專利名稱：用于電池保護(hù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于電池(battery)保護(hù)的方法和系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種用于電動(dòng)工具的電池保護(hù)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無繩電動(dòng)工具通常由便攜式電池組驅(qū)動(dòng)。這些電池組具有不同的電池化學(xué)物質(zhì)和標(biāo)稱電壓，且可以用于驅(qū)動(dòng)無數(shù)種工具和電氣設(shè)備。電動(dòng)工具電池的電池化學(xué)物質(zhì)通常是鎳鎘(“NiCd”)、氫化鎳(“NiMH”)或鉛酸。這種化學(xué)物質(zhì)一般持久耐用。

發(fā)明內(nèi)容
一些電池化學(xué)物質(zhì)(例如鋰(“Li”)、鋰離子(“Li-ion”)和其它基于鋰的化學(xué)物質(zhì))要求有準(zhǔn)確的充電方案和充電操作，且放電能受控制。不充分的充電方案和不能受控制的放電方案可能會(huì)產(chǎn)生過度的發(fā)熱、過度充電的情況和/或過多放電的情況。這些情況和發(fā)熱可能給電池造成無法彌補(bǔ)的損壞并嚴(yán)重影響到電池的容量。各種因素(例如過多的熱量)可能使電池組內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電池(cell)變得不平衡，即，其當(dāng)前充電狀態(tài)大大低于電池組內(nèi)的其它電池。不平衡的電池會(huì)嚴(yán)重影響到電池組的性能(例如運(yùn)行時(shí)間和/或電壓輸出)且會(huì)縮短電池組的壽命。
本發(fā)明提供了一種用于電池保護(hù)的方法和系統(tǒng)。在一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)控電池的溫度的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供了一種用于轉(zhuǎn)移電池內(nèi)的熱量的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供了一種用于通過相變材料來轉(zhuǎn)移電池內(nèi)的熱量的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)控電池不平衡的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供了一種用于根據(jù)電池的溫度和/或電池不平衡來控制電氣設(shè)備的運(yùn)行的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供了一種用于確定電池的當(dāng)前充電狀態(tài)和表示或顯示電池的當(dāng)前充電狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供了一種用于根據(jù)電池的溫度來中斷放電電流的方法和系統(tǒng)。
通過查閱詳細(xì)的描述和附圖，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將對(duì)本發(fā)明的主要特性和主要優(yōu)點(diǎn)變得清楚明了。


圖1是電池的透視圖。
圖2是另一電池的透視圖。
圖3是另一電池的透視圖。
圖4是與諸如電動(dòng)工具的第一電氣設(shè)備一起使用的電池(例如圖3中所示的電池)的透視圖。
圖5是與諸如電動(dòng)工具的第二電氣設(shè)備一起使用的電池(例如圖3中所示的電池)的透視圖。
圖6A是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的示意圖。
圖6B是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖6C是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖6D是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖7是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖8是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖9是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖10是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖11A是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖11B是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖11C是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖11D是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖11E是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖11F是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖12A-C是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖。
圖13A是其它部分被除去的部分電池的透視圖，例如圖1-3中所示的電池中的一種，和示出了FET和散熱片。
圖13B是圖13A中所示的部分電池的平面視圖。
圖13C是其它部分被除去的部分電池的透視圖，例如圖1-3中所示的電池中的一種，和示出了電池內(nèi)的FET、散熱片和電連接。
圖14A-E包含了圖13A中所示的部分電池的視圖。
圖15是其它部分被除去的部分電池的透視圖，例如圖1-3中所示的電池中的一種，和示出了FET和散熱片。
圖16是其它部分被除去的部分電池的另一透視圖，例如圖1-3中所示的電池中的一種，和示出了FET和散熱片。
圖17是一種替換結(jié)構(gòu)的電池的一部分的透視性剖面圖，包含相變材料。
圖18是另一種替換結(jié)構(gòu)的電池的一部分的剖面圖，包含相變材料和散熱片。
圖19是另一種替換結(jié)構(gòu)的電池的一部分的剖面圖，包含相變材料和散熱片。
圖20A-B是其它部分被除去的部分電池的透視性剖面圖，例如圖1-3中所示的電池中的一種。
圖21A-C是用在諸如電動(dòng)工具的電氣設(shè)備內(nèi)的電池(例如圖1-3中所示的電池中的一種)的示意圖。
圖22是與諸如電動(dòng)工具的電氣設(shè)備一起的電池(例如圖1-3中所示的電池中的一種)的另一示意圖。
圖23是與諸如電動(dòng)工具的電氣設(shè)備一起使用的電池(例如圖1-3中所示的電池中的一種)的另一示意性框圖。
圖24是與諸如電池充電器的另一電氣設(shè)備一起使用的電池(例如圖1-3中所示的電池中的一種)的側(cè)視圖。
圖25是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的部分示意圖。
圖26-27是示出隨著時(shí)間的變化的電池電壓和電池電壓比率的曲線圖。
圖28是電池充電系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)的示意性框圖。
圖29是電池充電系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)的示意性框圖。
圖30A-B示出了圖29中所示的電池充電系統(tǒng)的運(yùn)行。
圖31是現(xiàn)有電池的示意性框圖。
圖32是包含在另一種結(jié)構(gòu)的電池充電系統(tǒng)中的電池的示意性框圖。
圖33是現(xiàn)有電池充電器的示意性框圖。
圖34是包含在另一種結(jié)構(gòu)內(nèi)的電池充電器的示意性框圖。
圖35是電池的透視圖。
圖36是圖35中所示的電池的俯視圖。
圖37是圖35中所示的電池的后視圖。
圖38是圖35中所示的電池的接線板的后透視圖。
圖39是圖35中所示的電池的接線板的前透視圖。
圖40是圖35中所示的電池和諸如電池充電器的電元件的側(cè)視圖。
圖41是圖40中所示的電池和諸如電池充電器的示意性框圖。
圖42是圖40中所示的電池充電器的透視圖。
圖43是圖40中所示的電池充電器的另一透視圖。
圖44是圖40中所示的電池充電器的俯視圖。
圖45是圖40中所示的電池充電器的接線板的透視圖。
圖46是圖40中所示的電池充電器的外殼的里面部分的透視圖。
圖47是圖46中所示的部分電池充電器的放大透視圖和示出了電池充電器的接線板。
圖48A是使用了圖35中所示的電池的諸如電動(dòng)工具的電氣設(shè)備的透視圖。
圖48B是圖48A中所示的電動(dòng)工具的支撐部分的透視圖。
圖49是圖35中所示的電池的右側(cè)視圖。
圖50是圖35中所示的電池的左側(cè)視圖。
圖51是圖35中所示的電池的前視圖。
圖52是圖35中所示的電池的仰視圖。
圖53是一種替換結(jié)構(gòu)的電池的前透視圖。
圖54是圖53中所示的電池的后透視圖。
圖55是圖53中所示的電池的俯視圖。
圖56是圖53中所示的電池的后視圖。
圖57是現(xiàn)有電池的前透視圖。
圖58是圖57中所示的電池的后透視圖。
圖59是圖57中所示的電池的俯視圖。
圖60是圖57中所示的電池的后視圖。
圖61是圖57中所示的現(xiàn)有電池和圖40中所示的電池充電器的示意性框圖。
圖62是現(xiàn)有電池充電器的透視圖。
圖63是圖62中所示的電池充電器的側(cè)視圖。
圖64是圖62中所示的電池充電器的另一視圖。
圖65是圖57中所示的現(xiàn)有電池和圖62中所示的現(xiàn)有電池充電器的示意性框圖。
在詳細(xì)說明本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明在其申請(qǐng)中不受在下面描述中所列出的或在附圖中所示的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)細(xì)節(jié)和元件的排列方式的限制。本發(fā)明可以有其它的結(jié)構(gòu)且能夠以各種方式實(shí)踐或?qū)嵤?。同樣，?yīng)當(dāng)理解，在本說明書中所用的用語和術(shù)語是用于描述的目的且不應(yīng)被認(rèn)為有限制作用。本說明書中“包括(including)”、“包含(comprising)”或“具有(having)”及其變化意在包含后面所列出的條目及其等效物以及其它的條目。術(shù)語“組裝(mounted)”、“連接(connected)”和“耦合(coupled)”被廣義地使用且包含直接和間接的組裝、連接和耦合。此外，“連接(connected)”和“耦合(coupled)”不限定于物理或機(jī)械的連接或耦合且可以包括直接或間接的電連接和耦合。
具體實(shí)施例方式
電池組或電池50在圖1-3中示出。電池50可以被設(shè)置成用于傳送能量到諸如電動(dòng)工具55(如圖4-5所示)、電池充電器60(如圖24所示)等一種或多種電氣設(shè)備上和從其接收能量。如在圖4和5所示的結(jié)構(gòu)中，電池50能夠傳送能量到諸如圓鋸56和驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)58等各種電動(dòng)工具上。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50能夠提供高放電電流至具有高電流放電率的電氣設(shè)備(例如電動(dòng)工具55)。例如，電池50能夠驅(qū)動(dòng)包括圓鋸56和驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)58等多種電動(dòng)工具55，如圖4和5所示。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50可以帶有任何電池化學(xué)物質(zhì)，例如鉛酸、鎳鎘(“NiCd”)、氫化鎳(“NiMH”)、鋰(“Li”)、鋰離子(“Li-ion”)、其它基于鋰的化學(xué)物質(zhì)或其它可再充電或非可再充電的電池化學(xué)物質(zhì)。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池50可以帶有鋰、鋰離子或基于鋰的化學(xué)物質(zhì)的電池化學(xué)物質(zhì)，且能夠提供等于或大于大約20A的平均放電電流。例如，在示出的結(jié)構(gòu)中，電池50可以帶有鋰鈷(“Li-Co”)、鋰錳(“Li-Mn”)尖晶石或Li-Mn鎳的化學(xué)物質(zhì)。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50還可以具有任何標(biāo)稱電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，例如，電池50可以具有大約9.6V的標(biāo)稱電壓。在其它結(jié)構(gòu)中，例如，電池50可以具有高達(dá)大約50V的標(biāo)稱電壓。在這些結(jié)構(gòu)中，例如，電池50可以具有大約21V的標(biāo)稱電壓。在其它結(jié)構(gòu)中，例如，電池50可以具有大約28V的標(biāo)稱電壓。
電池50還包含能夠提供終端支架(terminal support)70的外殼65。電池50還可以包含由終端支架70支撐的一個(gè)或多個(gè)電池終端(未在圖1-5中示出)，且電池終端可以連接至諸如電動(dòng)工具55、電池充電器60等電氣設(shè)備。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，外殼65可以充分圍住電連接至一個(gè)或多個(gè)電池終端的支持電路。在一些結(jié)構(gòu)中，該電路可以包含微控制器或微處理器。在一些結(jié)構(gòu)中，該電路能夠與諸如電動(dòng)工具55(例如圓鋸56、驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)58等)、電池充電器60等電氣設(shè)備通信，且能夠提供有關(guān)一個(gè)或多個(gè)電池特性或情況的信息給這些設(shè)備，例如電池50的標(biāo)稱電壓、電池5的溫度、電池50的化學(xué)物質(zhì)和類似的特性，如下面所討論。
電池50在圖6A-D、7-10、11A-D和12A-C中示意性地示出且電池50的部分在圖13-16和20A-B中示出。如圖所示，電池50包含一個(gè)或多個(gè)帶有一種化學(xué)物質(zhì)和標(biāo)稱電壓的電池單元80。同樣，每個(gè)電池單元80可以包含正極端90和負(fù)極端95。在一些結(jié)構(gòu)中，例如圖6A和C所示的結(jié)構(gòu)，電池50可以帶有鋰離子電池化學(xué)物質(zhì)和大約18V或大約21V(例如根據(jù)電池單元的類型而定)的標(biāo)稱電壓，且可以包含五個(gè)電池單元80a、80b、80c、80d和80e。在其它結(jié)構(gòu)中，例如圖6B和D所示的結(jié)構(gòu)，電池50可以帶有鋰離子電池化學(xué)物質(zhì)和大約24V、大約25V或大約28V(例如根據(jù)電池單元的類型而定)的標(biāo)稱電壓，且可以包含七個(gè)電池單元80a、80b、80c、80d、80e、80f和80g。在另外其它結(jié)構(gòu)中，電池50可以帶有多于或少于上面所示出和所描述的電池單元80。在示例性結(jié)構(gòu)中，每個(gè)電池單元80帶有鋰離子的化學(xué)物質(zhì)，且每個(gè)電池單元80具有與諸如大約3.6V、大約4V或大約4.2V基本相同的標(biāo)稱電壓。
在一些結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)或多個(gè)電池單元80可以串聯(lián)排列一個(gè)電池單元80的正極端90與另一個(gè)電池單元80的負(fù)極端95電連接，如圖6A和C所示。電池單元80可以通過導(dǎo)電線或?qū)щ妿?00電連接。在其它結(jié)構(gòu)中，電池單元80可以以其它的方式排列，例如并聯(lián)排列電池單元80a-e的正極端90互相電連接而電池單元80a-e的負(fù)極端95互相電連接或者串聯(lián)和并聯(lián)的結(jié)合。如圖6B和D中所示，電池單元80可以獨(dú)立地耦合至電路130。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130可以把電池單元80設(shè)置成各種排列方式，例如并聯(lián)排列、串聯(lián)排列(例如圖6A和C中所示的電池單元80的串聯(lián))、獨(dú)立排列(即從單個(gè)電池單元80中引出電流或向其提供電流)、部分并聯(lián)排列(即把少數(shù)電池單元80排列成串聯(lián))、部分串聯(lián)排列(即把少數(shù)電池單元80排列成并聯(lián))、或串聯(lián)、部分串聯(lián)、并聯(lián)、部分并聯(lián)排列的結(jié)合。在一些結(jié)構(gòu)中，包含在電池50內(nèi)的電路130能夠通過軟件(即由處理器所執(zhí)行的程序，如下面所討論的微處理器140)或硬件來永久地建立這些排列。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130能夠通過軟件或硬件(即一個(gè)或多個(gè)開關(guān)、邏輯元件等)來修改這些排列。
電池50還可以包含接線板105，其可以包含由終端支架70(如圖1所示)支撐的一個(gè)或多個(gè)電池終端。在示出的結(jié)構(gòu)中，接線板105可以包含正極終端110、負(fù)極終端115和感應(yīng)終端120。正極終端110可以電連接至第一電池單元80a的正極端90，而負(fù)極端115可以電連接至第二電池單元80e的負(fù)極端95(或電池單元80g)。在示出的結(jié)構(gòu)中，第一電池單元80a是將被串聯(lián)鏈接的電池單元80的第一個(gè)電池，而第二電池單元80e或80g分別是將被串聯(lián)鏈接的電池單元80a-e或80a-g的最后一個(gè)電池。
如上面所提到的，電池50可以包含電路130。電路130可以電連接至一個(gè)或多個(gè)電池單元80，且可以電連接至接線板105的一個(gè)或多個(gè)電池終端。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130可以包含能夠增強(qiáng)電池50的性能的元件。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130可以包含能夠監(jiān)控電池特性、提供電壓檢測(cè)、存儲(chǔ)電池特性、顯示電池特性、通知用戶一些電池特性、中斷電池50內(nèi)的電流、檢測(cè)電池50和電池單元80等的溫度、從電池50和/或在其內(nèi)部轉(zhuǎn)移熱量的元件。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130包含電壓檢測(cè)電路、升壓電路、充電狀態(tài)指示器等，如下面所討論。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130可以被耦合至印制電路板145，如下面所討論。在其它結(jié)構(gòu)中，電路130可以耦合至柔性電路145。在一些結(jié)構(gòu)中，柔性電路145可以環(huán)繞一個(gè)或多個(gè)電池80或者環(huán)繞外殼65的內(nèi)部。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130還可以包含微處理器140。微處理器140可以存儲(chǔ)電池特性或電池識(shí)別信息，例如電池化學(xué)物質(zhì)、標(biāo)稱電壓等。在其它結(jié)構(gòu)和其它方面中，微處理器140可以存儲(chǔ)附加的電池特性，例如電池溫度、周圍的溫度、電池50被充電的次數(shù)、電池50被充電的次數(shù)的數(shù)目、各種監(jiān)控閾值、各種放電閾值、各種充電閾值等，且可以存儲(chǔ)有關(guān)微處理器140自己的信息及其運(yùn)行的信息，例如電池特性被計(jì)算的頻率和/或次數(shù)、微處理器140停止電池50的次數(shù)等。微處理器140還能夠控制包含在電池50內(nèi)的電路130的其它電元件，如下面所討論。
