电池包、电流检测方法以及电动工具组合技术

本发明专利技术公开一种电池包，包括：壳体、用于连接电动工具的适配部、容纳于壳体内的电池组和电池管理系统；其中，电池管理系统包括电流采集电路和电流转换电路，电流采集电路的输入端与电流转换电路的输出端电连接；其中，电流转换电路包括：转换元件，用于将待检测电流转换成待检测电压；第一级放大电路用于输入转换元件输出的待检测电压；第二级放大电路中n个放大通道用于将第二级放大电路的输入端输入的信号放大并分别从对应的输出端输出。本发明专利技术还公开了上述电池包的电流检测方法、包括上述电池包的电动工具组合。本发明专利技术的电池包、电流检测方法以及电动工具组合，采样范围和精度更高，降低了采样时待检测电流高频率引起的采样随机性。

Battery Pack, Current Detection Method and Power Tool Combination

【技术实现步骤摘要】
电池包、电流检测方法以及电动工具组合
本专利技术涉及一种电池包、电流检测方法以及电动工具组合,尤其涉及一种能够提高电池包充放电电流精度和范围的电池包、电流检测方法以及电动工具组合。
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，为了管理和监视电池包中的电池组状况，采用电池管理系统(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，BMS)。在电池管理系统(BMS)中，经常需要采样单节电池的电流用来进行过流保护、计算安时积分、估算电池内部温度，估算电池荷电状态（SOC）和健康状态（SOH）等。由于电池包在充电时的电流与充电器直接相关，而放电时的电流则与负载直接相关。尤其是电池包在给电动工具（例如，圆锯或电钻）供电时，电池包的放电电流变化范围大（峰值可达到两百安培甚至更高），变化频率高（可达到几十KHz）。上述这些电流特点对适配电动工具的电池包而言，对电流的检测精度和范围提出了更高的要求。为此，需要提供一种适用于电动工具的电池包，其能够提高电池充放电电流的采样精度，其能够解决电池包充放电电流瞬时值变化频率高带来的采样随机性和精确度低的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种电池包、电流检测方法以及电动工具组合，能够提高电池包充放电电流的采样精度以及解决电池充放电电流瞬时值变化频率高带来的采样随机性问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种电池包，适用于电动工具，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，所述电池组由多个串联或并联连接的单节电池；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流采集电路和电流转换电路，所述电流采集电路的输入端与所述电流转换电路的输出端电连接，所述电流采集电路用于采集所述电池组输出的电流；所述电流转换电路包括：转换元件，用于将所述电池组输出的待检测电流转换成待检测电压；第一级放大电路，所述第一级放大电路为差分放大电路，所述第一级放大电路包括两个差分输入端和输出端，所述两个差分输入端分别与所述转换元件的两个电压输出端连接，用于输入所述转换元件输出的待检测电压；第二级放大电路，包括n个放大通道、输入端和与n个放大通道一一对应的n个输出端；所述第二级放大电路的输入端与所述第一级放大电路的输出端电连接，n个放大通道用于将所述第二级放大电路的输入端输入的信号放大并分别从对应的输出端输出，n个所述放大通道对应的采样范围不同；其中，所述放大通道对应的采样范围为所述第二级放大电路工作于线性区域时，该放大通道输出信号值的范围，n是大于1的正整数；所述电流采集电路包括n个输入端，所述n个输入端与所述第二级放大电路的n个输出端一一对应电连接。具体地，所述转换元件采用第一电阻，所述第一电阻串联于待检测电路的回路中；所述第一级放大电路的两个差分输入端分别与所述第一电阻的两端连接。具体地，所述第一级放大电路包括第一运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述第一运算放大器的正向输入端和反向输入端分别通过所述第二电阻和所述第三电阻与所述第一电阻的两端电连接；所述反向输入端通过所述第四电阻与所述第一运算放大器的输出端电连接；所述正向输入端通过所述第五电阻接地，所述第一运算放大器的输出端与所述第二级放大电路的输入端连接。具体地，所述第一运算放大器的反向输入端与所述第一运算放大器的输出端之间电连接第一电容。具体地，所述第二级放大电路包括n个第二运算放大器、n个第六电阻和n个第七电阻；第k个所述第二运算放大器的反向输入端通过第k第六电阻与所述第一级放大电路的输出端电连接，第k个第二运算放大器的反向输入端和输出端之间电连接第k个第七电阻；所述第二运算放大器的正向输入端用于输入参考电压；各所述第二运算放大器电连接的第七电阻和第六电阻的比值不同；各所述第二运算放大器的正向输入端输入的参考电压依次增大或者依次减小；其中k为大于等于1小于等于n的整数。具体地，所述第二级放大电路还包括n个第八电阻和n个第九电阻；第k个所述第二运算放大器的正向输入端通过第k个第八电阻与第一电源连接，并通过第k个第九电阻接地；各所述第二运算放大器电连接的第八电阻和第九电阻的阻值不同。具体地，所述第二运算放大器还包括第二运算放大器的第一电源输入端和第二运算放大器的第二电源输入端，n个所述第二运算放大器的所述第一电源(+Vcc)输入端用于输入第一电源电压；第一个所述第二运算放大器的第二电源输入端用于输入第二电源电压(-Vcc)，其余n-1个所述第二运算放大器的第二电源输入端接地或输入第二电源电压(-Vcc)。具体地，所述电池包还包括多路复用器；所述多路复用器包括n路通道输入端和一个通道输出端，所述多路复用器的n路通道输入端与所述第二级放大电路的n个输出端一一对应电连接；所述多路复用器的通道输出端与所述电流采集电路的输入端电连接。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种上述电池包的电流检测方法，由本专利技术所提供的电池管理系统中的电流采集电路执行，包括：逐个采样所述第二级放大电路的n个放大通道输出的信号，得到n个放大通道的采样值；判断每个放大通道的采样值是否在该放大通道的对应的采样范围内；若是，则以该放大通道的采样值作为此次的电流采样值。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电动工具组合，包括电动工具以及如上述实施方式的电池包，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。本专利技术通过转换元件将待检测电流转换成待检测电压，并将待检测电压进行差分放大，最后通过n个比例放大电路对不同的采样电压范围进行比例放大，解决了适配电动工具的电池包的充放电电流变化频率高带来的采样随机性和精确度低的问题，增大了采样范围，提高了采样精度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种电池包的结构示意图；图2是现有技术中的一种电流检测电路的结构示意图；图3是现有技术中的一种电流检测电路的放电电流的波形图；图4是本专利技术实施例提供的一种电流转换电路的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的另一种电流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流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流转换电路的结构示意图；图8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9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10是本专利技术实施例提供的一种电流检测方法的流程图；图11是本专利技术实施例提供的一种电动工具组合；图12是本专利技术实施例提供的另一种电动工具组合。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10可以是各种类型的电池包，电池包10包括但不限于：壳体11；适配部12，用于连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池包，适用于电动工具，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，所述电池组由多个串联或并联连接的单节电池；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流采集电路和电流转换电路，所述电流采集电路的输入端与所述电流转换电路的输出端电连接，所述电流采集电路用于采集所述电池组输出的电流；所述电流转换电路包括：转换元件，用于将所述电池组输出的待检测电流转换成待检测电压；第一级放大电路，所述第一级放大电路为差分放大电路，所述第一级放大电路包括两个差分输入端和输出端，所述两个差分输入端分别与所述转换元件的两个电压输出端连接，用于输入所述转换元件输出的待检测电压；第二级放大电路，包括n个放大通道、输入端和与n个放大通道一一对应的n个输出端；所述第二级放大电路的输入端与所述第一级放大电路的输出端电连接，n个放大通道用于将所述第二级放大电路的输入端输入的信号放大并分别从对应的输出端输出，n个所述放大通道对应的采样范围不同；其中，所述放大通道对应的采样范围为所述第二级放大电路工作于线性区域时，该放大通道输出信号值的范围，n是大于1的正整数；所述电流采集电路包括n个输入端，所述n个输入端与所述第二级放大电路的n个输出端一一对应电连接。...

