電池組接口系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)例實(shí)施方式總體上涉及電池組技術(shù)，并且更具體地，涉及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為用于電池組的智能充電和操作的元件。
【背景技術(shù)】
[0002]通常使用各種工具和/或機(jī)器來(lái)執(zhí)行性能維護(hù)任務(wù)，這些工具和/或機(jī)器被配置為執(zhí)行相應(yīng)的具體任務(wù)。通常由手持式工具或電動(dòng)設(shè)備執(zhí)行某些任務(wù)(例如，砍樹(shù)、修剪植物、吹碎肩等)。手持式電動(dòng)設(shè)備通常由氣體或電動(dòng)機(jī)供電。在電池供電的電力工具出現(xiàn)之前，操作人員通常優(yōu)選期望或需要大量移動(dòng)性的燃?xì)怦R達(dá)。因此，很多手推式或騎乘式戶外電動(dòng)設(shè)備裝置(例如，割草機(jī))通常由燃?xì)鈾C(jī)供電，這是因?yàn)檫@些裝置通常需要在較大的范圍之上操作。然而，由于電池技術(shù)持續(xù)改進(jìn)，所以電池供電的設(shè)備的穩(wěn)定性也提高，并且這種裝置更受歡迎。
[0003]在某些情況下，在手持式電動(dòng)設(shè)備中使用的電池可以是以串聯(lián)和/或并聯(lián)布置設(shè)置在一起的多個(gè)較小電池的可移動(dòng)和/或可充電組件，以便實(shí)現(xiàn)期望的輸出特征。然而，當(dāng)這些電池設(shè)置在一起以形成電池組時(shí)，重要的是考慮電池組有時(shí)可以在苛刻的或至少相對(duì)不受控制的條件下操作。暴露到極端溫度、灰塵/碎肩、潮濕以及其他條件中可以示出用于保持電池組的性能和/或完整性的挑戰(zhàn)。
[0004]為了提高可以在比較惡劣的環(huán)境中使用的電池組的穩(wěn)定性?？梢杂欣卦陔姵亟M的電池周?chē)峁┟芊?，以限制其暴露到環(huán)境中。電池通過(guò)可以生成熱量的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)生成電力。因此，在可用于防止暴露到苛刻的條件中時(shí)，電池組的密封會(huì)導(dǎo)致包含電池?zé)崃?，使其聚集并且難以有效散熱。這會(huì)在無(wú)意中產(chǎn)生高內(nèi)部溫度，高內(nèi)部溫度可以損壞電池或不利地影響電池性能。因此，期望在電池組的充電和/或放電上實(shí)現(xiàn)某種形式的智能控制。謹(jǐn)慎的并且有知識(shí)的操作人員可以監(jiān)控一些電池條件或操作情況，以手動(dòng)控制充電/放電速率。然而，大部分操作人員沒(méi)有足夠的知識(shí)來(lái)盡可能增大電池操作能力，同時(shí)盡可能減小可能的負(fù)面影響，并且大部分操作人員也不希望承擔(dān)這種任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—些實(shí)例實(shí)施方式可以提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于通過(guò)創(chuàng)建智能接口系統(tǒng)來(lái)智能管理電池組充電和放電操作。這種智能接口系統(tǒng)可以包括在充電電路內(nèi)的元件、在使用電池組的元件內(nèi)的元件、和/或在電池組本身內(nèi)的元件，以監(jiān)控和/或控制各種電池組充電/放電參數(shù)，從而產(chǎn)生有效的充電/放電管理。電池壽命和操作特征可以提高，并且在一些情況下，還可以提高在壽命終止時(shí)安全處理電池組的能力。
[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式，可以提供一種電池充電系統(tǒng)。該電池充電系統(tǒng)可以包括:一個(gè)或多個(gè)電池組，每個(gè)電池組均包括控制電路和開(kāi)關(guān)組件；以及充電器，該充電器包括電源部分和充電控制器。充電控制器和/或控制電路可以被配置為引導(dǎo)開(kāi)關(guān)組件的操作，以控制一個(gè)或多個(gè)電池組的充電。
[0007]在另一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式中，提供了一種用于電池充電系統(tǒng)的電池組。該電池組包括:控制電路，該控制電路被配置為與充電器的充電控制器接合；以及開(kāi)關(guān)組件，該開(kāi)關(guān)組件被配置為接合在電池組的電池與充電器的電源部分之間?？刂齐娐房梢员慌渲脼橐龑?dǎo)開(kāi)關(guān)組件的操作，以控制電池組的充電。
[0008]—些實(shí)施方式可以提高與電池電動(dòng)設(shè)備相結(jié)合使用的電池組的性能和/或效用。
【附圖說(shuō)明】
[0009]現(xiàn)將參照附圖概括地描述了本發(fā)明，附圖不必按照比例繪制，并且在附圖中:
