二次电池的保护方法、保护电路和保护器件、电动工具、充电器和适合在电池组中提供保护技术

技术编号:3354334 阅读:325 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在无绳电动工具系统中,提供了在可操作地附在电动工具或充电器上的电池组内提供保护以防故障状况,以便防止对电池组或附属工具或充电器造成内部或外部损害的保护方法、电路和/或器件。这些示范性方法、电路和器件解决了诸如过充电、过放电、过电流、过高温度等的故障状况问题。(*该技术在2024年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可再充电电池的保护方法、保护电路和保护器件,涉及适合 对附着电池组的电池提供保护的电动工具和充电器,和涉及其中包括保护控 制的电池组,每一种保护控制都保护电池组以防各种潜在故障状况。
技术介绍
在过去几年中,在诸如笔记本型个人计算机之类的低压便携式电子设备 中锂离子(Li+)电池已经开始取代镍镉(NiCd)、镍金属氢化物(NiMH)、和 铅酸电池。与NiCd和NiMH电池相比,锂离子电池更轻,但具有更大的单位 体积容量。由于这个原因,锂离子电池通常适用于最好轻便和要求耐受长时 间连续使用的低压设备。但是,在过放电状态下,锂离子电池迅速变坏,因 此,锂离子电池需要过放电保护。用在便携式电子设备中的电池组通常含有串联的多个电池。 一个电池组 中串联电池的最大个数由电池组的输出电压决定。例如, 一个NiCd电池或一 个NiMH电池的典型输出电压是1. 2V。 flit来自电池组的18V输出电压适合 大多数通用电子设备,电池组中串联NiCd或NiMH电池的最大多个是15。另 一方面, 一个锂离子电池的典型输出电压大约是3. 6V。因此, 一个*1/没18V 的锂离子电池组中串本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在电池组中提供保护以防故障状况的电池组内的保护结构,电池组适合向无绳电动工具供电和包括多个电池,该保护结构包含: 多个不同保护器件,每个电池含有适合执行限流功能的相应保护器件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-3-11 60/551,803;US 2003-10-14 60/510,1281. 一种在电池组中提供保护以防故障状况的电池组内的保护结构,电池组适合向无绳电动工具供电和包括多个电池,该保护结构包含多个不同保护器件,每个电池含有适合执行限流功能的相应保护器件。2. 根据权利要求1所述的结构,其中,每个保护器件被具体化成热敏电阻。3. 根据权利要求1所述的结构,其中, 电池相互串联形成一串电池,和每个保护器件被具体化成当它的相应电池达到故障状况时,其电阻值增 大以限制通过整个电池串的电流的正温度系数(PTC)器件。4. 根据权利要求1所述的结构,其中,电池组是锂离子电池组。5. 根据权利要求4所述的结构,其中,锂离子电池组具有至少18V的额定电压值。6. —种适合向无绳电动工具供电和包4舌多个串4关电池的电池组,该电池 护结构。7. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含 至少一个保护电路,用于检测给定电池组参数,以确定一个或多个电池中的故障状况和根据故障状况的指示生成控制信号;和主器件,含有适合根据从保护电路接收的控制信号限制或中断电流的限 流或断流功能。8. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含 温度传感器,用于检测电池组温度以生成第一信号; 电流4全测器,用于4全测电池组电流以生成第二4言号;和电池控制电路,适合接收所述第 一和第二信号以确定电池组中的故障状 况和生成控制信号。9. 根据权利要求8所述的电池组,其中,电池电子控制单元将控制信号发送到可^l喿作地与之连接的半导体器件,和半导体器件具有才艮据控制信号限制或中断电流的限流或断流功能。10. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含 电流;险测器,用于^r测电池组电流以才艮据;险测的过电流故障状况生成控制信号;和具有限流或断流功能和可操作地与电流;险测器连接的半导体器件,该半 导体器件适合根据从电流^r测器接收的控制信号限制或中断电流。11. 根据权利要求10所述的电池组,其中,如果4全测的电池组电流超过 给定阈值,存在过电流故障状况。12. 根据权利要求11所述的电池组,其中,电流阈值基于电池的温度。13. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含 电池控制电路,配置成监视电池电压、电池电流和电流温度,以便生成控制信号;和可操作地受电池控制电路控制的半导体器件,该半导体器件适合根据控 制信号限制或中断电流。14. 根据权利要求13所述的电池组,所述结构进一步包含 温度传感器,用于检测电池温度,以便将检测信号输出到电池控制电路; 电流检测器,用于检测电池电流,以便将检测信号输出到电池控制电路;和电压监视电路,用于检测电池组的各个电池电压和总电池组电压之一, 以便将检测信号输出到电池控制电路。15. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含至少一个通信端,用于将信息传送到附属外部部件和从附属外部部件中 检测信息。16. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含至少 一个保护电路,用于针对电池组中的潜在过放电故障状况监视电池 组电压,和适合如果监视的电压达到给定电压阈值,自动执行切断电池组中 的电流流动。17. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含至少 一个保护电路,用于针对电池组中的潜在过放电故障状况监视电池 组电压,和适合如果监视的电压达到给定动态电压阈值,自动4丸行切断电池 组中的电流流动,其中,通过从绝对阅值电平中减去一部分瞬时;^文电电流改变动态电压阚值,以补偿电池组的阻抗和避免因监视的电压暂时下降到阈值以下造成的电 流流动的^t晉误自动切断。18. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含放置成与电池组内的串联电池串联提供保护以防过电流故障状况的单个 PTC器件,该PTC器件适合随电池组中的电流增大升高其总电池组阻抗值。19. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含 在电池组内放置成相互并联以形成并联PTC串的多个PTC器件,该并联PTC串被放置成与串联电池串联提供保护以防过电流故障状况,该并联PTC 串适合随电池组中的电流增大升高其总电池组阻抗值。20. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含 安排在电池组的电池和线端之间的至少一个溶丝,其中,'熔丝的形体位置到线端比到电池更近,从而在在电池组中出现过电流故障的情况下,将电 池组的电池和相关电子线路与相连充电器或电动工具隔开。21. 根据权利要求6所述的电池组,其中,该电池组是锂离子电池组。22. 根据权利要求6所述的电池组,其中,锂离子电池组具有至少18V 的额定电压值。23. 根据权利要求6所述的电池组,所迷结构进一步包含可听警告机构, 配置成提醒电池组的用户电池组中的即将出现或已出现故障状况。24. 根据权利要求6所述的电池组,所述结构进一步包含可视警告机构, 配置成^是醒电池组的用户电池组中的即将出现或已出现故障状况。25. —种在可换地附在无绳电动工具或充电器上的电池组中提供过电压 保护的方法,该电池组可操作地附在对电池组充电的充电器上,该方法包含4企测电池组中的过电压故障状况;和根据;险测的故障状况终止电池组或充电器中的充电电流。26. 根据权利要求25所述的方法,其中,该终止步骤包括生成电池组中 的控制信号,以便断开适合限制或中断电池组的充电路径中的电流的电池组 中的半导体器件。27. 根据权利要求25所述的方法,其中,该终止步骤进一步包括 生成电池组中的控制信号;和将控制信号传送到充电器,以便断开适合限制或中断电池组的充电路径 中的电流的电池组中的半导体器件,终止电池组中的电流流动。28. —种充电器的看门狗电路,该充...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴夫卡里尔史蒂夫菲利普斯杰弗里J弗朗西斯R罗比贝利丹T特林小安德鲁E西曼克里斯托弗R扬克丹尼尔C布罗托
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]

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