含有电池组的运行和运行电池组的方法及电动工具电池组的制作方法

含有电池组的运行和运行电池组的方法及电动工具电池组的制作方法
【专利摘要】公开了一种电池组、一种执行含有电池组的运行的方法、一种用于运行电池组的方法、一种用于执行包括电池组的运行的方法、及一种电动工具电池组。被设置成与电动工具连接，所述电池组包括：外壳；具有电压的电池单元，功率可在所述电池单元和所述电动工具之间传输，所述电池单元具有基于锂的电池化学物质；控制器，能操作用于控制所述电池组的功能，所述控制器要求电压等于和/或大于工作电压阈值以运行，所述电池单元能操作用于有选择地提供电压至所述控制器；以及电路，该电路能操作用于当由所述电池单元提供到所述控制器的电压低于所述控制器的工作电压阈值时使控制器运行。
【专利说明】
含有电池组的运行和运行电池组的方法及电动工具电池组
[0001 ] 本申请是申请日为2003年11月24日、名称为"含有电池组的运行和运行电池组的 方法及电动工具电池组"的中国专利申请201210080443.7的分案申请。
[000^ 相关申请
[0003] 本专利申请要求于2002年11月22日提交的序列号为60/428，358、于2002年11月22 日提交的序列号为60/428,450、于2002年11月22日提交的序列号为60/428，452、于2003年1 月17日提交的序列号为60/400，692、于2003年1月17日提交的序列号为60/440，693且尚未 授权的美国临时专利申请;于2003年11月19日提交的题目为"用于电池保护的方法和系统" 且尚未授权的美国临时专利申请(代理人卷号为066042-9536-00);于2003年11月19日提交 的题目为"用于电池充电的方法和系统"且尚未授权的美国临时专利申请(代理人卷号为 066042-9538-00)的权益，所有的内容结合在本说明书中作为参考。于2003年11月20日提交 的题目为"用于电池充电的方法和系统"美国专利申请(代理人卷号为066042-9538-01)的 所有内容也结合在本说明书中作为参考。
技术领域
[0004] 本发明一般设及一种用于电池(batte巧)保护的方法和系统，更具体地说，设及一 种用于电动工具的电池保护的方法和系统。
【背景技术】
[0005] 无绳电动工具通常由便携式电池组驱动。运些电池组具有不同的电池化学物质和 标称电压，且可W用于驱动无数种工具和电气设备。电动工具电池的电池化学物质通常是 儀儒（"NiCd")、儀氨（"NiMH")或铅酸。运种化学物质一般持久耐用。

【发明内容】

[0006] -些电池化学物质（例如：裡（"Li")、裡离子（"Li-ion")和其它基于裡的化学物 质)要求有准确的充电方案和充电操作，且放电能受控制。不充分的充电方案和不能受控制 的放电方案可能会产生过度的发热、过度充电的情况和/或过多放电的情况。运些情况和发 热可能给电池造成无法弥补的损坏并严重影响到电池的容量。各种因素(例如过多的热量） 可能使电池组内的一个或多个电池(cell)变得不平衡，即，其当前充电状态大大低于电池 组内的其它电池。不平衡的电池会严重影响到电池组的性能（例如运行时间和/或电压输 出）且会缩短电池组的寿命。
[0007] 本发明提供了一种用于电池保护的方法和系统。在一种结构和一些方面中，本发 明提供了一种用于监控电池的溫度的方法和系统。在另一种结构和一些方面中，本发明提 供了一种用于转移电池内的热量的方法和系统。在另一种结构和一些方面中，本发明提供 了一种用于通过相变材料来转移电池内的热量的方法和系统。在另一种结构和一些方面 中，本发明提供了一种用于监控电池不平衡的方法和系统。在另一种结构和一些方面中，本 发明提供了一种用于根据电池的溫度和/或电池不平衡来控制电气设备的运行的方法和系 统。在另一种结构和一些方面中，本发明提供了一种用于确定电池的当前充电状态和表示 或显示电池的当前充电状态的方法和系统。在另一种结构和一些方面中，本发明提供了一 种用于根据电池的溫度来中断放电电流的方法和系统。
[0008] 本发明提供了一种执行含有电池组的运行的方法，所述方法包括下列步骤：W第 一监测率来监测第一电池组情况;判断第二电池组情况何时达到阔值;在第二电池组情况 达到阔值之后，W第二监测率来监测第一电池组情况，第二监测率不同于第一监测率。
[0009] 本发明还提供了一种用于运行电池组的方法，该电池组带有电池组情况，电池组 情况具有范围，所述方法包括步骤:执行包括电池组的运行；测量电池组情况的第一测量 值;测量电池组情况的第二测量值，第一测量值和第二测量值中的至少一个在所述范围之 夕h平均第一测量值和第二测量值，W提供平均测量值；W及如果平均测量值处于所述范围 之内，继续包括电池组的运行。
