嵌入电池组中的过电流保护机构制造技术

为可移除地附接至电动工具的电池组提供过电流保护机构。该保护机构包括：布置在电池组中的一个或多个电池；配置为感测由电池供应的电流的电流传感器；在有电池的电路通路中的开关；以及实现为嵌入在电池组中的控制器中的软件指令的电池控制单元。该电池控制单元适配为接收指示来自电流传感器的电流的信号，并且以电流和时间的函数控制开关来中断来自电池的电流。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池组，尤其涉及嵌入电池组中的软件实现的过电流保护机构(mechanism)。
技术介绍
在过去的几年里，在例如笔记本型个人计算机的低电压、便携式电子设 备中，锂离子(Li-离子)电池已经开始取代镍镉(MCd)、金属氩化物镍 (nickel-metal-hydride, NiMH)和铅酸电池。与NiCd和NiMH电池相比，锂 离子电池更轻而且每单位体积具有更大的容量。由于这一原因，锂离子电池 适用于优选较轻并且需要耐受长时间连续使用的低电压设备。与NiCd电池组和NiMH电池组不同，锂离子电池在过放电状态下迅速 恶化。因此，锂离子电池组可以包括保护其免受锂离子电池组的内部和外部 的故障情况的损坏的功能。这防止锂离子电池组中的电池被损害和缩短电池 组的使用寿命。例如，如果在锂离子电池组的内部或外部发生例如短路的故 障情况，若放电电流或充电电流变得比给定电流等级(currentlevel)大，可以提 供保险丝来切断过》文电电流或过充电电流。然而，在电池组可以再次使用之 前，需要更换机械保险丝。因此，期望在电池组中提供一种软件实现的保险丝。软件实现的保护机 构使保险丝在不同的操作条件下跳闸。而且，软件实现的保险丝可以在跳闸 之后复位而不需要使用者的干预。这部分的陈述仅仅提供涉及本专利技术公开的 背景信息而不构成现有技术。
技术实现思路
根据本技术的一个方面，为可移除地附连至电动工具(power tool)的 电池组提供过电流保护机构。该机构的特征在于包括设置在电池组中的一 个或多个电池；配置用来感测由电池供应的电流的电流传感器；在具有电池 的电路通路中的开关；以及电池组中的电池控制单元。电池控制单元被配置用来接收指示来自电流传感器的电流的信号，并以电流和时间的函数控制开 关来中断来自电池的电流。根据本技术的另一个方面，提供一种电池组，其特征在于包括一 个或多个电池；在有电池的电路通路中的开关；电流传感器，配置为感测由 电池供应的电流；以及电池控制单元，适配用于接收指示来自电流传感器的 电流的信号，并且可操:作用于以电流和时间的函凄t控制开关来中断来自电池 的电流。根据本技术的又一个方面，提供一种电池组，其特征在于包括一 个或多个电池；与所述电池串连的开关；以及被配置为测量经过开关的电流 的电池控制单元，该电池控制单元可操作用于以电流和时间的函数控制开关 来中断来自电池的电 流。根据本技术的又一个方面，提供一种电池组，其特征在于包括一 个或多个电池；用于感测由电池供应的电流的器件；用于中断来自电池的电 流的器件；以及与用于感测电流的器件和用于中断电流的器件进行数据通信 的电池控制单元，该电池控制单元可操作用于以电流和时间的函数来控制用 于中断来自电池的电流的器件。更多适用领域将从此处提供的描述变得明显。应当理解，说明和具体的 示例仅仅意在解释，而并非试图限定本专利技术的范围。附图说明图1是电动工具的示例性系统的示意图2是集成到电池组中的过电流保护才几构的示例性电路配置的示意图； 图3是集成到电池组中的过电流保护机构的可选电路配置的示意图； 图4是示出软件实现的保险丝的示例性跳闸点(trip point)的曲线图； 图5A是示出保险丝的示例性实现的流程图； 图5B是示出保险丝的另一个示例性实现的流程图； 图6A和6B是示出在软件实现的保险丝重置之前可以检查的示例性标准 的流程图。在此描述的附图仅仅是说明的目的，并且不意欲以任何方式限定本专利技术 的范围。具体实施方式本公开可以涉及总体由图1中的附图标记IO指示的类型的电动工具系统。电动工具系统10可以包4舌，例如， 一个或多个电动工具12、电池组16 和电池组充电器18。