电池组接口系统的制作方法
【技术领域】
[0001]实例实施方式总体上涉及电池组技术，并且更具体地，涉及系统的设计为用于电池组的智能充电和操作的元件。
【背景技术】
[0002]通常使用各种工具和/或机器来执行性能维护任务，这些工具和/或机器被配置为执行相应的具体任务。通常由手持式工具或电动设备执行某些任务(例如，砍树、修剪植物、吹碎肩等)。手持式电动设备通常由气体或电动机供电。在电池供电的电力工具出现之前，操作人员通常优选期望或需要大量移动性的燃气马达。因此，很多手推式或骑乘式户外电动设备装置(例如，割草机)通常由燃气机供电，这是因为这些装置通常需要在较大的范围之上操作。然而，由于电池技术持续改进，所以电池供电的设备的稳定性也提高，并且这种装置更受欢迎。
[0003]在某些情况下，在手持式电动设备中使用的电池可以是以串联和/或并联布置设置在一起的多个较小电池的可移动和/或可充电组件，以便实现期望的输出特征。然而，当这些电池设置在一起以形成电池组时，重要的是考虑电池组有时可以在苛刻的或至少相对不受控制的条件下操作。暴露到极端温度、灰尘/碎肩、潮湿以及其他条件中可以示出用于保持电池组的性能和/或完整性的挑战。
[0004]为了提高可以在比较恶劣的环境中使用的电池组的稳定性。可以有利地在电池组的电池周围提供密封，以限制其暴露到环境中。电池通过可以生成热量的电化学反应来生成电力。因此，在可用于防止暴露到苛刻的条件中时，电池组的密封会导致包含电池热量，使其聚集并且难以有效散热。这会在无意中产生高内部温度，高内部温度可以损坏电池或不利地影响电池性能。因此，期望在电池组的充电和/或放电上实现某种形式的智能控制。谨慎的并且有知识的操作人员可以监控一些电池条件或操作情况，以手动控制充电/放电速率。然而，大部分操作人员没有足够的知识来尽可能增大电池操作能力，同时尽可能减小可能的负面影响，并且大部分操作人员也不希望承担这种任务。
【发明内容】
[0005]—些实例实施方式可以提供一种系统，该系统用于通过创建智能接口系统来智能管理电池组充电和放电操作。这种智能接口系统可以包括在充电电路内的元件、在使用电池组的元件内的元件、和/或在电池组本身内的元件，以监控和/或控制各种电池组充电/放电参数，从而产生有效的充电/放电管理。电池寿命和操作特征可以提高，并且在一些情况下，还可以提高在寿命终止时安全处理电池组的能力。
[0006]根据一个实例实施方式，可以提供一种电池充电系统。该电池充电系统可以包括:一个或多个电池组，每个电池组均包括控制电路和开关组件；以及充电器，该充电器包括电源部分和充电控制器。充电控制器和/或控制电路可以被配置为引导开关组件的操作，以控制一个或多个电池组的充电。
[0007]在另一个实例实施方式中，提供了一种用于电池充电系统的电池组。该电池组包括:控制电路，该控制电路被配置为与充电器的充电控制器接合；以及开关组件，该开关组件被配置为接合在电池组的电池与充电器的电源部分之间。控制电路可以被配置为引导开关组件的操作，以控制电池组的充电。
[0008]—些实施方式可以提高与电池电动设备相结合使用的电池组的性能和/或效用。
【附图说明】
[0009]现将参照附图概括地描述了本发明，附图不必按照比例绘制，并且在附图中:
[0010]图1示出了根据一个实例实施方式的系统的方框图，该系统中的各种元件用于在充电和/或放电的同时提高电池组的操作性能；
[0011]图2示出了根据一个实例实施方式的图1中的充电器的充电控制器的更详细的方框图；
[0012]图3A示出了根据一个实例实施方式的可以在图1中示出的第一和/或第二电池组内使用的控制电路的更详细的方框图；
[0013]图3B示出了根据一个实例实施方式的可以使用的电池释放电路和锁定机构的更详细的方框图；
[0014]图4A示出了充电器组件的一个实例结构，其包括可以与一个实例实施方式一起使用的电池组和充电器；
[0015]图4B示出了根据一个实例实施方式的使用延伸部分的电池组的一个实例的概念侧视图；
[0016]图5示出了根据一个实例实施方式的在通过总线彼此连接的转换盒和一系列充电器适配器内的充电器电子设备；以及
[0017]图6包括图6A和图6B，其示出了根据一个实例实施方式的具有完全嵌入(图6B)和部分插入(图6A)导电力工具的接收腔体内的电池组的电力工具的顶部立体图。
【具体实施方式】
[0018]现将参照附图，在后文中更完整地描述一些实例实施方式，在附图中示出了一些而非所有实例实施方式。实际上，在本文中描述和图示的实例不应理解为限制本公开的范围、适用性或配置。而是，这些实例实施方式被提供为使得本公开满足适用的法律要求。相似的参考标号在全文中表示相似的部件。而且，在本文中使用的术语“或”被解释为逻辑运算符，在一个或多个运算对象为真时，该逻辑运算符的结果为真。在本文中使用的可操作耦接应被理解为与直接或间接连接相关，在任何一种情况下，该连接能够允许彼此可操作地耦接的元件在功能上互连。还应理解的是，一些实例实施方式可以缩放，以供任何期望数量的电池使用。因此，关于在本文中描述的任何特定实例实施方式中的电池的数量的任何说明或建议应理解为非限制性实例。
