder seinen Zustand. In einigen Konstruktionen wird der untere Schwellwert der Spannung V_BATT durch den Widerstandswert eines Hysteresewiderstands 898 bestimmt. Der Ladestrom wird wieder aufgenommen, wenn das Ausgangssignal V_OUT der Vergleichsvorrichtung 860 seinen Zustand wieder ändert. In einigen Konstruktionen wiederholt sich dieser Zyklus während einer vorbestimmten Zeitdauer, wie sie von der Mikrosteuerung bestimmt wird, oder für eine gewisse Anzahl von Zustandsänderungen, die von der Vergleichsvorrichtung 860 vorgenommen werden. In einigen Konstruktionen wiederholt sich dieser Zyklus, bis die Batterie 50 aus der Batterieladevorrichtung 820 entfernt wird.In some constructions, the battery charger 820 can also include a charge control function. As previously discussed, when the voltage V _A changes substantially equal to the voltage V _REF (indicating that the voltage V _BATT is equal to the nominal voltage of the battery 50), the output signal V _OUT of the comparator 860 changes its state. In some constructions, the charging current is no longer supplied to the battery 50 when the output signal V _OUT of the comparator 860 changes state. When the charging current is interrupted, the battery voltage V _BATT begins to decrease. When the voltage V _BATT reaches a lower threshold, the output signal V _OUT of the comparator 860 changes state again. In some constructions, the lower threshold of the voltage V _BATT is determined by the resistance of a hysteresis resistor 898 . The charging current resumes when the output signal V _OUT of the comparator 860 changes state again. In some constructions, this cycle repeats for a predetermined period of time, as determined by the microcontroller, or for a certain number of state changes made by the comparator 860. In some constructions, this cycle repeats itself until the battery 50 is removed from the battery charger 820. FIG.

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Schaltung 130 der Batterie 50 auch eine oder mehrere Batterieeigenschaft(en) anzeigen. In einigen Konstruktionen können die Batterieeigenschaften beispielsweise eine Nennspannung und eine Temperatur der Batterie 50 einschließen. Die Schaltung 130 umfasst eine elektrische Identifikationskomponente oder einen Identifikationswiderstand 910, eine Temperaturmessvorrichtung oder einen Thermistor 914, eine erste Strombegrenzungsvorrichtung oder Schutzdiode 918, eine zweite Strombegrenzungsvorrichtung oder Schutzdiode 922 und einen Kondensator 926. Der Identifikationswiderstand 910 weist einen festgesetzten Widerstandswert auf, der einer oder mehreren Batterieeigenschaft(en) entspricht. In einigen Konstruktionen entspricht der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 910 der Nennspannung der Batterie 50 oder der Batteriezelle 80. In einigen Konstruktionen entspricht der Widerstandswert dem chemischen Aufbau der Batterie 50. In einigen Konstruktionen entspricht der Widerstandswert zwei oder mehr Batterieeigenschaften oder er entspricht verschiedenen Batterieeigenschaften. Der Widerstandswert des Thermistors 914 zeigt die Temperatur der Batteriezelle 80 an und ändert sich, wenn sich die Temperatur der Batteriezelle 80 ändert. Ein Messanschluss 930 ist elektrisch mit der Schaltung 130 verbunden.In some constructions and in some aspects, the circuitry 130 of the battery 50 can also indicate one or more battery characteristics. In some constructions, the battery characteristics may include a rated voltage and a temperature of the battery 50, for example. The circuit 130 includes an electrical identification component or resistor 910, a temperature sensing device or thermistor 914, a first current limiting device or protection diode 918, a second current limiting device or protection diode 922, and a capacitor 926. The identification resistor 910 has a fixed resistance value that is one or more battery property(s). In some constructions, the resistance of the identification resistor 910 corresponds to the nominal voltage of the battery 50 or battery cell 80. In some constructions, the resistance corresponds to the chemistry of the battery 50. In some constructions, the resistance corresponds to two or more battery properties, or corresponds to different battery properties. The resistance of the thermistor 914 is indicative of the temperature of the battery cell 80 and changes as the temperature of the battery cell 80 changes. A sense port 930 is electrically connected to the circuit 130 .

Die Batterie 50, die schematisch in 29 gezeigt ist, stellt eine elektrische Verbindung mit einem elektrischen Gerät, wie einer Batterieladevorrichtung 942 (die auch schematisch gezeigt ist) her. Die Batterieladevorrichtung 942 umfasst einen positiven Anschluss 946, einen negativen Anschluss 950 und einen Messanschluss 954. In einer ähnlichen Weise wie bei der Batterie 50 und der Batterieladevorrichtung 820, die in 28 gezeigt sind, sind der positive Anschluss 934, der negative Anschluss 938 und der Messanschluss 930 der Batterie 50 elektrisch mit dem positiven Anschluss 946, dem negativen Anschluss 950 beziehungsweise dem Messanschluss 954 der Batterieladevorrichtung 942 verbunden. Die Batterieladevorrichtung 942 umfasst auch eine Steuerschaltung, wie eine Steuervorrichtung, einen Prozessor, eine Mikrosteuerung oder Steuerung 958 und eine elektrische Komponente oder einen Widerstand 962.The battery 50, shown schematically in 29 942 makes electrical connection with an electrical device, such as a battery charger 942 (also shown schematically). The battery charger 942 includes a positive terminal 946, a negative terminal 950 and a sense terminal 954. In a manner similar to the battery 50 and battery charger 820 shown in FIG 28 As shown, positive terminal 934, negative terminal 938, and sense terminal 930 of battery 50 are electrically connected to positive terminal 946, negative terminal 950, and sense terminal 954 of battery charger 942, respectively. The battery charger 942 also includes control circuitry, such as a controller, a processor, a microcontroller or controller 958 and an electrical component or resistor 962.

Der Betrieb der Batterie 50 und der Batterieladevorrichtung 942 wird unter Bezug auf die 29 und 30A-B diskutiert. In einigen Konstruktionen erhöht, wenn die Batterie 50 elektrisch mit der Batterieladevorrichtung 942 verbunden ist, und wenn der Kondensator 926 anfänglich entladen ist, die Steuerung 958 eine Spannung V_A an einem ersten Referenzpunkt 964 auf ungefähr einen ersten Schwellwert. In einigen Konstruktionen beträgt der erste Schwellwert ungefähr 5 Volt. Wie in 30A gezeigt ist, erhöht die Steuerung 958 die Spannung V_A auf den ersten Schwellwert zu ungefähr einer Zeit T₁.The operation of the battery 50 and the battery charger 942 is described with reference to FIG 29 and 30A-B discussed. In some constructions, when the battery 50 is electrically connected to the battery charger 942 and when the capacitor 926 is initially discharged, the controller 958 increases a voltage _VA at a first reference point 964 to approximately a first threshold. In some constructions, the first threshold is approximately 5 volts. As in 30A As shown, the controller 958 increases the voltage V _A to the first threshold at approximately a time T ₁ .

Wenn der erste Schwellwert auf den ersten Referenzpunkt 964 angewandt wird, wird ein erster Strompfad in der Batterie 50 und der Batterieladevorrichtung 942 errichtet. Der erste Strompfad umfasst den Widerstand 962, den Kondensator 926, die erste Diode 918 und den Identifikationswiderstand 910. Wenn die Spannung V_A auf ungefähr den ersten Schwellwert erhöht wird, so misst die Steuerung 958 die Spannung V_OUT am zweiten Referenzpunkt 966. Die Spannung V_OUT am zweiten Referenzpunkt 966 steigt schnell auf eine Spannung an, die durch ein Spannungsteilernetz bestimmt wird, das aus dem Identifikationswiderstand 910, dem Widerstand 962 und dem Spannungsabfall über der Diode 918 in Vorwärtsrichtung besteht. In einigen Konstruktionen wird die Spannung V_OUT in einem Bereich von ungefähr 0 Volt bis leicht unterhalb der Spannung V_A liegen. Wie in 30B gezeigt ist, so tritt ein Anstieg der Spannung V_OUT ungefähr zur Zeit T₂ auf, und die Steuerung 985 misst die Spannung V_OUT ungefähr zur Zeit T₂ oder kurz danach. In einigen Konstruktionen ist die Zeit T₂ ungefähr gleich der Zeit T₂. In einigen Konstruktionen tritt die Zeit T₂ nahezu direkt nach der Zeit T₂ auf. Die Zeit T₂ kann basierend auf Toleranzen in der Messung später liegen.When the first threshold is applied to the first reference point 964, a first current path in the battery 50 and the battery charger 942 is established. The first current path includes resistor 962, capacitor 926, first diode 918, and identification resistor 910. When voltage V _A is increased to approximately the first threshold, controller 958 measures voltage V _OUT at second reference point 966. The voltage V _OUT at second reference point 966 rises rapidly to a voltage determined by a voltage divider network consisting of identification resistor 910, resistor 962 and the voltage drop across diode 918 in the forward direction. In some constructions, the voltage V _OUT will range from approximately 0 volts to slightly below the voltage _VA . As in 30B As shown, an increase in voltage V _OUT occurs at about time T ₂ and controller 985 measures voltage V _OUT at about time T ₂ or shortly thereafter. In some constructions, time T ₂ is approximately equal to time T ₂ . In some designs, time T ₂ occurs almost immediately after time T ₂ . The time T ₂ may be later based on tolerances in the measurement.

In einer Konstruktion entspricht die Spannung V_OUT, die durch die Steuerung 958 gemessen wird, einem Widerstandswert für den Identifikationswiderstand 910. Der Widerstandswert entspricht der Nennspannung der Batterie 50. In einigen Konstruktionen nimmt, wenn der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 910 abnimmt, die Spannung V_OUT ebenfalls ab.In one construction, the voltage V _OUT measured by the controller 958 corresponds to a resistance value for the identification resistor 910. The resistance value corresponds to the nominal voltage of the battery 50. In some constructions, as the resistance value of the identification resistor 910 decreases, the voltage V _OUT also decreases.

In der dargestellten Konstruktion steigt die Spannung V_OUT schließlich ungefähr auf die Spannung V_A an, wenn der Kondensator 926 voll geladen wird. Nachdem der Kondensator 926 voll geladen ist, erniedrigt die Steuerung 958 die Spannung V_A am ersten Referenzpunkt 964 auf einen zweiten Schwellwert. In einigen Konstruktionen beträgt der zweite Schwellwert ungefähr 0 Volt. Wie in 30A gezeigt ist, erniedrigt die Steuerung 958 die Spannung V_A auf den zweiten Schwellwert ungefähr zur Zeit T₃.In the illustrated construction, voltage V _OUT will eventually rise to approximately voltage _VA as capacitor 926 becomes fully charged. After the capacitor 926 is fully charged, the controller 958 decreases the voltage _VA at the first reference point 964 to a second threshold. In some constructions, the second threshold is approximately 0 volts. As in 30A As shown, the controller 958 decreases the voltage V _A to the second threshold at about time T ₃ .

