CN211062817U - 电池组 - Google Patents

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Abstract

一种电池组，包括限定孔的壳体、位于壳体内的第一电池单元、位于壳体内的第二电池单元和开关。第一电池单元电连接到第一端子。第二电池单元电连接到第二端子。开关被配置为处于第一位置和第二位置。开关包括可延伸穿过孔的用户接口，以及位于壳体内的板。板包括导电部分和非导电部分。导电部分被配置为当开关处于第一位置时将第一端子电连接到第二端子。非导电部分被配置为当开关处于第二位置时将第一端子与第二端子电隔离。

Description

电池组
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月16日提交的申请号为62/435，453的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
实施方式涉及包括两个或多个电池单元的电池组。
背景技术
诸如电动工具、户外工具等的电气装置可被配置为电连接到电池组并由电池组供电。电池组通常包括一个或多个电池单元，例如具有锂离子化学物质的电池单元。电池单元以串联型配置和/或并联型配置电连接在一起，使得电连接的电池单元以及因此电池组输出具有预定电特性的电力(例如，预定电压、预定功率容量等)，以为装置供电。
具有锂离子化学物质的电池的电池组可能受到运输法规的约束。这种运输规定可能限制所运输的电池组的电压和/或功率容量。
实用新型内容
在一个独立实施方式中，电池组可大体包括：限定孔的壳体，壳体内的第一电池单元，壳体内的第二电池单元和开关。第一电池单元电连接到第一端子。第二电池单元电连接到第二端子。开关被配置为处于第一位置和第二位置。开关包括可延伸穿过孔的用户接口，以及位于壳体内的板。板包括导电部分和非导电部分。导电部分被配置为当开关处于第一位置时，将第一端子电连接到第二端子。非导电部分被配置为当开关处于第二位置时，将第一端子与第二端子电隔离。
在另一独立实施方式中，电池组可大体包括：壳体、壳体内的第一电池单元、壳体内的第二电池单元以及开关。第一电池单元可电连接到第一端子，第一端子具有朝向彼此偏置的第一上脚和第一下脚。第二电池单元可电连接到第二端子，第二端子具有朝向彼此偏置的第二上脚和第二下脚。开关被配置为处于第一位置和第二位置。开关包括位于壳体内的板。板包括导电部分和非导电部分，导电部分被配置为当开关处于第一位置时，将第一端子电连接到第二端子，非导电部分被配置为当开关处于第二位置时，将第一端子与第二端子电隔离。
在另一实施方式中，一种电池组，包括：壳体，壳体内的第一电池单元、壳体内的第二电池单元和滑动开关。第一电池单元电连接到第一端子。第二电池单元电连接到第二端子。滑动开关位于壳体的外部上。滑动开关被配置为处于第一位置和第二位置。滑动开关包括板，板包括导电部分和非导电部分。导电部分被配置为当开关处于第一位置时，将第一端子电连接到第二端子。非导电部分被配置为当开关处于第二位置时，将第一端子与第二端子电隔离。
在另一实施方式中，一种电池组，包括：限定孔的壳体，壳体内的第一电池单元、壳体内的第二电池单元和板。第一电池单元电连接到第一端子。第二电池单元电连接到第二端子。板被配置为处于第一位置和第二位置。板包括从板延伸到孔的柱塞。柱塞包括导电部分和非导电部分。导电部分被配置为当柱塞处于第一位置时，将第一端子电连接到第二端子。非导电部分被配置为当柱塞处于第二位置时，将第一端子与第二端子电隔离。
在另一独立实施方式中，电池组可大体包括：壳体、设置在壳体内的第一电池单元、设置在壳体内的第二电池单元，以及位于壳体外部上并被配置成处于第一或接通位置或第二或断开位置的开关，在第一位置中，第一电池单元与第二电池单元电连接，在第二位置中，第一电池单元与第二电池单元电断开。
在另一独立实施方式中，电池组可大体包括：壳体、壳体内的第一电池单元、壳体内的第二电池单元，以及位于壳体外部上并被配置成处于第一位置和第二个位置的开关。开关可包括电连接到第一电池单元的第一端子，电连接到第二电池单元的第二端子，被配置成当开关处于第一位置时接合第一端子和第二端子的导电部分，以及被配置为当开关处于第二位置时接合第一端子和第二端子中的至少一个的非导电部分。
在又一独立实施方式中，电池组可大体包括：限定孔的壳体、壳体内的第一电池单元、壳体内的第二电池单元，以及位于壳体外部上并被配置成处于第一位置和第二位置的开关，在第一位置中，第一电池单元与第二电池单元电断开，在第二位置中，第一电池单元电连接到第二电池单元。开关可包括板，被配置成当开关处于第二位置时***孔中的凸形构件，以及使板偏离壳体的偏置构件。
在一些结构中，壳体可包括开关。在一些结构中，开关可被配置成在第一位置和第二位置之间滑动。