[0010]圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)中的各種元件用于在充電和/或放電的同時(shí)提高電池組的操作性能；
[0011]圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的圖1中的充電器的充電控制器的更詳細(xì)的方框圖；
[0012]圖3A示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的可以在圖1中示出的第一和/或第二電池組內(nèi)使用的控制電路的更詳細(xì)的方框圖；
[0013]圖3B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的可以使用的電池釋放電路和鎖定機(jī)構(gòu)的更詳細(xì)的方框圖；
[0014]圖4A示出了充電器組件的一個(gè)實(shí)例結(jié)構(gòu)，其包括可以與一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式一起使用的電池組和充電器；
[0015]圖4B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的使用延伸部分的電池組的一個(gè)實(shí)例的概念側(cè)視圖；
[0016]圖5示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的在通過(guò)總線彼此連接的轉(zhuǎn)換盒和一系列充電器適配器內(nèi)的充電器電子設(shè)備；以及
[0017]圖6包括圖6A和圖6B，其示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的具有完全嵌入(圖6B)和部分插入(圖6A)導(dǎo)電力工具的接收腔體內(nèi)的電池組的電力工具的頂部立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)將參照附圖，在后文中更完整地描述一些實(shí)例實(shí)施方式，在附圖中示出了一些而非所有實(shí)例實(shí)施方式。實(shí)際上，在本文中描述和圖示的實(shí)例不應(yīng)理解為限制本公開(kāi)的范圍、適用性或配置。而是，這些實(shí)例實(shí)施方式被提供為使得本公開(kāi)滿足適用的法律要求。相似的參考標(biāo)號(hào)在全文中表示相似的部件。而且，在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“或”被解釋為邏輯運(yùn)算符，在一個(gè)或多個(gè)運(yùn)算對(duì)象為真時(shí)，該邏輯運(yùn)算符的結(jié)果為真。在本文中使用的可操作耦接應(yīng)被理解為與直接或間接連接相關(guān)，在任何一種情況下，該連接能夠允許彼此可操作地耦接的元件在功能上互連。還應(yīng)理解的是，一些實(shí)例實(shí)施方式可以縮放，以供任何期望數(shù)量的電池使用。因此，關(guān)于在本文中描述的任何特定實(shí)例實(shí)施方式中的電池的數(shù)量的任何說(shuō)明或建議應(yīng)理解為非限制性實(shí)例。
[0019]—些實(shí)例實(shí)施方式可以提供一種電池組，該電池組可以用于與電池供電的工具或電池供電的戶外電動(dòng)設(shè)備連接。電池供電的戶外電動(dòng)設(shè)備以及電池供電的工具通常包括具有多個(gè)獨(dú)立電池的電池組。為了獲得充足的電力，電池被組織起來(lái)并且互連(例如，以一系列串聯(lián)和/或并聯(lián)連接)，以實(shí)現(xiàn)期望特征的方式將在電池組內(nèi)的電池分組。電池組可以插入其供電的這件設(shè)備的孔中，使得這件相應(yīng)的設(shè)備(例如，手持式、騎乘式或手推式設(shè)備)能夠移動(dòng)。然而，在某些情況下，電池組可以插入背包或設(shè)備操作人員可以佩戴的其他攜帶式器具中。
[0020]電池組的電池通常是可充電的柱形電池。然而，可在其他實(shí)施方式中替代地使用具有其他形狀的電池并且甚至是可更換的電池?？紤]到電池通過(guò)產(chǎn)生熱量的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生能量，所以在充電或放電操作期間，電池組可能會(huì)發(fā)熱。特別地，在由電池組操作的設(shè)備努力工作時(shí)，放電速率很高。類(lèi)似地，在電池組充電時(shí)，充電速率可以影響發(fā)熱。在這方面，例如，如果電池組快速充電并且因此具有比較高的充電速率，那么電池組可以生成比較大量的熱。
