CN201717656U - 智能电池包 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种智能电池包，包括电池组和DC/DC变换单元，其中，所述智能电池包还包括电池保护板单元，包括第一单片机，所述第一单片机输入端和测温传感器相连，输出端通过第一功率MOS管和电池组相连；输出电压切换单元，包括第二单片机，所述第二单片机输入端和所述DC/DC变换单元的输出端相连，输出端通过第二功率MOS管组和多路输出插座相连，所述第二单片机还和电压选择按钮相连，接受电压选择按钮指令，并通过所述第二功率MOS管组选通一路输出插座并控制其输出电压。本实用新型提供的智能电池包，不但提供能够输出大电流及多种不同数值的电压，且对电池包充放电提供保护，延长了电池使用寿命。

Description

智能电池包
技术领域
本实用新型涉及一种电池包，尤其涉及一种用半导体器件变换输出一种以上直流电压的智能电池包。
背景技术
电池包分串联和并联及串并联组合，并联的电池组要求每个电池电压相同，输出的电压等于一个电池的电压，并联电池组能提供更强的电流。串联电池组没有过多的要求，只要保证电池的容量差不多即可，串联电池组可以提供较高的电压。电池包应用广泛，随着电池式电动工具的发展，与之配套的电池在品种，容量大小及环保，安全方面也在不断完善发展。但是现有的电池式电动工具的电池包，普遍存在容量小，输出单一品种电压，无法适应流动性大的野外作业园林直流充电工具的需要。此外，通常在电池的使用中，需要对电池反复进行充放电，如果没有保护措施，很容易对电池过充电或过放电，影响电池寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能电池包，能够输出大电流及多种不同数值的电压，用以满足多种充电工具的长时间工作需要。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种智能电池包，包括电池组和DC/DC变换单元，其中，所述智能电池包还包括电池保护板单元，包括第一单片机，所述第一单片机输入端和测温传感器相连，输出端通过第一功率MOS管和电池组相连，所述电池保护板单元根据测温传感器的温度数据控制电池组的充放电电流电压；输出电压切换单元，包括第二单片机，所述第二单片机输入端和所述DC/DC变换单元的输出端相连，输出端通过第二功率MOS管组和多路输出插座相连，所述第二单片机还和电压选择按钮相连，所述输出电压切换单元接受电压选择按钮指令，并通过所述第二功率MOS管组选通一路输出插座并控制其输出电压。
上述的智能电池包，其中，所述电池组为由多节动力型锂电池串联和/或并联而成的锂电池组。
上述的智能电池包，其中，所述测温传感器为测温热敏电阻。
本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的智能电池包，通过输出电压切换单元提供多种不同的电压，由于采用电池保护板单元自动监测充放电的各种状态，不但能够提供大电流的电压输出，并且对电池包充放电提供保护，延长了电池使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型智能电池包结构示意图；
图2为本实用新型电池保护板单元电路图。
图中：
1电池组            2测温传感器        3电量显示单元
4电池保护板单元    5DC/DC变换单元     6输出电压切换单元
7输出电压选择按钮
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型智能电池包结构示意图。
请参见图1，本实用新型提供的智能电池包包括电池组1和DC/DC变换单元5，其中，所述智能电池包还包括：
电池保护板单元4，包括第一单片机，所述第一单片机输入端和测温传感器2相连，所述电池保护板单元4输出端通过第一功率MOS管和电池组1相连，根据测温传感器2的温度数据控制电池组1的充放电电流电压；
输出电压切换单元6，包括第二单片机，所述第二单片机输入端和所述DC/DC变换单元5的输出端相连，输出端通过第二功率MOS管组和多路输出插座相连，所述第二单片机还和电压选择按钮7相连，所述输出电压切换单元6接受电压选择按钮指令，并通过所述第二功率MOS管组选通一路输出插座并控制其输出电压。
电池组1由多节动力型锂电池串联和/或并联而成，例如十节26650动力型锂电池，通过五节串联再二组并联组合成电压18V容量为6.6安时的电池组。
DC/DC变换单元5，通过DC变换为AC，再通过AC变压器升降压，输出各不同的电压，一般包括功率振荡电路，控制电路，高频变压器，整流电路，电流采样电路，电压采样电路，输入过压保护电路，输入过流，输入短路保护，输出过压保护，输出过流保护，输出短路保护。整个DC/DC变换电路只要充分满足动力工具起动，堵转，制动各项要求即可，通过DC/DC变换单元可将输入一路直流电压变换为几路动力电压。