在示出的結(jié)構(gòu)和一些方面中，微處理器140能夠電連接至印制電路板(“PCB”)145。在示出的結(jié)構(gòu)中，PCB 145能夠在包含在電池50內(nèi)的微處理器140和終端110、115和120、電池單元80a-g和其它電元件之間提供必要的電連接，如下面所討論。在其它結(jié)構(gòu)中，該P(yáng)CB145可以包含附加的電路和/或元件，例如附加的微處理器、晶體管、二極管、限流元件、電容器等。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130還可以包含溫度感測(cè)器件，例如熱敏電阻器150和恒溫器(未示出)。溫度感測(cè)器件能夠感測(cè)包含在電池50內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g的溫度，能夠感測(cè)整個(gè)電池50的溫度，或者能夠感測(cè)周圍的溫度等。在一些結(jié)構(gòu)中，熱敏電阻器150的電阻值可以表示被感測(cè)的一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g的溫度，且能夠隨著一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g溫度的變化而變化。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140能夠根據(jù)熱敏電阻器150的電阻值來確定一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g的溫度。微處理器140還能夠通過隨著時(shí)間的變化監(jiān)控?zé)崦綦娮杵?50的方式來監(jiān)控溫度和時(shí)間關(guān)系上的變化。微處理器140還能夠發(fā)送溫度信息至諸如電動(dòng)工具55和/或電池充電器60的電氣設(shè)備，和/或使用溫度信息來啟動(dòng)一些功能或者控制電池50內(nèi)的其它元件，如下面所討論。如在示出的結(jié)構(gòu)中所示出的，熱敏電阻器50被組裝在PCB 145上。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130還可以包含當(dāng)前充電狀態(tài)指示器，例如在示出的結(jié)構(gòu)中所示出的燃料計(jì)155。燃料計(jì)155可以包含用于表示電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)的發(fā)光二極管(“LED”)。在其它結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155可以包含矩陣顯示。如圖1-3中所示，燃料計(jì)155可以定位在電池外殼65的上表面上。在其他的結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155可以位于外殼65的任何位置上，例如外殼65的下表面158上、外殼65的側(cè)面159中的一個(gè)上、外殼的底表面161上、外殼65的后表面162上、外殼65的表面或側(cè)面中的兩個(gè)或多個(gè)上等。
在一些結(jié)構(gòu)中，位于電池50的外殼65上的燃料計(jì)155能夠通過按鈕開關(guān)160來啟動(dòng)。在其它結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)能夠利用由計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)的預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期或預(yù)先設(shè)定的電池特性等來自動(dòng)激活。在示出的結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155能夠通過帶狀電纜165電連接至微處理器140，且可以包含提供LED顯示的四個(gè)LED 170a、170b、170c和170d。
在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)按鈕160被按下時(shí)，微處理器140能夠確定電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)(即電池50內(nèi)剩余多少電荷)并輸出充電電平至燃料計(jì)155。例如，如果電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)是大約100％，則所有LED 170a、170b、170c和170d將被微處理器140打開。如果電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)是大約50％，則只有兩個(gè)LED(例如LED 170a和170b)將被打開。如果電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)是大約25％，則只有一個(gè)LED(例如LED 170a)將被打開。
在一些結(jié)構(gòu)中，在按鈕160被開始按下后，該輸出可以在燃料計(jì)155上大約顯示預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期(即“顯示時(shí)間周期”)。在一些結(jié)構(gòu)中，如果一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g的溫度超過預(yù)先設(shè)定的閾值，則微處理器140能夠停止燃料計(jì)155或輸出當(dāng)前零充電狀態(tài)的輸出。在一些結(jié)構(gòu)中，即使電池50剩余有相對(duì)較高的充電級(jí)，當(dāng)檢測(cè)到異常電池特性(例如高電池溫度)時(shí)，微處理器140能夠停止燃料計(jì)155或輸出當(dāng)前零充電狀態(tài)的輸出。在一些結(jié)構(gòu)中，如果電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)或者一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g的當(dāng)前充電狀態(tài)低于預(yù)先設(shè)定的閾值，微處理器140能夠停止燃料計(jì)155或輸出當(dāng)前零充電狀態(tài)的輸出。在一些結(jié)構(gòu)中，不管按鈕160是保持按下的狀態(tài)或是沒有，在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期之后(即“斷開時(shí)間周期”)，微處理器140能夠停止燃料計(jì)155或輸出當(dāng)前零充電狀態(tài)的輸出。在一些結(jié)構(gòu)中，斷開時(shí)間周期可以基本等于顯示時(shí)間周期，而在其它結(jié)構(gòu)中，斷開時(shí)間周期則可以大于顯示時(shí)間周期。
在一些結(jié)構(gòu)中，在電池50處于激活狀態(tài)的時(shí)間周期期間(例如在充電和/或放電期間)，當(dāng)按鈕160被按下時(shí)，微處理器140沒有啟動(dòng)燃料計(jì)155。在這些時(shí)間周期期間，電池的當(dāng)前充電狀態(tài)信息可以被抑制，以避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的充電狀態(tài)讀數(shù)。在這些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)通過電池50的電流(例如充電電流、放電電流、寄生電流等)低于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，微處理器140可以只提供當(dāng)前充電狀態(tài)的信息，以響應(yīng)被按下的按鈕160。
在一些結(jié)構(gòu)中，在電池50處于激活狀態(tài)的時(shí)間周期期間(例如在充電和/或放電期間)，不管按鈕160是否被按下，微處理器140都能夠啟動(dòng)燃料計(jì)155。例如在一種結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155可以在充電期間運(yùn)行。在這種結(jié)構(gòu)中，微處理器140能夠自動(dòng)啟動(dòng)燃料計(jì)155，以持續(xù)定期地(例如在一定的預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔之后或在低電流引出/供應(yīng)的期間內(nèi))顯示電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)，以響應(yīng)一些電池特性(例如當(dāng)當(dāng)前充電狀態(tài)達(dá)到一定的已設(shè)定的閾值時(shí)，例如充電狀態(tài)每次5％的升高)，或者響應(yīng)充電循環(huán)內(nèi)的一些階段、模式或改變。在其它結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池50處于激活狀態(tài)時(shí)，微處理器140可以啟動(dòng)燃料計(jì)155，以響應(yīng)按鈕160的按下。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，燃料計(jì)155能夠通過接觸板、開關(guān)等來啟動(dòng)。在其它結(jié)構(gòu)中，電池50可以包含另一個(gè)按鈕或開關(guān)(未示出)，用于啟動(dòng)和停止自動(dòng)顯示模式。在這些結(jié)構(gòu)中，用戶可以選擇使電路130以自動(dòng)的顯示模式運(yùn)行和以手動(dòng)的顯示模式運(yùn)行。自動(dòng)顯示模式可以包含用于在無用戶激活的情況下顯示電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)的燃料計(jì)155。例如，在自動(dòng)顯示模式中，燃料計(jì)155能夠定期(例如在一定的預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔之后)顯示電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)，以響應(yīng)一些電池特性(例如當(dāng)當(dāng)前充電狀態(tài)達(dá)到一定的已設(shè)定的閾值時(shí)，例如充電狀態(tài)每次5％的升高或下降)等。手動(dòng)顯示模式可以包含用于顯示當(dāng)前充電狀態(tài)的燃料計(jì)155，以響應(yīng)用戶的激活，例如按鈕160的按下。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電路130以自動(dòng)的顯示模式運(yùn)行時(shí)，按鈕160能夠被禁用。在其它的結(jié)構(gòu)中，即使當(dāng)電路130以自動(dòng)的顯示模式運(yùn)行時(shí)，按鈕160仍然能夠啟動(dòng)燃料計(jì)155。在另外其它結(jié)構(gòu)中，自動(dòng)顯示模式可以通過按鈕160、來自電氣設(shè)備(例如電動(dòng)工具55或電池充電器60等)的控制信號(hào)來啟動(dòng)和停止。
在一些結(jié)構(gòu)中，電路130可以包含升壓電路171。升壓電路171在低電池電壓期間能夠提供額外的功率給包含在電路130內(nèi)的元件，如下面所討論。例如，微處理器140可能需要一個(gè)大約3V或大約5V的電壓電源，以進(jìn)行工作。如果電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)下降到大約5V或3V以下，那么微處理器140可能沒有接收足夠的能量來運(yùn)行和控制包含在電路130中的其它元件。在其它結(jié)構(gòu)中，升壓電路171能夠把較低的輸入電壓“升壓(boost)”到較高的輸出電壓，如下面所討論。
升壓電路171的各種結(jié)構(gòu)在圖11A-F中示出。在一種結(jié)構(gòu)中，例如在圖11A中所示的結(jié)構(gòu)，升壓電路171a可能包含電源或功率元件，例如另一電池單元172。在一些結(jié)構(gòu)中，電池單元172的化學(xué)物質(zhì)、標(biāo)稱電壓等可能與串聯(lián)的電池單元80不同。例如，電池單元172可以是鋰離子的1.2V電池。
在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池單元80的當(dāng)前組合的充電狀態(tài)下降到閾值以下時(shí)，升壓電路171a可以只提供能量給電路130的其它元件(例如微處理器140)。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池單元80的溫度下降到溫度閾值以下時(shí)，且當(dāng)電池單元80的當(dāng)前組合充電狀態(tài)下降到低電壓閾值以下時(shí)，升壓電路171a可以只提供能量給電路130的其它元件。在其它結(jié)構(gòu)中，在低溫度情況(例如電池組溫度低于低溫度閾值，或者周圍的溫度低于低溫度閾值)下的工作期間，升壓電路171a可以只提供能量給電路130的其它元件。升壓電路171a可以只提供功率，以防止電路130(例如微處理器140)出現(xiàn)“減弱(brown out)”情況(例如一段時(shí)間周期內(nèi)電壓供應(yīng)不夠)。該減弱情況可能由電池電壓波動(dòng)引起的，電壓波動(dòng)在低工作溫度(例如電池組溫度或周圍溫度)期間更加明顯或突出。
例如在圖11B所示的另一種結(jié)構(gòu)中，升壓電路171b可以包含升壓部件173，例如感應(yīng)“回掃(flyback)”式轉(zhuǎn)換器、開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器等。類似于升壓電路171a，該升壓電路171b可以提供能量給電路130的其它元件，以響應(yīng)各種電池情況。
在另一種結(jié)構(gòu)中，例如在圖11C中所示的結(jié)構(gòu)，升壓電路171可以是電容性升壓電路171c。如圖所示，電容性升壓電路171c可以包含電容器174。在工作期間，電容器可由電池單元80的放電電路、來自微處理器的信號(hào)或附加的電路充電。類似于升壓電路171a，升壓電路171c可以提供能量給電路130的其它元件，以響應(yīng)各種電池情況。
在另一種結(jié)構(gòu)中，例如在圖11D中所示的結(jié)構(gòu)，升壓電路171d可以包含晶體管或開關(guān)175。在一些結(jié)構(gòu)中，開關(guān)175可以是功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(“FET”)，如下面所討論。在一種示例性實(shí)施例中，開關(guān)175是FET。在一些結(jié)構(gòu)中，升壓電路171d能夠中斷放電電流一定的時(shí)間，以使電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)進(jìn)行恢復(fù)。例如，由于低電池溫度、周圍的低溫度、高放電電流(例如大負(fù)載)等因素，電池單元80可能會(huì)出現(xiàn)大幅度的電壓波動(dòng)。通過中斷放電電流一段時(shí)間，充電狀態(tài)中的大幅度的波動(dòng)可能會(huì)得到減緩，電池單元80的電壓可能會(huì)升高。激活和去活開關(guān)175可以防止大幅度的波動(dòng)給電路130帶來減弱情況。類似于升壓電路171a，可以激活升壓電路171d，以響應(yīng)一些電池情況，例如低溫度、低電池充電狀態(tài)等。在一些結(jié)構(gòu)中，開關(guān)175可以與電路171c的電容器174一起使用，以重新對(duì)電容器174進(jìn)行充電。
在一些結(jié)構(gòu)中，可以在設(shè)定的頻率或工作周期上激活(例如反復(fù)開關(guān))開關(guān)175。在其它結(jié)構(gòu)中，開關(guān)175能以滯后的方式被激活。例如，如果電池50的電壓達(dá)到或下降到第一閾值以下，則只激活開關(guān)175。開關(guān)175的打開狀態(tài)(例如中斷電流)可以保持到電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)恢復(fù)到或超過第二閾值，該第二閾值通常大于第一閾值。在一些結(jié)構(gòu)中，第二閾值通常等于第一閾值。在一些結(jié)構(gòu)中，電池的充電狀態(tài)被消耗越多，充電狀態(tài)需恢復(fù)到或達(dá)到第二閾值的時(shí)間就越長。在一些情況中，電路130還可以包含一個(gè)計(jì)時(shí)器(未示出)。當(dāng)計(jì)時(shí)器所保持的第一時(shí)間期滿且充電狀態(tài)未恢復(fù)到第二閾值時(shí)，那么，電路130可以推斷電池50被完全放電，且繼續(xù)使開關(guān)175保持打開狀態(tài)，以防止電池50進(jìn)入過度放電狀態(tài)。
在另一結(jié)構(gòu)中，例如在圖11E和11F中示出的結(jié)構(gòu)中，升壓電路171可以是電容性電荷泵升壓電路，例如升壓電路171e和升壓電路171f。在這些結(jié)構(gòu)中，升壓電路171e和171f能夠把一個(gè)或多個(gè)較低的電壓信號(hào)“升壓(boost)”到較高的輸出電壓信號(hào)。如圖11e中所示，升壓電路171e可以包含一個(gè)或多個(gè)用于接收AC信號(hào)、控制信號(hào)等的輸入176a-f，和一個(gè)或多個(gè)用于接收一個(gè)或多個(gè)低電壓信號(hào)的低電壓輸入179。該信號(hào)(例如AC信號(hào)和/或控制信號(hào))可以用于提高低電壓信號(hào)和增加存儲(chǔ)在電容器178內(nèi)的電荷(或其電壓)，和用于在輸出177上生成一個(gè)較高的電壓輸出信號(hào)。類似于升壓電路171e，升壓電路171f還可以包含一個(gè)或多個(gè)用于接收低電壓AC功率信號(hào)、控制信號(hào)等的輸入176a-d，和一個(gè)或多個(gè)用于接收一個(gè)或多個(gè)低電壓信號(hào)的低電壓輸入179。在示例性實(shí)施例中，升壓電路171e能夠把大約3V的輸入信號(hào)升壓到大約10V的輸出信號(hào)，而升壓電路171f能夠把大約3V的輸入信號(hào)升壓到大約5V的輸出信號(hào)。
在一些結(jié)構(gòu)中，升壓電路171e和171f能夠在任何時(shí)候以及任何電池情況期間向電路130內(nèi)的元件提供較高的電壓信號(hào)。例如，升壓電路171e能夠提供用于驅(qū)動(dòng)功率FET或開關(guān)的輸出信號(hào)，如下面所討論，而升壓電路171f能夠提供用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)晶體管的輸出信號(hào)，如下面所討論。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130可以包含半導(dǎo)電開關(guān)180，在電路130(例如微處理器140)確定或感測(cè)到高于或低于預(yù)先設(shè)定的閾值情況(即“異常電池情況”)時(shí)，開關(guān)180中斷放電電流。在一些結(jié)構(gòu)中，異常電池情況可以包含例如高或低電池單元溫度、高或低電池充電狀態(tài)、高或低電池單元充電狀態(tài)、高或低放電電流、高或低充電電流等。在示出的結(jié)構(gòu)中，開關(guān)180包含功率FET或金屬氧化物半導(dǎo)體FET(“MOSFET”)。在其它結(jié)構(gòu)中，電路130可以包含兩個(gè)開關(guān)180。在這些結(jié)構(gòu)中，開關(guān)180可以并聯(lián)排列。并聯(lián)開關(guān)180可以包含在提供高平均放電電流(例如提供功率給圓鋸56、驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)58的電池50等)的電池單元中。
