一种适用于电动工具的电池包以及电动工具组合制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于电动工具的电池包，包括：电池组和电池管理系统；电池管理系统包括电压转换电路和电压采集电路，电压采集电路的输入端与电压转换电路的输出端电连接；电压转换电路包括差分放大电路和比例放大电路，比例放大电路的输入端与差分放大电路的输出端电连接，比例放大电路的输出端用于输出转换后的电压。本发明专利技术还公开了一种包括上述电池包的电动工具组合。本发明专利技术的适用于电动工具的电池包，提高了单节电池电压时的采样精度和采样范围，在电池包中单节电池串联数目多、电压比较高的情况下也可以使用，不受串联单节电池数目和比例放大电路的电源电压的幅值的影响。

A Battery Package and Power Tool Combination for Electric Tools

【技术实现步骤摘要】
一种适用于电动工具的电池包以及电动工具组合
本专利技术涉及一种适用于电动工具的电池包以及电动工具组合。
技术介绍
由于电动工具的使用便利性，其应用范围越来越广，输出功率要求也越来越高，因此，为电动工具提供电能的电池包的输出电流要求也越来大，由此，电池包中单节电池的数目也随之增多，为了管理和监视电池组，采用电池管理系统(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，BMS)，在BMS中，经常需要采样单节电池的电压用于电池的保护判断，均衡、荷电状态(StateofCharge，SOC)和健康状态(StateofHealth，SOH)的估算，单节电池电压是BMS进行电池管理的最基本的输入数据。单节电池电压的采集一般由BMS中的单片机完成，而单片机采集单节电池电压的模拟信号输入端口对输入电压的幅值有限制，最低一般是0V，最高不超过单片机的电源电压（比如5V，3.3V等）。当单节电池的正极电压超过单片机的模拟信号输入端口的电压幅值限制时，需要设计采样电路将单节电池的电压转换到单片机的模拟信号输入端口的电压幅值限制范围内。现有的技术中，当多个单节电池串联在一起形成电池组且串联的数目比较多（例如n大于8）的时候，串联位置较高（比如第6节或以上）的单节电池的正负极电压（例如Vbn，其中n一般大于6）加到差分电路中的运算放大器的正向或者反向输入端的电压会超过运算放大器的电源电压（常见的有5V，12V或者15V），这样会导致运算放大器不能正常工作而影响电压的采样。而且当电池静置不用的时候，现有技术的采样电路会形成放电回路对电池进行放电，影响电池的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种可以提高单节电池电压的采样精度和采样范围的适用于电动工具的电池包。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种适用于电动工具的电池包，所述电池包包括：壳体；适配部，用于连接所述电动工具，以为所述电动工具供电；电池组，容纳于所述壳体内，所述电池组包括多个单节电池；电池管理系统，所述电池管理系统包括电压转换电路和电压采集电路，所述电压采集电路的输入端与所述电压转换电路的输出端电连接；所述电压转换电路包括：差分放大电路，包括两个差分输入端和一个输出端，所述两个差分输入端用于输入待采样电压；所述两个差分输入端分别与一个单节电池的两端电连接，或者分别与串联的至少两个单节电池构成的串联电路的两端电连接；比例放大电路，包括输入端和输出端，所述比例放大电路的输入端与所述差分放大电路的输出端电连接，所述比例放大电路的输出端与所述电压采集电路的输入端电连接，所述比例放大电路的输出端用于输出转换后的电压。具体地，所述差分放大电路包括第一运算放大器、第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元；所述第一运算放大器的反向输入端与所述第一电阻单元的第一端电连接，所述第一电阻单元的第二端作为所述两个差分输入端中的一个；所述第一运算放大器的正向输入端与所述第二电阻单元的第一端电连接，所述第二电阻单元的第二端作为所述两个差分输入端中的另一个；所述第一运算放大器的反向输入端通过所述第三电阻单元与所述第一运算放大器的输出端和所述比例放大电路的输入端电连接，所述第一运算放大器的正向输入端通过所述第四电阻单元接地。具体地，所述第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元、第四电阻单元分别由一个或一个以上电阻串并联组成。具体地，所述第一电阻单元的阻值与所述第二电阻单元的阻值相等；所述第三电阻单元的阻值与所述第四电阻单元的阻值相等。具体地，所述第一运算放大器还包括电源输入端；所述第一运算放大器正向输入端或者反向输入端的电压小于所述电源输入端输入的电压。具体地，所述比例放大电路包括第二运算放大器、第五电阻单元、第六电阻单元和第七电阻单元；所述第二运算放大器的反向输入端通过所述第五电阻单元与所述差分放大电路的输出端电连接，所述第二运算放大器的反向输入端通过第六电阻单元与所述第二运算放大器的输出端电连接；所述第二运算放大器的正向输入端通过第七电阻单元接地。具体地，所述第五电阻单元、第六电阻单元、第七电阻单元分别由一个或一个以上电阻串并联组成。具体地，所述差分放大电路的放大倍数和比例放大电路的放大倍数的乘积等于目标放大倍数。具体地，所述电池包还包括第一开关，所述第一开关的一端与所述电池组中的地线电连接，另一端与所述电压转换电路的地线电连接；所述第一开关用于在所述电池组工作期间导通，在所述电池组静置时关断。具体地，所述电压转换电路的输出端的输出电压小于或等于所述电压采集电路的输入电压的限制范围。具体地，所述电池组中串联连接的单节电池的数目大于或等于6。具体地，所述单节电池由至少一个或一个以上电池并联组成。一种电动工具组合，包括电动工具以及如上所述的电池包，所述电池包可安装至所述电动工具以为所述电动工具提供电能，所述电动工具包括：壳体；工具附件，用于实现所述电动工具的功能；输出轴，支撑所述工具附件；马达，容纳于所述壳体内，用于输出驱动力以驱动所述输出轴转动；所述马达可操作地与所述输出轴连接；电池包结合部，用于连接所述电池包。本专利技术还提供一种电池管理系统，该电池管理系统包括电池组、电压采集电路和任一实施例所提供的电压转换电路，所述电池组包括多个单节电池；所述电压采集电路的输入端与所述电压转换电路的输出端电连接；所述电压转换电路的两个差分输入端分别与一个单节电池的两端电连接，或者分别与串联的至少两个单节电池构成的串联电路的两端电连接。具体地，所述电池管理系统还包括：第一开关，所述第一开关的一端与所述电池组中的地线电连接，另一端与所述差分放大电路和所述电压转换电路的地线电连接；所述第一开关用于在所述电池组工作期间导通，在所述电池组静置时关断。具体地，所述第一开关为机械开关或者半导体开关。具体地，所述电压转换电路的输出端的输出电压小于或等于所述电压采集电路的输入电压的限制范围。有益效果：本专利技术的适用于电动工具的电池包，提高了单节电池电压时的采样精度和采样范围，在电池包中单节电池串联数目多、电压比较高的情况下也可以使用，单节电池电压采样结果不受串联单节电池数目和比例放大电路的电源电压的幅值的影响。附图说明图1为作为一种实施方式的电池包的外观结构示意图；图2为作为另一种实施方式的电池包的外观结构示意图；图3是现有技术提供的一种电压转换电路的结构示意图；图4是现有技术提供的另一种电压转换电路的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种电压转换电路的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的另一种电压转换电路的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的另一种电压转换电路的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的另一种电压转换电路的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图；图10是本专利技术实施例提供的另一种电池管理系统的结构示意图；图11为作为一种实施方式的电动工具组合；图12为作为另一种实施方式的电动工具组合。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术的电池包可以是各种类型的电池包，电池包10包括但不限于：壳体11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于电动工具的电池包，所述电池包包括：壳体；适配部，用于连接所述电动工具，以为所述电动工具供电；电池组，容纳于所述壳体内，所述电池组包括多个单节电池；电池管理系统，容纳于所述壳体内，所述电池管理系统包括电压转换电路和电压采集电路，所述电压采集电路的输入端与所述电压转换电路的输出端电连接；所述电压转换电路包括：差分放大电路，包括两个差分输入端和一个输出端，所述两个差分输入端用于输入待采样电压；所述两个差分输入端分别与一个单节电池的两端电连接，或者分别与串联的至少两个单节电池构成的串联电路的两端电连接；比例放大电路，包括输入端和输出端，所述比例放大电路的输入端与所述差分放大电路的输出端电连接，所述比例放大电路的输出端与所述电压采集电路的输入端电连接，所述比例放大电路的输出端用于输出转换后的电压。

