TW202101811A - 一種可充電電池組及手持真空吸塵設備 - Google Patents

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Abstract

本公開涉及一種可充電電池組，應用於手持真空吸塵設備，包括：聚合物電芯（1），包括至少一個聚合物電芯單元（11）；充電器輸入端子（3），與該聚合物電芯（1）電連接，該電池組經由該充電器輸入端子（3）充電到該聚合物電芯（1）；電力介面（2），與該聚合物電芯（1）電連接，當該電池組連接到該手持真空吸塵設備時，給該手持真空吸塵設備提供電力；以及PCM板（5），包括電源管理晶片（U2）和連接在該聚合物電芯（1）與該電源管理晶片（U2）之間的週邊均衡電路。本公開的可充電電池組中聚合物電芯內阻相比手持吸塵器及電動工具類產品普遍使用的圓柱電芯，內阻更小，從而大電流放電時發熱更少，具有較高的市場價值。

Description

一種可充電電池組及手持真空吸塵設備
本公開屬於充電設備技術領域，尤其涉及一種可充電電池組及手持真空吸塵設備。
現有無線的手持分離裝置，需要使用電池來提供動力，電池的性能直接影響手持分離裝置的續航性能和使用體驗。 現有手持分離裝置，普遍使用圓柱電芯，圓柱電芯的內阻較大，大功率模式下，發熱較大，影響用戶使用體驗。 本公開的發明人在長期研究的過程中，逐漸開發了一種可充電電池組及設備，以解決上述技術問題。 需要說明的是，在上述背景技術部分公開的資訊僅用於加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的資訊。
本公開實施例提供了一種可充電電池組及手持真空吸塵設備，以解決上述技術問題之一。 基於本公開的實施方式，第一方面，本公開實施例提供一種可充電電池組，應用於手持真空吸塵設備，包括： 聚合物電芯，包括至少一個聚合物電芯單元； 充電器輸入端子，與所述聚合物電芯電連接，所述電池組能夠經由所述充電器輸入端子充電到所述聚合物電芯； 電力介面，與所述聚合物電芯電連接，當所述電池組連接到所述手持真空吸塵設備時，給所述手持真空吸塵設備提供電力；以及 PCM （Protective Circuit Module，保護電路模組）板，包括電源管理晶片和連接在所述聚合物電芯與所述電源管理晶片之間的週邊均衡電路。 可選的，所述聚合物電芯為方形結構，至少兩個聚合物電芯單元形成串聯結構。 可選的，所述電力介面包括：沿所述聚合物電芯頂面向上伸出的正負電極。 可選的，還包括：上支架，所述上支架為鏤空結構，從上而下罩設於所述聚合物電芯上部；下支架，所述下支架為鏤空結構，從下而上罩設於所述聚合物電芯下部。 可選的，所述上支架下邊沿包括至少一個耳狀扣合部，所述下支架上邊沿包括至少一個凹狀卡合部，所述耳狀扣合部與所述凹狀卡合部配合卡止。 可選的，還包括：PCM板，位於所述上支架頂面，所述電力介面電連接於所述PCM板表面；所述PCM板一端通過導線連接於所述聚合物電芯。 可選的，所述週邊均衡電路包括與所述至少兩個聚合物電芯單元一一對應的多個均衡電路單元；所述電源管理晶片被配置為監測所述至少兩個聚合物電芯單元之間的壓差，並在檢測到所述壓差超過預設值時，控制對應的均衡電路單元開啟以降低所述壓差；並在檢測到所述壓差低於預設值時，控制對應的均衡電路單元保持關閉。 可選的，所述均衡電路單元包括：開關元件，被配置為受所述電源管理晶片的控制而導通和關斷，分別對應所述均衡電路單元的開啟和關閉；限流電阻，被配置為在所述均衡電路單元開啟時限制經過所述開關元件電流；以及低通濾波器，被配置為減小所述電源管理晶片監測所述壓差時的電壓採樣雜訊。 可選的，所述聚合物電芯包括串聯的第一至第N級聚合物電芯單元，所述週邊均衡電路包括第一至第N級均衡電路單元，所述電源管理晶片包括第一至第N級電壓採樣端子，在第n級均衡電路單元中：所述開關元件的控制端與所述電源管理晶片的第n+1級電壓採樣端子連接，並被配置為回應於第n級電壓採樣端子與所述第n+1級電壓採樣端子之間短接而導通，回應於所述第n級電壓採樣端子與所述第n+1級電壓採樣端子之間斷開而關斷；所述開關元件的其餘兩端中，第一端通過所述限流電阻連接在第n級聚合物電芯單元的陽極與所述第n級電壓採樣端子之間，第二端連接至第n+1級聚合物電芯單元的陽極，其中，N≥2，N＞n≥1，且n, N均為整數。 