[0021]實(shí)例實(shí)施方式可以提供能獨(dú)立地操作或者彼此相互作用的元件的系統(tǒng)，以提高電池組性能。圖1示出了系統(tǒng)10的方框圖，在該系統(tǒng)中的各種元件用于在執(zhí)行充電和/或放電的同時(shí)提高電池組的操作性能。在這方面，系統(tǒng)10包括充電器20、充電器適配器22、第一電池組30、第二電池組32以及電力工具40。在一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式中，電力工具40可以是電池操作的裝置，例如，修剪機(jī)、修邊機(jī)、電鋸、乘騎式割草機(jī)、手推式割草機(jī)、或者其他電力工具，該電力工具可以響應(yīng)于電池供電的電動(dòng)機(jī)的操作而使用工作組件來(lái)執(zhí)行任務(wù)。在某些情況下，第一和第二電池組30和32可以設(shè)置在背包內(nèi)以向電力工具40供電。
[0022]顯然，雖然圖1示出了兩個(gè)電池組(例如，第一和第二電池組30和32)和兩個(gè)充電裝置(例如，充電器20和充電器適配器22)，但應(yīng)理解的是，實(shí)例實(shí)施方式還可以通過(guò)僅一個(gè)電池組和充電器或者通過(guò)多于兩個(gè)電池組和充電器操作。因此，圖1中的兩個(gè)電池組和充電器僅用于示出電位，以用于相對(duì)于多個(gè)電池組和充電器進(jìn)行操作，在圖1中示出的特定數(shù)量的電池組和充電器決不對(duì)其他實(shí)例實(shí)施方式進(jìn)行限制。而且，在一些實(shí)施方式中，單個(gè)充電裝置可以直接連接至多個(gè)電池組，以便不需要適配器。
[0023]在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)10還可以與多個(gè)不同的電力工具一起工作。因此，電力工具40僅是可以使用圖1的一個(gè)電池組的一件電池供電設(shè)備的一個(gè)實(shí)例。因此，實(shí)例實(shí)施方式可擴(kuò)展為包括嵌入到系統(tǒng)10中的任何數(shù)量的裝置。而且，應(yīng)理解的是，在圖1中示出的互連僅示出了用于互連的電位，而不一定反應(yīng)存在活動(dòng)連接或永久連接以及任何特定的時(shí)間瞬間。相反，在圖1中示出的每個(gè)互連均應(yīng)被理解為示出用于在充電的同時(shí)將電池組連接至電力工具的電位或者用于在充電器斷開(kāi)時(shí)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)電池組操作電力工具的電位。因此，例如，系統(tǒng)10可以與從系統(tǒng)10斷開(kāi)的每個(gè)裝置(S卩，充電器20、充電器適配器22、第一和第二電池組30和32以及電力工具40)操作或者與連接至系統(tǒng)10的僅選擇的裝置操作。同樣，應(yīng)理解的是，各種實(shí)例實(shí)施方式的架構(gòu)可以變化。因此，圖1的實(shí)例結(jié)構(gòu)僅用于容易解釋一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式，并且不應(yīng)視為相對(duì)于系統(tǒng)10的架構(gòu)進(jìn)行限制。
[0024]在一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式中，第一和第二電池組30和32中的每個(gè)可以被配置為容納多個(gè)電池(未示出)。電池可以使用鋰離子、鎳鎘、或任何其他合適的電池化學(xué)元素，以用于通過(guò)充電電池來(lái)儲(chǔ)存和輸送電力。電池可以是柱形電池，電池插入相鄰的電池接收插槽中(電池接收插槽設(shè)置在電池保持器中)以保持電池，這樣使得每個(gè)電池的縱向中心線彼此平行，而電池的相應(yīng)縱向端部位于相應(yīng)的平行平面中。殼體可以包圍所有電池，并且可以提供內(nèi)部電路以使電池彼此并聯(lián)和/或串聯(lián)。在一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式中，第一和第二電池組30和32中的每個(gè)的內(nèi)部電路可以包括控制電路和智能開(kāi)關(guān)元件。
[0025]如圖1中所示，第一電池組30可以包括控制電路100，并且第二電池組32可以包括控制電路102。第一電池組30還可以包括智能開(kāi)關(guān)元件，以用于通過(guò)操作具有由控制電路100控制的位置的相應(yīng)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)致動(dòng)在本文中描述的一個(gè)或多個(gè)功能。在一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式中，第一電池組30的智能開(kāi)關(guān)元件可以被稱(chēng)為開(kāi)關(guān)組件110。同樣，第二電池組32可以包括開(kāi)關(guān)組件112，該開(kāi)關(guān)組件在控制電路102的控制下操作。從圖1中可以理解的是，如果提供額外的電池組，那么每個(gè)這種電池組還可以包括控制電路和開(kāi)關(guān)