在一些实施方式中，电池组可被配置为当开关处于接通位置时输出72V。在一些实施方式中，电池组可被配置为当开关处于接通位置时输出120V。在一些实施方式中，电池组可被配置为具有大约等于或小于100瓦时的功率容量。在一些实施方式中，电池组可被配置为具有大约等于或小于300瓦时的功率容量。
通过考虑详细说明和附图，本申请的其他独立方面将变得显而易见。
附图说明
图1A示出了电池组***。
图1B示出了电池组***。
图2是图1A和/或图1B的电池组***的电池组的透视图。
图3是图2的电池组的多个子芯部的透视图。
图4是图1A和/或图1B的电池组内的多个电池单元的局部剖视图。
图5是图2的电池组的框图。
图6是电池组的替代构造的透视图。
图7A和图7B是图6的电池组的开关的透视图，示出了开关的操作。
图8示出了图7A和图7B的开关的端子。
图9A和图9B是图6的电池组的框图，示出了开关的操作。
图10是开关的电气图。
图11是电池组的另一替代构造的透视图。
图12A和图12B是图11的电池组的框图，示出了开关的操作。
图13是电池组的另一替代结构的透视图。
图14A和图14B是图13的电池组的开关的透视图。
图15A和图15B是图13的电池组的开关的透视图，示出了开关的操作。
图15C是图15A和图15B的开关的板的透视、部分露出的视图。
图15D是图15A的开关的板的透视图，其包括端子。
图16A至图16D示出了图15A至图15D的开关的止动构件的视图。
图17是图15A和图15B的开关的放大视图。
图18是电池监控电路的框图。
图19是替代电池监控电路的框图。
图20是使用共享的内部集成电路总线的电池监控电路的框图。
图21A至图21B是使用多路复用器和共享的内部集成电路总线的电池监控电路的框图。
图22是使用多个内部集成电路总线的电池监控电路的框图。
图23是使用串行外设接口的电池监控电路的框图。
具体实施方式
在详细解释本申请的任何独立实施方式之前，应理解，本申请的应用不限于以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本申请能够具有其他独立的实施方式，并且能够以各种方式实践或实施。
本文使用的短语“串联型配置”指的是这样的电路布置，其中，所描述的元件大体以顺序方式布置，使得一个元件的输出联接到另一元件的输入，尽管相同的电流可能不会通过每个元件。例如，在“串联型配置”中，附加电路元件可与“串联型配置”中的一个或多个元件并联连接。此外，可在串联型配置的节点处连接附加电路元件，使得存在电路中的分支。因此，串联型配置中的元件不一定形成真正的“串联电路”。
另外，本文使用的短语“并联型配置”指的是这样的电路布置，其中，所描述的元件大体以使得一个元件连接到另一元件的方式布置，使得电路形成电路布置的并联支路。在这样的配置中，电路的各个元件可能不会分别具有相同的电位差。例如，在电路的并联型配置中，彼此并联的两个电路元件可与电路的一个或多个附加元件串联连接。因此，“并联型配置”的电路可包括不必单独形成真正的“并联电路”的元件。
图1A和图1B示出了根据本申请的一些独立实施方式的电池组100。电池组100被配置为联接(例如，电气、电子和物理地)到一个或多个电气装置 105a-105g，例如电动工具、户外工具等。在所示实施方式中，装置105a-105g 包括例如斜切锯105a、旋转锤105b、台锯105c、圆锯105d、切断机105e、吹叶机105f和线式修剪器105g。然而，电池组100可被配置为联接到其他电气装置(未示出)。
如图2所示，电池组100包括壳体200。壳体200可由塑料或类似材料形成。壳体200包括电池组接口210，以将电池组100电连接和物理连接到一个或多个装置105。在一些实施方式中，接口210包括正端子、接地端子和通信端子。尽管示出为轨道和凹槽接口，但在其他实施方式中，接口210可以是插座和杆接口。
图3示出了单个电池或电子子芯部300a、300b、300c，...300n(示出了三个)，其包括在壳体200内。每个子芯部300a-300c电联接和/或可通信地联接到从控制器310或从印刷电路板组件(PCBA)。每个从控制器310电联接和/或可通信地联接到主控制器315或主PCBA。如下面进一步详细讨论的，电子子芯部300a-300c被配置为以串联型配置和/或并联型配置选择性地电连接。
图4示出了位于壳体200内的多个电池单元400。如图所示，电池单元400 可物理地和/或电气地分组成电子子芯部300。在图示的结构中，电池单元400，并因此电子子芯部300经由多个带402彼此电连接。在一些实施方式中，带402 永久地附接(例如，焊接)到电池单元400。尽管示出为具有四个子芯部300 的布局，每个子芯部300包括五个电池单元400(总共二十个电池单元400)，在其他结构中，可在不同布局中具有更多或更少的单元。