Wenn der zweite Schwellwert auf den ersten Referenzpunkt 964 angewandt wird, so wird ein zweiter Strompfad innerhalb der Batterie 50 und der Batterieladevorrichtung 942 errichtet. Der zweite Strompfad umfasst den Widerstand 962, den Kondensator 926, die zweite Diode 922 und den Thermistor 914. Wenn die Spannung V_A auf ungefähr den zweiten Schwellwert erniedrigt wurde, so misst die Steuerung 958 die Spannung V_OUT nochmals am zweiten Referenzpunkt 966. Die Spannung V_OUT am zweiten Referenzpunkt 966 nimmt schnell auf eine Spannung ab, die durch ein Spannungsteilernetz bestimmt wird, das aus dem Thermistor 914, dem Widerstand 962 und dem Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung über der Diode 922 besteht. In einigen Konstruktionen wird sich V_OUT im Bereich von ungefähr 0 Volt bis leicht unterhalb der Spannung V_A bewegen. Wie in 30B gezeigt ist, so tritt eine Erniedrigung der Spannung V_OUT ungefähr zur Zeit T₄ auf, und die Steuerung 958 misst die Spannung V_OUT ungefähr zur Zeit T₄ oder kurz nach der Zeit T₄. In einigen Konstruktionen ist die Zeit T₄ ungefähr gleich der Zeit T₃. In einigen Konstruktionen tritt die Zeit T₄ ungefähr sofort nach der Zeit T₃ auf. Die Zeit T₄ kann auf der Basis von Toleranzen der Messung später liegen.When the second threshold is applied to the first reference point 964, a second current path within the battery 50 and the battery charger 942 is established. The second current path includes the resistor 962, the capacitor 926, the second diode 922 and the thermistor 914. When the voltage V _A has been reduced to approximately the second threshold, the controller 958 again measures the voltage V _OUT at the second reference point 966. The Voltage V _OUT at second reference point 966 rapidly decreases to a voltage determined by a voltage divider network consisting of thermistor 914 , resistor 962 and the forward voltage drop across diode 922 . In some designs, V _OUT will range from approximately 0 volts to slightly below voltage _VA . As in 30B As shown, a decrease in voltage V _OUT occurs at about time T ₄ and controller 958 measures voltage V _OUT at about time T ₄ or just after time T ₄ . In some constructions, time T ₄ is approximately equal to time T ₃ . In some designs, time T ₄ occurs approximately immediately after time T ₃ . Time T ₄ may be later based on measurement tolerances.

In einer Konstruktion entspricht die Spannung V_OUT, die durch die Steuerung 958 zur Zeit T₄ gemessen wird, einem Widerstandswert für den Thermistor 914. Der Widerstandswert entspricht der Batterie 50. In einigen Konstruktionen nimmt der Widerstandswert des Thermistors 914 ab, und die Spannung V_OUT nimmt zu.In one construction, the voltage V _OUT measured by the controller 958 at time T ₄ corresponds to a resistance value for the thermistor 914. The resistance value corresponds to the battery 50. In some constructions, the resistance value of the thermistor 914 decreases, and the voltage V _OUT increases.

In einigen Konstruktionen liefert der Kondensator 926 eine Gleichspannungsblockierfunktion. Der Kondensator 926 verhindert, dass existierende Batterieladevorrichtungen (beispielsweise die Batterieladevorrichtungen, die keine neueren chemischen Eigenschaften der Batterien, wie beispielsweise ein Aufbau aus Li oder Li-Ionen erkennen, und die nicht die geforderten entsprechenden Ladealgorithmen für neuere chemischen Zusammensetzungen haben) fähig sind, einen Batteriesatz, der die Schaltung 130 aufweist, zu laden.In some constructions, capacitor 926 provides a DC blocking function. Capacitor 926 prevents existing battery chargers (e.g., those battery chargers that do not recognize newer battery chemistries, such as Li or Li-ion composition, and do not have the required appropriate charging algorithms for newer chemistries) from being able to charge a Battery pack having the circuit 130 to load.

Eine existierende Batterie 968 eines Elektrowerkzeugs ist schematisch in 31 dargestellt, und eine weitere Konstruktion einer Batterie 970 ist schematisch in 32 dargestellt. Betrachtet man die 31 bis 34, so umfasst ein Batterieladesystem beide Batterien 968 und 970, eine existierende Batterieladevorrichtung 972 (in 33 gezeigt) und eine Batterieladevorrichtung 974 (in 34 gezeigt), die Aspekte der Erfindung verkörpern.An existing power tool battery 968 is shown schematically in FIG 31 shown, and another construction of a battery 970 is shown schematically in FIG 32 shown. Looking at the 31 until 34 , a battery charging system includes both batteries 968 and 970, an existing battery charger 972 (in 33 shown) and a battery charger 974 (in 34 shown) embodying aspects of the invention.

Betrachtet man die 31, so umfasst die existierende Batterie 968 eine oder mehrere Batteriezellen 976, wobei jede einen chemischen Aufbau aufweist und eine Nennspannung liefert. Typischerweise ist der chemische Aufbau der Batteriezelle 976 Blei-Säure, NiCd oder NiMH. Die Batteriezelle 976 umfasst ein positives Ende 978 und ein negatives Ende 980. Ein positiver Anschluss 982 stellt eine elektrische Verbindung zum negativen Ende 980 der Zelle 976 dar.Looking at the 31 , the existing battery 968 includes one or more battery cells 976, each having a chemistry and providing a nominal voltage. Typically, the 976 battery cell chemistry is lead-acid, NiCd, or NiMH. The battery cell 976 includes a positive end 978 and a negative end 980. A positive terminal 982 provides an electrical connection to the negative end 980 of the cell 976.

Die Batterie 968 umfasst auch eine elektrische Komponente oder einen Thermistor 986. Der Widerstandswert des Thermistors 986 zeigt die Temperatur der Batteriezelle 976 an und ändert sich, wenn sich die Temperatur der Batteriezelle 976 ändert. In einigen Konstruktionen ist der Widerstandswert des Thermistors 986 in einem ersten Bereich von Widerstandswerten eingeschlossen. Die existierende Batterieladevorrichtung 972 kann einen Widerstandswert des Thermistors 986 innerhalb dieses ersten Bereichs identifizieren und die existierende Batterie 968 entsprechend laden. Beispielsweise umfasst dieser erste Bereich von Widerstandswerten die Widerstandswerte, die ungefähr gleich und kleiner als 130 kOhm sind. Wenn der Widerstandswert des Thermistors 986 nicht im ersten Bereich der Widerstandswerte eingeschlossen ist, so kann die existierende Batterieladevorrichtung 972 die existierende Batterie 968 nicht laden. Die existierende Batterie 968 umfasst auch einen Messanschluss 988, der elektrisch mit dem Thermistor 986 verbunden ist.The battery 968 also includes an electrical component or thermistor 986. The resistance of the thermistor 986 is indicative of the temperature of the battery cell 976 and will change as the temperature of the battery cell 976 changes. In some constructions, the resistance of the thermistor 986 is included in a first range of resistance values. The existing battery charger 972 can identify a resistance value of the thermistor 986 within this first range and charge the existing battery 968 accordingly. For example, this first range of resistance values includes those resistance values that are approximately equal to and less than 130 kohms. If the resistance of the thermistor 986 is not included in the first range of resistance values, the existing battery charger 972 cannot charge the existing battery 968 . The existing battery 968 also includes a sense terminal 988 that is electrically connected to the thermistor 986 .

Wie in 32 gezeigt ist, so umfasst die Batterie 970 eine oder mehrere Batteriezellen 990, die jeweils einen chemischen Aufbau aufweisen und eine Nennspannung der Batterie 970 liefern. Typischerweise umfasst der chemische Aufbau der Batteriezelle 990 beispielsweise einen chemischen Aufbau aus Li, Li-Ionen oder einer anderen auf Li basierenden Chemie. Die Batteriezelle 990 umfasst ein positives Ende 992 und ein negatives Ende 993. Ein positiver Anschluss 994 stellt elektrisch eine Verbindung zum positiven Ende 992 der Zelle 990 her, und ein negativer Anschluss 995 stellt elektrisch eine Verbindung mit dem negativen Ende 993 der Zelle 990 her.As in 32 As shown, the battery 970 includes one or more battery cells 990 each having a chemistry and providing a nominal battery 970 voltage. Typically, the chemistry of the battery cell 990 includes, for example, a Li, Li-ion, or other Li-based chemistry. The battery cell 990 includes a positive end 992 and a negative end 993. A positive terminal 994 electrically connects to the positive end 992 of the cell 990, and a negative terminal 995 electrically connects to the negative end 993 of cell 990 .

Die Batterie 970 umfasst auch zwei Messanschlüsse 996 und 997. Der erste Messanschluss 996 stellt eine elektrische Verbindung zu einer ersten elektrischen Komponente oder einem Identifikationswiderstand 998 her, und der zweite Messanschluss 997 stellt eine elektrische Verbindung zu einer zweiten elektrischen Komponente oder einer Temperaturmessvorrichtung oder dem Thermistor 999 her. In einigen Konstruktionen ist der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 998 nicht im ersten Bereich der Widerstandswerte, der durch die existierende Batterieladevorrichtung 972 identifiziert werden kann, eingeschlossen. Beispielsweise ist der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 998 ungefähr gleich oder größer als 150 kOhm. Der Widerstandswert des Thermistors 986 zeigt die Temperatur der Batteriezelle 990 an und ändert sich, wenn sich die Temperatur der Batteriezelle 990 ändert.The battery 970 also includes two sense terminals 996 and 997. The first sense terminal 996 electrically connects to a first electrical component or identification resistor 998, and the second sense terminal 997 electrically connects to a second electrical component or temperature sensing device or the thermistor 999 ago. In some constructions, the resistance of the identification resistor 998 is not included in the first range of resistance values that can be identified by the existing battery charger 972 . For example, the resistance of identification resistor 998 is approximately equal to or greater than 150K ohms. The resistance of the thermistor 986 is indicative of the temperature of the battery cell 990 and will change as the temperature of the battery cell 990 changes.

Wie in 34 und den meisten Konstruktionen gezeigt ist, so umfasst die Batterieladevorrichtung 974 einen positiven Anschluss 1001, einen negativen Anschluss 1002, einen ersten Messanschluss 1003 und einen zweiten Messanschluss 1004. Der erste Messanschluss 1003 der Batterieladevorrichtung 974 stellt eine elektrische Verbindung entweder mit dem ersten Messanschluss 996 der Batterie 970 oder dem Messanschluss 988 der existierenden Batterie 968 her.As in 34 As shown in most and most constructions, the battery charger 974 includes a positive terminal 1001, a negative terminal 1002, a first measurement terminal 1003 and a second measurement terminal 1004. The first measurement terminal 1003 of the battery charger 974 electrically connects to either the first measurement terminal 996 of the Battery 970 or the measurement connection 988 of the existing battery 968.