[0019]—些实例实施方式可以提供一种电池组，该电池组可以用于与电池供电的工具或电池供电的户外电动设备连接。电池供电的户外电动设备以及电池供电的工具通常包括具有多个独立电池的电池组。为了获得充足的电力，电池被组织起来并且互连(例如，以一系列串联和/或并联连接)，以实现期望特征的方式将在电池组内的电池分组。电池组可以插入其供电的这件设备的孔中，使得这件相应的设备(例如，手持式、骑乘式或手推式设备)能够移动。然而，在某些情况下，电池组可以插入背包或设备操作人员可以佩戴的其他携带式器具中。
[0020]电池组的电池通常是可充电的柱形电池。然而，可在其他实施方式中替代地使用具有其他形状的电池并且甚至是可更换的电池。考虑到电池通过产生热量的电化学反应来产生能量，所以在充电或放电操作期间，电池组可能会发热。特别地，在由电池组操作的设备努力工作时，放电速率很高。类似地，在电池组充电时，充电速率可以影响发热。在这方面，例如，如果电池组快速充电并且因此具有比较高的充电速率，那么电池组可以生成比较大量的热。
[0021]实例实施方式可以提供能独立地操作或者彼此相互作用的元件的系统，以提高电池组性能。图1示出了系统10的方框图，在该系统中的各种元件用于在执行充电和/或放电的同时提高电池组的操作性能。在这方面，系统10包括充电器20、充电器适配器22、第一电池组30、第二电池组32以及电力工具40。在一个实例实施方式中，电力工具40可以是电池操作的装置，例如，修剪机、修边机、电锯、乘骑式割草机、手推式割草机、或者其他电力工具，该电力工具可以响应于电池供电的电动机的操作而使用工作组件来执行任务。在某些情况下，第一和第二电池组30和32可以设置在背包内以向电力工具40供电。
[0022]显然，虽然图1示出了两个电池组(例如，第一和第二电池组30和32)和两个充电装置(例如，充电器20和充电器适配器22)，但应理解的是，实例实施方式还可以通过仅一个电池组和充电器或者通过多于两个电池组和充电器操作。因此，图1中的两个电池组和充电器仅用于示出电位，以用于相对于多个电池组和充电器进行操作，在图1中示出的特定数量的电池组和充电器决不对其他实例实施方式进行限制。而且，在一些实施方式中，单个充电装置可以直接连接至多个电池组，以便不需要适配器。
[0023]在一些实施方式中，系统10还可以与多个不同的电力工具一起工作。因此，电力工具40仅是可以使用图1的一个电池组的一件电池供电设备的一个实例。因此，实例实施方式可扩展为包括嵌入到系统10中的任何数量的装置。而且，应理解的是，在图1中示出的互连仅示出了用于互连的电位，而不一定反应存在活动连接或永久连接以及任何特定的时间瞬间。相反，在图1中示出的每个互连均应被理解为示出用于在充电的同时将电池组连接至电力工具的电位或者用于在充电器断开时通过一个或多个电池组操作电力工具的电位。因此，例如，系统10可以与从系统10断开的每个装置(S卩，充电器20、充电器适配器22、第一和第二电池组30和32以及电力工具40)操作或者与连接至系统10的仅选择的装置操作。同样，应理解的是，各种实例实施方式的架构可以变化。因此，图1的实例结构仅用于容易解释一个实例实施方式，并且不应视为相对于系统10的架构进行限制。
[0024]在一个实例实施方式中，第一和第二电池组30和32中的每个可以被配置为容纳多个电池(未示出)。电池可以使用锂离子、镍镉、或任何其他合适的电池化学元素，以用于通过充电电池来储存和输送电力。电池可以是柱形电池，电池插入相邻的电池接收插槽中(电池接收插槽设置在电池保持器中)以保持电池，这样使得每个电池的纵向中心线彼此平行，而电池的相应纵向端部位于相应的平行平面中。壳体可以包围所有电池，并且可以提供内部电路以使电池彼此并联和/或串联。在一个实例实施方式中，第一和第二电池组30和32中的每个的内部电路可以包括控制电路和智能开关元件。
[0025]如图1中所示，第一电池组30可以包括控制电路100，并且第二电池组32可以包括控制电路102。第一电池组30还可以包括智能开关元件，以用于通过操作具有由控制电路100控制的位置的相应一个或多个开关来致动在本文中描述的一个或多个功能。在一个实例实施方式中，第一电池组30的智能开关元件可以被称为开关组件110。同样，第二电池组32可以包括开关组件112，该开关组件在控制电路102的控制下操作。从图1中可以理解的是，如果提供额外的电池组，那么每个这种电池组还可以包括控制电路和开关