图5是电池组100的框图。尽管示出为仅具有两个电池单元400，但每个子芯部300a-300c分别包括一个或多个电池单元400a、400b、400c。在一些实施方式中，每个子芯部300包括十个电池单元400。电池单元400a-400c可具有锂离子或类似的化学物质。包括在它们各自的子芯部300a、300b、300c 内的电池单元400a、400b、400c可以串联型配置和/或并联型配置电连接，使得每个子芯部300a、300b、300c提供所需的电压、所需具有电流输出和所需具有功率容量。在一些实施方式中，子芯部300a、300b、300c具有大致相同的电压、电流和功率容量。在其他实施方式中，子芯部300a、300b、300c可具有不同的电压、电流或功率容量。
如上所述，子芯部300a-300c选择性地彼此电连接。在所示实施方式中，子芯部300a-300c通过电开关装置405a和405b选择性地彼此电连接。尽管示出为以串联型配置电连接，但在其他实施方式中，子芯部300a-300c可替代地或附加地以并联型配置，使得电连接的子芯部300a-300c并因此电池组100提供所需的电池组电压、所需的电池组电流输出、和所需的电池组功率容量。
主控制器315包括向部件和主控制器315内的模块和/或电池组100提供电力、操作控制、保护等的多个电气和电子部件。例如，主控制器315包括处理单元410(例如，微处理器、微控制器或其他合适的可编程装置)和存储器415。在一些实施方式中，主控制器315部分或全部地在印刷电路板或半导体(例如，现场可编程门阵列(“FPGA”)半导体)芯片(例如通过寄存器传输级(“RTL”)设计过程开发的芯片)上实现。在一些实施方式中，主控制器315可包括其他模块，例如但不限于通信模块(例如，WiFi模块和/或蓝牙模块)。在一些实施方式中，从控制器310包括类似的组件。
主控制器315从电连接的子芯部300接收电力，并监控电连接的子芯部 300。例如，在一些实施方式中，主控制器315监控电池组100的特性，例如电池组电压、电池组电流、一个或多个电池组温度和电池组功率容量。从控制器310从各个子芯部300a-300c接收电力并监控各个子芯部300a-300c。例如，在一些实施方式中，从控制器310监控相应子芯部300的特性，例如子芯部电压、子芯部电流、子芯部温度和子芯部功率容量。从控制器310还可通信地联接到主控制器315，并且将相应子芯部300的特性(例如，子芯部电压、子芯部电流、子芯部温度和子芯部功率容量)传送到主控制器315。
图6示出了替代电池组500。电池组500可包括与上面关于电池组100 所讨论的大体相似的部件。
电池组500包括电池组壳体505，其可大体上类似于上面讨论的电池组壳体200。壳体505具有电池组接口510和开关或帽515。如下面更详细地讨论的，开关515被配置为处于第一位置和第二位置。当处于第一(例如，“断开(OFF)”)位置时，容纳在壳体505内的电池组500的电气部件(例如，子芯部300)彼此电断开。当处于第二(例如，“接通(ON)”)位置时，电气部件 (例如，子芯部300)彼此电连接。用户可将开关515从第一位置操纵到第二位置。例如，在所示实施方式中，开关515沿第一方向520滑动，以电连接电气部件。
图7A和图7B示出了电池组500的开关515。开关515包括外壳600、端子605a，605b，605c，......605n、导电总线610和非导电层615。类似于壳体200(图2)和壳体505(图6)，外壳600可由塑料或类似材料形成。外壳600可滑动地联接到壳体505(图6)，而导电总线610和非导电层615联接或集成到壳体505(图6)，使得外壳600可滑动地联接到导电总线610和非导电层615。
尽管示出为具有六个端子605a-605f，但在其他实施方式(未示出)中，电池组500可具有更少或更多的端子605。每个端子605具有联接到外壳600 并且(例如，通过子芯部端子)电联接到子芯部300的第一端630。每个端子 605具有第二端635，第二端635被配置成当开关处于断开位置时滑动接触非导电层615，并且当开关515处于接通位置时，滑动接触导电总线610。如图8 所示，第二端625包括上脚640和下脚645。在这样的实施方式中，上脚640和下脚645朝向彼此偏置，并且被配置为抓住导电总线610或非导电层615，以便进行物理接触。
返回图7A和图7B，导电总线610由导电材料构成，例如但不限于大体上为铜的材料。在所示实施方式中，导电总线610包括对应于端子605的多个导电总线610a，610b，610c，......610n。如图7A所示，当开关515处于接通位置时，第一导电总线610a提供端子605a和605f之间的电连接，第二导电总线610b提供端子605b和605c之间的电连接，并且第三导电总线610c提供端子605d和605e之间的电连接。