Wie in 33 und in einigen Konstruktionen gezeigt ist, so umfasst die existierende Batterieladevorrichtung 972 einen positiven Anschluss 1005, einen negativen Anschluss 1006 und einen Messanschluss 1007. Der Messanschluss 1007 der existierenden Batterieladevorrichtung 972 stellt eine elektrische Verbindung entweder zum ersten Messanschluss 996 der Batterie 970 oder zum Messanschluss 988 der existierenden Batterie 968 her.As in 33 and shown in some constructions, the existing battery charger 972 includes a positive terminal 1005, a negative terminal 1006 and a sense terminal 1007. The sense terminal 1007 of the existing battery charger 972 provides an electrical connection to either the first sense port 996 of the battery 970 or to the sense port 988 of the existing 968 battery.

Wenn die existierende Batterie 968 eine elektrische Verbindung mit der Batterieladevorrichtung 974 herstellt, so ist der zweite Messanschluss 1004 der Batterieladevorrichtung 974 elektrisch nicht mit einem Batterieanschluss verbunden. In einigen Konstruktionen bestimmt eine Steuervorrichtung, ein Mikroprozessor, eine Mikrosteuerung oder eine Steuerung 1008, die in der neuen Batterieladevorrichtung 974 enthalten ist, den Widerstandswert des Thermistors 986 durch den ersten Messanschluss 1003 und identifiziert die Batterie 968 als eine Batterie, die einen chemischen Aufbau aus NiCd oder NiMH besitzt. Die Steuerung 1008 wählt ein passendes Ladeverfahren oder einen Algorithmus für die existierende Batterie 968 auf der Basis des chemischen Aufbaus und der Temperatur der Batterie 968 aus. Die Batterieladevorrichtung 974 lädt die existierende Batterie 968 entsprechend.When the existing battery 968 electrically connects to the battery charger 974, the second sense port 1004 of the battery charger 974 is not electrically connected to a battery port. In some constructions, a controller, microprocessor, microcontroller, or controller 1008 included in the new battery charger 974 determines the resistance of the thermistor 986 through the first sense port 1003 and identifies the battery 968 as a battery having a chemistry Has NiCd or NiMH. The controller 1008 selects an appropriate charging method or algorithm for the existing battery 968 based on the battery 968 chemistry and temperature. The battery charger 974 charges the existing battery 968 accordingly.

Wenn die Batterie 970 eine elektrische Verbindung mit der Batterieladevorrichtung 974 herstellt, so stellt der zweite Messanschluss 1004 der Batterieladevorrichtung 974 eine elektrische Verbindung zum zweiten Messanschluss 997 der Batterie 970 her. In einigen Konstruktionen bestimmt die Steuerung 1008 den Widerstandswert des Identifikationswiderstands 998 und identifiziert die Batterie 970 als eine Batterie, die beispielsweise einen chemischen Aufbau aus Li, Li-Ionen oder einer anderen Li-Basis aufweist. Beispielsweise entspricht ein Widerstandswert des Identifikationswiderstands von ungefähr 150 kOhm oder mehr einem chemischen Aufbau aus Li, Li-Ionen oder einem anderen auf Li basierenden chemischen Aufbau.When the battery 970 electrically connects to the battery charger 974 , the second sense port 1004 of the battery charger 974 electrically connects to the second sense port 997 of the battery 970 . In some constructions, the controller 1008 determines the resistance of the identification resistor 998 and identifies the battery 970 as having a Li, Li-ion, or other Li-based chemistry, for example. For example, a resistance of the identification resistor of about 150 kOhms or more corresponds to a Li, Li-ion, or other Li-based chemistry.

In einigen Konstruktionen wird der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 998 weiter auf der Basis der Nennspannung der Batterie 970 gewählt. Beispielsweise zeigt ein Widerstandswert von ungefähr 150 kOhm für den Identifikationswiderstand 998 an, dass die Batterie 970 eine Nennspannung von ungefähr 21 Volt aufweist. Ein Widerstandswert von ungefähr 300 kOhm entspricht einer Nennspannung von ungefähr 16,8 Volt, und ein Widerstandswert von ungefähr 450 kOhm entspricht einer Nennspannung von ungefähr 12,6 Volt. In einigen Konstruktionen nimmt, wenn der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 998 zunimmt, die Nennspannung der Batterie 970 ab. In einigen Konstruktionen bestimmt die Steuerung 1008 auch den Widerstandswert des Thermistors 385. Die Steuerung 1008 wählt ein passendes Ladeverfahren oder einen passenden Ladealgorithmus für die Batterie 970 auf der Basis ihres chemischen Aufbaus, der Nennspannung und/oder der Temperatur aus. Die Batterieladevorrichtung 974 lädt die Batterie 970 entsprechend.In some constructions, the resistance of the identification resistor 998 is further chosen based on the nominal voltage of the battery 970 . For example, a resistance of approximately 150K ohms for the identification resistor 998 indicates that the battery 970 has a nominal voltage of approximately 21 volts. A resistance of about 300K ohms corresponds to a nominal voltage of about 16.8 volts, and a resistance of about 450K ohms corresponds to a nominal voltage of about 12.6 volts. In some constructions, as the resistance of the identification resistor 998 increases, the voltage rating of the battery 970 decreases. In some constructions, the controller 1008 also determines the resistance of the thermistor 385. The controller 1008 selects an appropriate charging method or algorithm for the battery 970 based on its chemistry, voltage rating, and/or temperature. The battery charger 974 charges the battery 970 accordingly.

Wenn die existierende Batterie 968 elektrisch mit der existierenden Batterieladevorrichtung 972 verbunden ist, stellt der Messanschluss 1007 der Batterieladevorrichtung 972 eine elektrische Verbindung mit dem Messanschluss 988 der existierenden Batterie 968 her. In einigen Konstruktionen bestimmt die Mikrosteuerung 1009, die in der existierenden Batterieladevorrichtung 972 enthalten ist, den Widerstandswert des Thermistors 986 und identifiziert die Batterie 968 als eine Batterie, die einen chemischen Aufbau aus NiCd oder NiMH hat, wenn der Widerstandswert des Thermistors 986 im ersten Bereich der Widerstandswerte enthalten ist. Die existierende Batterieladevorrichtung 972 bestimmt die Temperatur der existierenden Batterie 968 auf der Basis des Widerstandswerts des Thermistors 986 und wählt ein passendes Ladeverfahren oder einen passenden Ladealgorithmus für die Batterie 968 auf der Basis der Temperatur aus. Die existierende Batterieladevorrichtung 972 lädt die existierende Batterie 968 entsprechend. When the existing battery 968 is electrically connected to the existing battery charger 972 , the sense port 1007 of the battery charger 972 electrically connects to the sense port 988 of the existing battery 968 . In some constructions, the microcontroller 1009 contained in the existing battery charger 972 determines the resistance of the thermistor 986 and identifies the battery 968 as having a NiCd or NiMH chemistry when the resistance of the thermistor 986 is in the first range the resistance values are included. The existing battery charger 972 determines the temperature of the existing battery 968 based on the resistance value of the thermistor 986 and selects an appropriate charging method or an appropriate one 968 battery charging algorithm based on temperature. The existing battery charger 972 charges the existing battery 968 accordingly.

Wenn die Batterie 970 elektrisch mit der existierenden Batterieladevorrichtung 972 verbunden ist, so stellt der Messanschluss 1007 der existierenden Batterieladevorrichtung 972 eine elektrische Verbindung mit dem ersten Messanschluss 996 der Batterie 970 her. Der zweite Messanschluss 997 der Batterie 970 ist nicht elektrisch mit irgend einem Anschluss der Batterieladevorrichtung der existierenden Batterieladevorrichtung 972 verbunden. In einigen Konstruktionen bestimmt die Mikrosteuerung 1009 den Widerstandswert des Identifikationswiderstands 998. In einigen Konstruktionen ist der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 998 nicht im ersten Bereich der Widerstandswerte, die durch die Mikrosteuerung 1009 erkannt werden, enthalten. Da die Mikrosteuerung 1009 die Batterie 970 nicht identifizieren kann, implementiert die existierende Batterieladevorrichtung 972 kein Ladeverfahren und keinen Ladealgorithmus. Die Batterie 970 wird elektronisch gegen ein Laden durch die existierende Batterieladevorrichtung 972 „blockiert“ oder es wird ein solches Laden verhindert.When the battery 970 is electrically connected to the existing battery charger 972 , the measurement port 1007 of the existing battery charger 972 electrically connects to the first measurement port 996 of the battery 970 . The second sense terminal 997 of the battery 970 is not electrically connected to any battery charger terminal of the existing battery charger 972 . In some constructions, microcontroller 1009 determines the resistance of identification resistor 998. In some constructions, the resistance of identification resistor 998 is not included in the first range of resistance values recognized by microcontroller 1009. Since the microcontroller 1009 cannot identify the battery 970, the existing battery charger 972 does not implement a charging method and algorithm. The battery 970 is electronically "blocked" or prevented from being charged by the existing battery charger 972 .

Eine andere Batterie 1030, die Aspekte der Erfindung verkörpert, ist in den 35-37, 40-41, 48A, 49-52 dargestellt. Die Batterie 1030 kann ähnlich der Batterie 50 sein, die in den 1 bis 5 dargestellt ist. Beispielsweise kann die Batterie 1030 mit einem elektrischen Gerät oder einer Ausrüstung, wie beispielsweise einem schnurlosen Elektrowerkzeug 1034 (das in 48A gezeigt ist) verbunden werden, um das Elektrowerkzeug 1034 ausgewählt mit Leistung zu versorgen. Die Batterie 1030 kann aus dem Elektrowerkzeug 1034 entfernt werden und durch eine Batterieladevorrichtung 1038 (die in den 40-44 gezeigt ist) wieder aufgeladen werden.Another battery 1030 embodying aspects of the invention is disclosed in US Pat 35-37 , 40-41 , 48A , 49-52 shown. The battery 1030 may be similar to the battery 50 shown in FIGS 1 until 5 is shown. For example, the battery 1030 can be connected to an electrical device or equipment, such as a cordless power tool 1034 (referred to in 48A shown) can be connected to selectively power the power tool 1034 . The battery 1030 can be removed from the power tool 1034 and charged by a battery charger 1038 (described in Figs 40-44 shown) can be recharged.

