電池組接口系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實例實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/或機器來執(zhí)行性能維護任務(wù)，這些工具和/或機器被配置為執(zhí)行相應(yīng)的具體任務(wù)。通常由手持式工具或電動設(shè)備執(zhí)行某些任務(wù)(例如，砍樹、修剪植物、吹碎肩等)。手持式電動設(shè)備通常由氣體或電動機供電。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性的燃?xì)怦R達(dá)。因此，很多手推式或騎乘式戶外電動設(shè)備裝置(例如，割草機)通常由燃?xì)鈾C供電，這是因為這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，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)置在一起的多個較小電池的可移動和/或可充電組件，以便實現(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，重要的是考慮電池組有時可以在苛刻的或至少相對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。可以有利地在電池組的電池周圍提供密封，以限制其暴露到環(huán)境中。電池通過可以生成熱量的電化學(xué)反應(yīng)來生成電力。因此，在可用于防止暴露到苛刻的條件中時，電池組的密封會導(dǎo)致包含電池?zé)崃?，使其聚集并且難以有效散熱。這會在無意中產(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/或放電上實現(xiàn)某種形式的智能控制。謹(jǐn)慎的并且有知識的操作人員可以監(jiān)控一些電池條件或操作情況，以手動控制充電/放電速率。然而，大部分操作人員沒有足夠的知識來盡可能增大電池操作能力，同時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]—些實例實施方式可以提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于通過創(chuàng)建智能接口系統(tǒng)來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安全處理電池組的能力。
[0006]根據(jù)一個實例實施方式，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:一個或多個電池組，每個電池組均包括控制電路和開關(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)開關(guān)組件的操作，以控制一個或多個電池組的充電。
[0007]在另一個實例實施方式中，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；以及開關(guān)組件，該開關(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。控制電路可以被配置為引導(dǎo)開關(guān)組件的操作，以控制電池組的充電。
[0008]—些實施方式可以提高與電池電動設(shè)備相結(jié)合使用的電池組的性能和/或效用。
【附圖說明】
[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)一個實例實施方式的系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)中的各種元件用于在充電和/或放電的同時提高電池組的操作性能；
[0011]圖2示出了根據(jù)一個實例實施方式的圖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)一個實例實施方式的可以在圖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)一個實例實施方式的可以使用的電池釋放電路和鎖定機構(gòu)的更詳細(xì)的方框圖；
[0014]圖4A示出了充電器組件的一個實例結(jié)構(gòu)，其包括可以與一個實例實施方式一起使用的電池組和充電器；
[0015]圖4B示出了根據(jù)一個實例實施方式的使用延伸部分的電池組的一個實例的概念側(cè)視圖；
[0016]圖5示出了根據(jù)一個實例實施方式的在通過總線彼此連接的轉(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)一個實例實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。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)將參照附圖，在后文中更完整地描述一些實例實施方式，在附圖中示出了一些而非所有實例實施方式。實際上，在本文中描述和圖示的實例不應(yīng)理解為限制本公開的范圍、適用性或配置。而是，這些實例實施方式被提供為使得本公開滿足適用的法律要求。相似的參考標(biāo)號在全文中表示相似的部件。而且，在本文中使用的術(shù)語“或”被解釋為邏輯運算符，在一個或多個運算對象為真時，該邏輯運算符的結(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，一些實例實施方式可以縮放，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例實施方式中的電池的數(shù)量的任何說明或建議應(yīng)理解為非限制性實例。
[0019]—些實例實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設(shè)備連接。電池供電的戶外電動設(shè)備以及電池供電的工具通常包括具有多個獨立電池的電池組。為了獲得充足的電力，電池被組織起來并且互連(例如，以一系列串聯(lián)和/或并聯(lián)連接)，以實現(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。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]到電池通過產(chǎn)生熱量的電化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生能量，所以在充電或放電操作期間，電池組可能會發(fā)熱。特別地，在由電池組操作的設(shè)備努力工作時，放電速率很高。類似地，在電池組充電時，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]實例實施方式可以提供能獨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。在一個實例實施方式中，電力工具40可以是電池操作的裝置，例如，修剪機、修邊機、電鋸、乘騎式割草機、手推式割草機、或者其他電力工具，該電力工具可以響應(yīng)于電池供電的電動機的操作而使用工作組件來執(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示出了兩個電池組(例如，第一和第二電池組30和32)和兩個充電裝置(例如，充電器20和充電器適配器22)，但應(yīng)理解的是，實例實施方式還可以通過僅一個電池組和充電器或者通過多于兩個電池組和充電器操作。因此，圖1中的兩個電池組和充電器僅用于示出電位，以用于相對于多個電池組和充電器進行操作，在圖1中示出的特定數(shù)量的電池組和充電器決不對其他實例實施方式進行限制。而且，在一些實施方式中，單個充電裝置可以直接連接至多個電池組，以便不需要適配器。
[0023]在一些實施方式中，系統(tǒng)10還可以與多個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的一個電池組的一件電池供電設(shè)備的一個實例。因此，實例實施方式可擴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)存在活動連接或永久連接以及任何特定的時間瞬間。相反，在圖1中示出的每個互連均應(yīng)被理解為示出用于在充電的同時將電池組連接至電力工具的電位或者用于在充電器斷開時通過一個或多個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斷開的每個裝置(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，各種實例實施方式的架構(gòu)可以變化。因此，圖1的實例結(jié)構(gòu)僅用于容易解釋一個實例實施方式，并且不應(yīng)視為相對于系統(tǒng)10的架構(gòu)進行限制。
[0024]在一個實例實施方式中，第一和第二電池組30和32中的每個可以被配置為容納多個電池(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，以用于通過充電電池來儲存和輸送電力。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)。在一個實例實施方式中，第一和第二電池組30和32中的每個的內(nèi)部電路可以包括控制電路和智能開關(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還可以包括智能開關(guān)元件，以用于通過操作具有由控制電路100控制的位置的相應(yīng)一個或多個開關(guān)來致動在本文中描述的一個或多個功能。在一個實例實施方式中，第一電池組30的智能開關(guān)元件可以被稱為開關(guān)組件110。同樣，第二電池組32可以包括開關(guān)組件112，該開關(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，那么每個這種電池組還可以包括控制電路和開關(guān)