用于无绳电动工具系统的电池组的充电方法技术方案

在对电池组进行充电的方法中，电池组被插入到充电器内，并执行电池电压和电池组温度的初始的一组检查。一旦满足初始的一组检查，则可以以第一恒定电流水平对电池充电。第一恒定电流水平被调整到一个或多个较低的恒定电流水平，直到所有电池的电池电压处于满充电电压窗口之内。所述电压窗口被定义在最小满充电压电平和最大满充电压电平之间。一旦所有电池处于满充电电压窗口之内，则充电终止。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示范性实施例主要涉及一种向无绳电动工具的电池组充电的方法。
技术介绍
传统锂离子电池组的充电算法通常会采用恒定电流/恒定电压(CC/CV)充电算法，其中，当电池组电压增高到设定的电压阈值电平(典型值为充电状态的90％)时，充电电流在一段时间内维持在恒定水平。此刻，在电流逐渐减小到较低水平以完成充电的同时，电池组电压保持在恒定电压电平。为了向传统的锂离子电池组充电，向电池组提供充电电流的电源(充电器)需要(在充电过程中的不同时间)维持恒定的电压和/或恒定电流。特别是当向具有串联连接、其每个电池电压可能处于不同电平的多个电池的电池组充电时，这需要复杂的或者繁杂的充电电路。该恒定电流/恒定电压(CC/CV)充电算法典型地应用于传统锂离子电池组，该电池组具有例如为氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂和上述或其他金属与锂的氧化物的混合物的电池化学组分(chemistry)。
技术实现思路
本专利技术的实施例旨在一种向电池组充电的方法。在一个实施例中，所述电池组被插入到充电器中并对电池电压和电池组温度执行初始的一组检查。一旦满足初始的一组检查，则将会以第一恒定电流水平对电池充电。在所有电池的电池电压处于满充电压窗口之前，该第一恒定电流水平被调节到一个或者多个较低的恒定电流水平。在最小满充电池电压电平和最大满充电池电压电平之间确定该电压窗口。一旦所有的电池位于满充电压窗口之内，则充电终止。在另一个示范性实施例中，当把电池组插入充电器之后，执行在施加零充电电流的情况下的电池电压和电池组温度的初始的一组检查。然后，一旦满足初始的一组检查，则以初始充电电流水平对电池充电，以执行第二组电压和温度检查。一旦满足第二组检查，则以用于第二组检查并高于初始充电电流水平的第一恒定电流水平对电池进行充电。当达到了第一转变极限时，充电电流减小到低于第一恒定电流水平的第二恒定电流水平。当达到第二转变极限时，充电电流减小到低于第二恒定电流水平的第三恒定电流水平。可以选择性地对单个电池放电，同时继续以第三恒定电流水平对其他电池充电。一旦所有的电池处于最小满充电池电压电平和最大满充电池电压电平之间的满充电压窗口内，则充电终止。附图说明通过参照附图对其示范性实施例进行详细描述，所述示范性实施例将变得更加显而易见，其中，用类似的参考标记表示类似的部分，这仅仅是为了说明性的目的，因而并不意欲限制本专利技术。图1-3示出了根据示范性实施例的无绳电动工具系统中的说明性的无绳电动工具。图4为用于向诸如图1-3中的任何一个所示的无绳电动工具供电的电池组1000的透视图。图5为图4中的电池组1000的后视图。图6示出了插入电池充电器600的电池组1000。图7A和7B示出了根据示范性实施例的用于36V电池组1000的示范性电池结构。图8A和8B示出了根据本专利技术的示范性实施例的用于25.2V电池组1000的示范性电池结构。图9为示出根据示范性实施例的在电池组1000和电池充电器600之间的内部电子组件及其连接的框图。图10为示出了对具有锂金属磷酸盐化学组分的多个锂离子电池的锂离子电池组1000进行充电的充电方法的流程图。图11为更详细示出由图10的示范性充电方法所执行的预充电检查的流程图。图12为示出了在另一示范性充电方法的持续时间内关于电池组1000和充电电流的电压曲线的图表。具体实施例方式在对示范性电池充电方法进行描述之前，专利技术者通过参照图1-9初步地给出了有关无绳电动工具系统的概貌，图1-9包括了示范性电池组和电池充电器、电池组和充电器之间的示范性框图以及利用无绳电动工具系统的电池组的示范性电池结构。上述概貌为即将描述的示范性电池充电方法提供了更好的上下文环境。图1-3示出了根据本专利技术示范性实施例的无绳电动工具系统中的无绳电动工具。此后将被进一步描述的电池充电方法可以被用于对为无绳电动工具系统供电的电池组充电。所示的示范性无绳电动工具包括(仅仅示例性地)电动圆锯10(图1)、往复锯20(图2)和钻30(图3)。工具10、20和30中的每个可以包括由具有给定标称额定电压的电源供电的传统DC电动机(图中未示)。工具10、20和30可以由其标称额定电压至少为18V的可拆卸电源驱动。对于本领域技术人员来说显而易见的是，示范性实施例并不限于图中所示的特定类型的工具或此时提及的特定电压。在这一点上，本专利技术的教导实际上可以被应用于以任何供电电压供电的任何类型的无绳电动工具。继续参考图1-3，可拆卸电源被示出为电池组1000。在图中所示的示范性实施例中，所述电池组可以为可充电电池组1000。电池组1000可以包括多个串联连接的电池、和/或多个串接的电池串(string)，其中电池串彼此相互平行。为了描述本专利技术的示范性实施例，电池组1000可以包括具有锂基电池化学组分的电池。由于随后即将描述的示范性方法旨在对无绳电动工具环境中的电动工具的电池组进行充电，而所述电动工具需要具有比使用锂离子电池或锂基电池技术的传统低压设备(例如膝上计算机和蜂窝电话)高得多的额定电压的电源，所以，电池组1000的标称额定电压至少为18V。图4为根据本专利技术的示范性实施例用于向诸如图1-3中的任何一个所示的无绳电动工具供电的电池组的透视图，图5为图4中的电池组的后视图。电池组1000包括具有顶壳100和底壳200的外壳，其连接示于图4中。顶壳100和底壳200各自可以由硬塑料或者诸如ABS的其他合适材料一体式地构造而成。顶壳100包括了上层部分104，该上层部分的内侧(未示出)具有用于容纳电子模块(为清晰起见未示出)的凹进区域。所述电子模块可以包括微控制器和多个其他有源元件，用于监视电池组1000、附带的充电器或电动工具等、以及电池组1000的电池中的参数。电池组端子块(T块，T-block)110被设置在顶壳100的开孔111之内。T块110的准确端子或接触结构不是本专利技术的所关注的焦点，因此为简单起见而省略了对于这些的详细描述。如所公知的，T块110与附带的电动工具10、20、30或者电池充电器的相应端子块接口，用于设备之间的电力通信和能量流动。电池组1000具有闩锁(latch)150，它被配置为将电池组1000从电动工具或者充电器中释放出来的释放机制。如图5所示，操作者可通过按下位于电池组1000中的闩锁释放按钮155而把电池组1000从电动工具或充电器中释放出来。闩锁150和释放按钮155可以是例如单个整体铸造的工件。为简明起见，关于闩锁150的操作的详细解释在此省略，可以理解，通过压下闩锁释放按钮155可以将电池组1000从电动工具或充电器上移走。图6示出了被插于电池充电器中的电池组。电池充电器600包括由上层、下层壳体620和630所构成的外壳610。图中未示出将充电器600连于充电器中的AC线电源的电源线。充电器600包括在其上具有多个LED灯675(“LED675”)的LED显示器670。LED显示器670可以通过点亮适当的LED灯675来指示电池组1000已被完全充满，和/或利用另一个LED675来指示电池组1000在充电操作期间出现的故障或者问题。在图6中还示出了位于电池组1000上的LED显示器170。电池组1000中的LED显示器170可以是如图5所示而排列的三个LED本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向具有多个电池的电池组充电的方法，包含：将电池组插入充电器中，执行电池电压和电池组温度的初始的一组检查，一旦满足初始的一组检查，则以第一恒定电流水平对电池进行充电，将第一恒定电流水平调整到一个或更多较低的 恒定电流水平，直到所有电池的电池电压处于最小满充电池电压电平和最大满充电池电压电平之间的满充电压窗口之内，以及一旦所有电池处于满充电压窗口之内，则终止充电。