测温传感器2可以由测温热敏电阻组成，测量电池在充放电过程中的温度。此外，智能电池包还可以包括电量显示单元3，由电量专用处理芯片、液晶显示板、模数转换器、数模转换器、电流采样电路和电压采样电路，通过电量专用处理芯片运算处理，输出信号给液晶显示板，液晶显示板以百分比形式显示电池的电量。
图2为本实用新型电池保护板单元电路图。
电池保护板单元4可以由第一单片机实现，请参见图2，第一单片机由U1芯片对各信号运算处理，U1芯片采用型号PIC16F677的单片机；运算放大器U2芯片对各节电池电压进行采样，U2采用型号为LM324ADR的运算放大器；运算放大器U3芯片对回路电流进行采样，U3采用型号为LM358ADR的运算放大器；三端稳压器U4对电压稳定后再提供给U1单片机及其它控制电路，功率MOS管Q18，Q19作为放电电子开关，功率MOS管Q20作为充电电子开关，三极管Q1，Q2，Q3，Q4，Q5作为电池平衡用。B+接电池组正极，B-接电池组负极，B1，B2，B3，B4分别接各节锂电池，用以检测各节锂电池电压。
具体工作过程如下：当电池组1进行充电时，充电回路：CH+接充电器正极再进入功率MOS管Q20，再进入并联的二极管D1，D2，再进入五串二并锂电池组正极，再从锂电池组负极B-出来，对锂电池组进行充电。由电压采样电阻R27，R28，R31，R32，R35，R36，R39，R40对锂电池组的电压进行分压，再送入运算放大器与各基准电压进行判别比较，运算放大器输出电压送入单片机进行处理。第一单片机经过处理后输出信号给CB1，CB2，CB3，CB4，CB5控制三极管Q7，Q8，Q9，Q10，Q11，及三极管Q1，Q2，Q3，Q4，Q5，对电池进行充电平衡处理。电阻R1，R2，R3，R4，R5串联在各三极管回路，主要作用是限制三极管Q1，Q2，Q3，Q4，Q5各回路电流。当电池组1电压超过设定值时，第一单片机CO引脚输出信号进入Q14场效应管，场效应管Q14控制功率MOS管Q20关断，充电停止。由测温传感器RT检测锂电池温度，当温度超过规定温度时，充电也会停止。
当电池进行放电时，锂电池组B+输出进入电机负载，再到P-，再到并联的功率MOS管Q18，Q19，再到并联的电阻R67，R88，再到锂电池组的B-。当放电电流过大时，通过并联的R67，R88电阻采样电流，电流信号电压送入运算放大器U3B，进行比较放大，输出信号通过运算放大器U3B的7号引脚输出至第一单片机AN11引脚，第一单片机对信号进行运算处理，由单片机RB7引脚输出信号至运算放大器U3A，再由运算放大器U3A放大比较后，由运算放大器U3A的1号引脚输出，进入Q16三极管的基极，由Q16三极管去控制并联的Q18，Q19功率MOS管的通断。另外，并联R67，R88电阻采样电流直接通过R64电阻进入运算放大器U3A，再由运算放大器U3A放大比较后，由运算放大器U3A的1号引脚输出，进入Q16三极管的基极，由Q16三极管去控制并联的Q18，Q19功率MOS管的通断。当锂电池组放电后，由电压采样电阻R27，R28，R31，R32，R35，R36，R39，R40对锂电池组的电压进行分压，再送入运算放大器与各基准电压进行判别比较，运算放大器输出电压送入单片机进行处理，单片机经过处理后从单片机5号引脚输出信号给Q15三极管，Q15控制Q13场效应管，Q13场效应管控制并联的Q18，Q19功率MOS管的通断。测温传感器RT检测锂电池温度，当温度超过规定温度时，放电也会停止。
综上所述，本实用新型提供的智能电池包，能够输出多路适合充电电动工具的电压，采用单片机对动力型锂电池充放电过程的各个参数进行检测控制，并相应自动调节控制。因此动力型锂电池在充电过程中不会发生充电不足或充电过充现象，放电时，不会发生过放电，在外部电机短路时，也能可靠保护。因此电池寿命长，且使用方便可靠。本实用新型可应用于各类不同的充电式电动工具，作为备用电池包。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种智能电池包，包括电池组(1)和DC/DC变换单元(5)，其特征在于，所述智能电池包还包括：
电池保护板单元(4)，包括第一单片机，所述第一单片机输入端和测温传感器(2)相连，输出端通过第一功率MOS管和电池组(1)相连，所述电池保护板单元(4)根据测温传感器(2)的温度数据控制电池组(1)的充放电电流电压；
输出电压切换单元(6)，包括第二单片机，所述第二单片机输入端和所述DC/DC变换单元(5)的输出端相连，输出端通过第二功率MOS管组和多路输出插座相连，所述第二单片机还和电压选择按钮(7)相连，所述输出电压切换单元(6)接受电压选择按钮(7)指令，并通过所述第二功率MOS管组选通一路输出插座并控制其输出电压。
2.如权利要求1所述的智能电池包，其特征在于，所述电池组(1)为由多节动力型锂电池串联和/或并联而成的锂电池组。
3.如权利要求1所述的智能电池包，其特征在于，所述测温传感器(2)为测温热敏电阻。
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