在一些結(jié)構(gòu)中，電路130還可以包含開關(guān)控制電路182，以控制開關(guān)180(或多個(gè)開關(guān)180，如果使用的話)的狀態(tài)。在一些結(jié)構(gòu)中，開關(guān)控制電路182可以包含晶體管185，例如npn雙結(jié)型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管(“FET”)。在這些結(jié)構(gòu)中，電路130(微處理器140)能夠通過改變晶體管185的狀態(tài)來控制開關(guān)180。如圖7-9所示，F(xiàn)ET 180的源極190可以電連接至電池單元80a-e的負(fù)極端95，而FET 180的漏極195可以電連接至負(fù)極終端115。開關(guān)180可以組裝在第二PCB200上(如圖7所示)。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，例如圖14A-E所示的結(jié)構(gòu)，開關(guān)180可以被組裝在PCB 145上。在其它結(jié)構(gòu)中，開關(guān)180可以被組裝在另一合適的位置或地點(diǎn)上。
在示例性實(shí)施例中，電流在放電期間通過開關(guān)180的漏極195流向源極190，而在充電期間通過開關(guān)180的源極190流向漏極195。如果電路130(例如微處理器140)檢測(cè)到異常電池情況，例如微處理器140能夠打開晶體管185，即把晶體管185偏移到導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)晶體管185處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)ET 180的柵極205和源極190之間沒有足夠的電壓來使開關(guān)180處于導(dǎo)電狀態(tài)。因此，F(xiàn)ET 180變成非導(dǎo)電狀態(tài)，且電流被中斷。
在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)開關(guān)180變成非導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，即使一直沒有檢測(cè)到異常情況，也可以不重置開關(guān)180。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130(例如微處理器140)可以只在諸如電池充電器60的電氣設(shè)備指示微處理器140重置開關(guān)180時(shí)才重置開關(guān)180。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140可以在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間之后才重置開關(guān)180。在一些結(jié)構(gòu)中，如果微處理器140在放電期間檢測(cè)到異常電池情況，微處理器140可以不用把開關(guān)180的狀態(tài)改變?yōu)榉菍?dǎo)電狀態(tài)，直到微處理器140也檢測(cè)到放電電流處于預(yù)先設(shè)定的閾值(即低放電電流)之下。
在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池50正在放電時(shí)，開關(guān)180可以設(shè)置成只中斷電流。即，即使當(dāng)開關(guān)180處于非導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，電池50也可以被充電。如圖4和5所示，開關(guān)180可以包含體二極管210，在一些結(jié)構(gòu)中，體二極管210與MOSFET和其它晶體管結(jié)合成整體。在其它結(jié)構(gòu)中，體二極管210可以并聯(lián)地電連接至開關(guān)180。
在另一示例性實(shí)施例中，當(dāng)電池50被放電時(shí)(即，在圖5中，處在第一位置220上的開關(guān)215使電流可以流過諸如電動(dòng)工具55的負(fù)載225)，電流以方向230流過電池50，即，從FET 180的漏極190流向FET 180的源極190。當(dāng)電池50被充電時(shí)(即，在圖5中，處在第二位置235上的開關(guān)215使電流可以流過諸如電池充電器60的電氣設(shè)備)，電流以方向240流過電池50，即，從FET 180的源極190流向FET 180的漏極195。
在本實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)180處于非導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，以方向230流動(dòng)的電流可以被中斷。因此，電池50不再向負(fù)載225提供放電電流。在一些結(jié)構(gòu)中，例如包含微處理器140或附加電路250(可能或可能不包含微處理器140)的電路130可以把開關(guān)180的狀態(tài)從非導(dǎo)電狀態(tài)改變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，當(dāng)微處理器140收到指示或命令讓其這樣做時(shí)。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140和/或附加電路250可能沒收到指示或命令，因此不可以把開關(guān)180的狀態(tài)從非導(dǎo)電狀態(tài)改變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)。例如，電池50可能被嚴(yán)重放電，使得電池50在電池單元80沒有足夠的能量來驅(qū)動(dòng)電路130。如果電池50沒有足夠的功率來驅(qū)動(dòng)電路130，電池50和電氣設(shè)備(例如電池充電器60)之間的通信(由電路130執(zhí)行)可能不能進(jìn)行，那么電氣設(shè)備可能不能發(fā)送控制信號(hào)至電池50，以重置開關(guān)180。在這些情況中，包含在開關(guān)180內(nèi)的體二極管210可能以方向240傳導(dǎo)由諸如電池充電器60的電氣設(shè)備提供的電流(即充電電流)。這使得將被充電的電池50可以重置開關(guān)180并開始通信或充電，即使開關(guān)180沒有導(dǎo)通或至少接收足夠的電荷以驅(qū)動(dòng)電路130。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130(例如微處理器140)能夠監(jiān)控電池單元電壓是否出現(xiàn)異常情況(例如低電池單元電壓)，且如果檢測(cè)到異常情況，能夠激活開關(guān)180，以中斷放電電流。在一些結(jié)構(gòu)中，如果電池電壓下降或低于一定的電壓(例如電池“反向(reversal)”電壓)，可能會(huì)出現(xiàn)損壞電池單元的情況。在一些結(jié)構(gòu)中，電池反向發(fā)生在大約0V上。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140或電路130能夠建立一個(gè)電池反向閾值，作為預(yù)防性的預(yù)防電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，電池反向閾值可以被設(shè)在電池反向電壓上。在其它結(jié)構(gòu)中，電池反向閾值可以被設(shè)成高于電池反向電壓。例如，電池反向閾值可以設(shè)為大約1V。
在一些情況中，電池20在開始放電的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)電壓“下滑(depression)”(例如電壓暫時(shí)性的大幅度下降)。電壓下滑通常是暫時(shí)的且在低電池溫度上最為明顯。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓下滑可能下降到電池反向閾值或以下。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面，電路130(例如微處理器140)可以包含各種響應(yīng)時(shí)間，以響應(yīng)或反作用于受監(jiān)控的電池特性。在一些結(jié)構(gòu)中，各種響應(yīng)時(shí)間可以包含用于電路130的多個(gè)監(jiān)控模式。即，當(dāng)在檢測(cè)和/或監(jiān)控電池特性(例如電池單元的充電狀態(tài)、電池的充電狀態(tài)和其它類似的電池特性)時(shí)，電路130(例如微處理器140)可以以多種模式運(yùn)行。例如，微處理器140可以包含具有第一抽樣率的第一模式和具有第二抽樣率的第二模式。在一些結(jié)構(gòu)中，第一抽樣率可以被設(shè)置且可以不同于也被設(shè)置的第二抽樣率。在其它結(jié)構(gòu)中，第一抽樣率可能依賴于第一參數(shù)，它可能包含例如一個(gè)或多個(gè)電池特性、一個(gè)或多個(gè)來自電氣設(shè)備(例如電動(dòng)工具55或電池充電器60)的控制信號(hào)等，并且可能根據(jù)第一參數(shù)而發(fā)生改變。類似地，第二抽樣率也可能依賴于第一參數(shù)或第二參數(shù)(例如類似于第一參數(shù))，并且可能根據(jù)第二參數(shù)而發(fā)生改變。在其它結(jié)構(gòu)中，微處理器140可以包含附加的抽樣率和附加的模式，其將在下面討論。
在一些結(jié)構(gòu)中，例如，微處理器140能夠以第一模式或“慢”模式運(yùn)行。在這些結(jié)構(gòu)中，由于電壓下滑延長了響應(yīng)時(shí)間，慢模式下的運(yùn)行可能降低開關(guān)180的活力。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池20上的負(fù)載不高而無需快速響應(yīng)時(shí)間(例如引出電流相對(duì)較低)時(shí)，微處理器140可以以慢模式運(yùn)行。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140可以以慢模式運(yùn)行，直到當(dāng)前電池充電狀態(tài)的余量下降到預(yù)先設(shè)定的閾值下，例如大約10％的充電狀態(tài)余量。
在示例性實(shí)施例中，當(dāng)在慢模式下運(yùn)行時(shí)，微處理器140可以以慢速率(例如每秒一次)抽樣電池電壓。由于微處理器140以慢速率抽樣，微處理器140經(jīng)歷較慢的響應(yīng)時(shí)間。在一些結(jié)構(gòu)中，慢模式對(duì)于大部分監(jiān)控情況可能是合適的且能夠降低由電路130(例如微處理器140和附加電路)引出的寄生電流。
在一些結(jié)構(gòu)中，只要電池電壓高于預(yù)先設(shè)定的閾值或“模式切換”閾值(例如3.73V)，則微處理器140以慢模式運(yùn)行。
在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140能夠以第二模式或“快”模式運(yùn)行。在這些結(jié)構(gòu)中，快模式下的運(yùn)行能夠加快用于檢測(cè)異常情況的響應(yīng)時(shí)間。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)電池電壓下降到預(yù)先設(shè)定的閾值或“模式切換”閾值(例如3.73V)時(shí)，微處理器140可以以快模式運(yùn)行。在一些結(jié)構(gòu)中，在當(dāng)前電池充電狀態(tài)余量下降到預(yù)先設(shè)定的閾值下時(shí)，例如大約10％的充電狀態(tài)余量，微處理器140可以以快模式運(yùn)行。
在另一示例性實(shí)施例中，當(dāng)在快模式下運(yùn)行時(shí)，微處理器140可以以快速率(例如每秒100次抽樣)抽樣電池電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，在發(fā)生激活開關(guān)180之前，由微處理器140抽樣的電池單元電壓可以對(duì)一定的抽樣次數(shù)進(jìn)行平均。在一些結(jié)構(gòu)中，直到三十次抽樣的平均值等于或小于電池反向閾值時(shí)，微處理器140才激活開關(guān)180。對(duì)抽樣進(jìn)行平均可能會(huì)數(shù)字“過濾(filtering)”由微處理器140讀取的電壓信息，且為微處理器140提供一些延時(shí)，以忽略“涌入(inrush)”的電流和/或電壓下滑。對(duì)抽樣進(jìn)行平均可能會(huì)“過濾(filtering)”來自由于外部速度控制電路而產(chǎn)生的電噪聲的電壓信息。在一些結(jié)構(gòu)中，用于平均的抽樣次數(shù)可以根據(jù)微處理器140的運(yùn)行模式、被監(jiān)控的電池特性的類型等而發(fā)生改變。
在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在快模式下運(yùn)行時(shí)，如果電池單元電壓下降到預(yù)先設(shè)定的閾值(例如斷開閾值)下一段時(shí)間(例如幾秒)，微處理器140還可以激活開關(guān)180。在一些結(jié)構(gòu)中，斷開閾值可以大于電池反向閾值。例如，斷開閾值可以是大約2V，而電池反向閾值可以是大約1V。在電壓下降到1V以下的情況中，響應(yīng)時(shí)間可以大大變快(大約300ms量級(jí))。各種響應(yīng)時(shí)間能夠減少令人討厭的關(guān)閉次數(shù)，且仍然能夠充分保護(hù)電池。
在一些結(jié)構(gòu)中，電壓閾值(斷開閾值和電池反向閾值)可以由微處理器140根據(jù)電池溫度來調(diào)高或調(diào)低。這使得可以根據(jù)電池溫度特性進(jìn)行優(yōu)化。
在另一示例性實(shí)施例中，微處理器140可以通過改變用于平均的抽樣次數(shù)的方式來改變響應(yīng)時(shí)間。例如，微處理器140可以抽樣電池特性，例如電池溫度。根據(jù)第一模式，通過對(duì)50次抽樣的電池溫度測(cè)量進(jìn)行平均，微處理器140可能具有“慢”響應(yīng)時(shí)間。根據(jù)第二模式，通過對(duì)30次抽樣的電池溫度測(cè)量進(jìn)行平均，微處理器140可能具有“快”響應(yīng)時(shí)間。在一些結(jié)構(gòu)中，這些測(cè)量可以在相同的速率上進(jìn)行抽樣。在其它結(jié)構(gòu)中，這些測(cè)量可以在不同的速率上進(jìn)行抽樣。例如，第一模式可以在大約每秒1次抽樣的速率上對(duì)這些測(cè)量進(jìn)行抽樣，而第二模式可以在大約每秒10次抽樣的速率上對(duì)這些測(cè)量進(jìn)行抽樣。
在一些結(jié)構(gòu)中，由于微處理器140能夠通過監(jiān)控電池單元電壓來感測(cè)高放電電流，微處理器140能夠在無需使用電流感測(cè)器件的情況下控制和限制引出電流。例如，當(dāng)高電流負(fù)載致使電池單元電壓下降到低水平(例如斷開閾值和/或電池單元反向閾值)上時(shí)，微處理器140可以激活開關(guān)180和停止電池20。當(dāng)電池電壓下降到一定水平(例如斷開閾值和/或電池反向閾值)上時(shí)，微處理器140可以通過監(jiān)控電池電壓和停止電池20的方式來間接限制引出的電流。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130(例如，在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140)可以定期監(jiān)控電池情況(例如電池單元電壓/當(dāng)前充電狀態(tài)、電池單元溫度、電池組電壓/當(dāng)前充電狀態(tài)、電池組溫度等)，以降低從電池50中引出的寄生電流。在這些結(jié)構(gòu)中，微處理器140可能在“睡眠”模式下運(yùn)行第一預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期(即“睡眠時(shí)間周期”)。在睡眠模式期間，微處理器140可以從電池50中引出低靜態(tài)電流。在睡眠時(shí)間周期期滿后，微處理器140可能“醒來(wake up)”，或換句話說，在激活模式下運(yùn)行第二預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期(即“激活時(shí)間周期”)。在激活模式期間，微處理器140能夠監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)電池情況。
在一些結(jié)構(gòu)中，睡眠時(shí)間周期可以大于激活時(shí)間周期。在一些結(jié)構(gòu)中，激活時(shí)間周期和睡眠時(shí)間周期的比率很低，使得平均寄生電流引出是低的。在一些結(jié)構(gòu)中，在所知的電池活動(dòng)的時(shí)間周期內(nèi)，例如當(dāng)微處理器140感測(cè)出放電電流或充電電流大約等于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，這個(gè)比率可以調(diào)節(jié)(例如升高)。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)微處理器140檢測(cè)一些電壓和/或溫度特時(shí)，睡眠時(shí)間周期可以被降低和/或激活時(shí)間周期可以被升高。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面，電路130可以包含電壓檢測(cè)電路259。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓檢測(cè)電路259可以包含多個(gè)形成分壓網(wǎng)絡(luò)的電阻器260。如示出的結(jié)構(gòu)所示，多個(gè)電阻器260可以包含電阻器260a-d。多個(gè)電阻器260可以電連接至一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g和多個(gè)晶體管265。在示出的結(jié)構(gòu)中，多個(gè)晶體管265可以包含晶體管265a-d或a-f。在一些結(jié)構(gòu)中，包含在多個(gè)電阻器260中的電阻器的個(gè)數(shù)可以等于包含在多個(gè)晶體管265中的晶體管個(gè)數(shù)。