【技术特征摘要】
US 2005-10-31 60/731,5001.一种向具有多个电池的电池组充电的方法，包含将电池组插入充电器中，执行电池电压和电池组温度的初始的一组检查，一旦满足初始的一组检查，则以第一恒定电流水平对电池进行充电，将第一恒定电流水平调整到一个或更多较低的恒定电流水平，直到所有电池的电池电压处于最小满充电池电压电平和最大满充电池电压电平之间的满充电压窗口之内，以及一旦所有电池处于满充电压窗口之内，则终止充电。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在充电期间当一个或多个电池达到给定电压设定点时，不将所述电池保持在恒定电压电平一固定持续时间，以允许电流逐渐减小从而完成充电。3.根据权利要求1所述的方法，其中，调整恒定电流水平还包括确定是否已达到第一充电电流转变极限，和当达到第一转变极限时，将充电电流减小至低于第一恒定电流水平的第二恒定电流水平，确定是否达到第二充电电流转变极限，和当达到第二转变极限时，将充电电流减小至低于第二恒定电流水平的第三恒定电流水平。4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定是否已达到第一和第二转变极限包括在整个充电中监视单个电池和整个电池组电压。5.根据权利要求1所述的方法，还包括在整个充电中监视电池组温度，以确定是否达到了基于较高电池组温度的控制极限，如果已达到或者超过该控制极限，则中断充电，和一旦被监视的电池组温度降至控制极限以下，则恢复充电。6.根据权利要求1所述的方法，其中，执行电池电压和电池组温度的初始的一组检查包括，检查电池组温度处于最小和最大温度极限之间的温度窗口之内，并延迟以第一恒定电流水平对电池的充电，直到电池组温度处于温度窗口之内，和检查所有初始单个电池电压大于电池低压阈值，其中一个或多个电池电压是否低于电池低压阈值，以低于200mA的充电电流对电池进行预充电，直到所有的初始电池电压超过低压阈值，其中，当电池组温度处于温度窗口之内且没有电池电压低于电池低压阈值时，满足初始的一组检查。7.根据权利要求3所述的方法，其中如果单个电池达到3.7伏特或整个电池组电压达到37.0伏特，则达到第一转变极限，和如果单个电池达到3.8伏特或所有电池的电池电压≥3.6伏特，或整个电池组电压达到38.0伏特，则达到第二转变极限。8.根据权利要求7所述的方法，还包括通过在以第三恒定电流水平进行充电期间对达到3.8V的那些电池进行放电，而选择性地在以第三恒定电流水平进行充电期间对达到3.8伏特的各个电池进行平衡，直到所有电池达到或超过3.6伏特。9.根据权利要求1所述的方法，其中，终止充电还包括一旦所有电池处于满充电压窗口之内且任意电池之间的电压差为0.20或更小则终止充电。10.根据权利要求3所述的方法，其中如果单...

【专利技术属性】
技术研发人员：珍妮特M恩布里，丹T特林，
申请(专利权)人：布莱克和戴克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]