[0010] 本发明还提供了一种用于执行包括电池组的运行的方法，所述方法包括步骤:监 测电池组情况；W及控制电池组的功能，该控制步骤包括下列步骤：当电池组情况处于第一 范围时，W用于所述功能的第一响应时间来控制所述功能，W及当电池组情况处于第二范 围时，W用于所述功能的第二响应时间来控制所述功能，所述第二响应时间不同于所述第 一响应时间。
[0011] 本发明还提供了一种电池组，该电池组包括:外壳；由所述外壳支撑的电池单元， 功率可在所述电池单元和电气设备之间传输；由所述外壳支撑的电路，能操作用于控制所 述电池组的功能；W及散热片，该散热片与所述电路进行热交换，且能操作用于散发来自所 述电路的热。
[0012] 本发明还提供了一种裡离子电池组，该电池组被设置成与手持电动工具连接，该 电池组包括:电池组外壳;被设置成与电动工具的相应的终端连接的多个终端;排列在外壳 内并由所述外壳支撑的多个可再充电的裡离子电池单元，每个电池单元具有各自的充电状 态，所述电池组具有充电状态，功率可在所述电池单元和所述电动工具之间传输；由所述外 壳支撑的控制电路，能操作用于控制所述电池组的多个功能，所述功能包括放电功能，所述 控制电路包括控制器，所述控制电路被设置成基于被监测的充电状态来控制所述电池组的 至少一个功能;开关，该开关被设置成当其打开时中断在所述电池单元和所述电动工具之 间的功率的传输，所述开关还被设置成当其关闭时，启动在所述电池单元和所述电动工具 之间的功率的传输，所述开关包括至少一个场效应晶体管；W及散热片，该散热片与所述开 关进行热交换，且能操作用于散发来自所述开关的热，其中，所述电池组和所述电动工具可 W有选择地互相分离，W及其中所述开关和所述散热片是所述电池组的组件。
[0013] 本发明还提供了一种裡离子电池组，该电池组被设置成与手持电动工具连接，该 电池组包括:电池组外壳;被设置成与电动工具的相应的终端连接的多个终端;排列在外壳 内并由所述外壳支撑的多个可再充电的裡离子电池单元，每个电池单元具有各自的充电状 态，所述电池组具有充电状态，功率可在所述电池单元和所述电动工具之间传输；由所述外 壳支撑的控制电路，能操作用于控制所述电池组的多个功能，所述功能包括放电功能，所述 控制电路包括控制器和热敏电阻器，所述控制电路被设置成基于被监测的充电状态和被监 测的电池组溫度中的至少一个来控制所述电池组的至少一个功能;开关，该开关被设置成 当其打开时中断在所述电池单元和所述电动工具之间的功率的传输，所述开关还被设置成 当其关闭时，启动在所述电池单元和所述电动工具之间的功率的传输；W及散热片，该散热 片与所述开关进行热交换，且能操作用于散发来自所述开关的热，其中，所述电池组和所述 电动工具可W有选择地互相分离，W及其中所述开关和所述散热片是所述电池组的组件。
[0014] 本发明还提供了一种裡离子电池组，该电池组被设置成与手持电动工具连接，该 电池组包括:电池组外壳;被设置成与电动工具的相应的终端连接的多个终端;排列在外壳 内并由所述外壳支撑的多个可再充电的裡离子电池单元，每个电池单元具有各自的充电状 态，所述电池组具有充电状态，功率可在所述电池单元和所述电动工具之间传输，所述电池 单元能操作用于总共提供至少20安培的放电电流来给所述电动工具供电；由所述外壳支撑 的控制电路，能操作用于控制所述电池组的多个功能，所述功能包括放电功能，所述控制电 路包括控制器，所述控制电路被设置成基于被监测的充电状态来控制所述电池组的至少一 个功能;开关，该开关被设置成当其打开时中断在所述电池单元和所述电动工具之间的功 率的传输，所述开关还被设置成当其关闭时，启动在所述电池单元和所述电动工具之间的 功率的传输；W及散热片，该散热片与所述开关进行热交换，且能操作用于散发来自所述开 关的热，其中，所述电池组和所述电动工具可W有选择地互相分离，W及其中所述开关和所 述散热片是所述电池组的组件。