Wie in den 35 bis 37 gezeigt ist, so kann die Batterie 1030 ein Gehäuse 1042 und mindestens eine wiederaufladbare Batteriezelle 1046 (die schematisch in 41 gezeigt ist), die vom Gehäuse 1042 getragen wird, einschließen. In der dargestellten Konstruktion kann die Batterie 1030 ein 18 Volt Batteriesatz sein, der fünf Batteriezellen 1046 (eine gezeigt) von ungefähr 3,6 Volt, die in Serie verbunden sind, einschließt, oder sie kann ein Batteriesatz von 21 Volt sein, der fünf Batteriezellen 1046 (von denen eine gezeigt ist) von ungefähr 4,2 Volt, die in Serie verbunden sind, einschließt. In anderen (nicht gezeigten) Konstruktionen kann die Batterie 1030 eine andere Batterienennspannung von beispielsweise 9,6 Volt, 12 Volt, 14,4 Volt, 24 Volt, 28 Volt und dergleichen aufweisen, um die elektrische Ausrüstung mit Leistung zu versorgen, und um durch die Batterieladevorrichtung 1038 geladen zu werden. Es sollte verständlich sein, dass in anderen (nicht gezeigten) Konstruktionen die Batteriezellen 1046 eine andere Zellennennspannung aufweisen können, und/oder dass sie in einer anderen Konfiguration, wie beispielsweise in einer parallelen oder in einer parallelen/seriellen Konfiguration verbunden sein können.As in the 35 until 37 As shown, the battery 1030 may include a housing 1042 and at least one rechargeable battery cell 1046 (shown schematically in 41 shown) carried by housing 1042. In the illustrated construction, the battery 1030 may be an 18 volt battery pack including five battery cells 1046 (one shown) of approximately 3.6 volts connected in series, or it may be a 21 volt battery pack including five battery cells 1046 (one shown) of approximately 4.2 volts connected in series. In other constructions (not shown), the battery 1030 may have a different battery rating such as 9.6 volts, 12 volts, 14.4 volts, 24 volts, 28 volts, and the like to power the electrical equipment and to provide through the battery charger 1038 to be charged. It should be understood that in other constructions (not shown), the battery cells 1046 may have a different cell voltage rating and/or they may be connected in a different configuration, such as in a parallel or in a parallel/series configuration.

Die Batteriezelle 1046 kann jede wiederaufladbare Batteriezelle mit einem chemischen Aufbau von beispielsweise Nickel-Cadmium (NiCd), Nickel-Metall-Hydrid (NiMH), Lithium (Li), Lithium-Ionen (Li-Ionen) oder einer anderen auf Lithium basierenden chemischen Zusammensetzung oder eine andere wiederaufladbare Batterie mit einem anderen chemischen Aufbau etc. sein. In der dargestellten Konstruktion sind die Batteriezellen 1046 Li-Ionen-Batteriezellen.Battery cell 1046 may be any rechargeable battery cell with a chemistry such as nickel cadmium (NiCd), nickel metal hydride (NiMH), lithium (Li), lithium ion (Li Ion), or other lithium-based chemistry or another rechargeable battery with a different chemistry etc. In the illustrated construction, the battery cells 1046 are Li-ion battery cells.

Das Gehäuse 1042 kann einen Halteteil 1050 für das Halten der Batterie 1030 auf einem elektrischen Gerät, wie dem Elektrowerkzeug 1034 oder der Batterieladevorrichtung 1038, sein. In der dargestellten Konstruktion kann der Halteteil 1050 einen C-förmigen Querschnitt liefern (siehe 37), der mit einem Halteteil mit einem komplementären T-förmig geformten Querschnitt auf dem elektrischen Gerät verbindbar ist. Wie in den 35 bis 37 gezeigt ist, so kann der Halteteil 1050 Schienen 1054, die sich entlang einer Halteachse 1058 erstrecken und die Rillen 1062 bilden, einschließen. Eine dazwischen angeordnete Rippe 1066 kann auch vorgesehen werden, um in eine Oberfläche des Halteteils des elektrischen Geräts einzugreifen. Vertiefungen 1070 (siehe 35 bis 36) können in der Rippe 1066 definiert werden, so dass die Rippe 1066 sich seitlich nach außen erstreckende Teile 1072 aufweist.The housing 1042 can be a holding part 1050 for holding the battery 1030 on an electrical device such as the power tool 1034 or the battery charger 1038 . In the illustrated construction, the retaining portion 1050 may provide a C-shaped cross-section (see FIG 37 ) connectable to a support member having a complementary T-shaped cross-section on the electrical device. As in the 35 until 37 As shown, the support portion 1050 may include rails 1054 extending along a support axis 1058 and forming grooves 1062 . An interposed rib 1066 may also be provided to engage a surface of the electrical device support portion. Wells 1070 (see 35 until 36 ) can be defined in the rib 1066 such that the rib 1066 has laterally outwardly extending portions 1072.

Die Batterie 1030 kann auch (siehe 35-37) einen Verriegelungsaufbau 1074, der betreibbar ist, um die Batterie 1030 mit einem elektrischen Gerät, wie beispielsweise dem Elektrowerkzeug 1034 und/oder einer Batterieladevorrichtung 1038, zu verriegeln. In einigen Konstruktionen kann der Verriegelungsaufbau 1074 Verriegelungselemente 1078, die zwischen einer verriegelten Position, in der die Verriegelungselemente 1078 in ein entsprechendes Verriegelungselement auf dem elektrischen Gerät eingreifen, um die Batterie 1030 mit dem elektrischen Gerät zu verriegeln, und einer entriegelten Position beweglich sein. Der Verriegelungsaufbau 1074 kann auch Betätigungsvorrichtungen 1082 für das Bewegen der Verriegelungselemente 1078 zwischen der verriegelten Position und der entriegelten Position einschließen. Vorspannelemente (nicht gezeigt) können die Verriegelungselemente 1078 in die verriegelte Position vorspannen.The 1030 battery can also (see 35-37 ) a latch assembly 1074 operable to latch the battery 1030 to an electrical device such as the power tool 1034 and/or a battery charger 1038. In some constructions, the latch assembly 1074 can have latches 1078 movable between a latched position, in which the latches 1078 engage a corresponding latch on the electrical device to latch the battery 1030 to the electrical device, and an unlocked position. The latch assembly 1074 may also include actuators 1082 for moving the latch members 1078 between the latched position and the unlatched position. Biasing members (not shown) may bias the locking members 1078 into the locked position.

Die Batterie 1030 kann auch (siehe 35-39 und 41) einen Anschlussaufbau 1086, der betreibbar ist, um die Batteriezellen 1046 mit einer Schaltung im elektrischen Gerät zu verbinden, einschließen. Der Anschlussaufbau 1086 kann (siehe 35-37) ein Anschlussgehäuse 1090, das durch das Gehäuse 1042 geliefert wird, einschließen. In der dargestellten Konstruktion und in einigen Aspekten kann ein Fenster oder eine Öffnung 1094 im Anschlussgehäuse 1090 vorgesehen sein. Der Anschlussaufbau 1086 kann (siehe 35, 37-39 und 41) einen positiven Batterieanschluss 1098, einen Erdanschluss 1102, einen ersten Messanschluss 1106 und einen zweiten Messanschluss 1110 einschließen. Wie schematisch in 41 gezeigt ist, so sind die Anschlüsse 1098 und 1102 mit den entgegengesetzten Enden der Zelle oder der Serie von Zellen 1046 verbunden.The 1030 battery can also (see 35-39 and 41 ) include a connector assembly 1086 operable to connect the battery cells 1046 to circuitry in the electrical device. The connection structure 1086 can (see 35-37 ) include a connector housing 1090 provided by housing 1042. In the illustrated construction and in some aspects, a window or opening 1094 may be provided in connector housing 1090 . The connection structure 1086 can (see 35 , 37-39 and 41 ) include a positive battery terminal 1098, a ground terminal 1102, a first sense terminal 1106, and a second sense terminal 1110. As schematic in 41 As shown, terminals 1098 and 1102 are connected to opposite ends of cell or series of cells 1046 .

Die Messanschlüsse 1106 und 1110 können mit elektrischen Komponenten 1114 beziehungsweise 1118 verbunden sein, die wiederum in der Schaltung der Batterie 1030 verbunden sind. Die Messanschlüsse 1106 und 1110 können Information in Bezug auf die Batterie 1030 an ein elektrisches Gerät übertragen. Beispielsweise kann ein elektrische Komponente, wie die elektrische Komponente 1114, die mit dem Messanschluss 1106 verbunden ist, eine Identifikationskomponente, wie ein Widerstand sein, um die Identifikation einer Eigenschaft der Batterie 1030, wie beispielsweise den chemischen Aufbau der Batteriezellen 1046, die Nennspannung der Batterie 1030 etc. mitzuteilen. Die andere elektrische Komponente, wie die elektrische Komponente 1118, die mit dem Messanschluss 1110 verbunden ist, kann eine Temperaturmessvorrichtung oder ein Thermistor sein, um die Temperatur der Batterie 1030 und/oder der Batteriezelle(n) 1046 mitzuteilen.Sense terminals 1106 and 1110 may be connected to electrical components 1114 and 1118, respectively, which are in turn connected in the battery 1030 circuitry. Sense ports 1106 and 1110 may transmit information related to battery 1030 to an electrical device. For example, an electrical component such as electrical component 1114 connected to sense port 1106 may be an identification component such as a resistor to identify a characteristic of battery 1030 such as battery cell chemistry 1046, battery voltage rating 1030 etc. to communicate. The other electrical component, such as electrical component 1118, that connects to sense port 1110 may be a temperature sensing device or thermistor to report the temperature of battery 1030 and/or battery cell(s) 1046.

In anderen Konstruktionen können die elektrischen Komponenten 1114 und 1118 andere geeignete elektrische Komponenten, die ein elektrisches Signal erzeugen können, wie beispielsweise ein Mikroprozessor, eine Steuerung, digitale Logikkomponenten und dergleichen sein, oder die Komponenten 1114 und 1118 können andere geeignete passive elektrische Komponenten, wie beispielsweise Widerstände, Kondensatoren, Spulen, Dioden und dergleichen sein.In other constructions, electrical components 1114 and 1118 may be other suitable electrical components capable of generating an electrical signal, such as a microprocessor, controller, digital logic components, and the like, or components 1114 and 1118 may be other suitable passive electrical components, such as for example resistors, capacitors, inductors, diodes and the like.

Es sollte verständlich sein, dass in anderen (nicht gezeigten) Konstruktionen die elektrischen Komponenten 1114 und 1118 andere Typen elektrischer Komponenten sein können und dass sie andere Eigenschaften oder Informationen über die Batterie 1030 und/oder die Batteriezelle(n) 1046 mitteilen können. Es sollte auch verständlich sein, dass die Ausdrücke „Mitteilung“ und „mitteilen“, wie sie in Bezug auf die elektrischen Komponenten 1114 und 1118 verwendet werden, auch die elektrischen Komponente(n) 1114 und/oder 1118 umfassen können, die sich in einem Zustand oder Stadium befinden, der oder das durch einen Sensor oder eine Vorrichtung gemessen wird, die den Zustand oder das Stadium der elektrischen Komponente(n) 1114 und/oder 1118 bestimmen kann.It should be understood that in other constructions (not shown), the electrical components 1114 and 1118 can be other types of electrical components and can communicate other properties or information about the battery 1030 and/or the battery cell(s) 1046 . It should also be understood that the terms "notify" and "notify" as used with respect to electrical components 1114 and 1118 may also encompass electrical component(s) 1114 and/or 1118, which may be contained in a state or state being measured by a sensor or device capable of determining the state or state of the electrical component(s) 1114 and/or 1118.