非导电层615由非导电材料构成，例如但不限于大体上为塑料或硅材料。如图7B所示，当开关515处于断开位置时，非导电层615防止端子605a-605f 之间的电连接。
图9A和图9B是电池组500和开关515的框图。图9A示出了处于第一 (例如，“断开”)状态的电池组500。如图所示，当处于断开状态时，子芯部 300a与子芯部300b电断开，子芯部300b与子芯部300c电断开，并且子芯部 300c与子芯部300d电断开。
图9B示出了处于第二(例如，“接通”)状态的电池组500。如图所示，当处于接通状态时，子芯部300a经由第一导电总线610a电连接到子芯部300b，子芯部300b经由第二导电总线610b电连接到子芯部300c，并且子芯部300c 经由第三导电总线610c电连接到子芯部300d。
在所示实施方式中，每个子芯部300a-300d具有大约21V的标称电压。因此，电池组500具有大约72V的标称电池组电压。在其他实施方式中，电池组500可具有大约70V至大约80V的标称电压。在又一实施方式中，电池组500 可具有大约100V至大约130V(例如，大约108V)的标称电压。在又一实施方式中，电池组500可具有大约30V至大约40V(例如，大约36V)的标称电压。在一些实施方式中，每个子芯部300a-300d具有大约等于或小于100Wh的功率容量。在一些实施方式中，每个子芯部300a-300d具有大约等于或小于300Wh 的功率容量。在一些实施方式中，电池组500可具有大约等于或大于300Wh的功率容量。在一些实施方式中，电池组500可具有大约3000瓦至大约5500瓦的功率容量。
在所示实施方式中，电池组500还包括多个保险丝525。保险丝525在子芯部300a-300d之间提供过电流保护。
图10是开关800的电气图，该开关800被配置为以串联型配置和并联型配置选择性地电连接多个子芯部300。如图所示，开关800以串联型配置电连接多个子芯部300，使得子芯部300具有大约70V至大约90V(例如，72V、 84V等)的标称电压。开关800还以并联型配置电连接子芯部300，使得电池组具有大约等于或大于300Wh的功率容量。因此，在这样的实施方式中，电池组将具有大约70V至大约90V(例如，72V、84V等)的标称电压和大约等于或大于300Wh的功率容量。在这样的实施方式中，每个子芯部具有大约等于或小于100Wh的功率容量。在其他实施方式中，电池组可具有大约70V至大约80V (例如，大约72V)的标称电压。在又一实施方式中，电池组可具有大约100V 至大约130V(例如，大约108V)的标称电压。在又一实施方式中，电池组可具有大约30V至大约40V(例如，大约36V)的标称电压。在一些实施方式中，电池组500可具有大约3000瓦至大约5500瓦的功率容量。
图11示出了另一替代电池组900。电池组900可包括与上文关于电池组 100、500讨论的大体相似的部件。
电池组900包括具有接口910和开关915的壳体905。开关915包括位于电池组900的第一侧925上的至少一个板920。在所示实施方式中，开关915 包括位于第二侧935上、与第一侧925相对的第二板930。在这样的实施方式中，第二板927大体上类似于板920。
如图12A和图12B中进一步所示，板920包括从板920延伸的至少一个凸形构件或柱塞930(例如，沿大体垂直的方向)。凸形构件930被构造成***由壳体905限定的孔935中。凸形构件930包括导电总线1000和非导电部分 1005。导电总线1000被配置为以串联型和/或并联型配置电连接子芯部300。
图12A示出了处于第一(例如，“断开”)位置的开关915。在第一位置，子芯部300a-300d的端子与凸形构件930的非导电部分1005接触，因此彼此电断开。在一些实施方式中，板920以及由此凸形构件930沿第一方向1015 偏置。在这样的实施方式中，板920可经由偏置构件1020(例如但不限于弹簧) 偏置。
图12B示出了处于第二(例如，“ON”)位置的开关915。用户在与第一方向1015相对的第二方向1025上操纵板920进入第二位置。在第二位置，子芯部300a-300d的端子与导电总线1000接触，并因此彼此电连接。
尽管示出为处于串联型电连接，但是子芯部300a-300d可交替地或另外地以并联型配置连接，使得电连接的子芯部300a-300d并且因此电池组900提供所需的特性，例如所需的电池组电压、所需的电池组电流输出和所需的电池组功率容量。