[0015] 本发明还提供了一种裡离子电池组，该电池组被设置成与电动工具连接，该电池 组包括:外壳;多个终端;排列在所述外壳内并由所述外壳支撑的多个可再充电的裡离子电 池单元，每个电池单元具有各自的充电状态，功率可在所述电池单元和所述电动工具之间 传输，所述电池单元能操作用于总共提供至少20安培的放电电流来给所述电动工具供电； 由所述外壳支撑的控制电路，能操作用于控制所述电池组的多个功能，所述功能包括放电 功能，所述控制电路包括控制器和热敏电阻器，所述控制电路被设置成监测每个电池单元 的各自的充电状态、所述电池组的充电状态W及电池组溫度，所述控制电路还被设置成基 于被监测的所述电池单元的各自的充电状态、被监测的所述电池组的充电状态、或被监测 的电池组溫度来控制所述电池组的至少一个功能;开关，该开关被设置成当其打开时中断 在所述电池单元和所述电动工具之间的功率的传输，所述开关还被设置成当其关闭时，启 动在所述电池单元和所述电动工具之间的功率的传输，所述开关包括至少一个场效应晶体 管；W及散热片，该散热片与所述开关进行热交换，且能操作用于散发来自所述开关的热。
[0016] 本发明还提供了一种电动工具电池组，能操作用于提供功率至电动工具，所述电 池组包括：电池单元，能操作用于提供放电电流来给所述电动工具供电；W及控制器，能操 作用于当电池组情况处于指定范围时控制所述电池组的运行，所述控制器能操作用于W至 少第一抽样模式和第二抽样模式来抽样所述电池组情况W产生多个测量值，所述第一抽样 模式具有第一抽样率，所述第二抽样模式具有第二抽样率，所述第一抽样率小于所述第二 抽样率，并且所述控制器能操作用于平均多个测量值W产生平均测量值，所述控制器能操 作用于当所述平均测量值在指定范围之外时修改所述电池组的运行。
[0017] 本发明还提供了一种电动工具电池组，能操作用于提供功率至电动工具，所述电 池组包括:外壳;多个电池单元，该多个电池单元位于外壳中并且能操作用于提供放电电流 来给所述电动工具供电，所述电池单元具有基于裡的化学物质；W及控制器，能操作用于控 制所述电池组的运行，所述控制器能操作用于W至少第一抽样模式和第二抽样模式来抽样 所述电池组情况W产生多个测量值，所述第一抽样模式具有第一抽样率，所述第二抽样模 式具有第二抽样率，所述第一抽样率小于所述第二抽样率，并且所述控制器能操作用于平 均多个测量值W产生平均测量值，所述控制器能操作用于当所述平均测量值在指定范围之 外时修改所述电池组的运行。
[0018] 本发明还提供了一种电池组，被设置成与电动工具连接，所述电池组包括:外壳； 具有电压的电池单元，功率可在所述电池单元和所述电动工具之间传输，所述电池单元具 有基于裡的电池化学物质;控制器，能操作用于控制所述电池组的功能，所述控制器要求电 压等于或大于工作电压阔值中的至少一者W运行，所述电池单元能操作用于有选择地提供 电压至控制器；W及电路，该电路能操作用于当由所述电池单元提供到所述控制器的电压 低于所述控制器的工作电压阔值时启动控制器运行。
[0019] 通过查阅详细的描述和附图，本领域的普通技术人员将对本发明的主要特性和主 要优点变得清楚明了。
【附图说明】
[0020] 图1是电池的透视图；
[0021] 图2是另一电池的透视图；
[0022] 图3是另一电池的透视图；
[0023] 图4是与诸如电动工具的第一电气设备一起使用的电池(例如图3中所示的电池） 的透视图；
[0024] 图5是与诸如电动工具的第二电气设备一起使用的电池(例如图3中所示的电池） 的透视图；
[0025] 图6A是诸如图1-3中所示的电池中的一种的示意图；
[0026] 图6B是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0027] 图6C是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0028] 图抓是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0029] 图7是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0030] 图8是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0031] 图9是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0032] 图10是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0033] 图IlA是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0034] 图IlB是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0035] 图IlC是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0036] 图IlD是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0037] 图UE是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[003引图IlF是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0039] 图12A-C是诸如图1-3中所示的电池中的一种的另一示意图；