Wie in 39 gezeigt ist, können die Anschlüsse 1098, 1102 und 1106 in Ebenen P₁, P₂ beziehungsweise P₃, die im wesentlichen parallel zueinander sind, ausgerichtet sein. Der Anschluss 1110 kann in einer Ebene P₄ ausgerichtet sein, die zu mindestens einer und in der dargestellten Konstruktion zu allen anderen Ebenen P₁, P₂ und P₃ nicht parallel ausgerichtet ist. In einer Konstruktion kann die Ebene P₄ rechtwinklig zu den Ebenen P₁, P₂ und P₃ sein. Die Anschlüsse 1098, 1102, 1106 und 1110 können sich entlang den jeweiligen Achsen A₃, A₂, A₃ und A₄ erstrecken, und in der dargestellten Konstruktion sind die Anschlussachsen A₁, A₂, A₃ und A₄ parallel zur Halteachse 1058 (siehe 35 und 37).As in 39 As shown, terminals 1098, 1102, and 1106 may be oriented in planes P ₁ , P ₂ , and P ₃ , respectively, which are substantially parallel to one another. Port 1110 may be oriented in a plane P ₄ that is non-parallel to at least one, and in the illustrated construction all other planes P ₁ , P ₂ , and P ₃ . In one construction, plane P ₄ may be perpendicular to planes P ₁ , P ₂ and P ₃ . Terminals 1098, 1102, 1106 and 1110 may extend along respective axes A ₃ , A ₂ , A ₃ and A ₄ and in the illustrated construction terminal axes A ₁ , A ₂ , A ₃ and A ₄ are parallel to the support axis 1058 (see 35 and 37 ).

Wie in den 40 bis 44 gezeigt ist, kann die Batterieladevorrichtung 1038, die Aspekte der Erfindung verkörpert, mit der Batterie 1030 verbindbar sein (wie das in 40 gezeigt ist), und sie kann betreibbar sein, um die Batterie 1030 zu laden. Die Batterieladevorrichtung 1038 kann ein Ladevorrichtungsgehäuse 1122 und eine Ladeschaltung 1126 (die schematisch in 41 gezeigt ist), die vom Gehäuse 1122 getragen wird und mit einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle verbindbar ist, einschließen. Die Ladeschaltung 1126 kann mit dem Anschlussaufbau 1086 der Batterie 1030 verbindbar sein (wie das schematisch in 41 dargestellt ist) und sie kann betreibbar sein, um Leistung an die Batterie 1030 zu überführen, um die Batteriezelle(n) 1046 zu laden.As in the 40 until 44 As shown, battery charger 1038 embodying aspects of the invention may be connectable to battery 1030 (as shown in FIG 40 shown) and may be operable to charge the battery 1030. The battery charger 1038 may include a charger housing 1122 and charging circuitry 1126 (shown schematically in FIG 41 shown) carried by housing 1122 and connectable to a power source (not shown). The charging circuit 1126 may be connectable to the terminal structure 1086 of the battery 1030 (as is shown schematically in FIG 41 shown) and may be operable to transfer power to the battery 1030 to charge the battery cell(s) 1046 .

In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Ladeschaltung 1126 arbeiten, um die Batterie 1030 in einer Weise zu laden, die ähnlich der ist, die im US-Patent Nr. 6,456,035 , das am 24. September 2002 erteilt wurde, und im US-Patent 6,222,343 , das am 24. April 2001 erteilt wurde, die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen werden, beschrieben ist. In anderen Konstruktionen kann die Ladeschaltung 1126 arbeiten, um die Batterie 1030 in einer Weise zu laden, die ähnlich der ist, die in der früher eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 60/440,692, die am 17. Januar 2003 eingereicht wurde, beschrieben ist, wobei ihr Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.In some constructions and in some aspects, charging circuitry 1126 may operate to charge battery 1030 in a manner similar to that disclosed in U.S. Patent No. 6,456,035 , which issued September 24, 2002, and the US patent 6,222,343 which issued April 24, 2001, which are hereby incorporated by reference. In other constructions, charging circuit 1126 may operate to charge battery 1030 in a manner similar to that described in previously filed US Provisional Patent Application Serial No. 60/440,692 filed January 17, 2003 is, the contents of which are hereby incorporated by reference.

Wie in den 42 bis 44 gezeigt ist, kann das Gehäuse 1122 einen Batteriehalteteil 1130 für das Halten der Batterie 1030 liefern. Der Halteteil 1130 kann (siehe 42) einen im allgemeinen T-förmigen Querschnitt aufweisen, der komplementär zum C-förmigen Querschnitt des Halteteils 1050 der Batterie 1030 sein kann. Der Halteteil 1130 kann (siehe 42-44) Schienen 1134 einschließen, die sich entlang einer Halteachse 1138 erstrecken, und die Rillen 1142 bilden. Der Halteteil 1130 kann auch eine Oberfläche 1146 einschließen, die mit der Rippe 1066 in Eingriff gebracht werden kann.As in the 42 until 44 As shown, the housing 1122 may provide a battery holding portion 1130 for holding the battery 1030. FIG. The Holding part 1130 can (see 42 ) have a generally T-shaped cross section, which may be complementary to the C-shaped cross section of the support portion 1050 of the battery 1030. The holding part 1130 can (see 42-44 ) include rails 1134 extending along a support axis 1138 and forming grooves 1142 . Retaining portion 1130 may also include a surface 1146 engageable with rib 1066 .

Vorsprünge oder Rippen 1150 können sich von der Oberfläche 1146 erstrecken. Wenn die Batterie 1030 auf dem Halteteil 1130 positioniert ist, so können die Rippen 1150 im allgemeinen seitlich mit den Verriegelungselementen 1078 ausgerichtet sein, um die Verriegelungselemente 1078 in der Verriegelungsposition zu halten. In einer Konstruktion werden die Rippen 1150 erniedrigt, um zu gewährleisten, dass die Rippen 1150 nicht in die Rippe 1066 auf dem Halteteil 1050 der Batterie 1030 eingreifen, was verhindern würde, dass die Batterie 1030 mit der Batterieladevorrichtung 1038 verbunden wird.Protrusions or ribs 1150 may extend from surface 1146 . When the battery 1030 is positioned on the support member 1130, the ribs 1150 may be generally laterally aligned with the latches 1078 to retain the latches 1078 in the latched position. In one construction, the ribs 1150 are lowered to ensure that the ribs 1150 do not engage the rib 1066 on the support portion 1050 of the battery 1030, which would prevent the battery 1030 from being connected to the battery charger 1038.

Die Batterieladevorrichtung 1038 kann auch (siehe 41 bis 47) einen Anschlussaufbau 1154 einschließen, der betreibbar ist, um elektrisch die Ladeschaltung 1126 mit dem Anschlussaufbau 1086 der Batterie 1030 zu verbinden (wie das schematisch in 41 dargestellt ist). Wie in den 42 bis 44 und 46 bis 47 gezeigt ist, kann der Anschlussaufbau 1154 ein Anschlussgehäuse 1158, das durch den Halteteil 1130 geliefert wird, einschließen. Der Anschlussaufbau 1154 kann auch (siehe 41 bis 47) einen positiven Anschluss 1162, einen negativen Anschluss 1166, einen ersten Messanschluss 1170 und einen zweiten Messanschluss 1174 einschließen. Die Anschlüsse 1162, 1166, 1170 und 1174 der Ladevorrichtung können mit den Batterieanschlüssen 1098, 1102, 1106 beziehungsweise 1110 verbindbar sein (wie das schematisch in 41 dargestellt ist).The battery charger 1038 can also (see 41 until 47 ) include a terminal structure 1154 operable to electrically connect the charging circuit 1126 to the terminal structure 1086 of the battery 1030 (as shown schematically in FIG 41 is shown). As in the 42 until 44 and 46 until 47 As shown, the connector assembly 1154 may include a connector housing 1158 provided by the retainer 1130. FIG. The connection structure 1154 can also (see 41 until 47 ) include a positive terminal 1162, a negative terminal 1166, a first measurement terminal 1170, and a second measurement terminal 1174. Charger terminals 1162, 1166, 1170, and 1174 may be connectable to battery terminals 1098, 1102, 1106, and 1110, respectively (as shown schematically in 41 is shown).

Die Anschlüsse 1162, 1166, 1170 und 1174 der Ladevorrichtung können mit der Ladeschaltung 1126 verbunden werden. Die Ladeschaltung 1126 kann eine Mikrosteuerung 1178 für das Steuern des Ladens der Batterie 1030 einschließen. Die Steuerung 1178 ist betreibbar, um mit den elektrischen Komponenten 1114 und 1118 der Batterie 1030 zu kommunizieren oder deren Zustand oder Stadium zu messen, um eine oder mehrere Eigenschaften und/oder Zustände der Batterie 1030, wie beispielsweise die Nennspannung der Batterie 1030, den chemischen Aufbau der Batteriezelle(n) 1046, die Temperatur der Batterie 1030 und/oder der Batteriezelle(n) 1046 etc. zu identifizieren. Auf der Basis der Bestimmungen, die durch die Steuerung 1178 vorgenommen wurden, kann die Steuerung 1178 die Ladeschaltung 1126 steuern, um die Batterie 1030 korrekt zu laden.The terminals 1162, 1166, 1170 and 1174 of the charger can be connected to the charging circuit 1126. The charging circuit 1126 may include a microcontroller 1178 for controlling the charging of the battery 1030. The controller 1178 is operable to communicate with the electrical components 1114 and 1118 of the battery 1030 or to measure their condition or state to one or more properties and / or conditions of the battery 1030, such as the voltage rating of the battery 1030, the chemical identify the structure of the battery cell(s) 1046, the temperature of the battery 1030 and/or the battery cell(s) 1046 etc. Based on the determinations made by the controller 1178, the controller 1178 can control the charging circuit 1126 to charge the battery 1030 properly.

