CN109390983B - 电池包和用于电池包的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池包和用于该电池包的检测方法，电池包包括：一个以上彼此之间串联连接的串联单元；电压检测模块，用于分别检测多个串联单元的电压；控制器，用于接收电压检测模块所检测的电压并计算预设时间内的串联单元之间的电压差值，在电压差值超过预设差值时增加电池包的欠压阈值。本发明的有益之处在于降低了电池包在为电动工具供电时出现反充的风险，提高了电池包的安全性。

Description

电池包和用于电池包的检测方法

技术领域

本发明涉及一种电池包和用于电池包的检测方法。

背景技术

电池包作为无线电动工具的动力来源一直是制约无线电动工具发展的主要环节，以往的电池包往往仅具有30V 以下的输出电压，它们在驱动大功率的电动工具时，往往会造成动力不足续航能力差的问题。

电池包适配电动工具进行大负载工况工作时，当电池包中的电芯出现不均衡时，电池包中电量弱的电芯极易出现反充，产生安全隐患。

发明内容

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种电池包，包括：一个以上彼此之间串联连接的串联单元；电压检测模块，用于分别检测多个串联单元的电压；控制器，用于接收电压检测模块所检测的电压并计算预设时间内的串联单元之间的电压差值，在电压差值超过预设差值时增加电池包的欠压阈值。

进一步，控制器计算预设时间内的串联单元之间的电压差值，电压差值为多个串联单元之间的电压差值的最大值。

进一步，控制器在电压差值超过预设差值时减小预设时间。

进一步，的电压差值之前，比较串联单元的电压与欠压阈值。

进一步，串联单元包括两个并联的电芯。

一种用于电池包的检测方法，电池包包括一个以上彼此之间串联连接的串联单元，方法包括：检测串联单元的电压；计算预设时间内串联单元的电压差值；在电压差值超过预设差值时提高电池包的欠压阈值。

进一步，电压差值为多个串联单元之间的电压差值中的最大电压值。

进一步，在电压差值超过预设差值时减小预设时间。

进一步，还包括：比较串联单元的电压值与欠压阈值。

进一步，还包括：比较串联单元的电压值与欠压阈值；若电压差值大于欠压阈值则计算预设时间内串联单元的电压差值。

本发明的有益之处在于降低了电池包在为电动工具供电时出现反充的风险，提高了电池包的安全性。

附图说明

图1是电池包一个实施例的示意框图；

图2是电池包中用于实现电压检测部分的一个实施例的示意框图；

图3是电池包和用电装置的连接示意图；

图4是电池包中检测模块与电芯单元连接的示意图；

图5是一个实施例的电池包检测方法的流程图；

图6是另一个实施例的电池包检测方法的流程图；

图7是另一个实施例的电池包检测方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参考图1至图3所示，电池包100主要包括：电芯组11、端子模块12、温度模块13、电压检测模块14、通讯模块15以及控制它们的控制器16。

电芯组11包括：一个以上的串联单元111。在串联单元111的数目大于等于2时，不同串联单元111之间串联连接，它们构成的整体为电芯组11。

一个串联单元111包括：一个以上的电芯。在同一个串联单元111内的电芯的数目大于等于2时，不同的电芯之间并联连接构成一个串联单元111。作为一种实施方式，如图2所示，一个串联单元111中包括两个并联的电芯。

端子模块12与电芯组11和控制器16分别构成电连接，其设有用于与外界构成连接以实现电能或信号传递的电池包100正极端子和电池包100负极端子。在电池包100为用电装置200供电时，端子模块12使电芯组11中的电芯处于放电状态，同时也能为电池包100内部其他模块和组件提供电能。

温度模块13包括：测温元件131和温度信号模块132，其中测温元件131用于检测电池包100的内部温度。测温元件131设置在电池包100的内部靠近电芯的位置，使其能够检测到电芯温度的变化。具体的，测温元件131可为热敏电阻，比如NTC热敏电阻。

温度信号模块132分别与测温元件131和控制器16电连接，其能将测温元件131的检测结果发送至控制器16并受到控制器16的控制。温度信号模块132设有用于与外部温度端子电连接的电池包100温度端子T。

电压检测模块14用于检测电芯组11中各个串联单元111的电压值，电压检测模块14分别与电芯组11和控制器16构成电连接。

作为实施方式的一种，电压检测模块分别检测每两个串联单元的电压值，也即每两个相邻的串联单元作为一个整体的串联单元检测整体电压，控制器依据电压检测模块检测得到的整体串联单元的电压信号计算整体串联单元的电压值，以实现对电池包的监测。