[0040] 图13A是其它部分被除去的部分电池的透视图，例如图1-3中所示的电池中的一 种，和示出了 FET和散热片；
[0041 ]图13B是图13A中所示的部分电池的平面视图；
[0042]图13C是其它部分被除去的部分电池的透视图，例如图1-3中所示的电池中的一 种，和示出了电池内的FET、散热片和电连接；
[0043] 图14A-E包含了图13A中所示的部分电池的视图；
[0044] 图15是其它部分被除去的部分电池的透视图，例如图1-3中所示的电池中的一 种，和示出了 FET和散热片；
[0045] 图16是其它部分被除去的部分电池的另一透视图，例如图1-3中所示的电池中的 一种，和示出了 FET和散热片；
[0046] 图17是一种替换结构的电池的一部分的透视性剖面图，包含相变材料；
[0047] 图18是另一种替换结构的电池的一部分的剖面图，包含相变材料和散热片；
[0048] 图19是另一种替换结构的电池的一部分的剖面图，包含相变材料和散热片；
[0049] 图20A-B是其它部分被除去的部分电池的透视性剖面图，例如图1-3中所示的电 池中的一种；
[0050] 图21A-C是用在诸如电动工具的电气设备内的电池(例如图1-3中所示的电池中 的一种)的示意图；
[0051] 图22是与诸如电动工具的电气设备一起的电池(例如图1-3中所示的电池中的一 种)的另一示意图；
[0052] 图23是与诸如电动工具的电气设备一起使用的电池(例如图1-3中所示的电池中 的一种)的另一示意性框图；
[0053] 图24是与诸如电池充电器的另一电气设备一起使用的电池(例如图1-3中所示的 电池中的一种)的侧视图；
[0054] 图25是诸如图1-3中所示的电池中的一种的部分示意图；
[0055] 图26-27是示出随着时间的变化的电池电压和电池电压比率的曲线图；
[0056] 图28是电池充电系统的一种结构的示意性框图；
[0057] 图29是电池充电系统的另一种结构的示意性框图；
[005引图30A-B示出了图29中所示的电池充电系统的运行；
[0059] 图31是现有电池的示意性框图；
[0060] 图32是包含在另一种结构的电池充电系统中的电池的示意性框图；
[0061 ]图33是现有电池充电器的示意性框图；
[0062] 图34是包含在另一种结构内的电池充电器的示意性框图；
[0063] 图35是电池的透视图；
[0064] 图36是图35中所示的电池的俯视图；
[0065] 图37是图35中所示的电池的后视图；
[0066] 图38是图35中所示的电池的接线板的后透视图；
[0067] 图39是图35中所示的电池的接线板的前透视图；
[0068] 图40是图35中所示的电池和诸如电池充电器的电元件的侧视图；
[0069] 图41是图40中所示的电池和诸如电池充电器的示意性框图；
[0070] 图42是图40中所示的电池充电器的透视图；
[0071 ]图43是图40中所示的电池充电器的另一透视图；
[0072] 图44是图40中所不的电池充电器的俯视图；
[0073] 图45是图40中所示的电池充电器的接线板的透视图；
[0074] 图46是图40中所示的电池充电器的外壳的里面部分的透视图；
[0075] 图47是图46中所示的部分电池充电器的放大透视图和示出了电池充电器的接线 板；
[0076] 图48A是使用了图35中所示的电池的诸如电动工具的电气设备的透视图；
[0077] 图48B是图48A中所示的电动工具的支撑部分的透视图；
[007引图49是图35中所示的电池的右侧视图；
[0079] 图50是图35中所示的电池的左侧视图；
[0080] 图51是图35中所示的电池的前视图；
[0081] 图52是图35中所示的电池的仰视图；
[0082] 图53是一种替换结构的电池的前透视图；
[0083] 图54是图53中所示的电池的后透视图；
[0084] 图55是图53中所示的电池的俯视图；
[0085] 图56是图53中所示的电池的后视图；
[0086] 图57是现有电池的前透视图；
[0087] 图58是图57中所示的电池的后透视图；