可選的，所述低通濾波器包括濾波電阻和濾波電容；並且，在所述第n級均衡電路單元中：所述濾波電阻連接在所述開關元件的第一端與所述第n級電壓採樣端子之間；所述濾波電容的一端連接在所述濾波電阻與所述第n級電壓採樣端子之間，另一端連接在所述開關元件的控制端與所述第n+1級電壓採樣端子之間。 可選的，所述第一至第N級電壓採樣端子通過所述PCM板的連接器分別連接至所述第一至第N級聚合物電芯單元的正極。 可選的，還包括：至少一塊緩存泡棉，分佈於所述聚合物電芯與所述上支架和/或所述下支架之間。 可選的，還包括：轉接板，電連接於所述聚合物電芯； 所述充電器輸入端子電連接於所述轉接板，並形成位於所述PCM板一側的正負極輸出埠；所述PCM板的連接端子通過導線電連接於所述轉接板，通過所述PCM板上的元器件實現聚合物電芯的充放電特性控制。 可選的，還包括：絕緣板，設置於所述充電器輸入端子與所述轉接板之間。 可選的，當所述電池組連接到所述手持真空吸塵設備或所述電池組從所述手持真空吸塵設備拆下時，均可通過所述充電器輸入端子（3）為所述電池組充電。 基於本公開的實施方式，第二方面，本公開提供一種手持真空吸塵設備，包括如上任一所述可充電電池組 本公開實施例的上述方案至少具有以下有益效果： 本公開的可充電電池組及手持真空吸塵設備，可充電電池組中聚合物電芯內阻相比手持吸塵器及電動工具類產品普遍使用的圓柱電芯，內阻更小，從而大電流放電時發熱更少，具有較高的市場價值。
為了使本公開的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本公開作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本公開一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本公開中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本公開保護的範圍。 在本申請實施例中使用的術語是僅僅出於描述特定實施例的目的，而非旨在限制本申請。在本申請實施例和所附專利申請範圍中所使用的單數形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數形式，除非上下文清楚地表示其他含義，“多種”一般包含至少兩種。 應當理解，本文中使用的術語“和/或”僅僅是一種描述關聯物件的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字元“/”，一般表示前後關聯物件是一種“或”的關係。 取決於語境，如在此所使用的詞語“如果”、“若”可以被解釋成為“在……時”或“當……時”或“回應於確定”或“回應於檢測”。類似地，取決於語境，短語“如果確定”或“如果檢測（陳述的條件或事件）”可以被解釋成為“當確定時”或“回應於確定”或“當檢測（陳述的條件或事件）時”或“回應於檢測（陳述的條件或事件）”。 還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的商品或者系統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種商品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括所述要素的商品或者系統中還存在另外的相同要素。 下麵結合附圖詳細說明本公開的優選實施例。 本公開提供的可充電電池組，該可充電電池組可以應用於任何需要電力供應的電器設備上，包括吸塵器、掃地機器人等清潔設備，本實施例以應用於手持真空吸塵設備為例進行說明，手持真空吸塵設備包括任何形狀、結構的吸塵器，但不限於此。 如第1圖所示，可充電電池組包括：聚合物電芯1，包括至少一個聚合物電芯單元11；充電器輸入端子3，與聚合物電芯單元11電連接，當所述電池組連接到所述手持真空吸塵設備或所述電池組從所述手持真空吸塵設備拆下時，所述電池組經由所述充電器輸入端子3充電到所述聚合物電芯1；電力介面2，與聚合物電芯單元11電連接，當所述電池組連接到所述手持真空吸塵設備時，給所述手持真空吸塵設備提供電力。 