Wie in den 35 und 37 bis 39 gezeigt ist, können die Batterieanschlüsse 1098, 1102 und 1106 als Flachstecker ausgebildet sein. Wie in 42 gezeigt ist, können die Anschlüsse 1162, 1166 und 1170 der Ladevorrichtung Buchsenanschlüsse sein, die verwendbar sind, um die Flachsteckeranschlüsse 1098, 1102 und 1106 aufzunehmen. Der Batterieanschluss 1110 (siehe 35 bis 39) und der Anschluss 1174 der Ladevorrichtung (siehe 42 bis 44) kann einen Eingriff in Form einer Auslegerfeder liefern. In der dargestellten Konstruktion (siehe die 42 bis 44) kann sich der Anschluss 1174 der Ladevorrichtung im allgemeinen rechtwinklig zur Halteachse 1138 erstrecken, um einen gleitenden Eingriff und Kontakt mit dem Batterieanschluss 1110 zu liefern.As in the 35 and 37 until 39 As shown, the battery terminals 1098, 1102 and 1106 may be formed as spade connectors. As in 42 As shown, charger terminals 1162, 1166 and 1170 may be female terminals usable to receive tab terminals 1098, 1102 and 1106. The battery connector 1110 (see 35 until 39 ) and the connector 1174 of the charging device (see 42 until 44 ) can provide engagement in the form of a cantilever spring. In the illustrated construction (see the 42 until 44 ) the charger terminal 1174 may extend generally perpendicular to the support axis 1138 to provide sliding engagement and contact with the battery terminal 1110 .

Die Batterie 1030 kann mit einem elektrischen Gerät, wie beispielsweise dem Elektrowerkzeug 1034 (das in 48A gezeigt ist) verbunden werden, um das Werkzeug 1034 mit Leistung zu versorgen. Das Elektrowerkzeug 1034 umfasst ein Gehäuse 1182, das einen Elektromotor 1184 (schematisch dargestellt) trägt, der ausgewählt durch die Batterie 1030 mit Leistung versorgt wird. Das Gehäuse 1182 kann (siehe 48B) einen Halteteil 1186 liefern, auf dem die Batterie 1030 gehalten werden kann. Der Halteteil 1186 kann einen im allgemeinen T-förmigen Querschnitt aufweisen, der komplementär zum C-formigen Querschnitt des Halteteils 1050 der Batterie 1030 ist. Der Halteteil 1186 kann auch Verriegelungsvertiefungen 1188 (eine ist gezeigt) bilden, in die die Verriegelungselemente 1078 in Eingriff gebracht werden können, um die Batterie 1030 mit dem Elektrowerkzeug 1034 zu verriegeln.The battery 1030 can be connected to an electrical device, such as the power tool 1034 (included in 48A shown) may be connected to power tool 1034 . The power tool 1034 includes a housing 1182 that supports an electric motor 1184 (shown schematically) that is selectively powered by the battery 1030 . The housing 1182 can (see 48B ) provide a support portion 1186 on which the battery 1030 can be supported. Retaining portion 1186 may have a generally T-shaped cross section that is complementary to the C-shaped cross section of retaining portion 1050 of battery 1030 . The retention portion 1186 may also form locking indentations 1188 (one shown) into which the locking members 1078 may be engaged to lock the battery 1030 to the power tool 1034 .

Das Elektrowerkzeug 1034 kann auch einen Anschlussaufbau 1190 (der teilweise in 48B gezeigt ist), der mit dem Anschlussaufbau 1086 der Batterie 1030 verbindbar ist, einschließen, so dass Leistung von der Batterie 1030 zum Elektrowerkzeug 1034 überführt werden kann. In der dargestellten Konstruktion kann der Anschlussaufbau 1190 einen positiven Anschluss 1194 und einen negativen Anschluss 1198, die jeweils mit den Anschlüssen 1098 und 1102 der Batterie 1030 verbunden sind, einschließen.The 1034 power tool may also include a 1190 connector assembly (partially incorporated in 48B 1) connectable to the terminal assembly 1086 of the battery 1030 so that power can be transferred from the battery 1030 to the power tool 1034. In the illustrated construction, terminal assembly 1190 may include a positive terminal 1194 and a negative terminal 1198 connected to terminals 1098 and 1102 of battery 1030, respectively.

Es sollte verständlich sein, dass in anderen (nicht gezeigten) Konstruktionen der Anschlussaufbau 1190 zusätzliche (nicht gezeigte) Anschlüsse umfassen kann, die mit den Messanschlüssen 1106 und/oder 1110 verbindbar sind, so dass Information in Bezug auf die Batterie 1030, wie beispielsweise eine oder mehrere Eigenschaften der Batterie 1030 und/oder Zustände der Batterie 1030 dem Elektrowerkzeug 1034 mitgeteilt oder von diesem gemessen werden können. In solchen Konstruktionen kann das Elektrowerkzeug 1034 eine (nicht gezeigte) Steuerung umfassen, um die mitgeteilte oder gemessene Information in Bezug auf die Batterie 1030 zu bestimmen, und um den Betrieb des Elektrowerkzeugs 1034 auf der Basis dieser Information zu steuern.It should be understood that in other constructions (not shown), the terminal assembly 1190 may include additional terminals (not shown) connectable to the sense terminals 1106 and/or 1110 so that information related to the battery 1030, such as a or more characteristics of the battery 1030 and/or states of the battery 1030 the electric tool 1034 can be communicated or measured by it. In such constructions, the power tool 1034 may include a controller (not shown) to determine the reported or measured information related to the battery 1030 and to control the operation of the power tool 1034 based on that information.

Eine alternative Konstruktion einer Batterie 1030A, die Aspekte der Erfindung verkörpert, ist in den 53 bis 56 gezeigt. Gemeinsame Elemente werden durch dieselbe Bezugszahl „A“ identifiziert.An alternative construction of a battery 1030A embodying aspects of the invention is shown in FIGS 53 until 56 shown. Common elements are identified by the same reference number "A".

Wie in den 53 bis 56 gezeigt ist, kann die Batterie 1030A ein Gehäuse 1042A einschließen, das eine oder mehrere Zellen trägt (die nicht gezeigt sind, die aber ähnlich den Zellen 1046 sind). Die Batterie 1030A kann einen Halteteil 1050A einschließen, der (siehe 56) einen im allgemeinen C-förmigen Querschnitt aufweist, der komplementär (siehe 42) zum Halteteil 1130 der Batterieladevorrichtung 1038 und zum (siehe 48B) Halteteil 1186 des Elektrowerkzeugs 1034 ist, so dass die Batterie 1030A mit der Batterieladevorrichtung 1038 und dem Elektrowerkzeug 1034 verbindbar ist.As in the 53 until 56 As shown, battery 1030A may include a housing 1042A that supports one or more cells (not shown but similar to cells 1046). The battery 1030A may include a holding portion 1050A that (see 56 ) has a generally C-shaped cross-section that is complementary (see 42 ) to the holding part 1130 of the battery charger 1038 and to (see 48B ) holding part 1186 of the power tool 1034 so that the battery 1030A can be connected to the battery charging device 1038 and the power tool 1034.

Wie in den 53 bis 56 gezeigt ist, so kann der Halteteil 1050A die Rippe 1066A einschließen. Wie in 55 gezeigt ist, so kann sich die Rippe 1066A weiter zu einer seitlichen Seite (die untere seitliche Seite in 55) erstrecken, um einen sich seitlich nach außen erstreckenden Teil 1072A zu liefern.As in the 53 until 56 As shown, the retaining portion 1050A may include the rib 1066A. As in 55 shown, the rib 1066A may further extend to a lateral side (the lower lateral side in 55 ) to provide a laterally outwardly extending portion 1072A.

Für einige Konstruktionen und für einige Aspekte sind zusätzliche unabhängige Merkmale, die Struktur und der Betrieb der Batterie 1030A oben detaillierter beschrieben.For some constructions and for some aspects, additional independent features, structure, and operation of the battery 1030A are described in more detail above.

Wenn die Batterie 1030A auf dem Halteteil 1130 der Batterieladevorrichtung 1038 positioniert ist, so greifen die unteren Rippen 1150 (die in 42 gezeigt sind) nicht (siehe 55) in den erweiterten Teil 1072A der Rippe 1066A auf dem Halteteil 1050A der Batterie 1030A ein, so dass nicht verhindert wird, dass die Batterie 1030A mit der Batterieladevorrichtung 1038 verbunden wird.When the battery 1030A is positioned on the support portion 1130 of the battery charger 1038, the lower ribs 1150 (those shown in 42 are shown) not (see 55 ) into the extended portion 1072A of the rib 1066A on the holding portion 1050A of the battery 1030A so that the battery 1030A is not prevented from being connected to the battery charger 1038.

Die 57 bis 61 zeigen eine Batterie 1230 des Stands der Technik. Die Batterie 1230 kann ein Gehäuse 1242 und mindestens eine wieder aufladbare Batteriezelle 1246 (die schematisch in 61 gezeigt ist), die vom Gehäuse 1242 gehalten wird, einschließen. In der dargestellten Konstruktion ist die Batterie 1230 ein 18 Volt Batteriesatz, der 15 Batteriezellen 1246 von ungefähr 1,2 Volt einschließt, die in Serie verbunden sind. In anderen (nicht gezeigten) Konstruktionen kann die Batterie 1230 eine andere Nennspannung, wie beispielsweise 9,6 V, 12 V, 14,4 V 24 V etc. aufweisen, um die elektrische Ausrüstung mit Leistung zu versorgen und um durch die Batterieladevorrichtung 1038 geladen zu werden. Es sollte verständlich sein, dass in anderen (nicht gezeigten) Konstruktionen die Batteriezellen 1246 eine andere Nennzellenspannung haben und/oder in einer anderen Konfiguration verbunden sein können, wie beispielsweise in paralleler Konfiguration oder in einer kombinierten parallelen, seriellen Konfiguration. Die Batteriezellen 1246 können wiederaufladbare Batteriezellen mit einem chemischen Aufbau von beispielsweise NiCd oder NiMH sein.The 57 until 61 show a battery 1230 of the prior art. The battery 1230 may include a housing 1242 and at least one rechargeable battery cell 1246 (shown schematically in 61 shown) held by housing 1242. In the illustrated construction, the battery 1230 is an 18 volt battery pack including 15 battery cells 1246 of approximately 1.2 volts connected in series. In other constructions (not shown), the battery 1230 may have a different voltage rating, such as 9.6V, 12V, 14.4V, 24V, etc., to power the electrical equipment and to be charged by the battery charger 1038 to become. It should be understood that in other constructions (not shown), the battery cells 1246 may have a different cell voltage rating and/or be connected in a different configuration, such as in a parallel configuration or in a combined parallel, series configuration. The battery cells 1246 may be rechargeable battery cells with a chemistry such as NiCd or NiMH.