在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)微處理器140處于激活模式時(shí)，電池50和/或電池單元80的電壓特性可由微處理器140通過多個(gè)電阻器260讀取。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140可以通過關(guān)閉晶體管270(晶體管270變?yōu)榉菍?dǎo)電狀態(tài))來開始電壓讀數(shù)事件。當(dāng)晶體管270是非導(dǎo)電時(shí)，晶體管265a-d變成導(dǎo)電狀態(tài)，且電池50和/或電池單元80相關(guān)的電壓測(cè)量可由微處理器140執(zhí)行。把多個(gè)晶體管265包含到電池50內(nèi)可以降低從電池50內(nèi)引出的寄生電流，因?yàn)榫w管265只是周期性地導(dǎo)電。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面，當(dāng)電池50與電氣設(shè)備電連接時(shí)，微處理器140把電池組特性和/或情況傳輸給諸如電動(dòng)工具55和/或電池充電器60的電氣設(shè)備。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140以串聯(lián)的方式與電氣設(shè)備數(shù)字化通信。電池50的感測(cè)終端120在微處理器140和電氣設(shè)備之間提供串行通信鏈路。可在微處理器140和電氣設(shè)備之間交換的電池50的相關(guān)信息包括(但不限于)電池組化學(xué)物質(zhì)、電池組標(biāo)稱電壓、電池組溫度、電池組的當(dāng)前充電狀態(tài)、電池單元標(biāo)稱電壓、電池組溫度、電池組的當(dāng)前充電狀態(tài)、校準(zhǔn)技術(shù)/信息、充電指示、充電的循環(huán)次數(shù)、估計(jì)的剩余預(yù)期壽命、放電信息等。
在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電連接建立時(shí)，諸如電池充電器60的電氣設(shè)備能夠校準(zhǔn)微處理器140。在一些結(jié)構(gòu)中，包含在電池充電器60內(nèi)的測(cè)量電路將比包含在電池50內(nèi)的電路更加精確。因此，電池充電器60校準(zhǔn)包含在電池50內(nèi)的微處理器140和/或電路130，以完善由微處理器140和/或電路130所得出的電池測(cè)量。
在一些結(jié)構(gòu)中，電路130還可以包含電壓調(diào)節(jié)器273。電壓調(diào)節(jié)器273可以提供合適的電壓至微處理器140、燃料計(jì)155的LED 170a-d和其它任何需要恒定電壓輸入的附加電子元件。在示出的結(jié)構(gòu)中，該電壓調(diào)節(jié)器273可以輸出大約5V的電壓。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50可以包含散熱片275。散熱片275可以與功率FET或開關(guān)180熱通信。散熱片275能用于把由開關(guān)180生成的熱從開關(guān)180上移走。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50還可以包含熱管(未示出)或風(fēng)扇(未示出)，以增加從散熱片275傳遞的熱量。為了移走由散熱片275聚集的熱，熱管可以與散熱片275熱通信。風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)可以位于能夠產(chǎn)生流經(jīng)散熱片275的冷空氣流的位置上。通風(fēng)道(未示出)可以被放在電池50的外殼65內(nèi)，以使冷空氣進(jìn)入電池組50且使熱空氣離開電池組50。在一些結(jié)構(gòu)中，可以放置熱管和/或風(fēng)扇，以聚集和/或移走由電池單元80a-e生成的熱，以及或替換由散熱片275生成的熱。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50還可以包含相變材料300(參見圖20-22)。在這些結(jié)構(gòu)中，可以放置相變材料300以吸收和/或移走由電池單元80a-g和傳導(dǎo)鏈路100(未在圖20-22中示出)生成的熱。由于相變材料300在相變溫度上進(jìn)行相轉(zhuǎn)變(例如從固態(tài)到液態(tài)、從液態(tài)到氣態(tài)、從液態(tài)到固態(tài)、從氣態(tài)到液態(tài)等)，大量的能量被吸收或釋放(即熔化的潛熱、蒸發(fā)的潛熱等)。在這種相轉(zhuǎn)變期間，相變材料300具有相對(duì)恒定溫度。
在示例性實(shí)施例中，當(dāng)負(fù)載被施加到電池單元80上時(shí)，電池單元80的溫度可以升高。在一些結(jié)構(gòu)中，如圖20所示，相變材料300能夠包圍每個(gè)電池單元80。在這些結(jié)構(gòu)中，由電池單元80生成的熱首先被傳遞到電池單元80的外表面305，然后被傳遞到周圍的相變材料300。由于相變材料300繼續(xù)吸收來自電池單元80和傳導(dǎo)鏈路100的熱，相變材料300的溫度可能上升。當(dāng)相變材料300的溫度達(dá)到相變溫度時(shí)，相變材料300開始進(jìn)行從第一相到第二相的相轉(zhuǎn)變，同時(shí)相變材料300的溫度相對(duì)保持不變且大約等于相變溫度。在一些結(jié)構(gòu)中，相變材料300可能繼續(xù)進(jìn)行相轉(zhuǎn)變，直到相變材料300被完全轉(zhuǎn)變到第二相和/或負(fù)載被從電池單元80上移去(即電池單元80不再產(chǎn)生熱)。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，相變材料300可以具有大于預(yù)期周圍溫度且小于允許的最大電池單元溫度的相變溫度。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，相變材料300可以具有在-34℃-116℃之間的相變溫度。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，相變材料300可以具有在40℃-80℃之間的相變溫度。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，相變材料300可以具有在50℃-65℃之間的相變溫度。
相變材料300可以是任何合適的相變材料，每單位質(zhì)量具有高潛熱，可以是熱可循環(huán)的、惰性的、無腐蝕性的、無污染的，可以包含固體石蠟(例如可從總部位于德國漢堡的Rubitherm獲得的石蠟)、鹽的低共熔混合物(例如可從位于瑞典Skovde的Climator獲得的鹽的低共熔混合物)、鹵代烴及其混合物、鹽水合物的溶液、聚乙二醇、硬脂酸及其結(jié)合。
電池50A的替換結(jié)構(gòu)在圖21和22中示出。相同的組件帶有相同的參考字符“A”。
在示出的結(jié)構(gòu)中，電池50A還可以包含散熱片275A，以把電池單元80A的熱散發(fā)到相變材料300的更大的區(qū)域上。散熱片275A還可以用于提供額外的熱存儲(chǔ)容量，以吸收和/或移走由電池單元80A生產(chǎn)的熱。
在一些結(jié)構(gòu)中，散熱片275A可以包含一個(gè)環(huán)繞每個(gè)和所有電池單元80a-e的組件(未示出)。在其它結(jié)構(gòu)中，散熱片275A可以包含多個(gè)片，使得每個(gè)電池單元80A被散熱片275A充分地環(huán)繞，如圖21和22所示。在另外其它的結(jié)構(gòu)中，如圖21所示，散熱片275A可以包含與電池單元80A的外表面相鄰的內(nèi)圓柱部分320、與內(nèi)圓柱部分320徑向相距的外圓柱部分325，以及徑向肋330，徑向肋330互相圓周相距，連接內(nèi)圓柱部分320和外圓柱部分325且定義它們之間的間隔335。該間隔335可以被相變材料300A填充。與圖21所示的類似結(jié)構(gòu)也可用于封裝多個(gè)電池單元(未示出)。在另外其它結(jié)構(gòu)中，散熱片275A可以包含如上所述的徑向肋330，而無需使用內(nèi)圓柱部分320和外圓柱部分325中的一個(gè)或兩個(gè)。
在另一替換結(jié)構(gòu)中，如圖22所示，散熱片275B可以包含如上所述的內(nèi)圓柱部分320B和徑向肋330B，且相變材料300B可以從電池單元80B和散熱片275B偏移。應(yīng)當(dāng)理解，也可以使用其它散熱片和相變材料結(jié)構(gòu)。散熱片275可由金屬(例如鋁)、聚合物(例如尼龍)、和/或任何其它具有高熱傳導(dǎo)性和比熱的材料組成。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50可能包含減震件或“緩沖器”340。如圖20A和B所示，電池外殼65的內(nèi)表面345可以包含一個(gè)或多個(gè)減震件340。在一些結(jié)構(gòu)中，減震件340可以附到或固定到外殼65的內(nèi)表面345上。在另外的結(jié)構(gòu)中，減震件340可以連接至一個(gè)或多個(gè)電池單元80或包圍電池單元80的一個(gè)末端的端帽350(在圖16中示出一部分)。在一些結(jié)構(gòu)中，減震件340能夠吸收撞擊時(shí)的能量，且在撞擊期間通過限制傳遞到電池單元80上的能量的數(shù)量的方式來保護(hù)電池單元80。減震件340可以包含任何熱塑性橡膠，例如聚丙烯RPT 100 FRHI(例如高沖擊阻燃聚丙烯)。
如圖21A-C、22和23所示，電池50可以設(shè)置成與諸如電動(dòng)工具55的電氣設(shè)備連接。電動(dòng)工具55包含外殼400。該外殼可以提供電池50能夠與之連接的連接部分405。連接部分405可以包含一個(gè)或多個(gè)電氣設(shè)備終端(在圖22中示意性地示出)，以把電池50電連接至電動(dòng)工具55。包含在電動(dòng)工具55內(nèi)的終端被設(shè)置成與包含在電池50內(nèi)的終端110、115和/或120匹配，和用于接收來自電池50的功率和/或信息。
在一些結(jié)構(gòu)中，例如圖21A-C中示意性地示出的結(jié)構(gòu)，電動(dòng)工具55可以包含微控制器或微處理器420，以和電池50通信、接收來自電池50的信息、控制電動(dòng)工具55的運(yùn)行、和/或控制電池50的放電過程。在示出的結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工具55可以包含連接至電池50的正極終端110的正極終端430、連接至電池50的負(fù)極終端115的負(fù)極終端435以及連接至電池50的感測(cè)終端120的感測(cè)終端440。微處理器420能夠電連接至每個(gè)終端430、435和440。
不管電池50是否包含微處理器(例如微處理器140)，微處理器420都能通過感測(cè)終端440與電池50通信或者接收來自電池50的信息。在電池50包含微處理器(例如微處理器140)的結(jié)構(gòu)中，可以通過感測(cè)終端120和440進(jìn)行雙路通信。微處理器140和420可以來回交換信息，例如電池特性、電動(dòng)工具運(yùn)行時(shí)間和電動(dòng)工具要求(例如標(biāo)稱電流和/或電壓)。
在電池50沒有包含微處理器的結(jié)構(gòu)中，微處理器420定期測(cè)量或檢測(cè)電池50內(nèi)一個(gè)或多個(gè)組件或元件，以確定電池特性和/或電池工作信息，例如電池化學(xué)物質(zhì)、標(biāo)稱電壓、當(dāng)前電池充電狀態(tài)、電池單元電壓、溫度等。微處理器420能夠根據(jù)這些和其它電池特性和工作信息來控制電動(dòng)工具55的運(yùn)行。
例如，在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器420可以被編成以檢測(cè)電池溫度，且如果電池溫度高于閾值溫度，則停止驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具55。在這個(gè)例子中，微處理器420定期檢測(cè)位于電池50內(nèi)的熱敏電阻器150的電阻，并確定在工具運(yùn)行期間(即當(dāng)工具55內(nèi)的馬達(dá)450正在運(yùn)行的時(shí)候)電池組50的溫度。然后，微處理器420確定電池50的溫度是否處于合適的工作范圍內(nèi)。這可以通過在微處理器420內(nèi)存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)溫度范圍、使微處理器420能夠把已檢測(cè)到的電池50的溫度與該一個(gè)或多個(gè)溫度范圍比較的方式來實(shí)現(xiàn)。如果電池50的溫度沒有處于合適的工作范圍內(nèi)，微處理器420中斷來自電池50的電流和/或關(guān)閉馬達(dá)450。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器420繼續(xù)禁用馬達(dá)450和/或中斷來自電池50的電流，直到電池50的溫度下降到合適的溫度范圍內(nèi)。在微處理器420確定電池50的溫度沒有處于合適的工作范圍內(nèi)的一些結(jié)構(gòu)中，微處理器420直到其檢測(cè)到由電池50提供給馬達(dá)450的低放電電流時(shí)才停止馬達(dá)450。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)微處理器420檢測(cè)到電池50被從電動(dòng)工具55上除去時(shí)，馬達(dá)450被重新啟動(dòng)(即電動(dòng)工具55是可運(yùn)行的)。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電動(dòng)工具55還可以包含風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)470，以促使冷空氣通過工具55和電池組50，如圖21B所示。那么，電池單元80a、散熱片275、熱管(未示出)和/或功率FET或開關(guān)180(如果包含在電池50內(nèi))可以被流過的空氣冷卻。在這種結(jié)構(gòu)中，電池50和電動(dòng)工具55包含一個(gè)或多個(gè)通風(fēng)道，以使冷空氣進(jìn)入和使熱空氣出來。電動(dòng)工具55包含一個(gè)或多個(gè)入風(fēng)道475，在示出的結(jié)構(gòu)中，入風(fēng)道475基本上位于電動(dòng)工具外殼400的頂部。該電動(dòng)工具55還包含一個(gè)或多個(gè)出風(fēng)道480，它基本上位于電動(dòng)工具55的連接部分405的底部。包含在電動(dòng)工具55內(nèi)的出風(fēng)道480也可以放置成使電池50的入風(fēng)道(未示出)基本上位于其下面。在示出的結(jié)構(gòu)中，包含在電動(dòng)工具55內(nèi)的馬達(dá)485驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇470。在一些結(jié)構(gòu)中，包含在電動(dòng)工具55內(nèi)的微處理器490控制風(fēng)扇470的運(yùn)行。在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔期間和/或如果檢測(cè)到高電池溫度，則微處理器490能夠激活風(fēng)扇470。
如圖21C所示，包含在電池50內(nèi)的電路130能夠把充電信息的狀態(tài)傳輸給包含在電動(dòng)工具55內(nèi)的微控制器420。在這種結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工具55內(nèi)的微控制器420能夠在包含在工具55外殼上或里面的燃料計(jì)115a上顯示電池的充電狀態(tài)信息。在這種結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155a可以類似于包含在電池50內(nèi)的燃料計(jì)155，并被以相同的方式(例如自動(dòng)顯示模式、手動(dòng)顯示模式等)操作。在一些結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155a可以包含按鈕160和包含多于或少于所示出和描述的LED(例如LED 170a-d)。
如圖23所示，包含在電池50內(nèi)的電路130也可以用于控制諸如電動(dòng)工具55的電氣設(shè)備的運(yùn)行。在該示出的結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工具55包含馬達(dá)450、由用戶激活的觸發(fā)開關(guān)491、速度控制電路492、電離合器493和制動(dòng)器494。工具55還包含連接至電池50的正極終端105的正極終端900、連接至電池50的負(fù)極終端110的負(fù)極終端901，以及連接至電池50的兩個(gè)感測(cè)終端120a和120b的兩個(gè)感測(cè)終端902a和902b。在其它結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工具55和電池50可以帶有多于或少于所示出和描述的終端。
在這種結(jié)構(gòu)中，電路130能夠提供工具速度控制以及監(jiān)控電池組參數(shù)或特性。功率MOSFET或開關(guān)180能夠控制工具55的速度控制電路的開關(guān)功能。在這種結(jié)構(gòu)中，用于速度控制控制電路492的功率MOSFET可以包含在電池50內(nèi)而不是電動(dòng)工具55內(nèi)。
如圖24所示，電池50也可以設(shè)置成與諸如電池充電器60的電氣設(shè)備連接。電池充電器60包含外殼500。外殼500提供電池50與之連接的連接部分505。連接部分505可以包含一個(gè)或多個(gè)電氣設(shè)備終端(未示出)，把電池50電連接至電池充電器60。包含在電池充電器60內(nèi)的終端被設(shè)置成與包含在電池50內(nèi)的終端匹配，和用于傳輸和接收來自電池50的能量和信息。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池充電器60還包含微處理器或微控制器510。微控制器510控制電池50和電池充電器60之間的能量的傳輸。在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器510控制電池50和電池充電器60之間的信息的傳輸。在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器510根據(jù)接收來自電池50的信號(hào)來識(shí)別和/或確定電池50的一個(gè)或多個(gè)特性或情況。同樣，微控制器510能夠根據(jù)電池50的識(shí)別特性來控制充電器60的工作。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池充電器60根據(jù)電池50的溫度來進(jìn)行對(duì)電池50充電的充電方案或方法。在一種結(jié)構(gòu)中，電池充電器60提供充電電流至電池50，同時(shí)定期檢測(cè)或監(jiān)控電池50的溫度。如果電池50沒有包含微處理器，電池充電器60在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期之后定期測(cè)量熱敏電阻器(例如熱敏電阻器150)的電阻。如果電池50包含微處理器(例如微處理器140)，那么電池充電器60或者1)定期查詢微處理器140以確定電池溫度和/或如果電池溫度不在合適的工作范圍內(nèi)；或者2)等待接收來自微處理器140且表示電池溫度不在合適的工作范圍內(nèi)的信號(hào)。
在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池溫度超過預(yù)先設(shè)定的閾值或沒有下降到合適的工作范圍內(nèi)時(shí)，電池充電器60中斷充電電流。電池充電器60繼續(xù)定期檢測(cè)或監(jiān)控電池溫度或等待接收來自微處理器140且表示電池溫度不在合適的工作范圍內(nèi)的信號(hào)。當(dāng)電池溫度處于合適的工作范圍內(nèi)時(shí)，電池充電器60可以重新開始提供給電池50的充電電流。電池充電器60繼續(xù)監(jiān)控電池溫度，并根據(jù)檢測(cè)到的電池溫度來中斷和重新開始充電電流。在一些結(jié)構(gòu)中，在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期之后或者在當(dāng)前電池充電狀態(tài)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，電池充電器60終止充電。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50和/或諸如電動(dòng)工具55和電池充電器60的電氣設(shè)備能夠檢測(cè)電池50內(nèi)的不平衡的電池單元。在一些結(jié)構(gòu)中，諸如微處理器140、420、490和/或510(“監(jiān)控微處理器”)的微處理器只監(jiān)控電池單元80中的兩組，并使用兩個(gè)電池組的電壓比率來判斷電池不平衡，而不是單獨(dú)地監(jiān)控每個(gè)電池單元80a-e。