电压检测模块14检测电芯组11中的电压信号并将电压信号传递至控制器16，控制器16依据电压检测模块14输入的电压信号计算各个串联单元111的电压值，以实现对电池包100的电压安全的监控。

电池包100通讯模块15用于实现数据或信号的交换，与控制器16构成电连接。电池包100通讯模块15即可采用硬件连接实现数据传输也可采用无线连接实现数据传输。由于电池包100具有较高的电压和输出功率，因此在与用电装置200连接时，对可靠性和安全性的要求较高。

如图1至图3所示，作为实施方式的一种，电池包100与用电装置200之间采用硬件连接的方式实现电能和数据的传递。通讯模块15设有通讯端子D。在电池包100与电动工具装配时，该通讯端子D能与电动工具中对应的端子构成物理连接。

控制器16主要用于实现逻辑运算、进程控制等功能。其能对电池包100中的各个组件和模块进行控制，保证电池包100充电、放电时的安全。

以下主要介绍电压检测模块14。电压检测模块14主要用于分别检测串联单元111高压端的电压信号。具体的，电压检测模块14包括检测电路143，检测电路143的一端连接至串联单元111的高压端，另一端连接至控制器16。

为了实现对多个串联单元111 检测，电压检测模块14 还包括分时模块146。分时模块146 的作用在于控制检测电路143，其至少能控制检测电路143 使其两端断开或使其两端导通。

参照图2 所示，多个检测电路143 连接起来，然后通过同一线路接入控制器16。连接在一起的多个检测电路143 作为一个检测组141，一个检测组141 中的多个检测电路143在同一分时模块146 的控制下将采集的电压信号通过同一总线发送给控制器16。分时模块146 与控制器16 电连接，控制器16 能控制分时模块146，进而间接的控制多个检测电路143 的分时导通。

电芯组11中一般存在多个串联单元111，为了实现全面的检测，电压检测模块14设有多个检测电路143。控制器16同时接受来自多个检测电路143的电压信号。

进一步，检测电路143 中包括一通断元件144，该通断元件144 包括两个连接端和一个控制端（图未示），其中两个连接端分为：连接至串联单元111 的检测端144a 和用于连接至控制器16 的输出端。控制端接收分时模块146 的信号并控制通断元件两个连接端导通或断开。

参照图2 所示，同一检测组141 中的检测电路143 中的通断元件144 最终连接至同一处，然后连接至控制器16。

检测电路143 中还包括一个分压电阻145，分压电阻145 既可以如图2 所示的那样连接在通断元件144 输出端144b 一侧，也可以连接在通断元件144 检测端144a 一侧。

以下结合图1和图2具体说明控制器16在电池包100给用电装置200供电时的控制过程。

参考图2所示，电芯组11中的电芯在电池包100放电时不断向外放电，每个串联单元111可能存在放电不均的情况，为保证电池包100放电过程中的用电安全以避免电芯过放，控制器16内存储有防止电压过放的欠压阈值。

具体而言，电压检测模块14分别检测各个串联单元111的电压信号，控制器16接收来自电压检测模块14所检测的各个串联单元111的电压信号，并将各个串联单元111的电压信号与欠压阈值作比较，在其中的一个串联单元111的电压值超过欠压阈值时，断开电池包100与用电装置200的电性连接。

为切断电池包100与用电装置200的电性连接，端子模块12还包括开关单元，开关单元与控制器16电性连接，在串联单元111中的一个的电压值超过电压阈值时，控制器16输出使开关单元断开的控制信号以使电池包100断开与电动工具的连接，进而使得电池包100不再对外放电，以保证电池包100的用电安全。

在串联单元111的电压值均未超过欠压阈值时，电池包100中的串联单元111中至少包括两节并联的电芯，当这两节电芯放电不均衡时，由于电芯并联连接，在其中一个电芯单元出现过放时，电压检测模块14检测的串联单元111的电压在短时间内将大体保持不变。电池包100继续放电，将会使得串联单元111中的电芯出现倒灌等危害，损坏原本已过放的电芯。

参考图4所示，电压检测模块分别检测每两节电芯单元的电压，控制器16进一步被配置为在预设时间内两两计算各串联单元111的电压信号的电压差值，若电压差值超过预设差值时，控制器16输出使欠压阈值增加的控制信号。