Wie in den 57 bis 60 gezeigt ist, so kann das Gehäuse 1242 einen Halteteil 1250 für das Halten der Batterie 1230 auf einem elektrischen Gerät, wie dem Elektrowerkzeug 1034 (das in 48 gezeigt ist) oder der Batterieladevorrichtung 1038 (die in 42) gezeigt ist, liefern. In der dargestellten Konstruktion kann der Halteteil 1250 (siehe 60) einen C-förmigen Querschnitt aufweisen, der mit einem komplementären Halteteil mit T-förmigem Querschnitt am elektrischen Gerät (dem Halteteil 1186 auf dem Elektrowerkzeug 1034 (in 48B gezeigt) und/oder dem Batteriehalteteil 1130 auf der Batterieladevorrichtung 1038 (in 42 gezeigt)) verbindbar ist. Wie in den 57 bis 60 gezeigt ist, kann der Halteteil 1250 Schienen 1254 einschließen, die sich entlang einer Halteachse 1258 erstrecken und Rillen 1262 bilden, wobei eine mittlere Rippe 1266 vorgesehen werden kann, um in eine Oberfläche des Halteteils des elektrischen Geräts einzugreifen. Die Rippe 1266 kann im wesentlichen lineare und nicht unterbrochene Seitenflächen 1272 aufweisen. Die Rippe 1266 liefert keine sich seitlich nach außen erstreckenden Teile (wie die erweiterten Teile 1072 der Batterie 1030 (in 36 gezeigt) oder der erweiterte Teil 1072A der Batterie 1030A (in 55 gezeigt)).As in the 57 until 60 as shown, housing 1242 may include a holding portion 1250 for holding battery 1230 on an electrical device, such as power tool 1034 (shown in 48 shown) or the battery charger 1038 (which is shown in 42 ) is shown. In the illustrated construction, the holding part 1250 (see 60 ) have a C-shaped cross-section that mates with a complementary T-shaped cross-section gripping portion on the electrical device (the gripping portion 1186 on the power tool 1034 (in 48B shown) and/or the battery holding part 1130 on the battery charger 1038 (in 42 shown)) is connectable. As in the 57 until 60 As shown, the support portion 1250 may include rails 1254 extending along a support axis 1258 and forming grooves 1262, wherein a central rib 1266 may be provided to engage a surface of the electrical device support portion. The rib 1266 may have substantially linear and uninterrupted side surfaces 1272 . The rib 1266 does not provide any laterally outwardly extending portions (like the extended portions 1072 of the battery 1030 (in 36 shown) or the extended portion 1072A of the battery 1030A (in 55 shown)).

Die Batterie 1230 kann auch (siehe 57 bis 60) einen Verriegelungsaufbau 1274 einschließen, der betreibbar ist, um die Batterie 1230 mit einem elektrischen Gerät, wie beispielsweise dem Elektrowerkzeug 1034 (in 48A gezeigt) und/oder einer Batterieladevorrichtung zu verriegeln. Der Verriegelungsaufbau 1274 kann (siehe 57 bis 60) Verriegelungselemente 1278, die zwischen einer verriegelten Position, in welcher die Verriegelungselemente 1278 in ein entsprechendes Verriegelungselement auf dem elektrischen Gerät (wie der Verriegelungsvertiefung 1188 auf dem Elektrowerkzeug 1034) eingreifen können, um die Batterie 1230 mit dem elektrischen Gerät zu verriegeln, und einer entriegelten Position bewegbar sein. Der Verriegelungsaufbau 1274 kann auch Betätigungsvorrichtung 1282 für das Bewegen der Verriegelungselemente 1278 zwischen der verriegelten Position und der entriegelten Position einschließen. Vorspannelemente (nicht gezeigt) können die Verriegelungselemente 1278 auf die verriegelte Position hin vorspannen.The 1230 battery can also (see 57 until 60 ) include a latch assembly 1274 operable to connect the battery 1230 to an electrical device such as the power tool 1034 (in 48A shown) and/or to lock a battery charger. The locking assembly 1274 can (see 57 until 60 ) Interlocking elements 1278, which alternate between a locked position, in which the interlocking elements 1278 can engage a corresponding interlocking element on the electrical device (such as the interlocking indentation 1188 on the power tool 1034) to interlock the battery 1230 with the electrical device, and an unlocked position Position be movable. Latch assembly 1274 may also include actuator 1282 for moving the latches include elements 1278 between the locked position and the unlocked position. Biasing members (not shown) may bias the locking members 1278 toward the locked position.

Die Batterie 1230 kann (siehe 58 und 60) einen Anschlussaufbau 1286, der betreibbar ist, um die Batteriezellen 1246 mit einer Schaltung im elektrischen Gerät zu verbinden, einschließen. Der Anschlussaufbau 1286 kann ein Anschlussgehäuse 1290, das durch das Gehäuse 1242 geliefert wird, einschließen. Der Anschlussaufbau 1286 kann einen positiven Batterieanschluss 1298, einen Erdanschluss 1302 und einen Messanschluss 1306 einschließen. Wie in den 58 und 60 gezeigt ist, können die Anschlüsse 1298, 1302 und 1306 in Ebenen ausgerichtet sein, die im wesentlichen parallel zueinander sind und die sich entlang jeweiliger Achsen erstrecken, die parallel zur Halteachse 1258 sind.The 1230 battery can (see 58 and 60 ) include a connector assembly 1286 operable to connect the battery cells 1246 to circuitry in the electrical device. Connector assembly 1286 may include connector housing 1290 provided by housing 1242 . The terminal assembly 1286 may include a positive battery terminal 1298, a ground terminal 1302, and a sense terminal 1306. As in the 58 and 60 As shown, terminals 1298, 1302, and 1306 may be oriented in planes that are substantially parallel to one another and that extend along respective axes that are parallel to support axis 1258.

Wie schematisch in 61 dargestellt ist, so können die Anschlüsse 1298 und 1302 mit den entgegengesetzten Enden der Zelle oder der Serie von Zellen 1246 verbunden sein. Der Messanschluss 1306 kann mit einer elektrischen Komponente 1314 verbunden sein, die in der Schaltung der Batterie 1230 verbunden ist. In der dargestellten Konstruktion kann die elektrische Komponente 1314 eine Temperaturmessvorrichtung oder ein Thermistor sein, um die Temperatur der Batterie 1230 und/oder der Batteriezellen 1246 mitzuteilen.As schematic in 61 As shown, terminals 1298 and 1302 may be connected to opposite ends of the cell or series of cells 1246. The sense port 1306 may be connected to an electrical component 1314 that is connected in the circuitry of the battery 1230 . In the illustrated construction, electrical component 1314 may be a temperature sensing device or thermistor to communicate the temperature of battery 1230 and/or battery cells 1246 .

Wie schematisch in 61 dargestellt ist, so kann die Batterie 1230 mit der Batterieladevorrichtung 1038 verbindbar sein, und die Batterieladevorrichtung 1038 kann betrieben werden, um die Batterie 1230 aufzuladen. Die Batterieanschlüsse 1298, 1302 und 1306 können mit drei der Ladeanschlüsse 1162, 1166 beziehungsweise 1170 verbindbar sein. Die Mikrosteuerung 1178 kann die Batterie 1230 identifizieren (oder bestimmen, dass die Batterie 1230 nicht eine Batterie 1030 oder eine Batterie 1030A ist) und sie kann den Zustand der elektrischen Komponente 1314 oder des Thermistors, um die Temperatur der Batterie 1230 zu messen, identifizieren. Die Mikrosteuerung 1178 kann das Laden der Batterie 1230 steuern.As schematic in 61 As illustrated, the battery 1230 may be connectable to the battery charger 1038 and the battery charger 1038 may be operated to charge the battery 1230 . Battery terminals 1298, 1302, and 1306 may be connectable to three of charge terminals 1162, 1166, and 1170, respectively. The microcontroller 1178 can identify the battery 1230 (or determine that the battery 1230 is not a battery 1030 or a battery 1030A) and can identify the condition of the electrical component 1314 or the thermistor to measure the temperature of the battery 1230. Microcontroller 1178 can control battery 1230 charging.

Die Batterie 1230 kann auf dem Halteteil 1130 der Batterieladevorrichtung 1038 gehalten werden. Die Rippen 1150 (die in 42 gezeigt sind), können nicht in die Rippe 1266 auf dem Halteteil 1250 der Batterie 1230 eingreifen (in den 57 bis 60 gezeigt), so dass nicht verhindert wird, dass die Batterie 1230 mit der Batterieladevorrichtung 1038 verbunden wird.The battery 1230 can be held on the holding part 1130 of the battery charger 1038 . The ribs 1150 (which in 42 shown) cannot engage the rib 1266 on the support portion 1250 of the battery 1230 (in Figs 57 until 60 shown) so that the battery 1230 is not prevented from being connected to the battery charger 1038.

Die Batterie 1230 kann mit einer elektrischen Ausrüstung, wie beispielsweise dem Elektrowerkzeug 1034 (das in 48A gezeigt ist), verbunden werden, um das Elektrowerkzeug 1034 mit Leistung zu versorgen. Die Batterie 1230 kann auf dem Halteteil 1186 des Elektrowerkzeugs 1034 gehalten werden (in 48B gezeigt) und sie kann mit dem Motor 1184 (der schematisch in 48A gezeigt ist) verbunden werden, um den Motor 1184 mit Leistung zu versorgen.The battery 1230 can be connected to electrical equipment such as the power tool 1034 (included in 48A shown) may be connected to power the power tool 1034 . The battery 1230 can be held on the holding part 1186 of the power tool 1034 (in 48B shown) and it can be used with the 1184 engine (shown schematically in 48A shown) may be connected to power the motor 1184 .

Die 62 bis 65 zeigen eine andere Batterieladevorrichtung 1338. Die Batterieladevorrichtung 1338 kann ein Ladevorrichtungsgehäuse 1342 und eine Ladeschaltung 1346 (die schematisch in 65 gezeigt ist), die vom Gehäuse 1342 gehalten wird und die mit einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle verbindbar ist, einschließen. Die Ladeschaltung 1346 kann mit dem Anschlussaufbau 1286 der Batterie 1230 verbindbar sein, und sie kann betreibbar sein, um Leistung zur Batterie 1230 zu übertragen, um die Batteriezellen 1246 zu laden.The 62 until 65 show another battery charger 1338. The battery charger 1338 may include a charger housing 1342 and a charging circuit 1346 (shown schematically in FIG 65 shown) held by housing 1342 and connectable to a power source (not shown). Charging circuitry 1346 may be connectable to terminal assembly 1286 of battery 1230 and may be operable to transfer power to battery 1230 to charge battery cells 1246 .

Wie in den 62 bis 64 gezeigt ist, so kann das Gehäuse 1342 einen Batteriehalteteil 1350 für das Halten der Batterie 1230 liefern. Der Halteteil 1350 kann (siehe 62) einen im allgemeinen T-förmigen Querschnitt haben, der komplementär zum C-förmigen Querschnitt des Halteteils 1250 der Batterie 1230 (in 60 gezeigt) ist. Der Halteteil 1350 kann (siehe 62 bis 64) Schienen 1354, die sich entlang einer Halteachse 1358 erstrecken und die Rillen 1362 bilden, aufweisen. Der Halteteil 1350 kann eine Fläche 1366 einschließen, die mit der Rippe 1266 in Eingriff gebracht werden kann.As in the 62 until 64 As shown, the housing 1342 may provide a battery holding portion 1350 for holding the battery 1230. FIG. The holding part 1350 can (see 62 ) have a generally T-shaped cross-section complementary to the C-shaped cross-section of support portion 1250 of battery 1230 (in 60 shown) is. The holding part 1350 can (see 62 until 64 ) Rails 1354 extending along a support axis 1358 and forming grooves 1362. Retaining portion 1350 may include a surface 1366 engageable with rib 1266 .