例如，電池600的一部分在圖25中示出。在一些結(jié)構(gòu)中，電池600類似于電池50，且包含微處理器140。在其它結(jié)構(gòu)中，電池600沒有包含微處理器。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池600包含五個(gè)電池單元605a、605b、605c、605d和605e，每個(gè)都帶有基本相同的標(biāo)稱電壓，例如大約4V。
電池單元605a-e被排列成兩組組610和組615。組610包含電池單元605a和605b，組615包含電池單元605c和605d和605e。
電池600還包含提供組615兩端的電壓V615(即電池單元605c和605d和605e的總電壓)的引線或抽頭620。當(dāng)電池單元605a-e被基本上充滿電時(shí)，組615的電壓V615大約等于12V。電壓VT是跨越所有電池單元605a-e的電壓。當(dāng)電池單元605a-e被基本上充滿電時(shí)，電壓VT大約等于20V。
監(jiān)控微處理器被編成為可以監(jiān)控電壓V615和VT。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器持續(xù)或者定期地監(jiān)控V615和VT，并計(jì)算所測(cè)量的電壓V615和VT之間的比率R。該比率R由下面的公式確定R＝V615/VT當(dāng)電池單元605a-e基本平衡時(shí)，比率R大約等于0.6。如果在充電或放電期間第一組610的一個(gè)或多個(gè)電池單元是不平衡的(即具有低于其它電池的當(dāng)前電池充電狀態(tài)或電池電壓)，比率R將高于0.6。如果在充電或放電期間第二組615的一個(gè)或多個(gè)電池不平衡，比率R將低于0.6。如果在充電或放電期間兩個(gè)電池單元(一個(gè)來自第一組610而一個(gè)來自第二組615，例如電池605a和電池605e)不平衡，則比率R將高于0.6。換句話說，如果出現(xiàn)不平衡的電池單元，比率R將正向或負(fù)向偏移0.6的平衡比率。如果監(jiān)控微處理器檢測(cè)到電池單元的不平衡，即計(jì)算出比率R基本高于或低于0.6的平衡比率，電池600的運(yùn)行(即充電和/或當(dāng)電)被中斷或改變。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，如果比率R沒有被包括在大約0.55到大約0.65的范圍內(nèi)，則電池600的運(yùn)行被中斷或改變。
圖26和27是示出當(dāng)在電池600出現(xiàn)不平衡以及在此期間比率R如何偏移平衡的電壓的示例的曲線圖。在這個(gè)示例中，每個(gè)電池605a-e具有大約4V的標(biāo)稱電壓，且比率R的平衡比率是大約0.6或60.0％。
在示出的結(jié)構(gòu)中，軸700表示以秒為單位的時(shí)間，軸705表示以伏特為單位的電壓，而軸710表示伏特/伏特的比率或百分比。線715a表示電池單元605a隨時(shí)間變化的電壓，線715b表示電池單元605b隨時(shí)間變化的電壓，而線715c表示電池單元605c隨時(shí)間變化的電壓。線715d表示電池單元605d隨時(shí)間變化的電壓，線715e表示電池單元605e隨時(shí)間變化的電壓，而線720表示隨時(shí)間變化的比率R。
在示出的示例中，不平衡(在曲線圖上由數(shù)字725表示)大約發(fā)生在86秒上。該不平衡725由包括在組615中的電池單元605e造成。在此時(shí)(t＝86秒)，比率720開始降低或偏移0.6(即60％)的平衡比率。由于比率720下降，可以判斷不平衡電池在組615內(nèi)。當(dāng)比率R在大約91秒上接近55.0％時(shí)(在圖24中由數(shù)字730表示)，電池單元605e的電壓是大約1V。在一些結(jié)構(gòu)中，監(jiān)控微處理器檢測(cè)到比率R已經(jīng)下降至大約55.0％，然后終止電池600的運(yùn)行，以避免電池605e進(jìn)一步放電。
在一些結(jié)構(gòu)中，監(jiān)控微處理器監(jiān)控每個(gè)電池單元的電壓，而不是使用監(jiān)控諸如微處理器140的比率度量(ratiometric)方法。如上所述，電池50包含多個(gè)電阻器260，用于提供對(duì)電池單元80的電壓測(cè)量。多個(gè)電阻器260被排列成使微處理器140能夠基本上同時(shí)測(cè)量每個(gè)電池單元80a-g的電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)電池單元80達(dá)到大約1V時(shí)，微處理器140檢測(cè)電池50的不平衡。
在一些結(jié)構(gòu)中一些方面中，當(dāng)檢測(cè)到不平衡時(shí)，電池50或600可以重新平衡電池單元80a-g或605a-e。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)平衡比率R不再處于可接受的范圍內(nèi)時(shí)，監(jiān)控微處理器停止電池50或600(例如中斷電池運(yùn)行、阻止電池運(yùn)行等)。在電池50或600被停止后，監(jiān)控微處理器判斷哪個(gè)電池單元80a-e或605a-e不平衡(“低電壓電池”)。
在一些結(jié)構(gòu)中，監(jiān)控微處理器激活或打開電連接至在當(dāng)前充電狀態(tài)中不低的那些電池單元80a-e或605a-e(即電池具有高于低電壓電池的當(dāng)前充電狀態(tài))的各個(gè)晶體管(例如晶體管265a-f)。監(jiān)控微處理器開始帶有高當(dāng)前充電狀態(tài)的電池單元80a-e或605a-e的受控放電。例如，監(jiān)控微處理器將控制從平衡的電池單元80a-e或605a-e流經(jīng)各個(gè)晶體管的小放電電流。在整個(gè)受控的放電過程中，監(jiān)控微處理器將繼續(xù)進(jìn)行電池單元80a-e或605a-e的電壓測(cè)量。當(dāng)具有較高充電狀態(tài)的電池單元80a-e或605a-e的當(dāng)前充電狀態(tài)被降低到大約等于先前的低電壓電池時(shí)，監(jiān)控微處理器將結(jié)束受控的放電過程。
在一些結(jié)構(gòu)中，監(jiān)控微處理器利用受控放電過程來驅(qū)動(dòng)指示器，例如使燃料計(jì)155上的所有LED 170a-d閃爍。在這種結(jié)構(gòu)中，例如，閃爍的LED 179a-d向操作者或用戶指示出電池50或600被停止和/或正在重新平衡80a-e或605a-e的過程中。
電池50的另一示意性框圖在圖28中示出。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130包含諸如識(shí)別電阻器750的電子元件，且識(shí)別電阻器750可以具有設(shè)定的電阻。在其它結(jié)構(gòu)中，電子元件可以是電容器、電感器、晶體管、半導(dǎo)電元件、電路或其它帶有電阻或能夠發(fā)送電信號(hào)的元件，例如微處理器、數(shù)字邏輯元件等。在示出的結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器750的電阻值可以根據(jù)電池50的特性(例如電池單元80的標(biāo)稱電壓和化學(xué)物質(zhì))來選擇。感測(cè)終端120可以電連接至識(shí)別電阻器750。
如在圖28中示意性地示出的電池50可以電連接至諸如電池充電器820(同樣示意性地示出)的電氣設(shè)備，以接收或傳輸能量。電池充電器820可以包含正極終端825、負(fù)極終端828和感測(cè)終端830。電池充電器820的每個(gè)終端820、828、830(分別)電連接至電池50的對(duì)應(yīng)終端110、115、120。電池充電器820還包含帶有電子元件的電路，例如第一電阻器835、第二電阻器840、固態(tài)電器件或半導(dǎo)體855、比較器860和處理器或微處理器(未示出)。在一些結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體855可以包含能夠在飽和或“打開”狀態(tài)下運(yùn)行和能夠在斷開或“關(guān)閉”狀態(tài)下運(yùn)行的晶體管。在一些結(jié)構(gòu)中，比較器860可以是專用電壓監(jiān)控器件、微處理器或處理單元。在其它結(jié)構(gòu)中，比較器860可以包含在微控制器(未示出)內(nèi)。
在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器(未示出)可以編成為能夠識(shí)別電池50內(nèi)的電元件(例如識(shí)別電阻器750)的電阻值。微控制器還可以編成為能夠確定電池50的一個(gè)或多個(gè)特性，例如電池50的電池化學(xué)物質(zhì)和標(biāo)稱電壓。如上所述，識(shí)別電阻器750的電阻值可以與一個(gè)或多個(gè)確定電池特性關(guān)聯(lián)的專用值對(duì)應(yīng)。例如，識(shí)別電阻器750的電阻值可以包含在與電池50的化學(xué)物質(zhì)和標(biāo)稱電壓對(duì)應(yīng)的電阻值范圍內(nèi)。
在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器可以編成為能夠識(shí)別出識(shí)別電阻器750的多個(gè)電阻范圍。在這些結(jié)構(gòu)中，每個(gè)范圍與一個(gè)電池化學(xué)物質(zhì)(例如NiCd、NiMH、Li-ion等)對(duì)應(yīng)。在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器能夠識(shí)別出附加的電阻范圍，每個(gè)均與另一電池化學(xué)物質(zhì)或另一電池特性對(duì)應(yīng)。
在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器可以編成為能夠識(shí)別出多個(gè)電壓范圍。包含在這些電壓范圍內(nèi)的電壓可以依賴于或?qū)?yīng)于識(shí)別電阻器750的電阻值，使得微控制器能夠根據(jù)所測(cè)量到的電壓來確定電阻器750的電阻值。
在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器750的電阻值還可以選擇為對(duì)于電池50的每個(gè)可行標(biāo)稱電壓值都是唯一的。例如，在一個(gè)電阻值范圍內(nèi)，第一專用電阻值可以與21V的標(biāo)稱電壓對(duì)應(yīng)，第二專用電阻值可以與16.8V的標(biāo)稱電壓對(duì)應(yīng)，而第三專用電阻值可以與12.6V的標(biāo)稱電壓對(duì)應(yīng)。在一些結(jié)構(gòu)中，可以有更多或較少的專用電阻值，每個(gè)均對(duì)應(yīng)于與該電阻范圍關(guān)聯(lián)的電池50的可能的標(biāo)稱電壓。
在示例性實(shí)施例中，電池50電連接至電池充電器820。為了識(shí)別第一電池特性，半導(dǎo)體855在附加電路(未示出)的控制之下切換到“打開”狀態(tài)。當(dāng)半導(dǎo)體855處于“打開”狀態(tài)時(shí)，識(shí)別電阻器750和電阻器835和840構(gòu)成電壓分壓網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)在第一參考點(diǎn)875確立電壓VA。如果電阻器840的電阻值大大低于電阻器835的電阻值，那么電壓VA將依賴于識(shí)別電阻器750和電阻器840的電阻值。在該實(shí)施例中，電壓VA處于由識(shí)別電阻器750的電阻值確定的范圍。微控制器(未示出)在第一參考點(diǎn)875上測(cè)量電壓VA，并根據(jù)電壓VA來確定識(shí)別電阻器750的電阻值。在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器把電壓VA與多個(gè)電壓范圍進(jìn)行比較，以確定出電池特性。
在一些結(jié)構(gòu)中，將被識(shí)別出的第一電池特性可以包含電池化學(xué)物質(zhì)。例如，任一低于150k歐姆的電阻值可以表示電池50帶有NiCd或NiMH的化學(xué)物質(zhì)，而任一大約150k歐姆或以上的電阻值可以表示電池50帶有Li或Li-ion的化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)微控制器確定和識(shí)別出電池50的化學(xué)物質(zhì)時(shí)，可以選擇合適的充電算法或方法。在其它結(jié)構(gòu)中，有多個(gè)電阻范圍，每個(gè)均對(duì)應(yīng)于非上述示例中的另一電池化學(xué)物質(zhì)。
繼續(xù)討論這個(gè)示例性實(shí)施例，為了識(shí)別第二電池特性，半導(dǎo)體855在附加電路的控制之下切換到“關(guān)閉”狀態(tài)。當(dāng)半導(dǎo)體855切換到“關(guān)閉”狀態(tài)時(shí)，識(shí)別電阻器750和電阻器835構(gòu)成電壓分壓網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在，在第一參考點(diǎn)875上的電壓VA通過識(shí)別電阻器750和電阻器835的電阻值來確定。識(shí)別電阻器750的電阻值選擇為使在第二參考點(diǎn)880上的電壓VBATT基本等于電池50的標(biāo)稱電壓，使在第一參考點(diǎn)875上的電壓VA基本等于在第三參考點(diǎn)885上的電壓VREF。如果在第一參考點(diǎn)875上的電壓VA超過在第三參考點(diǎn)885上的固定電壓VREF，比較器860的輸出VOUT改變其狀態(tài)。在一些結(jié)構(gòu)中，該輸出VOUT可以用于終止充電或作為開始附加功能的指示符，例如維護(hù)程序、平衡程序、放電功能、附近放電方案等。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓VOUT可以是固定參考電壓。
在一些結(jié)構(gòu)中，將被識(shí)別出的第二電池特性可以包含電池50的標(biāo)稱電壓。例如，用于計(jì)算識(shí)別電阻器750的電阻值的一般公式可以是R100=VREFR135VBATTVREF]]>其中R100是識(shí)別電阻器750的電阻值，R135是電阻器835的電阻值，VBATT是電池50的標(biāo)稱電壓，而VREF是固定電壓，例如大約2.5V。例如，在對(duì)于鋰離子(上面所設(shè)定的)的電阻值范圍內(nèi)，用于識(shí)別電阻器750的大約150k歐姆的電阻值可以對(duì)應(yīng)于大約21V的標(biāo)稱電壓，大約194k歐姆的電阻值可以對(duì)應(yīng)于大約16.8V的標(biāo)稱電壓，大約274.7k歐姆的電阻值可以對(duì)應(yīng)于大約12.6V的標(biāo)稱電壓。在其它結(jié)構(gòu)中，更多或較少的專用電阻值可以對(duì)應(yīng)于附加或不同的電池組標(biāo)稱電壓值。
在示出的結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器750和第三參考點(diǎn)885可以都被放置在電流感測(cè)電阻器890的“高”端。當(dāng)出現(xiàn)充電電流時(shí)，以這種方式放置識(shí)別電阻器750和第三參考點(diǎn)885可以減緩VA和VREF之間的任何相關(guān)的電壓波動(dòng)。如果識(shí)別電阻器750和第三參考點(diǎn)885被引用到地895，且充電電流被施加到電池50上，電壓波動(dòng)可能出現(xiàn)在電壓VA上。
在一些結(jié)構(gòu)中，電池充電器820還可以包含充電器控制功能。如上所述，當(dāng)電壓VA基本等于電壓VREF時(shí)(表示電壓VBATT等于電池50的標(biāo)稱電壓)，比較器860的輸出VOUT改變狀態(tài)。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)比較器860的輸出VOUT改變狀態(tài)時(shí)，不再向電池50提供充電電流。一旦充電電流被中斷時(shí)，電池電壓VBATT開始下降。當(dāng)電壓VBATT達(dá)到下閾值時(shí)，比較器860的輸出VOUT再次改變狀態(tài)。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓VBATT的下閾值由滯后電阻器898的電阻值確定。當(dāng)比較器860的輸出VOUT再次改變狀態(tài)時(shí)，充電電流再次建立。在一些結(jié)構(gòu)中，該循環(huán)重復(fù)由微控制器預(yù)先設(shè)定的次數(shù)或重復(fù)由比較器860作出的一定狀態(tài)改變次數(shù)。在一些結(jié)構(gòu)中，該循環(huán)一直重復(fù)直到電池50從電池充電器820上移去。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50的電路130也可以指示出一個(gè)或多個(gè)電池特性。在一些結(jié)構(gòu)中，電池特性包含例如電池50的標(biāo)稱電壓和溫度。電路130包含電識(shí)別元件或識(shí)別電阻器910、溫度感測(cè)器件或熱敏電阻器914、第一限流器件或保護(hù)性二極管918、第二限流器件或保護(hù)性二極管922以及電容器926。識(shí)別電阻器910帶有與一個(gè)或多個(gè)確定電池特性對(duì)應(yīng)的固定電阻值。在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器910的電阻值對(duì)應(yīng)于電池50或電池單元80的標(biāo)稱電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，該電阻值對(duì)應(yīng)于電池50的化學(xué)物質(zhì)。在一些結(jié)構(gòu)中，該電阻值對(duì)應(yīng)于兩個(gè)或多個(gè)電池特性或?qū)?yīng)于不同的電池特性。熱敏電阻器914的電阻值表示電池單元80的溫度，且隨著電池單元80溫度的改變而改變。感測(cè)終端930電連接至電路130。
如在圖29中示意性地示出的，電池50電連接至諸如電池充電器942(同樣示意性地示出)的電氣設(shè)備。電池充電器942包含正極終端946、負(fù)極終端950和感測(cè)終端954。與在圖28中示出的電池50和電池充電器820的方式類似，電池50的正極終端934、負(fù)極終端938和感測(cè)終端930分別電連接至電池充電器942的正極終端946、負(fù)極終端950和感測(cè)終端954。電池充電器942還包含諸如控制器件、處理器、微控制器或控制器958的控制電路和電子元件或電阻器962。
電池50和電池充電器942的運(yùn)行將參考圖29和30A-B進(jìn)行討論。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池50電連接至電池充電器942，且電容器926開始放電時(shí)，控制器958把第一參考點(diǎn)964上的電壓VA升高至大約第一閾值。在一些結(jié)構(gòu)中，第一閾值是大約5V。如圖30A中所示，控制器958大約在時(shí)間T1時(shí)把電壓VA升高至第一閾值。