【技术特征摘要】
2017.12.27 CN 20171144626921.一种电池包，适用于电动工具，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，所述电池组由多个串联或并联连接的单节电池；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流采集电路和电流转换电路，所述电流采集电路的输入端与所述电流转换电路的输出端电连接，所述电流采集电路用于采集所述电池组输出的电流；所述电流转换电路包括：转换元件，用于将所述电池组输出的待检测电流转换成待检测电压；第一级放大电路，所述第一级放大电路为差分放大电路，所述第一级放大电路包括两个差分输入端和输出端，所述两个差分输入端分别与所述转换元件的两个电压输出端连接，用于输入所述转换元件输出的待检测电压；第二级放大电路，包括n个放大通道、输入端和与n个放大通道一一对应的n个输出端；所述第二级放大电路的输入端与所述第一级放大电路的输出端电连接，n个放大通道用于将所述第二级放大电路的输入端输入的信号放大并分别从对应的输出端输出，n个所述放大通道对应的采样范围不同；其中，所述放大通道对应的采样范围为所述第二级放大电路工作于线性区域时，该放大通道输出信号值的范围，n是大于1的正整数；所述电流采集电路包括n个输入端，所述n个输入端与所述第二级放大电路的n个输出端一一对应电连接。2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述转换元件采用第一电阻，所述第一电阻与所述电池组串联连接，；所述第一级放大电路的两个差分输入端分别与所述第一电阻的两端连接。3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述第一级放大电路包括第一运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述第一运算放大器的反向输入端和正向输入端分别通过所述第二电阻和所述第三电阻与所述第一电阻的两端电连接；所述反向输入端通过所述第四电阻与所述第一运算放大器的输出端电连接；所述正向输入端通过所述第五电阻接地，所述第一运算放大器的输出端与所述第二级放大电路的输入端连接。4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于：所述第一运算放大器的反向输入端与所述第一运算放大器的输出端之间电连接第一电容。5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述第二级放大电路包括n个第二运算放...

【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