充電器輸入端子3通過電線與聚合物電芯1電連接，實際上該充電器輸入端子形成為聚合物電芯充電和放電的共同通道，當需要充電時，PCM （Protective Circuit Module，保護電路模組）板上的充電電路通過該充電器輸入端子向聚合物電芯充電；當放電時，聚合物電芯通過該充電器輸入端子以及PCM板上連接該端子與電力介面2的放電電路為手持真空設備供電。 以上當所述電池組連接到所述手持真空吸塵設備是指電池組通過電力介面2與手持真空吸塵設備連接，可以理解的方式是，通過以上連接，手持真空吸塵設備能夠進行吸塵工作，當手持吸塵設備需要充電時，可以通過手持吸塵設備上設置的與充電器輸入端子3連接的彈片充電電極或直接通過與充電器輸入端子3電連接的充電插頭為聚合物電芯1進行充電。而當所述電池組從所述手持真空吸塵設備拆下時，是指為了避免因為聚合物電芯1電量低而無法工作需要充電時，使用者不得不等待充電完成才能繼續工作，而採用的可將電量低的電池組件從手持真空吸塵設備拆下進行充電，同時換上電量充足的電池組件繼續清掃工作，此時可通過與充電器輸入端子3電連接的充電插頭進行電池組的充電。 其中，一種可選的結構中，所述聚合物電芯1為方形結構，具體可以形成長方體或正方體結構，電池形狀結構也可以包括其他結構，以適用於用電設備的結構。 如第2圖所示，其中聚合物電芯1包括所述至少兩個聚合物電芯單元11形成串聯結構，可以根據用電量的大小形成更多的電芯單元串聯結構，例如5-10個電芯單元11串聯，電芯單元的串聯以正負極首尾電連接的方式形成。 可選的，所述電力介面2包括：沿所述聚合物電芯1頂面向上伸出的兩片正負電極片，兩片正負電極片平行設置，以當聚合物電芯1連接到手持真空設備時，為所述手持真空設備提供電力。其中，兩片正負電極片與PCM板電連接，可以為焊接，PCM板通過導線8連接於聚合物電芯單元11，如第2圖所示。 可選的，還包括：上支架41，所述上支架41為鏤空結構，從上而下罩設於所述聚合物電芯1上部；下支架42，所述下支架42為鏤空結構，從下而上罩設於所述聚合物電芯1下部。所述上支架41下邊沿包括至少一個耳狀扣合部411，所述下支架42上邊沿包括至少一個凹狀卡合部421，所述耳狀扣合部411與所述凹狀卡合部421配合卡止，形成一個完整包圍了聚合物電芯1的框架結構，以起到保護聚合物電芯1的作用。上支架41和下支架42可以採用絕緣硬質材料製作而成。當然上支架41和下支架42可以通過其他結構形式形成，只要能形成包圍式的封閉結構以保護內部電芯不被損壞即可，對具體的形狀不做限定，上支架41和下支架42的鏤空結構也可以根據需要而設置。 可選的，所述上支架41還包括一個沿所述上支架41頂面向上延伸形成的T型隔板，所述正負極電極分佈於所述T型隔板21兩側。從而避免工作過程中的短路。其中正負極電極可以為具有彈性結構的薄片形狀，當插入手持真空設備後，與手持真空設備的端子彈性電連接，保證了供電的穩定性。 可選的，還包括：PCM板5，位於所述上支架41頂面，並與所述電力介面2和所述聚合物電芯1電連接。 聚合物電芯1與PCM板5上的控制器件通過導線8連接，而聚合物電芯上一個或多個電芯單元11的正負極在轉接板7上彙集形成聚合物電芯的正負極，該正負極通過電線連接至PCM板上以形成充放電電路。以上充放電電路具體為：放電電路為設置於PCM板上，通過充電器輸入端子3的流向電力介面2的線路為電路設置，該放電電路將聚合物電芯內的電量通過電力介面2提供給手持吸塵設備進行工作；充電電路為設置於PCM板上，通過PCM板上另設的充電介面（圖中未示出）流向充電器輸入端子3的電路設置，該充電電路為將外部電源通過充電介面輸入的電量充入聚合物電芯1。 如第3圖所示，PCM包括充電正負極、放電正負極，供電芯充電放電。PCM帶黑匣子功能，記錄迴圈次數及歷史資訊，包括最大充放電流、各節電芯最大最低電壓、最大壓差最高、最低溫度等資訊。 基於電量、時間、PRES pin的shutdown模式，保證電池包單體及組成整機靜態功耗的同時改善使用體驗。 