當(dāng)?shù)谝婚撝当粦?yīng)用到第一參考點(diǎn)964上時(shí)，在電池50和電池充電器942內(nèi)建立第一電流路徑。第一電流路徑包含電阻器962、電容器926、第一二極管918和識(shí)別電阻器910。當(dāng)電壓VA大約升高到第一閾值時(shí)，控制器958測(cè)量第二參考點(diǎn)966上的電壓VOUT。第二參考點(diǎn)966上的電壓VOUT很快升高到由電壓分壓網(wǎng)絡(luò)確立的電壓上，電壓分壓網(wǎng)絡(luò)由識(shí)別電阻器910、電阻器962以及正向電壓下降通過的二極管918組成。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓VOUT的范圍將從大約0V到微小于電壓VA。如圖30B中所示，大約在時(shí)間T2上電壓VOUT出現(xiàn)升高，且控制器958大約在時(shí)間T2或時(shí)間T2稍后時(shí)測(cè)量電壓VOUT。在一些結(jié)構(gòu)中，時(shí)間T2大約等于時(shí)間T1。在一些結(jié)構(gòu)中，幾乎在時(shí)間T1之后立即出現(xiàn)時(shí)間T2。時(shí)間T2可根據(jù)測(cè)量容差而較晚出現(xiàn)。
在一種結(jié)構(gòu)中，由控制器958測(cè)量的電壓VOUT對(duì)應(yīng)于用于識(shí)別電阻器910的電阻值。該電阻值對(duì)應(yīng)于電池50的標(biāo)稱電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，隨著識(shí)別電阻器910電阻值的降低，電壓VOUT也跟著升高。
在示出的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電容器926被充滿電時(shí)，電壓VOUT最后基本升高到電壓VA。在電容器926被充滿電后，控制器958把第一參考點(diǎn)964上的電壓VA降低至第二閾值。在一些結(jié)構(gòu)中，第二閾值是大約0V。如圖30A所示，控制器958大約在時(shí)間T3上把電壓VA降低到第二閾值。
當(dāng)?shù)诙撝当粦?yīng)用到第一參考點(diǎn)964上時(shí)，在電池50和電池充電器942內(nèi)建立第二電流路徑。第二電流路徑包含電阻器962、電容器926、第二二極管922和熱敏電阻器914。當(dāng)電壓VA降低到大約第二閾值時(shí)，控制器958再次測(cè)量第二參考點(diǎn)966上的電壓VOUT。第二參考點(diǎn)966上的電壓VOUT很快降低到由電壓分壓網(wǎng)絡(luò)確立的電壓上，電壓分壓網(wǎng)絡(luò)由熱敏電阻器914、電阻器962以及正向電壓下降通過的二極管922組成。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓VOUT的范圍將從大約0V到微小于電壓VA。如圖30B中所示，大約在時(shí)間T4上電壓VOUT出現(xiàn)下降，且控制器958大約在時(shí)間T4或時(shí)間T4稍后時(shí)測(cè)量電壓VOUT。在一些結(jié)構(gòu)中，時(shí)間T4大約等于時(shí)間T3。在一些結(jié)構(gòu)中，幾乎在時(shí)間T3之后立即出現(xiàn)時(shí)間T4。在一些結(jié)構(gòu)中，時(shí)間T4可根據(jù)測(cè)量容差而較晚出現(xiàn)。
在一種結(jié)構(gòu)中，由控制器958在時(shí)間T4上測(cè)量的電壓VOUT對(duì)應(yīng)于用于熱敏電阻器914的電阻值。該電阻值對(duì)應(yīng)于電池50的溫度。在一些結(jié)構(gòu)中，隨著熱敏電阻器914電阻值的下降，電壓VOUT增加。
在一些結(jié)構(gòu)中，電容器926提供DC阻擋功能。電容器926防止現(xiàn)有電池充電器(例如不能識(shí)別諸如鋰或鋰離子化學(xué)物質(zhì)等較新的電動(dòng)工具電池化學(xué)物質(zhì)的電池充電器，以及不帶有用于這種較新的化學(xué)物質(zhì)所需的對(duì)應(yīng)充電算法的電池充電器)能夠?qū)в须娐?30的電池組進(jìn)行充電。
現(xiàn)有電動(dòng)工具電池968在圖31中示意性地示出，且電池970的另一種結(jié)構(gòu)在圖32中示意性地示出。參考圖31-34，另一電池充電系統(tǒng)同時(shí)包含體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的電池968和970、現(xiàn)有電池充電器972(如圖33所示)和電池充電器974(如圖34所示)。
參考圖31，現(xiàn)有電池968包含均帶有一種化學(xué)物質(zhì)和提供一種標(biāo)稱電壓的一個(gè)或多個(gè)電池單元976。典型地，電池單元976的化學(xué)物質(zhì)通常是鉛酸、NiCd或NiMH。電池單元976包含正極端978和負(fù)極端980。正極終端982電連接至電池單元976的正極端978，而負(fù)極終端984電連接至電池單元976的負(fù)極端。
電池968還包含電子元件或熱敏電阻器986。熱敏電阻器986的電阻值表示電池單元976的溫度，且隨電池單元976溫度的變化而變化。在一些結(jié)構(gòu)中，熱敏電阻器986的電阻值被包含在電阻值的第一范圍內(nèi)?，F(xiàn)有電池充電器972能夠識(shí)別出處于第一范圍內(nèi)的熱敏電阻器986的電阻值，且相應(yīng)地對(duì)現(xiàn)有電池968進(jìn)行充電。例如，電阻值的第一范圍包含大約等于和小于130k歐姆的電阻值。如果熱敏電阻器986的電阻值沒有包含在電阻值的第一范圍內(nèi)，現(xiàn)有電池充電器972不能對(duì)現(xiàn)有電池968進(jìn)行充電。現(xiàn)有電池968還包含電連接至熱敏電阻器986的感測(cè)終端988。
如圖32所示，電池970包含均帶有一種電池970的化學(xué)物質(zhì)和提供一種標(biāo)稱電壓的一個(gè)或多個(gè)電池單元990。通常地，電池單元990的化學(xué)物質(zhì)包含例如鋰、鋰離子或另一基于鋰的化學(xué)物質(zhì)。電池單元990包含正極端992和負(fù)極端993。正極終端994電連接至電池單元990的正極端992，而負(fù)極終端995電連接至電池單元990的負(fù)極端993。
電池970還包含兩個(gè)感測(cè)終端996和997。第一感測(cè)終端996電連接至第一電元件或識(shí)別電阻器998，而第二感測(cè)終端997電連接至第二電元件或溫度感測(cè)器件或熱敏電阻器999。在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器998的電阻值沒有被包含在可由現(xiàn)有電池充電器972識(shí)別的電阻值的第一范圍內(nèi)。例如，識(shí)別電阻器998的電阻值大約等于或大于于150k歐姆。熱敏電阻器986的電阻值表示電池單元990的溫度，且隨電池單元990溫度的變化而變化。
如圖34所示且在大部分結(jié)構(gòu)中，電池充電器974包含正極終端1001、負(fù)極終端1002、第一感測(cè)終端1003和第二感測(cè)終端1004。電池充電器974的第一感測(cè)終端1003或者電連接至電池970的第一感測(cè)終端996，或者電連接至現(xiàn)有電池968的感測(cè)終端988。
如圖33所示且在大部分結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)有電池充電器972包含正極終端1005、負(fù)極終端1006和感測(cè)終端1007?，F(xiàn)有電池充電器972的感測(cè)終端1007或者電連接至電池970的第一感測(cè)終端996或者電連接至現(xiàn)有電池968的感測(cè)終端988。
當(dāng)現(xiàn)有電池968電連接至電池充電器974時(shí)，電池充電器974的第二感測(cè)終端1004沒有電連接至任何電池終端。在一些結(jié)構(gòu)中，包含在新的電池充電器974內(nèi)的控制器件、微處理器、微控制器或控制器1008通過第一感測(cè)終端1003來確定熱敏電阻器986的電阻值，并把電池968識(shí)別為帶有NiCd或NiMH化學(xué)物質(zhì)?？刂破?008根據(jù)電池968的化學(xué)物質(zhì)和溫度來選擇適用于現(xiàn)有電池968的充電方法或算法。電池充電器974相應(yīng)地對(duì)現(xiàn)有電池968進(jìn)行充電。
當(dāng)電池970電連接至電池充電器974時(shí)，電池充電器974的第二感測(cè)終端1004電連接至電池970的第二感測(cè)終端997。在一些結(jié)構(gòu)中，控制器1008確定識(shí)別電阻器998的電阻值，并把電池970識(shí)別為帶有例如鋰、鋰離子或其它基于鋰的化學(xué)物質(zhì)。例如，識(shí)別電阻器998的大約或大于150k歐姆的電阻值對(duì)應(yīng)于鋰、鋰離子或其它基于鋰的化學(xué)物質(zhì)。
在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器998的電阻值進(jìn)一步根據(jù)電池970的標(biāo)稱電壓來選擇。例如，識(shí)別電阻器998的大約150k歐姆的電阻值表示電池970具有大約21V的標(biāo)稱電壓。大約300k歐姆的電阻值對(duì)應(yīng)于大約16.8V的標(biāo)稱電壓，而大約450k歐姆的電阻值對(duì)應(yīng)于大約12.6V的標(biāo)稱電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，隨著識(shí)別電阻器998電阻值的升高，電池970的標(biāo)稱電壓下降。在一些結(jié)構(gòu)中，控制器1008還確定熱敏電阻器385的電阻值。控制器1008根據(jù)電池970的化學(xué)物質(zhì)、標(biāo)稱電壓和/或溫度來選擇適用于電池970的充電方法或算法。電池充電器974相應(yīng)地對(duì)電池970進(jìn)行充電。
當(dāng)現(xiàn)有電池968電連接至現(xiàn)有電池充電器972時(shí)，電池充電器972的感測(cè)終端1007電連接至現(xiàn)有電池968的感測(cè)終端988。在一些結(jié)構(gòu)中，如果熱敏電阻器986的電阻值包含在電阻值的第一范圍內(nèi)，包含在現(xiàn)有電池充電器972內(nèi)的微控制器1009確定熱敏電阻器986的電阻值，并把電池968識(shí)別為帶有例如NiCd或NiMH化學(xué)物質(zhì)?，F(xiàn)有電池充電器972根據(jù)熱敏電阻器968的電阻值來確定現(xiàn)有電池968的溫度，并根據(jù)其溫度來選擇適用于電池968的充電方法或算法。電池充電器972相應(yīng)地對(duì)現(xiàn)有電池968進(jìn)行充電。
當(dāng)電池970電連接至電池充電器974時(shí)，現(xiàn)有電池充電器972的感測(cè)終端1007電連接至電池970的第一感測(cè)終端996。電池充電器970的第二感測(cè)終端997沒有電連接至現(xiàn)有電池充電器972的任何電池充電器終端。在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器1009確定識(shí)別電阻器998的電阻值。在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器998的電阻值沒有包含在由微控制器1009識(shí)別出的電阻值的第一范圍內(nèi)。由于微控制器1009不能識(shí)別電池970，現(xiàn)有電池充電器972沒有執(zhí)行充電方法或算法。電池970被電阻擋或“鎖住”，不能被由現(xiàn)有電池充電器972充電。
另一體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的電池1030在圖35-37、40-41、48A和49-52中示出。電池1030可以類似于圖1-5中所示的電池50。例如，電池1030可以連接至諸如無繩電動(dòng)工具1034(如圖48A所示)的電氣設(shè)備或裝置，以有選擇地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具1034。電池1030可以從電動(dòng)工具1034移去，且可以被電池充電器1038(如圖40-44所示)再充電。
如圖35-37所示，電池1030可以包含外殼1042和至少一個(gè)由外殼1042支撐的可再充電的電池單元1046(在圖41中示意性地示出)。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池1030可以是包含五個(gè)串聯(lián)連接的大約3.6V電池單元1046(一個(gè)已示出)的18V電池組或包含五個(gè)串聯(lián)連接的大約4.2V電池單元1046(一個(gè)已示出)的21V電池組。在其它結(jié)構(gòu)(未示出)中，電池1030可以具有另一標(biāo)稱電池電壓，例如9.6V、12V、14.4V、24V、28V等，以驅(qū)動(dòng)電氣裝置和被電池充電器1038充電。應(yīng)當(dāng)理解，在其它結(jié)構(gòu)(未示出)中，電池單元1046可以具有不同的標(biāo)稱電池單元電壓和/或在另一結(jié)構(gòu)中可以例如并聯(lián)連接或并聯(lián)/串聯(lián)連接。
電池單元1046是任何可再充電的電池單元化學(xué)類型，例如鎳鎘(NiCd)、氫化鎳(NiMH)、鋰(Li)、鋰離子(Li-ion)、其它基于鋰的化學(xué)物質(zhì)、其它可再充電的電池單元化學(xué)物質(zhì)等。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池單元1046是鋰離子電池單元。
外殼1042能夠提供支撐部分1050，用于支撐在諸如電動(dòng)工具1034或電池充電器1038上的電池1030。在示出的結(jié)構(gòu)中，支撐部分1050能夠提供C形橫截面(參見圖37)，它可以連接至電氣設(shè)備上互補(bǔ)的T形橫截面支撐部分。如圖35-37所示，支撐部分1050可以包含沿支撐軸1058延伸且定義凹槽1062的橫桿1054。還可以提供中間脊1066，以與電氣設(shè)備支撐部分的表面接合。槽1070(參考圖35-36)可以定義在脊1066內(nèi)，使得脊1066具有橫向外伸出的部分1072。
電池1030還可以包含(參見圖35-37)鎖定組件1074，它可以把電池1030鎖定在電氣設(shè)備上，例如鎖定在電動(dòng)工具1034和/或電池充電器1038上。在一些結(jié)構(gòu)中，鎖定組件1034可以包含能夠在鎖定位置和非鎖定位置之間移動(dòng)的鎖定件1078，在鎖定位置上，鎖定件1078與電氣設(shè)備上的對(duì)應(yīng)鎖定件接合，以把電池1030鎖定在電氣設(shè)備上。鎖定組件1074還可以包含致動(dòng)器1082，用于在鎖定位置和非鎖定位置之間移動(dòng)鎖定件1078。偏移件(未示出)能夠使鎖定件1078偏移向鎖定位置。
電池1030還可以包含(參見圖35-39和41)接線板1086，可以把電池單元1046電連接至電氣設(shè)備內(nèi)的電路。接線板1086可以包含(參見圖35-37)由外殼1042提供的終端外殼1090。在示出的結(jié)構(gòu)和一些方面中，可以在終端外殼1090內(nèi)提供窗口或開口1094。接線板1086可以包含(參見圖35、37-39和41)正極電池終端1098、接地終端1102、第一感測(cè)終端1106和第二感測(cè)終端1110。如圖41中示意性的示出，終端1098和1102連接至一個(gè)電池單元或多個(gè)電池單元1046的相反末端。
感測(cè)終端1106和1110可以分別連接至連接在電池1030的電路內(nèi)的電元件1114和1118。感測(cè)終端1106和1110傳輸有關(guān)電池1030的信息至電氣設(shè)備。例如，一個(gè)連接至感測(cè)終端1106的電元件(例如電元件1114)可以是諸如電阻器的識(shí)別元件，以傳輸對(duì)電池1030的特性(例如電池單元1046的化學(xué)物質(zhì)、電池1030的標(biāo)稱電壓等)的識(shí)別信息。其它連接至感測(cè)終端1110的電元件(例如電元件1118)可以是溫度感測(cè)器件或熱敏電阻器，以傳輸電池1030和/或電池單元1046的溫度。
在其它結(jié)構(gòu)中，電子元件1114和1118可以是其它能夠生成電信號(hào)的合適的電子元件，例如微處理器、控制器、數(shù)字邏輯元件等，或者電元件1114和1118可以是其它合適的無源電元件，例如電阻器、電容器、感應(yīng)器、二極管等。
應(yīng)當(dāng)理解，在其它結(jié)構(gòu)(未示出)中，電子元件1114和1118可以是其它類型的電子元件，且可以傳輸有關(guān)電池1030和/或電池單元1046的其它特性或信息。應(yīng)當(dāng)理解，用于與電子元件1114和1118的“傳遞”(communication)和“通信”(communicate)”還可以函蓋具有或處于由感測(cè)器或能夠確定電元件1114和/或1118的情況或狀態(tài)的器件感測(cè)到的情況或狀態(tài)的電元件1114和/或1118。
如圖39所示，終端1098、1102和1106可以分別被定向在基本互相平行的面P1、P2和P3上。終端1110可以定向在面P4上，在示出的結(jié)構(gòu)中，面P4與所有其它面P1、P2和P3中的至少一個(gè)不平行。在一種結(jié)構(gòu)中，面P4可以與面P1、P2和P3垂直。終端1098、1102、1106和1110可以沿各個(gè)軸A1、A2、A3和A4延伸，且在示出的結(jié)構(gòu)中，終端軸A1、A2、A3和A4平行于(參見圖35和37)支撐軸1058。
如圖40-44所示，體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的電池充電器1038可以連接至電池1030(如圖40所示)，且可以對(duì)電池1030充電。電池充電器1038可以包含充電器外殼1122和由外殼1122支撐的充電電路1126(在圖41中示意性地示出)，并可以連接至電源(未示出)。充電電路1126可以連接至電池1030的接線板1086(在圖41中示意性地示出)，且可以操作用于傳輸功率至電池1030，以對(duì)電池單元1046進(jìn)行充電。
在一些結(jié)構(gòu)和一些方面，充電電路1126能夠操作于以在2002年9月24日出版的美國專利No.6,456,035和于2001年4月24日出版的美國專利No.6,222,343(結(jié)合在此作為參考)中所描述的相同方式對(duì)電池1030進(jìn)行充電。在其它結(jié)構(gòu)中，充電電路1126能夠操作于以在2003年1月17日提交的且序列號(hào)為60/440,692的美國臨時(shí)申請(qǐng)(所有的內(nèi)容結(jié)合在此作為參考)中所描述的相同方式對(duì)電池1030進(jìn)行充電。
如圖42-44所示，外殼1122可以提供用于支撐電池1030的電池支撐部分1130。支撐部分1130可以帶有(參見圖42)一般T形橫截面，它與電池1030的支撐部分1050的C形橫截面互補(bǔ)。支撐部分1130可以包含(參見圖42-44)沿支撐軸1138延伸且定義凹槽1142的橫桿1134。該支撐部分1130還可以包含與脊1066接合的表面1146。
突出部分或肋1150可以從表面1146延伸。當(dāng)電池1030被放置在支撐部分1130上時(shí)，肋1150能夠大致橫向地與鎖定件1078對(duì)準(zhǔn)，以把鎖定件1078固定在鎖定位置上。在一種結(jié)構(gòu)中，肋1150被放低以確保肋1150不與電池1030的支撐部分1050上的脊1066接合，阻止電池1030被連接至電池充電器1038。