图13示出了根据本申请的一些实施方式的电池组1300。电池组1300 包括具有电池组接口1310和开关1315的壳体1305。壳体1305可由与上面讨论的壳体200类似的材料形成。另外，壳体1305可包括电池模块300和电池单元400，如上所述。电池组接口1310被配置为经由电接口1320电气地、以及经由物理接口1325物理地将电池组1300连接到一个或多个装置105。电接口1320可包括一个或多个正端子、一个或多个接地端子、以及一个或通信端子。尽管示出为轨道和凹槽接口，但在其他实施方式中，物理接口1325可以是插座和杆接口。
开关1315包括用户接口1330并且被配置为处于第一位置(图14A)和第二位置(图14B)。当处于第一(例如，“OFF”)位置时，容纳在壳体1305 内的电池组1300的电气部件(例如，子芯部300)彼此电断开。当处于第二(例如，“ON”)位置时，电气部件(例如，子芯部300)彼此电连接。用户可通过按下开关1315将开关1315从第一位置操纵到第二位置。另外，当电池组物理联接到电气装置时，开关1315可由电气装置(例如，电动工具和/或充电器) 操纵。
如图所示，在一些实施方式中，用户接口1330包括由开关1315形成的槽或孔1335。在这样的实施方式中，用户可通过将各种工具(例如，平头螺钉驱动器)置入槽1335中，将开关1315从第二位置操纵到第一位置。在一些实施方式中，止动件(例如，拉链或其他模制件)可放置或定位在槽1335内，以防止开关1315从第一位置移动到第二位置。
在一些实施方式中，电池组1300还包括闩锁件，其被配置成防止开关 1315的意外操作。例如，在一些实施方式中，在将开关1315从第一(例如，“OFF”)位置操纵到第二(例如，”ON“)位置和/或从第二(例如，“ON“) 位置操纵到第一(例如，“OFF“)位置之前，用户激活闩锁件。
图15A和图15B示出了根据本申请的另一实施方式的开关1315。如上所述，开关1315被配置为处于第一位置(图14A和图15A)和第二位置(图14B 和图15B)。开关1315包括外壳1500、端子605a，605b，605c…605n、导电总线1505和非导电层1510。外壳1500可大体上类似于外壳600，导电总线1505 可大体上类似于导电总线610，并且非导电层1510可大体上类似于非导电层615。外壳1500可包括一个或多个凹槽1515、前止动构件1520和后止动构件1525。
如图15A和图15B所示，在一些实施方式中，导电总线1505和非导电层1510经由具有一个或多个凸起1535并形成孔1540的保护构件1530联接到用户接口1330。凸起1535与外壳1500的一个或多个凹槽1515，以防止第一位置和第二位置之间的不期望的移动。如图15C所示，导电总线1505和非导电层1510可形成板1542。如图所示，在一些实施方式中，板1542具有矩形形状。然而，在其他实施方式中，板1542可形成为其他形状(例如，正方形)。尽管示出为具有四个导电构件1544的导电总线1505，但在其他实施方式中，导电总线1505可具有更多或更少的导电构件1544。
在图15C所示的实施方式中，导电构件1544与非导电层1510大致齐平或连续。这样的实施方式促使端子605在连接到非导电层1510的连接件和连接到导电总线1505的导电构件1544的连接件之间移动。在一些实施方式中，如图15C所示，导电总线1505由连续导电材料(例如，铜)形成。
图15D示出了根据另一实施方式的导电总线1505和电连接和/或物理连接到端子1546a，1546b的非导电层1510。每个图示的端子1546包括通过总线条1549连接的第一端子部分1548a和第二端子部分1548b。在一些实施方式中，总线条1549提供端子部分1548a，1548b之间的并联连接，同时通过子芯部的连接而减少电阻和产生的热量。如图所示，每个端子部分1548包括上脚640 和下脚645，它们大体上类似于端子605的上脚640和下脚645。包括总线条 1549的端子1546允许在多个第一子芯部(例如，子芯部300a、300b)和多个第二子芯部(例如，子芯部300c、300d)之间的单个电连接。在其他实施方式中，端子1546可包括两个以上的端子部分1548。
如图16A中进一步所示，前止动构件1520定位在孔1540内，并与保护构件1530接合，以防止当从第二位置移动到第一位置时，导电总线1505和非导电层1510超过第一位置。
在另一实施方式中，如图16B至图16D所示，除了前止动构件1520之外或代替前止动构件1520，板1542可包括后止动构件1522。类似于前止动构件1520，当从第二位置移动到第一位置时，后止动构件1522可防止导电总线 1505和非导电层1510移动超过第一位置。在一些实施方式中，后止动构件1522 由钢或类似材料形成。如图16C所示，当处于第一(例如，“OFF”)位置时，后止动构件1522接合第一后孔1524a，而当处于第二(例如，“ON”)位置时，后止动构件1524接合第二后孔1524b。如图16D所示，在一些实施方式中，后止动构件1522可包括热熔接到板1542的弹簧。