示例性的，PCM提供電池保護功能，包括過充、過放、過溫、過流，還有短路保護。一旦檢測到任何一節電池電壓超過預定值（如4.2V）或任何一節電池電壓低於預設值（如3.0V），系統就會自動切斷充電或放電回路。如果電池溫度超過電池的工作溫度或電流大於電池的放電電流，系統會自動切斷電流通路，保障電池和系統安全。 示例性的，PCM還提供能量均衡，整個電池組由多節電池單元串聯而成，工作一定時間後，由於其電芯本身的不一致性、工作溫度的不一致性等原因的影響，最後會表現出很大的差異，對電池的壽命和系統的使用有巨大的影響，能量均衡就是彌補電芯個體之間的差異去做一些主動或被動的充電或放電的管理，確保電池的一致性，延長電池的壽命。一般包括被動均衡和主動均衡兩類方式，其中被動均衡是把電量多的電量通過電阻消耗達到均衡，主動均衡是把電量多的電池的電量通過電容、電感或變壓器轉移到電量少的電池達到均衡。關於能量均衡的電路和處理示例，可參考下文結合第4圖的詳細說明。 第4圖是本公開實施例所述可充電電池組中PCM電路實現能量均衡的原理示意圖。如第4圖所示，PCM板包括電源管理晶片U2和連接在聚合物電芯1與電源管理晶片U2之間的週邊均衡電路20。其中，聚合物電芯1包括多個聚合物電芯單元11（第4圖中示例性的示出6個），週邊均衡電路20則包括與多個聚合物電芯單元11一一對應的多個均衡電路單元21；電源管理晶片U2被配置為監測多個聚合物電芯單元11之間的壓差，並在檢測到上述壓差超過預設值時，控制對應的均衡電路單元21開啟以降低壓差；並在檢測到上述壓差低於預設值時，控制對應的均衡電路單元21保持關閉。如第4圖所示，假設電源管理晶片U2的電壓採樣端子VC6在監測到第一級聚合物電芯單元的電壓（4.0V）顯著高於其他聚合物電芯單元時，可控制對應的均衡電路單元21開啟，從而使得充電端charge+與charge-之間的充電電流不再經過第一級聚合物電芯單元，而經均衡電路單元21流過（如第4圖中箭頭所示）。直至其他聚合物電芯單元電壓充至一定程度（例如4.0V），電源管理晶片U2的電壓採樣端子VC6監測到第一級聚合物電芯單元的電壓不再顯著高於其他聚合物電芯單元時，則控制對應的均衡電路單元21關閉，使得充電電流能夠經過第一級聚合物電芯單元。由此可以實現多級聚合物電芯單元之間的能量均衡。 第5圖是本公開實施例所述可充電電池組中的PCM電路示意圖，圖中以PCM板連接6節電芯為示例加以說明，但本公開並不限制電芯的數量。如第5圖所示，J1是PCM板上連接6節電芯的連接器，J1通過導線8與轉接板7連接；U2是電池管理IC，VC1、VC2、VC3、VC4、VC5、VC6分別通過週邊均衡電路連接到6節電芯的正極；提供電芯電壓採樣的同時具有開啟/退出均衡功能；Q8,Q9,Q10,Q14,Q15,Q16的作用是開啟/關閉外部均衡回路；R50,R52,R55,R57,R59,R61是開啟均衡電路後的限流作用；R49、C25組成低通濾波器，減小VC6電壓採樣通道的雜訊；同理其餘5組電阻、電容的組合起到相同的作用。 當U2檢測到電芯間的壓差超過一定值時，會開啟均衡電路將較高的電芯電壓消耗掉，達到每節電芯的壓差符合規定值。示例性的，假如J1 PIN1、2連接的電芯1比其餘5節電芯電壓高並且超過U2開啟均衡電路的閾值Uth，U2 VC6、VC5內部會以短接的方式開啟外部均衡，短接後Q8導通，電芯1和R150、Q8形成電流回路，電壓會慢慢降低，當U2檢測到電芯1電壓均衡至跟其他電芯壓差小於一定值時，VC6、VC5內部斷開，Q8關閉，均衡回路同步關閉。 基於上述實施例的外部均衡電路，可以克服相關技術中使用晶片自帶的內部均衡電路而導致晶片內部發熱量大且內部均衡速度較慢的問題。 示例性的，PCM也是一個電量計，可隨時獲得精確的剩餘續航時間。可以根據電池電壓判斷剩餘電量，根據電流積分法獲取電量 ，還有內阻法、神經網路法、卡爾曼濾波法等。 示例性的，PCM包括外通訊介面，可隨時提供告警資訊和電池狀況。主流的通信介面有SPI、I2C、CAN、RS485等。 單電池包狀態下，PRES pin 無效，PCM始終處於關閉模式，靜態功耗＜20uA。防止單電池存儲時過放裝成整機後，基於時間的自動關機可保證整機存儲狀態下避免過放。 