参考图5所示的一种用于电池包100的放电方法，包括以下步骤：

S401.检测各个串联单元111的电压值Ui；

S402.判断各个串联单元111的电压值Ui是否大于欠压阈值U1；若是则转至步骤S403；否则转至步骤S407；

S403.计算各个串联单元111之间的电压差值△Ui；

S404.比较各电压差值大小，获得最大电压差值△Umax;

S405.判断最大电压差值是否大于预设差值，若是则继续执行S406；若否则返回步骤S402;

S406. 提高欠压阈值，继续执行步骤S402；

S407. 断开电池包与电动工具的电性连接。

参考图6所示的另一种用于电池包100的放电方法，包括以下步骤：

S501.检测各个串联单元111的电压值Ui；

S502.判断各个串联单元111的电压值Ui是否大于欠压阈值U1；若是则转至步骤S503；否则转至步骤S508；

S503.计算预设时间内的串联单元111的电压差值△Ui；

S504.比较各电压差值大小，获得最大电压差值△Umax;

S505.判断最大电压差值△Umax是否大于预设差值，若是则继续执行S506；若否则返回S502；

S506. 提高欠压阈值，继续执行步骤S507；

S507. 减小预设时间，继续执行步骤S502；

S508. 断开电池包100与电动工具的电性连接。

本实施例与图5所示实施例的不同之处在于，计算预设时间内的串联单元111的电压差值，在最大电压差值△Umax大于预设差值时，先提高欠压阈值再减小预设时间，这样，可进一步有利于检测串联单元111中的过放电芯，降低了电芯损坏的频率。

需要说明的是，在步骤S501中检测各个串联单元111的电压值Ui包括检测和计算各个串联单元111的电压值Ui。可能的，在预设时间内检测并计算各个串联单元111的电压值Ui。

参考图7所示的又一种用于电池包100的控制方法，包括以下步骤：

S601.检测各个串联单元111的电压值Ui；

S602.判断各个串联单元111的电压值Ui是否小于欠压阈值U1；若是则转至步骤S503；否则转至步骤S607；

S603.计算预设时间内的串联单元111的电压差值△Ui；

S604.比较各电压差值大小，获得最大电压差值△Umax;

S605.判断最大电压差值△Umax是否大于预设差值，若是则继续执行S606；若否则返回S602；

S606. 提高欠压阈值，减小预设时间；

S607. 断开电池包100与用电装置200的电性连接。

本实施例与图6所示实施例的不同之处在于，在步骤S606中，同时提高欠压阈值，减小预设时间。这样可进一步提高检测电芯是否过放的检测效率，保护电池包100。可能的，预设时间可为滤波时间。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种适用于无绳电动工具的电池包，包括：

一个以上彼此之间串联连接的串联单元；所述串联单元包括两个并联的电芯；

电压检测模块，用于分别检测多个所述串联单元的电压；

控制器，用于

接收所述电压检测模块所检测的电压并计算预设时间内的所述串联单元两两之间的电压差值，在所述电压差值超过预设差值时增加所述电池包的欠压阈值，所述预设时间为滤波时间。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，

所述控制器计算所述预设时间内的所述串联单元之间的电压差值，所述电压差值为多个所述串联单元之间的电压差值的最大值。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，

所述控制器在所述电压差值超过所述预设差值时减小所述预设时间。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，

所述控制器在计算所述预设时间内的所述串联单元之间的电压差值之前，比较所述串联单元的电压与所述欠压阈值。

5.一种适用于无绳电动工具的电池包的检测方法，所述电池包包括一个以上彼此之间串联连接的串联单元，所述串联单元包括两个并联的电芯，所述方法包括：

检测所述串联单元的电压；

计算预设时间内所述串联单元两两之间的电压差值；

在所述电压差值超过预设差值时提高所述电池包的欠压阈值，所述预设时间为滤波时间。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，

所述电压差值为多个所述串联单元之间的电压差值中的最大电压值。

7.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，

在所述电压差值超过预设差值时减小所述预设时间。

8.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，

还包括：

比较所述串联单元的电压值与所述欠压阈值。

9.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，

还包括：

比较所述串联单元的电压值与所述欠压阈值；

若所述电压差值大于所述欠压阈值则计算预设时间内所述串联单元的电压差值。

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