Vorsprünge oder Rippen 1370 können sich von der Fläche 1366 erstrecken. Die Rippen 1370 können sich weiter von der Fläche 1366 als (siehe 43 bis 44) sich die Rippen 1150 von der Fläche 1146 der Batterieladevorrichtung 1038 erstrecken, erstrecken. Wenn die Batterie 1230 auf dem Halteteil 1350 gehalten wird, so können die Rippen 1370 entlang (siehe 59) den seitlichen Rändern der Rippe 1266 gleiten, so dass die Batterie 1230 mit der Batterieladevorrichtung 1338 verbindbar ist. Die Rippe 1266 der Batterie 1230 kann in der seitlichen Richtung schmäler als (siehe 36) die Rippe 1066 der Batterie 1030 sein und sie kann die erweiterten Teile 1072 nicht enthalten.Protrusions or ribs 1370 can extend from surface 1366 . The ribs 1370 may extend further from the surface 1366 than (see 43 until 44 ) the ribs 1150 extending from the surface 1146 of the battery charger 1038 extend. When the battery 1230 is held on the holding part 1350, the ribs 1370 along (see 59 ) slide the lateral edges of the rib 1266 so that the battery 1230 can be connected to the battery charger 1338. The rib 1266 of the battery 1230 may be narrower in the lateral direction than (see 36 ) be the rib 1066 of the battery 1030 and it may not include the extended portions 1072.

Wie in den 62 bis 65 gezeigt ist, so kann die Batterieladevorrichtung 1338 einen Anschlussaufbau 1374, der betreibbar ist, um die Ladeschaltung 1346 elektrisch mit dem Anschlussaufbau 1286 der Batterie 1230 zu verbinden, einschließen. Der Anschlussaufbau 1374 kann (siehe 62 bis 64) ein Anschlussgehäuse 1378, das durch den Halteteil 1350 geliefert wird, einschließen. Der Anschlussaufbau 1374 kann auch einen positiven Anschluss 1382, einen negativen Anschluss 1386 und einen Messanschluss 1390 einschließen. Wie schematisch in 65 gezeigt ist, so können die Anschlüsse 1382, 1386 und 1390 der Ladevorrichtung mit den Batterieanschlüssen 1298, 1302 beziehungsweise 1306 verbindbar sein. As in the 62 until 65 As shown, battery charger 1338 may include terminal assembly 1374 operable to electrically connect charging circuitry 1346 to terminal assembly 1286 of battery 1230 . The connection structure 1374 can (see 62 until 64 ) a connector housing 1378 provided by the holding part 1350 include. The terminal structure 1374 can also have a positive terminal 1382, a negative terminal 1386, and a sense terminal 1390. As schematic in 65 As shown, charger terminals 1382, 1386, and 1390 may be connectable to battery terminals 1298, 1302, and 1306, respectively.

Die Ladeschaltung 1346 kann eine Mikrosteuerung 1394 für das Steuern des Ladens der Batterie 1230 einschließen. Die Steuerung 1394 kann die Temperatur der Batterie 1230 durch das Messen des Zustands der elektrischen Komponente 1314 oder des Thermistors bestimmen. Auf der Basis der Bestimmung, die durch die Steuerung 1394 vorgenommen wurde, kann die Steuerung 1394 die Ladeschaltung 1346 steuern, um die Batterie 1230 passend zu laden.The charging circuit 1346 may include a microcontroller 1394 for controlling the charging of the battery 1230. The controller 1394 can determine the temperature of the battery 1230 by measuring the condition of the electrical component 1314 or the thermistor. Based on the determination made by controller 1394, controller 1394 may control charging circuitry 1346 to charge battery 1230 appropriately.

In einer beispielhaften Implementierung kann, wenn ein Nutzer versucht, die Batterie 1030 mit der Batterieladevorrichtung 1338 zu verbinden, ein Teil der Batterieladevorrichtung 1338, wie die sich nach oben erstreckenden Rippen 1370 (die in 62 gezeigt sind), verhindern, dass die Batterie 1030, mit der Batterieladevorrichtung 1338 verbunden wird. Wenn die Batterie 1030 auf dem Halteteil 1350 positioniert wird, so greifen die Rippen 1370 in die seitlich breiteren erweiterten Teile 1072 der Rippe 1066 des Halteteils 1050 der Batterie 1030 ein (in 36 gezeigt), um zu verhindern, dass die Batterie 1030 vollständig mit der Batterieladevorrichtung 1338 verbunden wird. Die Rippen 1370 sind auf dem Halteteil 1350 so angeordnet, dass der Anschlussaufbau 1086 der Batterie 1030 nicht mit dem Anschlussaufbau 1374 der Ladevorrichtung 1338 verbindbar ist.In an example implementation, when a user attempts to connect the battery 1030 to the battery charger 1338, a portion of the battery charger 1338, such as the upwardly extending ribs 1370 (shown in 62 shown) prevent the battery 1030 from being connected to the battery charger 1338. When the battery 1030 is positioned on the support portion 1350, the ribs 1370 engage the laterally wider extended portions 1072 of the rib 1066 of the support portion 1050 of the battery 1030 (Fig 36 shown) to prevent the battery 1030 from being fully connected to the battery charger 1338. The ribs 1370 are arranged on the holding part 1350 such that the terminal structure 1086 of the battery 1030 is not connectable to the terminal structure 1374 of the charging device 1338 .

In einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Batterie, wie die Batterie 1030 oder 1030A und/oder eine Batterieladevorrichtung, wie die Batterieladevorrichtung 1038, die zusätzliche Kommunikations- oder Messpfade aufweist. In einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Ladevorrichtung, wie die Ladevorrichtung 1038, die Batteriesätze laden kann, die zusätzliche Kommunikations- oder Messpfade aufweisen, wie die Batterie 1030 oder 1030A, und Batterien, die die zusätzlichen Kommunikations- oder Messpfade nicht aufweisen, wie die Batterie 1230. In einigen Aspekten liefert die Erfindung eine „mechanische Aussperrung“, um zu verhindern, dass eine Batterie, wie die Batterie 1030 oder 1030A, mit einer Ladevorrichtung verbunden wird, wie einer existierenden Ladevorrichtung 1338, während die Batterie, wie die Batterie 1030 oder 1030A, mit einem entsprechenden existierenden elektrischen Gerät, wie dem Elektrowerkzeug 1034, verwendet werden kann.In some aspects, the invention provides a battery, such as battery 1030 or 1030A, and/or a battery charger, such as battery charger 1038, having additional communication or sensing paths. In some aspects, the invention provides a charging device, such as charging device 1038, that can charge battery packs that have additional communication or measurement paths, such as battery 1030 or 1030A, and batteries that do not have the additional communication or measurement paths, such as battery 1230. In some aspects, the invention provides a “mechanical lockout” to prevent a battery, such as battery 1030 or 1030A, from being connected to a charger, such as an existing charger 1338, while the battery, such as battery 1030 or 1030A, can be used with a corresponding existing electrical device, such as the 1034 power tool.

Claims

A lithium ion battery pack (50) configured to interface with a power hand tool (55), the battery pack (50) comprising: a housing (65) connectable to and portable by the power hand tool (55); a plurality of ports (110, 115, 120); a plurality of rechargeable lithium ion battery cells (80) disposed within and supported by the housing, each of the battery cells (80) having a respective state of charge, the battery pack (50) having a state of charge, and wherein power is transferrable between the battery cells and the electric hand tool (55) to deliver a high discharge current; a control circuit (130) held within the housing and configured to control a variety of functions of the battery pack (50) including discharge functions, the control circuit (130) including a controller (140) and a thermistor (150). comprises, wherein the control circuit (130) is set up to periodically monitor a respective state of charge of each of the battery cells (80), a state of charge of the battery pack (50) and a temperature of the battery pack (50) during the period of an active operating mode, and wherein the control circuit (130) is further configured to control at least one function of the battery pack (50) based on the respective monitored state of charge of each of the battery cells (80), the monitored state of charge of the battery pack (50), or the monitored temperature of the battery pack (50 ) controls; a switch (175, 180) which, when open, is designed to interrupt the power transmission between the battery cells (80) and the electric hand tool (55), the switch (175, 180) also being designed such that it closed state allows power to be transferred between the battery cells (80) and the power hand tool (55), and wherein the switch (175, 180) comprises at least one field effect transistor, FET; and a heat sink (275) cooperating in a heat-transferring manner with the switch (175, 180) and adapted to dissipate heat from the switch (175, 180).

battery pack after claim 1 , wherein the heat sink (275) cooperates in a heat-transferring manner with the controller (140) and is adapted to dissipate heat from the controller (140).

battery pack after claim 1 or 2 , wherein a function controlled by the control circuit (130) is power interruption transfer between the battery cells (80) and the power tool (55) includes.

A battery pack according to any one of the preceding claims, wherein the switch (175, 180) is connected to the heat sink (275).

A battery pack according to any one of the preceding claims, wherein a discharge current injection is passed through the switch (175, 180) and the switch (175, 180) generates heat when conducting the discharge current injection.

A battery pack as claimed in any preceding claim, wherein the FET is physically mounted on the heatsink (275) and cooperates with the heatsink (275) in a thermally conductive manner.

The battery pack of any preceding claim, wherein the control circuit (130) is further configured to identify an electrical device based at least in part on a resistor (750) included in the electrical device.

battery pack after claim 7 , wherein the electrical device is the battery pack (50).

The battery pack of any preceding claim, wherein the control circuit (130) is further configured to control an operating parameter of the handheld power tool (55).

A battery pack according to any one of the preceding claims, wherein the power hand tool (55) is a circular saw (56) or a drill (58).

A battery pack according to any one of the preceding claims, wherein the switch (175, 180) is electrically connected to the control circuit (130).

A battery pack as claimed in any preceding claim, wherein the battery cells (80) have lithium manganese chemistry.

A battery pack according to any one of the preceding claims, wherein the battery cells (80) are operable to collectively provide a discharge current of at least about 20 amps to power the power hand tool (55).

A battery pack according to any one of the preceding claims, further comprising a flexible circuit (145) connected to the control circuit (130).

A battery pack according to any one of the preceding claims, further comprising a printed circuit board (145) connected to the control circuit (130).

A battery pack according to any one of the preceding claims, further comprising a battery pack identification component (750).

The battery pack of any preceding claim, wherein the battery pack (50) and the power hand tool (55) are selectively detachable and wherein the switch (175, 180) and heat sink (275) are integral parts of the battery pack (50).