電池充電器1038還可以包含(參見圖41-47)接線板1154，它可以操作于把充電電路1126電連接至電池1030的接線板1086(如圖41中的示意性示出)。如圖42-44和46-47所示，接線板1154可以包含由支撐部分1130提供的終端外殼1158。接線板1154還可以包含(參見圖41-47)正極終端1162、負(fù)極終端1166、第一感測(cè)終端1170和第二感測(cè)終端1174。充電器終端1162、1166、1170和1174可以分別連接到電池終端1098、1102、1106和1110(如圖41中示意性的示出)。
充電器終端1162、1166、1170和1174可以連接至充電電路1126。充電電路1126可以包含用于控制電池1030的充電的微控制器1178。微控制器1178能夠操作于感測(cè)電池1030的電子元件1114和1118的情況或狀態(tài)或與其通信，以識(shí)別電池1030的一個(gè)或多個(gè)特性和/或情況，例如電池1030的標(biāo)稱電壓、電池單元1046的化學(xué)物質(zhì)、電池1030和/或電池單元1046的溫度等。根據(jù)控制器1178所作出的判斷，控制器1178能夠控制充電電路1126，以正確地對(duì)電池1030進(jìn)行充電。
如圖35、37-39所示，電池終端1098、1102和1106可以是凸的葉片(male blade)終端。如圖42所示，充電器終端1162、1166和1170可以是凹形終端，其能夠操作于接收凸的葉片終端1098、1102和1106。電池終端1110(參見圖35-39)和充電器終端1174(參見圖42-44)能夠提供懸臂(cantilever)彈簧式的接合。在示出的結(jié)構(gòu)中(參見圖42-44)，充電器終端1174能夠以基本垂直于支撐軸1138的方向延伸，以提供傾斜的結(jié)合和與電池終端1110接觸。
電池1030可以連接至諸如電動(dòng)工具1034(如圖48A所示)的電氣裝置，以驅(qū)動(dòng)工具1034。電動(dòng)工具1034包含外殼1182，以支撐由電池1030選擇性地驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)1184(示意性的示出)。外殼1182能夠提供在其上面支撐電池1030的支撐部分1186(參見圖48B)。支撐部分1186具有一般T形橫截面，其與電池1030的支撐部分1050的C形橫截面互補(bǔ)。支撐部分1186還定義了鎖定槽1188(示出一個(gè))，在其里面，鎖定件1078可以用于把電池1030鎖定在電動(dòng)工具1034上。
電動(dòng)工具1034還可以包含可連接至電池1030的接線板1086的接線板1190(部分在圖48B中示出)，因此能量可以從電池1030傳輸?shù)诫妱?dòng)工具1034。在示出的結(jié)構(gòu)中，接線板1190可以包含分別連接電池1030的終端1098和1102的正極終端1194和負(fù)極終端1198。
應(yīng)當(dāng)理解，在其它結(jié)構(gòu)(未示出)中，接線板1190可以包含可連接至感測(cè)終端1106和/或1110的附加終端(未示出)，以使有關(guān)電池1030的信息(例如電池1030的一個(gè)或多個(gè)特性和/或電池1030的情況)可以被傳輸至電動(dòng)工具1034或由其感測(cè)。在這種結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工具1034可以包含控制器(未示出)，以判斷有關(guān)電池1030的已被傳輸或感測(cè)的信息，并根據(jù)這些信息來控制電動(dòng)工具的運(yùn)行。
體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的電池1030A的替換結(jié)構(gòu)在圖53-56中示出。相同的組件帶有相同的參考字符“A”。
如圖53-56所示，電池1030A可以包含支撐一個(gè)或多個(gè)電池單元(未示出，但類似于電池單元1046)的外殼1042A。電池1030A可以包含具有一般C形橫截面的支撐部分1050A(參見圖56)，它與電池充電器1038的支撐部分1130(參見圖42)以及電動(dòng)工具1034的支撐部分1186(參見圖48B)互補(bǔ)，以使電池1030A可以連接至電池充電器1038和電動(dòng)工具1034。
如圖53-56所示，支撐部分1050A可以包含脊1066A。如圖55所示，脊1066A可以延伸至一個(gè)橫向側(cè)(圖55中較低的橫向側(cè))，以提供橫的向外伸出的部分1072A。
對(duì)于一些結(jié)構(gòu)和一些部分，電池1030A的附加獨(dú)立特性、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行在上面被更加詳細(xì)地描述。
當(dāng)電池1030A被放在電池充電器1038的支撐部分1130上時(shí)，較低的肋1150(如圖42所示)沒有與電池1030A的支撐部分1050A上的脊1066A的延伸的部分1072A接合，因此電池1030A被阻止連接至電池充電器1038。
圖57-61示出了現(xiàn)有電池1230。電池1230可以包含外殼1242和至少一個(gè)由外殼1242支撐的可再充電的電池單元1246(在61中示意性地示出)。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池1230可以是包含15個(gè)串聯(lián)連接的大約1.2V電池單元1246的18V電池組。在其它結(jié)構(gòu)(未示出)中，電池1230可以具有另一標(biāo)稱電池電壓(例如9.6V、12V、14.4V、24V等)以驅(qū)動(dòng)電氣裝置和由電池充電器1038充電。應(yīng)當(dāng)理解，在其它結(jié)構(gòu)(未示出)中，電池單元1246可以具有不同的標(biāo)稱電池單元電壓和/或在另一結(jié)構(gòu)中可以例如并聯(lián)連接或并聯(lián)/串聯(lián)連接。電池單元1246是任何可再充電的電池化學(xué)類型，例如NiCd或NiMH。
如圖57-60所示，外殼1242能夠提供支撐部分1250，用于支撐在諸如電動(dòng)工具1034(在圖48中示出)或電池充電器1038(在圖42中示出)上的電池1230。在示出的結(jié)構(gòu)中，支撐部分1250能夠提供C形橫截面(參見圖60)，它可以連接至電氣設(shè)備上的補(bǔ)充性T形橫截面支撐部分(在電動(dòng)工具1034上的支撐部分1186(在圖48B中示出)和在電池充電器1038上的支撐部分1130(在圖42中示出))。如圖57-60所示，支撐部分1250可以包含沿支撐軸1258延伸且定義凹槽1262的橫桿1254，可以提供中間脊1266，以與電氣設(shè)備支撐部分的表面接合。該脊1266可以帶有基本的線性且未被中斷的橫向表面1272。脊1266沒有提供橫向外伸出的部分(如電池1030的延伸的部分1072(在圖36中示出)或如電池1030A的延伸的部分1072A(在圖55中示出))。
電池1230還可以包含(參見圖57-60)鎖定組件1274，它可以把電池1230鎖定在電氣設(shè)備上，例如鎖定在電動(dòng)工具1034(在圖48A中示出)和/或電池充電器上。鎖定組件1274可以包含(參見圖57-60)能夠在鎖定位置和非鎖定位置之間移動(dòng)的鎖定件1278，在鎖定位置上，鎖定件1278與電氣設(shè)備上的對(duì)應(yīng)鎖定件(例如電動(dòng)工具1034上的鎖定槽1188)接合，以把電池1230鎖定在電氣設(shè)備上。鎖定組件1274還可以包含致動(dòng)器1282，用于在鎖定位置和非鎖定位置之間移動(dòng)鎖定件1278。偏移件(未示出)能夠使鎖定件1278偏移向鎖定位置。
電池1030可以包含(參見圖58和60)接線板1286，其可操作于把電池單元1246電連接至電氣設(shè)備內(nèi)的電路。接線板1286可以包含由外殼1242提供的終端外殼1290。接線板1286可以包含正極電池終端1287、接地終端1302和感測(cè)終端1306。如圖58和60所示，終端1298、1302和感測(cè)終端1306固定在基本互相平行的面內(nèi)，且沿平行于支撐軸1258的各個(gè)軸延伸。
如圖61中示意性的示出，終端1298和1302連接至一個(gè)電池單元或一系列電池單元1046的相反末端。感測(cè)終端1306可以連接至連接在電池1230的電路內(nèi)的電子元件1314。在示出的結(jié)構(gòu)中，電子元件1314可以是溫度感測(cè)器件或熱敏電阻器，以傳輸電池1230和/或電池元件1246的溫度。
如圖61中示意性的示出，電池1230可以連接至電池充電器1038，且電池充電器1038可以操作于對(duì)電池1230充電。電池終端1298、1302和1306可以分別連接至三個(gè)充電器終端1162、1166和1170。微控制器1178能夠識(shí)別電池1230(或確定電池1230不是電池1030或是電池1030A)并識(shí)別電子元件1314或熱敏電阻器的情況，以感測(cè)電池1230的溫度。微控制器1178能夠控制電池1230的充電。
電池1230可以被支撐在電池充電器1038的支撐部分1130上。肋1150(在圖42中示出)可以沒有與電池1230的支撐部分1250上的脊1266(在圖57-60中示出)接合，因此電池1230被阻止連接至電池充電器1038。
電池1230可以連接至諸如電動(dòng)工具1034(在圖48A中示出)的電氣裝置，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具1034。電池1230可以被支撐在電動(dòng)工具1034(在圖48B中示出)的支撐部分1186上，且可以連接至馬達(dá)1184(在圖48A中示意性地示出)，以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1184。
圖62-65示出了另一種電池充電器1338。電池充電器1338可以包含充電器外殼1342和由外殼1342支撐的充電電路1346(在圖65中示意性地示出)，并可以連接至電源(未示出)。充電電路1346可以連接至電池1230的接線板1286，且可以傳輸功率至電池1230，以對(duì)電池單元1246進(jìn)行充電。
如圖62-64所示，外殼1342可以提供用于支撐電池1230的電池支撐部分1350。支撐部分1350可以具有(參見圖62)一般T形橫截面，它與電池1230的支撐部分1250(參見圖60)的C形橫截面互補(bǔ)。該支撐部分1350可以包含(參見圖62-64)沿支撐軸1358延伸且定義凹槽1362的橫桿1354。支撐部分1350還可以包含與脊1266接合的表面1366。
突出部分或肋1370可以從表面1366延伸。肋1370從表面1366(參見圖43-44)延伸的距離可以比肋1150從電池充電器1038的表面1146延伸得更遠(yuǎn)。當(dāng)電池1230被放置在支撐部分1350上時(shí)，肋1370沿脊1266的邊緣傾斜(參見圖59)，以使電池1230可以連接至電池充電器1338。電池1230的脊1266在橫向上比電池1030的脊1066可以更窄，且可以不包含伸出的部分1072。
如果62-65所示，電池充電器1338還可以包含接線板1374，它可以把充電電路1346電連接至電池1230的接線板1286。接線板1374可以包含由支撐部分1350提供的終端外殼1378(參見圖62-64)。接線板1374還可以包含正極電池終端1382、負(fù)極終端1386和感測(cè)終端1390。如圖65中示意性的示出，充電器終端1382、1386和1390可以分別連接電池終端1298、13022和1306。
充電電路1346可以包含用于控制電池1230的充電的微控制器1394。控制器1394通過感測(cè)電子元件1314或熱敏電阻器的情況來確定電池1230的溫度。根據(jù)控制器1394所作出的判斷，控制器1394能夠控制充電電路1346，以正確地對(duì)電池1230充電。
在示例性實(shí)施例中，如果用戶試圖連接電池1030至電池充電器1338，電池充電器1338的一部分，例如向上伸出的肋1370(在圖62中示出)，可以阻止電池1030被連接至電池充電器1338。當(dāng)電池1030被放在支撐部分1350上時(shí)，肋1370與電池1030的支撐部分1050上的脊1066的橫向加寬的延伸的部分1072接合(在圖36中示出)，以阻止電池1030被完全連接至電池充電器1338。肋1370被放在支撐部分1370上，以使電池1030的接線板1086沒有與充電器1338的接線板1374連接。
在一些方面中，本發(fā)明提供了帶有附加的通信或感測(cè)路徑的諸如電池1030或1030A的電池和/或諸如電池充電器1038的電池充電器。在一些方面中，本發(fā)明提供了能夠?qū)в懈郊拥耐ㄐ呕蚋袦y(cè)路徑的電池組(例如電池1030或1030A)和不帶有附加的通信或感測(cè)路徑的電池組(例如電池1230)進(jìn)行充電的充電器(例如充電器1038)。在一些方面中，本發(fā)明提供了“機(jī)械鎖定”，以防止諸如電池1030或1030A的電池被連接至諸如現(xiàn)有充電器1338的充電器，同時(shí)諸如電池1030或1030A的電池可以與對(duì)應(yīng)的現(xiàn)有電氣設(shè)備(例如電動(dòng)工具1034)一起使用。
上面所描述和在圖中所示出的結(jié)構(gòu)是以示例的方式示出的且不作為對(duì)本發(fā)明的概念和原理的限制。同樣，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，各種在組件及其結(jié)構(gòu)和排列方式上的改變都是可行的。
權(quán)利要求
1.一種執(zhí)行含有電池組的運(yùn)行的方法，所述方法包括下列步驟以第一監(jiān)測(cè)率來監(jiān)測(cè)第一電池組情況；判斷第二電池組情況何時(shí)達(dá)到閾值；在第二電池組情況達(dá)到閾值之后，以第二監(jiān)測(cè)率來監(jiān)測(cè)第一電池組情況，第二監(jiān)測(cè)率不同于第一監(jiān)測(cè)率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)?shù)诙姵亟M情況是至少等于和/或大于該閾值時(shí)，執(zhí)行所述第一監(jiān)測(cè)步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)?shù)诙姵亟M情況是至少等于和/或小于該閾值時(shí)，執(zhí)行所述第二監(jiān)測(cè)步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一電池組情況是電池組電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二電池組情況是電池組電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一電池組情況和第二電池組情況是相同的電池組情況。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第一電池組情況和第二電池組情況是電池組電壓。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一監(jiān)測(cè)率慢于所述第二監(jiān)測(cè)率。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二監(jiān)測(cè)率快于第一監(jiān)測(cè)率。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，且進(jìn)一步包含在電池組和電氣設(shè)備之間傳輸功率的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述傳輸步驟包括從電池組提供功率至電氣設(shè)備的步驟，以運(yùn)行所述電氣設(shè)備。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，且進(jìn)一步包括下列步驟判斷第二電池組情況何時(shí)達(dá)到第二閾值；以及中斷從電池組到電氣設(shè)備的功率提供，以中斷電氣設(shè)備的運(yùn)行。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電池組包含電池單元，且其中所述第一電池組情況是電池單元電壓。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電池組包含電池單元，且其中所述第二電池組情況是電池單元電壓。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，且進(jìn)一步包含連接控制器至電池組的步驟，該控制器執(zhí)行監(jiān)測(cè)步驟和判斷步驟。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電池組是電動(dòng)工具電池組，且其中所述方法進(jìn)一步包含連接電池組至電動(dòng)工具的步驟。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一監(jiān)測(cè)率和第二監(jiān)測(cè)率中的至少一個(gè)是固定監(jiān)測(cè)率。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一監(jiān)測(cè)率是大約1次測(cè)量/每秒。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第二監(jiān)測(cè)率是大約100次測(cè)量/每秒。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一監(jiān)測(cè)率和第二監(jiān)測(cè)率中的至少一個(gè)是可變監(jiān)測(cè)率。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，且進(jìn)一步包含判斷可變監(jiān)測(cè)率的步驟。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中判斷可變監(jiān)測(cè)率的步驟包含根據(jù)第一電池組情況和第二電池組情況中的至少一個(gè)來判斷可變監(jiān)測(cè)率的步驟。
23.一種電池組，包含外殼；帶有電壓的電池單元，功率能在電池單元和電氣設(shè)備之間傳輸；控制器，用于控制電池組的功能，所述控制器以至少等于和/或大于工作電壓閾值的電壓運(yùn)行，所述電池單元有選擇地提供電壓至控制器；以及電路，當(dāng)由電池單元提供的電壓低于工作電壓閾值時(shí)，致使控制器運(yùn)行。
24.如權(quán)利要求23所述的電池組，其中所述電路提供電壓至控制器，使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值。
25.如權(quán)利要求24所述的電池組，其中所述電路包含升壓電路，把由電池單元提供的電壓提高到至少等于和/或大于工作電壓閾值。
26.如權(quán)利要求24所述的電池組，其中所述電路包含可提供電壓至控制器的電源，使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值，電源沒有提供功率至電氣設(shè)備。
27.如權(quán)利要求26所述的電池組，其中所述電源包含可提供電壓至控制器的功率元件，使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值。
28.如權(quán)利要求27所述的電池組，其中所述功率元件包含可提供電壓至控制器的電容器，使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值。
29.如權(quán)利要求27所述的電池組，其中所述功率元件包含可提供電壓至控制器的電池單元，使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值。