如图17中进一步所示，当从第一位置移动到第二位置时，后止动构件 1525防止导电总线1505和非导电层1510超过第二位置。
图18示出了电池组100的示例性电池监控电路2248。如图所示，电池监控电路2248包括两个5S1P单元块2000A和2000B。单元块2000可大体上类似于上面讨论的子芯部300。电池块2000A由电子处理器2252A使用模拟前端(AFE) 2256A监控。电池单元块2000B由电子处理器2252B使用AFE 2256B监控。
AFE 2256A-B能够监控电池单元块2000A-B中的各个电池单元。AFE 2256A-B可使用例如由德州仪器设计的BQ76925主控模拟前端来实现。AFE 2256A-B可单独称为AFE2256，并且处理器2252A-B可单独称为处理器2252。在其他实施方式中，电池监控电路2248可包括由更多或更少的处理器2252和 AFE 2256监控的更多或更少的电池单元块2000。
AFE 2256通过V3P3线路向处理器2252提供操作功率。处理器2252通过串行时钟(SCL)线路向AFE 2256提供串行时钟(SCL)。处理器2252和AFE 2256通过SDA线路交换串行数据。例如，处理器2252可在给定时间将要监控的单个电池单元的地址写入SDA线路上的AFE 2256的寄存器。AFE 2256将用于测量VREF+线路上的电池单元400的各个电压的参考电压提供到处理器2252。 AFE 2256通过VCOUT线路向处理器2252提供各个状态(例如，各个电池单元 400的电压)。AFE 2256可基于通过SDA线路写入AFE 2256的请求，在VCOUT 线路提供特定单元400的电压。电池监控电路2248可另外包括联接电路，(例如，光联接电路2258)，其便于处理器2252A-B与工具的电子处理器之间的通信。
图19示出了另一替代电池监控电路2260。如图所示，电池监控电路2260 包括三个5S1P电池单元块2000A-C。每个电池单元块2000A-C分别由单个电子处理器2264使用AFE2268A-C监控。如上所述，AFE 2268A-C能够监控电池单元块2000A-C中的各个电池单元400。AFE 2268A-C可单独称为AFE 2268。在其他实施方式中，电池监控电路2248可包括由处理器2264使用更多或更少的 AFE 2268监控的更多或更少的电池单元块2000。
处理器2264可从AFE 2268中的一个接收操作功率。处理器2264通过 SCL线路向AFE 2268A-C提供串行时钟。另外，处理器2264和AFE 2268A-C 通过SDA线路交换串行数据。处理器2264可在模拟输入ANI0-5处接收参考电压(VREF+)和各个单元状态(VCOUT)。在所示的示例中，模拟输入ANIO-1 连接到AFE 2268A，模拟输入ANI2-3连接到AFE 2268B，模拟输入ANI4-5连接到AFE 2268C。
图20示出了使用共享内部集成电路(I2C)总线的另一替代电池监控电路2272。如图所示，电池监控电路2272包括由单个电子处理器2276分别使用 AFE 2280A-C监控的三个5S1P电池单元块2000A-C。电池监控电路2272以与图19的电池监控电路2260类似的方式操作。
AFE 2280A-C通过共享I2C通道与处理器2276通信。AFE 2280A-C的输出在处理器2276的模拟输入ANI0-3处提供。因为电池单元块2000A-C中的所有电池单元400在相似的电压电平下操作，所以可向处理器2276提供来自AFE 2280A的单个参考电压(VREF+)。参考电压VREF+在模拟输入ANI0处提供。各个电池单元的状态(VCOUT)分别在来自AFE 2280A-C的模拟输入ANI1-3处提供。电池监控电路2272可包括通过共享I2C通道、由处理器2276使用更多的更少的AFE 2280监控的更多或更少的电池单元块2000。电池监控电路2272 还可包括光联接电路2284。
图21A-B示出了使用多路复用器的又一替代电池监控电路2288。如图所示，电池监控电路2288包括由单个电子处理器2292使用AFE 2296A-D监控的四个5S 1P电池单元块2000A-D。电池监控电路2288以与图20的电池监控电路2272类似的方式操作。