每个电动工具12可以是任何类型的电动工具，包括但 不限于钻孔机、钻孔机/打桩机(driver )、锤钻(hammer drill)/打桩机、电锤(rotary hammer)、螺丝起子、冲击式起子机(impact driver)、圆锯、竖锯、往复锯、 带锯、切割工具(cut-offtool)、剪切工具(cut-outtool)、剪床、磨沙机、吸尘器、 灯、刳刨机、点胶才几(adhesive dispenser)、混凝土整实器、激光器、订书机和 自动敲钉机。在特定示例中，假设电动工具系统10包括第一电动工具12a和 第二电动工具12b。例如，第一电动工具12a可以是与美国专利No. 6，431,289 中所描述的类似的钻孔机/打桩机，而第二电动工具12b可以是与美国专利 No.6，996,909中所描述的类似的圆锯。电池组16可以选4奪性地可移除地耦合 至第一电动工具12a和第二电动工具12b,以向其提供电能。除了在此处另外 描述的之外，电池组16可以以与美国专利申请公开No. 2006/0096771中所描 述的相似的方式配置电池组16。电池组16还可以选择性地电耦合至电池组 充电器18，来给电池组16充电。值得注意的是本公开的更多方面可适用于 其他类型的电池供电设备。图2示出了集成到电池组16中的过电流保护机构20的示例性电路配置。 过电流保护机构20通常由电池22、用于控制电池放电的开关24、电流传感 器25和电池控制单元26组成。过电流保护机构20还可以包括与电池串联放 置的保险丝28。每个元件优选地集成到电池组16中。然而，可以想象，除 了电池之外的一个或多个元件可以^L置在电池充电器、电动工具或可操:作地 耦合至电池组的某 一其它外部设备中。电池组可以包括多个串联连接的电池22，和/或多个电池的串联连接串， 其中所述多个串相互并联。为了描述示例性实施例的目的，电池组可以由具 有锂离子电池化学性质的电池组成。在无绳电动工具环境中，电池组的标称 额定电压一般至少是18伏。然而，对于不同的应用，考虑(contemplate)其它 的额定电压。另外，例如在电池组的单个电池、电极和电解液的化学组成方 面，电池组可以由另一锂基(l池ium-based)化学性质的电池(例如锂金属或锂 聚合物的电池)，或例如镍镉(NiCd)、金属氢化物镍(NiMH)、和铅酸 等其它化学性质的电池组成。尽管不限于此，但是电池组16优选的是可充电电池。嵌入在电池组16中的电池控制单元26负责保护电池并监控可能产生的 任何故障情况。在示例性实施例中，电池控制单元16在数字微控制器上以软 件实现。然而，电池控制单元26可以以软件或硬件具体化为数字微控制器、 微处理器或逻辑电路、数字信号处理器，或者以一个或多个数字IC (例如专 ^1集成电路，ASIC)来具体化。可以通过^f吏用开关24来钳位或停止来自电池的放电电流和到电池的充 电电流。开关24可以在电池的低电压侧与电池串联j改置。然后可以通过电池 控制单元控制开关24以中断到/来自电池的电流。在示例性实施例中，开关 24是晶体管(例如，MOSFET)。这一公开也考虑了其它类型的开关。配置电流传感器25来感测由电池供应的电流，并将指示感测的电流的信 号提供电池控制单元26。在示例性实施例中，电流传感器25可以使用与电 池22串联布置的电流分流器来实现。电流分流器优选放置在电池的低电压 侧。在可选实施例中，开关24用作电流传感器(参见图3)。换句话i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，其特征在于包括：　一个或多个电池；　在有电池的电路通路中的开关；　电流传感器，配置为感测由电池供应的电流；以及　电池控制单元，适配用于接收指示来自电流传感器的电流的信号，并且可操作用于以电流和时间的函数控 制开关来中断来自电池的电流。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：内森克鲁斯，小安德鲁E塞曼，杰弗里S霍华德，丹尼尔J怀特，
申请(专利权)人：布莱克和戴克公司，
类型：实用新型
国别省市：US[美国]