成品使用時，在正常電量下，非充放電時處於睡眠模式，以縮短放電時間。當電量低於某一閾值時關機，避免過放。 基於PCM獲得的電池剩餘電量，並結合電池組是否接入主機的判斷，本公開實施例還提出一種主機快速啟動策略，詳細說明如下。 在一個實施例中，當電池組未裝入主機時，電池管理系統（BMS）處於最低功耗狀態，以實現最低單體待機功耗。例如，電池管理IC處於關閉模式（shutdown mode），微控制單元（MCU）處於暫停模式（stop mode）。 接續，當電池組接入主機後，為了達到主機快速啟動的效果，電池管理IC處於睡眠模式（sleep mode），MCU處於stop mode，放電場效應管（MOS）常開。靜態下處於sleep mode的電池管理IC會定期監測電芯電壓和溫度，若無異常，放電MOS保持開啟，若出現異常，則關閉。該方案可以節省每次開機時電池管理IC檢測電池電壓和溫度等佔用的時間，從而可實現主機快速啟動效果。 在另一實施例中，當電池組放電至第一閾值（例如2.9V）或存儲至第二閾值（例如3.3V）時，電池管理IC轉為shutdown mode，MCU處於stop mode，以實現最低功耗待機，避免電芯快速耗電至永久失效。 在另一個實施例中，本公開的實施例PCM還可提供複充功能，詳細說明如下。因為手持吸塵器帶充電掛架，考慮用戶使用完後會隨手放置於掛架充電，充滿後電池保護板會斷開充電器和電芯的連接從而停止充電，但是如果用戶較長時間未使用機器，電池自耗電會使電池容量降至到較低值，用戶此時再次使用時可能會影響續航。 本公開實施例的電池複充功能示例如下。當電池充滿後會停止充電，同時電池MCU會開啟計時器，每隔一段時間（比如2周）檢測一次因電池自耗電造成的當前電池剩餘電量，若發現剩餘電量低於設定值（比如93%）或單節電芯最低電壓低於設定值（比如4.08V），則啟用複充功能給電池補電到滿電狀態。 上述複充功能的設計不僅可以避免因長時間存儲後使用主機造成續航時間短的體驗問題，而且可以避免頻繁充電或滿電後持續充電造成的電池安全事故。 可選的，本公開實施例的可充電電池組還包括至少一塊緩存泡棉6，分佈於所述聚合物電芯1與所述上支架41和/或所述下支架42之間。如第2圖所示，所述緩存泡棉6可以包括多塊條狀結構，分別分佈於聚合物電芯1的上下麵和周圍，從而在聚合物電芯1與硬質支架之間形成緩存，在碰撞或摔落時起到保護聚合物電芯1的作用。 可選的，本公開實施例的可充電電池組還包括：轉接板7，將所述聚合物電芯1和PCM板5電連接，用於將電芯的電轉接於電力介面，以及通過設於PCM板上或其他位置的充電介面為聚合物電芯進行充電；所述電力介面2通過沿一定路徑設置的電線連接於所述轉接板7，並形成位於所述電池組上部的正負極輸出埠。聚合物電芯包括正負放電端子，通過導電材料（如鎳、銅等良導電金屬）焊接於所述轉接板7上，電線將與轉接板連接的聚合物電芯正負充放電端子連接至PCM板，鎳片形成的電力介面2沿PCM板向外延伸，充電器輸入端子3設於與轉接板7同側或不同側的PCM板邊緣，以方便電池的充放電。 換言之，PCM板5與轉接板7之間，一方面通過PCM板5上的連接端子J1以及導線8與轉接板7電連接，通過PCM板上的元器件實現聚合物電芯1各電芯單元的充放電特性控制；另一方面通過PCM板5上的電連接埠通過電線（未示出）與轉接板7連接，實現聚合物電芯的充放電。 在上述電線和轉接板7之間設置有絕緣板9，用於防止轉接板7與電線之間的短路。 具體的，本公開設計的電池組參數如下表所示：
名稱 設計要求 ATL/NVT 具體設計參數
充電電壓 25.2 25.2V（6S1P）
標稱電壓 22.2V 22.2V
容量 3610mAh(min)/80Wh(min) 3610mAh(min)/80Wh(min)
最大充電溫度 0°C to 15°C 0.5Cmin Max to 4.2V, then CV to 0.02Cmin
15°Cto 45°C 1.0Cmin Max to 4.2V, then CV to 0.02Cmin
最大充電功率 450W(max) 450W(max)
最大充電電流 26A(max) 26A(max)