30.如權(quán)利要求23所述的電池組，其中所述電路包含可以交替地中斷電池單元和電氣設(shè)備之間的功率傳輸?shù)拈_關(guān)，該控制器控制開關(guān)使由電池單元提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值。
31.如權(quán)利要求30所述的電池組，其中所述開關(guān)包含F(xiàn)ET，該控制器能操作于控制FET，使由電池單元提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值。
32.如權(quán)利要求23所述的電池組，其中所述電池單元能操作于提供功率至電氣設(shè)備，以運(yùn)行所述電氣設(shè)備。
33.如權(quán)利要求32所述的電池組，其中所述電池組是電動(dòng)工具電池組，其中所述電氣設(shè)備是電動(dòng)工具，且其中所述電池單元能操作于提供功率至電動(dòng)工具，以運(yùn)行該電動(dòng)工具。
34.如權(quán)利要求32所述的電池組，其中，當(dāng)電池單元處于低溫度時(shí)，至電氣設(shè)備的功率提供致使由電池單元提供至控制器的電壓低于工作電壓閾值。
35.如權(quán)利要求34所述的電池組，其中，當(dāng)電池單元處于較高的溫度時(shí)，至電氣設(shè)備的功率提供不會(huì)使由電池單元提供至控制器的電壓低于工作電壓閾值。
36.如權(quán)利要求32所述的電池組，其中，當(dāng)周圍的溫度是低溫度時(shí)，至電氣設(shè)備的功率提供致使由電池單元提供至控制器的電壓低于工作電壓閾值。
37.如權(quán)利要求36所述的電池組，其中，當(dāng)周圍的溫度是較高的溫度時(shí)，至電氣設(shè)備的功率提供不會(huì)使由電池單元提供至控制器的電壓低于工作電壓閾值。
38.如權(quán)利要求32所述的電池組，其中，電氣設(shè)備上的負(fù)載致使由電池單元提供至控制器的電壓低于工作電壓閾值。
39.如權(quán)利要求32所述的電池組，其中所述工作電壓閾值是大約5伏特。
40.如權(quán)利要求32所述的電池組，其中所述工作電壓閾值是大約3伏特。
41.如權(quán)利要求33所述的電池組，其中所述功能包括中斷在電池單元和電氣設(shè)備之間的功率傳輸。
42.如權(quán)利要求41所述的電池組，其中所述電池單元能操作于提供功率至電氣設(shè)備，以運(yùn)行該電氣設(shè)備，且其中所述功能包括中斷從電池單元到電氣設(shè)備的功率供應(yīng)。
43.如權(quán)利要求41所述的電池組，其中所述電氣設(shè)備是電動(dòng)工具，且其中所述功能包括中斷從電池單元到電動(dòng)工具的功率供應(yīng)。
44.一種用于運(yùn)行電池組的方法，該電池組帶有電池組情況，電池組情況具有范圍，所述方法包含步驟執(zhí)行包括電池組的運(yùn)行；測(cè)量電池組情況的第一測(cè)量值；測(cè)量電池組情況的第二測(cè)量值，第一測(cè)量值和第二測(cè)量值中的至少一個(gè)在所述范圍之外；平均第一測(cè)量值和第二測(cè)量值，以提供平均測(cè)量值；以及如果平均測(cè)量值處于所述范圍之內(nèi)，繼續(xù)包含電池組的運(yùn)行。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，且進(jìn)一步包括提供控制器的步驟，以及其中所述測(cè)量步驟和平均步驟由控制器執(zhí)行。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述提供步驟包含提供帶有控制器的電池組的步驟。
47.如權(quán)利要求44所述的方法，其中所述電池組情況是電壓。
48.如權(quán)利要求44所述的方法，其中所述電池組情況是溫度。
49.如權(quán)利要求44所述的方法，且進(jìn)一步包含測(cè)量電池組情況的第三測(cè)量值的步驟，且其中所述平均步驟包含平均第一測(cè)量值、第二測(cè)量值和第三測(cè)量值的步驟，以提供平均測(cè)量值。
50.如權(quán)利要求44所述的方法，且進(jìn)一步包含如果平均測(cè)量值在所述范圍之外，停止帶有電池組的運(yùn)行的步驟。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其中所述范圍包括范圍閾值，且其中如果平均測(cè)量值至少等于和/或大于所述范圍閾值，則所述停止步驟包含停止所述運(yùn)行的步驟。
52.如權(quán)利要求50所述的方法，其中所述所述范圍包括范圍閾值，且如果平均測(cè)量值至少等于和/或小于所述范圍閾值，則所述停止步驟包含停止所述運(yùn)行的步驟。
53.如權(quán)利要求44所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟和繼續(xù)步驟包括從電池組提供功率至電氣設(shè)備、以運(yùn)行所述電氣設(shè)備的步驟。
54.如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述提供步驟包含提供從電池組到電動(dòng)工具的功率、以運(yùn)行所述電動(dòng)工具的步驟。
55.如權(quán)利要求54所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包含提供沖擊電流至電動(dòng)工具的步驟，提供沖擊電流的步驟致使第一測(cè)量值和第二測(cè)量值中的至少一個(gè)處于所述范圍之外。
56.如權(quán)利要求54所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包含提供速度控制信息至電動(dòng)工具的步驟，該提供速度控制信號(hào)的步驟致使第一測(cè)量值和第二測(cè)量值中的至少一個(gè)處于所述范圍之外。
57.如權(quán)利要求54所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包含堵轉(zhuǎn)(stalling)電動(dòng)工具的步驟，該堵轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的步驟致使第一測(cè)量值和第二測(cè)量值中的至少一個(gè)處于所述范圍之外。
58.如權(quán)利要求44所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟和繼續(xù)步驟包括提供功率至電池組的步驟，以對(duì)電池組進(jìn)行充電。
59.一種用于執(zhí)行包含電池組的運(yùn)行的方法，所述方法包含步驟監(jiān)測(cè)電池組情況；以及控制電池組的功能，該控制步驟包含下列步驟當(dāng)電池組情況處于第一范圍時(shí)，以用于所述功能的第一響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能，以及當(dāng)電池組情況處于第二范圍時(shí)，以用于所述功能的第二響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能，所述第二響應(yīng)時(shí)間不同于所述第一響應(yīng)時(shí)間。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，且進(jìn)一步包括提供控制器的步驟，以及其中所述監(jiān)測(cè)步驟和控制步驟由控制器來執(zhí)行。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，其中所述提供步驟包含提供帶有控制器的電池組的步驟。
62.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述電池組情況是電壓。
63.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述電池組情況是溫度。
64.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述監(jiān)測(cè)步驟包含下列步驟測(cè)量電池組情況的第一測(cè)量值；測(cè)量電池組情況的第二測(cè)量值，以及平均第一測(cè)量值和第二測(cè)量值，以提供平均測(cè)量值。
65.如權(quán)利要求64所述的方法，其中所述控制步驟包含下列步驟當(dāng)平均測(cè)量值處于第一范圍時(shí)，以用于所述功能的第一響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能，以及當(dāng)平均測(cè)量值處于第二范圍時(shí)，以用于所述功能的第二響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能。
66.如權(quán)利要求64所述的方法，且進(jìn)一步包含執(zhí)行帶有電池組的運(yùn)行的步驟。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其中所述功能是停止帶有電池組的運(yùn)行的步驟。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，其中所述第一范圍包含一個(gè)范圍閾值。
69.如權(quán)利要求68所述的方法，其中，如果平均測(cè)量值至少等于和/或大于所述范圍閾值，則所述停止步驟包含停止所述運(yùn)行的步驟。
70.如權(quán)利要求68所述的方法，其中，如果平均測(cè)量值至少等于和/或小于所述范圍閾值，則所述停止步驟包含停止所述運(yùn)行的步驟。
71.如權(quán)利要求68所述的方法，其中所述范圍閾值處于第一范圍和第二范圍之間。
72.如權(quán)利要求66所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括從電池組提供功率至電氣設(shè)備、以運(yùn)行所述電氣設(shè)備的步驟。
73.如權(quán)利要求72所述的方法，其中所述提供步驟包括從電池組提供功率至電動(dòng)工具、以運(yùn)行所述電動(dòng)工具的步驟。
74.如權(quán)利要求72所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包含提供沖擊電流至電動(dòng)工具的步驟，該提供沖擊電流的步驟致使電池組情況處于第一范圍和第二范圍中的一個(gè)之中。
75.如權(quán)利要求72所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包含提供速度控制信息至電動(dòng)工具的步驟，提供速度控制信號(hào)的步驟致使電池組情況處于第一范圍和第二范圍中的一個(gè)之中。
76.如權(quán)利要求72所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包含堵轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的步驟，該堵轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的步驟致使電池組情況處于第一范圍和第二范圍中的一個(gè)之中。
77.如權(quán)利要求66所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括從提供功率至電池組、以對(duì)電池組進(jìn)行充電的步驟。
78.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述第一響應(yīng)時(shí)間慢于所述第二響應(yīng)時(shí)間。
79.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述第一響應(yīng)時(shí)間快于所述第二響應(yīng)時(shí)間。
80.如權(quán)利要求59所述的方法，其中，第一響應(yīng)時(shí)間和第二響應(yīng)時(shí)間中至少一個(gè)是固定的。
81.如權(quán)利要求59所述的方法，其中，第一響應(yīng)時(shí)間和第二響應(yīng)時(shí)間中至少一個(gè)是可變的。
82.如權(quán)利要求81所述的方法，且進(jìn)一步包含確定第一響應(yīng)時(shí)間和第二響應(yīng)時(shí)間中的一個(gè)的步驟。
83.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述功能包含中斷電池單元和電氣設(shè)備之間的功率傳輸?shù)牟襟E。
84.如權(quán)利要求83所述的方法，其中所述電池單元能操作于提供功率至電氣設(shè)備，以運(yùn)行所述電氣設(shè)備，且其中所述功能包含中斷從電池單元到電氣設(shè)備的功率供應(yīng)的步驟。
85.如權(quán)利要求83所述的方法，其中所述電氣設(shè)備是電動(dòng)工具，且其中所述功能包含中斷從電池單元到電動(dòng)工具的功率供應(yīng)的步驟。
86.一種電池組，包含外殼；由外殼支撐的電池單元，功率可在電池單元和電氣設(shè)備之間傳輸；由外殼支撐的電路，能操作用于控制電池組的功能；以及散熱片，與電路進(jìn)行熱交換，且能操作于散發(fā)來自電路的熱。
87.如權(quán)利要求86所述的電池組，其中所述電路包含控制器，且其中所述散熱片與所述控制器進(jìn)行熱交換，且能操作于散發(fā)來自所述控制器的熱。
88.如權(quán)利要求86所述的電池組，其中所述電路包含能操作于中斷電池單元和電氣設(shè)備之間的功率傳輸?shù)拈_關(guān)，且其中所述散熱片與所述開關(guān)進(jìn)行熱交換，且能操作于散發(fā)來自所述開關(guān)的熱。
89.如權(quán)利要求88所述的電池組，其中所述開關(guān)包含F(xiàn)ET，且其中所述散熱片與所述FET進(jìn)行熱交換，且能操作于散發(fā)來自所述FET的熱。
90.如權(quán)利要求89所述的電池組，其中所述電路包含控制器，且其中所述散熱片與所述控制器進(jìn)行熱交換，且能操作于散發(fā)來自所述控制器的熱。
91.如權(quán)利要求86所述的電池組，其中所述功能包括中斷電池單元和電氣設(shè)備之間的功率傳輸。
92.如權(quán)利要求91所述的電池組，其中所述電池單元能操作于提供功率至電氣設(shè)備，以運(yùn)行所述電氣設(shè)備，且其中所述功能包括中斷從電池單元到電氣設(shè)備的功率供應(yīng)。
93.如權(quán)利要求91所述的電池組，其中所述電氣設(shè)備是電動(dòng)工具，且其中所述功能包括中斷從電池單元到電動(dòng)工具的功率供應(yīng)。
94.一種執(zhí)行包含電池的運(yùn)行的方法，該電池包含具有電壓的電池單元，功率可在電池單元和電氣設(shè)備之間傳輸，用于控制電池組的功能的控制器，該控制器以至少等于和/或大于工作電壓閾值的電壓運(yùn)行，該電池單元能操作于有選擇地提供電壓至控制器，當(dāng)由電池單元提供的電壓低于工作電壓閾值時(shí)，所述方法包含啟動(dòng)控制器運(yùn)行的步驟。
95.如權(quán)利要求94所述的方法，其中所述電池包含提供電壓至控制器的電路，且其中所述啟動(dòng)步驟包含在電路內(nèi)提供電壓至控制器、使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值的步驟。
96.如權(quán)利要求95所述的方法，其中所述電路包含升高由電池單元提供的電壓的升壓電路，且其中所述提供步驟包含把由電池單元提供至控制器的電壓提高到至少等于和/或大于工作電壓閾值。
97.如權(quán)利要求95所述的方法，其中所述電路包含提供電壓至控制器的電源，該電源不能操作于提供功率至電氣設(shè)備，且其中所述提供步驟包含從電源提供電壓至控制器、使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值的步驟。
98.如權(quán)利要求97所述的方法，其中所述電源包含提供電壓至控制器的功率元件，且其中所述提供步驟包含從功率元件提供電壓至控制器、使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值的步驟。
99.如權(quán)利要求98所述的方法，其中所述功率元件包含能操作于提供電壓至控制器的電容器，且其中所述提供步驟包含從電容器提供電壓至控制器、使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值的步驟。
100.如權(quán)利要求98所述的方法，其中所述功率元件包含能操作于提供電壓至控制器的電池單元，且其中所述提供步驟包含從電池單元提供電壓至控制器、使提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值的步驟。
101.如權(quán)利要求94所述的方法，其中所述電路包含能操作于交替地中斷電池單元和電氣設(shè)備之間的功率傳輸?shù)拈_關(guān)，且其中所述啟動(dòng)步驟包含控制開關(guān)、使由電池單元提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值的步驟。
102.如權(quán)利要求101所述的方法，其中所述開關(guān)包含F(xiàn)ET，且其中所述啟動(dòng)步驟包含控制FET、使由電池單元提供至控制器的電壓至少等于和/或大于工作電壓閾值的步驟。
103.如權(quán)利要求94所述的方法，且進(jìn)一步包含從電池單元提供功率至電氣設(shè)備、以運(yùn)行所述電氣設(shè)備的步驟。
104.如權(quán)利要求103所述的方法，其中所述電池組是電動(dòng)工具電池組，其中所述電氣設(shè)備是電動(dòng)工具，且其中所述提供步驟包含從電池單元提供功率至電動(dòng)工具，以運(yùn)行所述電動(dòng)工具的步驟。
105.如權(quán)利要求94所述的方法，且進(jìn)一步包含用控制器中斷電池單元和電氣設(shè)備之間的功率傳輸?shù)牟襟E。
106.如權(quán)利要求105所述的方法，其中所述電池單元能操作于提供功率至電氣設(shè)備，以運(yùn)行所述電氣設(shè)備，且其中中斷步驟包含中斷從電池單元到電氣設(shè)備的功率供應(yīng)的步驟。
107.如權(quán)利要求105所述的方法，其中所述電氣設(shè)備是電動(dòng)工具，且其中所述中斷步驟包含中斷從電池單元到電動(dòng)工具的功率供應(yīng)。
全文摘要
一種用于電池保護(hù)的系統(tǒng)和方法。在一些方面中，一種執(zhí)行帶有電池組的運(yùn)行的方法，其包含步驟以第一監(jiān)測(cè)率來監(jiān)測(cè)第一電池組情況，判斷第二電池組情況何時(shí)達(dá)到閾值，在第二電池組情況達(dá)到閾值之后，以第二監(jiān)測(cè)率來監(jiān)測(cè)第一電池組情況，第二監(jiān)測(cè)率不同于第一監(jiān)測(cè)率。在一些方面中，一種執(zhí)行包含電池的運(yùn)行的方法，該電池包含帶有電壓的電池單元，功率可在電池單元和電氣設(shè)備之間傳輸，用于控制電池組的功能的控制器，控制器以至少等于和/或大于工作電壓閾值的電壓運(yùn)行，該電池單元有選擇地提供電壓至控制器，當(dāng)由電池單元提供的電壓低于工作電壓閾值時(shí)，所述方法包含啟動(dòng)控制器運(yùn)行的步驟。
文檔編號(hào)H01M6/50GK1622387SQ20031011990
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2003年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者托德W·約翰遜, 丹尼斯J·格日博夫斯基, 馬克A·庫鮑萊, 杰伊J·羅森貝克爾, 卡爾F·施卡策, 加里D·邁爾, 戴維A·亨佩, 杰弗里M·伊萊爾, 凱文L·格拉斯哥 申請(qǐng)人:密爾沃基電動(dòng)工具公司