AFE 2296A-D通过共享I2C信道与处理器2292通信。如图21A所示，多路复用器2300连接在共享I2C信道上的处理器2292和AFE 2296A-D之间。处理器2292向多路复用器2300提供选择输入，以便选择2296A-D之间的AFE 2296，处理器2292在特定时间与2296A-D交换通信。如图21B所示，还可通过多个 I2C信道使用多个多路复用器2300A-B，以促使处理器2292和AFE 2296A-D之间的通信。电池监控电路2288还可包括光联接电路2302。
图22示出了使用多个内部集成电路(I2C)总线的另一替代电池监控电路2304。如图所示，电池监控电路2304包括由单个电子处理器308分别使用 AFE 2312A-C监控的三个5S1P电池单元块2000A-C。电池监控电路2304以类似于图20的电池监控电路2272的方式操作。然而，AFE 2312A-C通过多个I2C 信道与处理器2308通信。
例如，AFE 2312A通过I2C信道I2C 1与处理器2308通信，AFE 2312B 通过I2C信道I2C 2与处理器2308通信等等。类似于图20的电池监控电路2272， AFE 2312A-C的输出在处理器2308的模拟输入ANI0-3处提供。电池监控电路 2304可包括使用通过多个I2C通道上、由处理器2308使用更多或更少的AFE 2312监控的更多或更少的电池单元块2000。电池监控电路2304还可包括光联接电路2316。
图23示出了使用串行外设接口的另一替代电池监控电路2320。如图所示，由单个电子处理器2324使用一些AFE 2328监控一些5S1P块2000。AFE 2328 使用串行外设接口总线与处理器2324通信。电池监控电路2320还可包括多个开关2332，其中，电阻器连接到每个电池单元块2000，以在电池单元平衡期间对电池单元块2000进行放电。
因此，本申请可提供用于电连接和断开电池组中的多个电池单元的***和方法。

Claims (40)

1.一种电池组，其特征在于，所述电池组包括：
限定孔的壳体；
第一电池单元，位于所述壳体内，所述第一电池单元电连接到第一端子；
第二电池单元，位于所述壳体内，所述第二电池单元电连接到第二端子；以及
开关，被配置为处于第一位置和第二位置，所述开关包括延伸穿过所述孔的用户接口，以及位于所述壳体内的板，所述板包括：
导电部分，被配置为当所述开关处于所述第一位置时，将所述第一端子电连接到所述第二端子，以及
非导电部分，被配置为当所述开关处于所述第二位置时，将所述第一端子与所述第二端子电隔离。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述用户接口限定第二孔。
3.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述第二孔被配置为接收工具头，以用于将所述开关从第一位置移动到第二位置。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述第一端子和所述第二端子中的每一个包括朝向彼此偏置的上脚和下脚。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述上脚和所述下脚被配置为在所述开关的所述第一位置抓住所述导电部分，并且在所述开关的所述第二位置抓住所述非导电部分。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组被配置为电连接和机械连接到电动工具。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述用户接口与所述电动工具在机械连接时相互作用，使得所述开关从所述第二位置移动到所述第一位置。
8.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述导电部分是连续的。
9.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述第一端子和第二端子中的每一个包括连接到第二端子部分的第一端子部分。
10.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组具有3000瓦特至5500瓦特的功率容量。
11.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组具有72V的标称电压。
12.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组具有70V至80V的标称电压。
13.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组具有100V至130V的标称电压。
14.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组具有30V至40V的标称电压。