1st /2nd 保護功能 1st +2nd 4.30V 1st 保護：BQ40Z80 2nd 保護：BQ771800
阻抗 ≤65mΩ 50% Charge，AC 1K Hz測量@25℃±5℃，Cell＞=3.65V
單個電芯單元的設計參數如下表所示：
充電截止電壓 4.2V
標稱電壓 3.7V
放電截止電壓 2.8V
標稱容量 3700mA
最小容量 3610mA
充電條件 溫度：-20℃-45℃ 濕度：＜75%RH
重量 53.2g
本公開的可充電電池組及設備，可充電電池組中聚合物電芯內阻相比手持吸塵器及電動工具類產品普遍使用的圓柱電芯，內阻更小，從而大電流放電時發熱更少，具有較高的市場價值。 本公開的實施例還提出一種手持真空吸塵設備，包括如上任一所述可充電電池組。可充電電池組的結構、參數、性能、效果參見實施例1，不再贅述。 除電池組件外，手持真空吸塵設備還包括常規的結構，如進氣口、排氣口、毛刷、風扇、集塵袋、馬達等，這些結構可以為任何常規的吸塵器元件，在此也不做描述。 手持真空吸塵設備包括能夠容納電池組件的電池單元，當手持真空吸塵設備處於使用狀態時，將電池組放入電池單元，電池組通過放電端子放電。當需要充電時，電池可以拆卸下來充電。 以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分佈到多個網路單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模組來實現本實施例方案的目的。 最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本公開的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本公開進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本公開各實施例技術方案的精神和範圍。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1:聚合物電芯 2:電力介面 3:充電器輸入端子 5:PCM板 6:緩存泡棉 7:轉接板 8:導線 9:絕緣板 11:聚合物電芯單元 20:週邊均衡電路 21:均衡電路單元 41:上支架 42:下支架 411:耳狀扣合部 421:凹狀卡合部
為了更清楚地說明本公開實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來將，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。 第1圖是本公開實施例所述可充電電池組的整體結構示意圖； 第2圖是本公開實施例所述可充電電池組的爆炸結構示意圖； 第3圖是本公開實施例所述可充電電池組的電路結構示意圖； 第4圖是本公開實施例所述可充電電池組中的PCM電路原理示意圖； 第5圖是本公開實施例所述可充電電池組中的PCM電路示意圖。
1:聚合物電芯
2:電力介面
3:充電器輸入端子
5:PCM板
8:導線
11:聚合物電芯單元
41:上支架
42:下支架

Claims (16)

  1. 一種可充電電池組，應用於手持真空吸塵設備，其特徵在於，包括： 聚合物電芯（1），包括至少一個聚合物電芯單元（11）； 充電器輸入端子（3），與該聚合物電芯（1）電連接，該電池組能夠經由該充電器輸入端子（3）充電到該聚合物電芯（1）； 電力介面（2），與該聚合物電芯（1）電連接，當該電池組連接到該手持真空吸塵設備時，給該手持真空吸塵設備提供電力；以及 PCM板（5），包括電源管理晶片（U2）和連接在該聚合物電芯（1）與該電源管理晶片（U2）之間的週邊均衡電路。
  2. 如請求項1的可充電電池組，其特徵在於， 該聚合物電芯（1）為方形結構，至少兩個該聚合物電芯單元（11）形成串聯結構。
  3. 如請求項1的可充電電池組，其特徵在於，該電力介面（2）包括：沿該聚合物電芯（1）頂面向上伸出的正負電極。
  4. 如請求項3的可充電電池組，其特徵在於，還包括： 上支架（41），該上支架（41）為鏤空結構，從上而下罩設於該聚合物電芯（1）上部；以及 下支架（42），該下支架（42）為鏤空結構，從下而上罩設於該聚合物電芯（1）下部。