【技术特征摘要】
2017.12.27 CN 20171144782811.一种适用于电动工具的电池包，所述电池包包括：壳体；适配部，用于连接所述电动工具，以为所述电动工具供电；电池组，容纳于所述壳体内，所述电池组包括多个单节电池；电池管理系统，容纳于所述壳体内，所述电池管理系统包括电压转换电路和电压采集电路，所述电压采集电路的输入端与所述电压转换电路的输出端电连接；所述电压转换电路包括：差分放大电路，包括两个差分输入端和一个输出端，所述两个差分输入端用于输入待采样电压；所述两个差分输入端分别与一个单节电池的两端电连接，或者分别与串联的至少两个单节电池构成的串联电路的两端电连接；比例放大电路，包括输入端和输出端，所述比例放大电路的输入端与所述差分放大电路的输出端电连接，所述比例放大电路的输出端与所述电压采集电路的输入端电连接，所述比例放大电路的输出端用于输出转换后的电压。2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述差分放大电路包括第一运算放大器、第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元；所述第一运算放大器的反向输入端与所述第一电阻单元的第一端电连接，所述第一电阻单元的第二端作为所述两个差分输入端中的一个；所述第一运算放大器的正向输入端与所述第二电阻单元的第一端电连接，所述第二电阻单元的第二端作为所述两个差分输入端中的另一个；所述第一运算放大器的反向输入端通过所述第三电阻单元与所述第一运算放大器的输出端和所述比例放大电路的输入端电连接，所述第一运算放大器的正向输入端通过所述第四电阻单元接地。3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述第一运算放大器还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹爱龙，孙永安，
申请(专利权)人：南京德朔实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32