15.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述第一电池单元包括在第一子芯部中，并且所述第二电池单元包括在第二子芯部中。
16.根据权利要求15所述的电池组，其中，所述第一子芯部和所述第二子芯部中的每一个具有小于100Wh的功率容量。
17.根据权利要求15所述的电池组，其中，所述第一子芯部和所述第二子芯部中的每一个具有小于300Wh的功率容量。
18.一种电池组，其特征在于，所述电池组包括：
壳体；
第一电池单元，位于所述壳体内，所述第一电池单元电连接到第一端子，所述第一端子具有朝向彼此偏置的第一上脚和第一下脚；
第二电池单元，位于所述壳体内，所述第二电池单元电连接到第二端子，所述第二端子具有朝向彼此偏置的第二上脚和第二下脚；以及
开关，被配置为处于第一位置和第二位置，所述开关包括位于所述壳体内的板，所述板包括：
导电部分，被配置为当所述开关处于所述第一位置时，将所述第一端子电连接到所述第二端子，以及
非导电部分，被配置为当所述开关处于所述第二位置时，将所述第一端子与所述第二端子电隔离。
19.根据权利要求18所述的电池组，其中，所述开关包括延伸穿过所述壳体的孔的用户接口。
20.根据权利要求19所述的电池组，其中，所述用户接口限定第二孔。
21.根据权利要求20所述的电池组，其中，所述第二孔被配置为接收工具头，以用于将所述开关从第一位置移动到第二位置。
22.根据权利要求18所述的电池组，其中，所述上脚和所述下脚被配置为在所述开关的所述第一位置抓住所述导电部分，并且在所述开关的所述第二位置抓住所述非导电部分。
23.根据权利要求18所述的电池组，其中，所述第一端子和所述第二端子中的每一个包括连接到第二端子部分的第一端子部分，所述第一端子部分和所述第二端子部分中的每一个包括朝向彼此偏置的上脚和下脚。
24.根据权利要求23所述的电池组，其中，所述第一端子的所述第一端子部分和所述第二端子部分经由第一总线条电连接，并且所述第二端子的所述第一端子部分和所述第二端子部分经由第二总线条电连接。
25.根据权利要求18所述的电池组，其中，所述电池组具有3000瓦至5500瓦的功率容量。
26.根据权利要求18所述的电池组，其中，所述电池组具有72V的标称电压。
27.根据权利要求18所述的电池组，其中，所述电池组具有70V至80V的标称电压。
28.根据权利要求18所述的电池组，其中，所述电池组具有100V至130V的标称电压。
29.根据权利要求18所述的电池组，其中，所述电池组具有30V至40V的标称电压。
30.根据权利要求18所述的电池组，其中，所述第一电池单元包括在第一子芯部中，并且所述第二电池单元包括在第二子芯部中。
31.根据权利要求30所述的电池组，其中，所述第一子芯部和所述第二子芯部中的每一个具有小于100Wh的功率容量。
32.根据权利要求30所述的电池组，其中，所述第一子芯部和所述第二子芯部中的每一个具有小于300Wh的功率容量。
33.一种电池组，其特征在于，所述电池组包括：
壳体；
第一电池单元，位于所述壳体内，所述第一电池单元电连接到第一端子；
第二电池单元，位于所述壳体内，所述第二电池单元电连接到第二端子；以及
滑动开关，其位于所述壳体的外部上，所述滑动开关被配置为处于第一位置和第二位置，所述滑动开关包括板，所述板包括：
导电部分，被配置为当所述开关处于所述第一位置时，将所述第一端子电连接到所述第二端子，以及
非导电部分，被配置为当所述开关处于所述第二位置时，将所述第一端子与所述第二端子电隔离。
34.根据权利要求33所述的电池组，其中，所述壳体包括顶部、底部、前部、后部、第一侧部和第二侧部。
35.根据权利要求34所述的电池组，其中，所述滑动开关位于所述第一侧部上。
36.根据权利要求35所述的电池组，还包括位于所述壳体的所述前部上的电接口。
37.一种电池组，其特征在于，所述电池组包括：
限定孔的壳体；
第一电池单元，位于所述壳体内，所述第一电池单元电连接到第一端子；
第二电池单元，位于所述壳体内，所述第二电池单元电连接到第二端子；以及
板，被配置为处于第一位置和第二位置，所述板包括从所述板延伸到所述孔的柱塞，所述柱塞包括：
导电部分，被配置为当所述柱塞处于所述第一位置时，将所述第一端子电连接到所述第二端子，以及
非导电部分，被配置为当所述柱塞处于所述第二位置时，将所述第一端子与所述第二端子电隔离。
38.根据权利要求37所述的电池组，其中，所述壳体包括顶部、底部、前部、后部、第一侧部和第二侧部。
39.根据权利要求38所述的电池组，其中，所述滑动开关位于所述第一侧部上。
40.根据权利要求39所述的电池组，还包括位于所述壳体的所述前部上的电接口。
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