  5. 如請求項4的可充電電池組，其特徵在於，該上支架（41）下邊沿包括至少一個耳狀扣合部（411），該下支架（42）上邊沿包括至少一個凹狀卡合部（421），該耳狀扣合部（411）與該凹狀卡合部（421）配合卡止。
  6. 如請求項4的可充電電池組，其特徵在於，該PCM板（5）位於該上支架（41）頂面，該電力介面（2）電連接於該PCM板（5）表面；該PCM板（5）一端通過導線（8）連接於該聚合物電芯（1）。
  7. 如請求項2-6任一項所述的可充電電池組，其特徵在於，該週邊均衡電路包括與該等至少兩個聚合物電芯單元（11）一一對應的多個均衡電路單元；該電源管理晶片（U2）被配置為監測該等至少兩個聚合物電芯單元（11）之間的壓差，並在檢測到該壓差超過預設值時，控制對應的均衡電路單元開啟以降低該壓差；並在檢測到該壓差低於預設值時，控制對應的均衡電路單元保持關閉。
  8. 如請求項7的可充電電池組，其特徵在於，該均衡電路單元包括： 開關元件（Q8,Q9,Q10,Q14,Q15,Q16），被配置為受該電源管理晶片（U2）的控制而導通和關斷，分別對應該均衡電路單元的開啟和關閉； 限流電阻（R50,R52,R55,R57,R59,R61），被配置為在該均衡電路單元開啟時限制經過該開關元件電流；以及 低通濾波器，被配置為減小該電源管理晶片（U2）監測該壓差時的電壓採樣雜訊。
  9. 如請求項8的可充電電池組，其特徵在於，該聚合物電芯（1）包括串聯的第一至第N級聚合物電芯單元（11），該週邊均衡電路包括第一至第N級均衡電路單元，該電源管理晶片（U2）包括第一至第N級電壓採樣端子（VC6,VC5,VC4,VC3,VC2,VC1）， 在第n級均衡電路單元中： 該開關元件的控制端與該電源管理晶片（U2）的第n+1級電壓採樣端子連接，並被配置為回應於第n級電壓採樣端子與該第n+1級電壓採樣端子之間短接而導通，回應於該第n級電壓採樣端子與該第n+1級電壓採樣端子之間斷開而關斷；以及 該開關元件的其餘兩端中，第一端通過該限流電阻連接在第n級聚合物電芯單元的陽極與該第n級電壓採樣端子之間，第二端連接至第n+1級聚合物電芯單元的陽極， 其中，N≥2，N＞n≥1，且n, N均為整數。
  10. 如請求項9的可充電電池組，其特徵在於，該低通濾波器包括濾波電阻（R49,R51,R54,R56,R58,R60）和濾波電容（C25,C26,C27,C28,C29, C39）；並且， 在該第n級均衡電路單元中： 該濾波電阻連接在該開關元件的第一端與該第n級電壓採樣端子之間；以及 該濾波電容的一端連接在該濾波電阻與該第n級電壓採樣端子之間，另一端連接在該開關元件的控制端與該第n+1級電壓採樣端子之間。
  11. 如請求項9的可充電電池組，其特徵在於，該第一至第N級電壓採樣端子通過該PCM板（5）的連接器（J1）分別連接至該第一至第N級聚合物電芯單元（11）的正極。
  12. 如請求項4的可充電電池組，其特徵在於，還包括： 至少一塊緩存泡棉（6），分佈於該聚合物電芯（1）與該上支架（41）和/或該下支架（42）之間。
  13. 如請求項1的可充電電池組，其特徵在於，還包括： 轉接板（7），電連接於該聚合物電芯（1）；以及 該充電器輸入端子（3）電連接於該轉接板（7），並形成位於該PCM板一側的正負極輸入輸出埠；該PCM板（5）的連接端子通過導線（8）電連接於該轉接板（7），並通過該PCM板（5）上的元器件實現聚合物電芯的充放電特性控制。
  14. 如請求項13的可充電電池組，其特徵在於，還包括： 絕緣板（9），設置於該充電器輸入端子（3）與該轉接板（7）之間。
  15. 如請求項1的可充電電池組，其特徵在於，當該電池組連接到該手持真空吸塵設備或該電池組從該手持真空吸塵設備拆下時，均可通過該充電器輸入端子（3）為該電池組充電。
  16. 一種手持真空吸塵設備，其特徵在於包括：如請求項1-15任一該可充電電池組。
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