[008引图59是图57中所示的电池的俯视图；
[0089] 图60是图57中所示的电池的后视图；
[0090] 图61是图57中所示的现有电池和图40中所示的电池充电器的示意性框图；
[0091] 图62是现有电池充电器的透视图；
[0092] 图63是图62中所示的电池充电器的侧视图；
[0093] 图64是图62中所示的电池充电器的另一视图；
[0094] 图65是图57中所示的现有电池和图62中所示的现有电池充电器的示意性框图。
[0095] 在详细说明本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明在其申请中不受在下面 描述中所列出的或在附图中所示的结构的详细细节和元件的排列方式的限制。本发明可W 有其它的结构且能够W各种方式实践或实施。同样，应当理解，在本说明书中所用的用语和 术语是用于描述的目的且不应被认为有限制作用。本说明书中"包括（including)"、"包含 (comprising)"或"具有化aving)"及其变化意在包含后面所列出的条目及其等效物W及其 它的条目。术语"组装(mounted)"、"连接(connected)"和"禪合（coupled)"被广义地使用且 包含直接和间接的组装、连接和禪合。此外，"连接山〇11116(3*6(1)"和"禪合koupled)"不限定 于物理或机械的连接或禪合且可W包括直接或间接的电连接和禪合。
【具体实施方式】
[0096] 电池组或电池50在图1-3中示出。电池50可W被设置成用于传送能量到诸如电动 工具55(如图4-5所示）、电池充电器60(如图24所示)等一种或多种电气设备上和从其接收 能量。如在图4和5所示的结构中，电池50能够传送能量到诸如圆银56和驱动钻机58等各种 电动工具上。在一些结构和一些方面中，电池50能够提供高放电电流至具有高电流放电率 的电气设备(例如电动工具55)。例如，电池50能够驱动包括圆银56和驱动钻机58等多种电 动工具55,如图4和5所示。
[0097] 在一些结构和一些方面中，电池50可W带有任何电池化学物质，例如铅酸、儀儒 ("NiCd")、儀氨（"NiMH")、裡（"Li")、裡离子（"Li-ion")、其它基于裡的化学物质或其它可 再充电或非可再充电的电池化学物质。在示出的结构中，电池50可W带有裡、裡离子或基于 裡的化学物质的电池化学物质，且能够提供等于或大于大约20A的平均放电电流。例如，在 示出的结构中，电池50可W带有裡钻（"Li-Co")、裡儘（"Li-Mn")尖晶石或Li-Mn儀的化学物 质。
[0098] 在一些结构和一些方面中，电池50还可W具有任何标称电压。在一些结构中，例 如，电池50可W具有大约9.6V的标称电压。在其它结构中，例如，电池50可W具有高达大约 50V的标称电压。在运些结构中，例如，电池50可W具有大约21V的标称电压。在其它结构中， 例如，电池50可W具有大约28V的标称电压。
[0099] 电池50还包含能够提供终端支架(terminal support)70的外壳65。电池50还可W 包含由终端支架70支撑的一个或多个电池终端(未在图1-5中示出），且电池终端可W连接 至诸如电动工具55、电池充电器60等电气设备。
[0100] 在一些结构和一些方面中，外壳65可W充分围住电连接至一个或多个电池终端的 支持电路。在一些结构中，该电路可W包含微控制器或微处理器。在一些结构中，该电路能 够与诸如电动工具55(例如圆银56、驱动钻机58等）、电池充电器60等电气设备通信，且能够 提供有关一个或多个电池特性或情况的信息给运些设备，例如电池50的标称电压、电池50 的溫度、电池50的化学物质和类似的特性，如下面所讨论。
[0101] 电池50在图64_0、7_10、114_0和124_(：中示意性地示出且电池50的部分在图 13-16和20A-B中示出。如图所示，电池50包含一个或多个带有一种化学物质和标称电压 的电池单元80。同样，每个电池单元80可W包含正极端90和负极端95。在一些结构中，例如 图6A和C所示的结构，电池50可W带有裡离子电池化学物质和大约18V或大约21V(例如根据 电池单元的类型而定）的标称电压，且可W包含五个电池单元803、806、80(3、80(1和806。在其 它结构中，例如图6B和D所示的结构，电池50可W带有裡离子电池化学物质和大约24V、大约 25V或大约28V(例如根据电池单元的类型而定）的标称电压，且可W包含屯个电池单元80a、 8化、80(3、80(1、806、80'和80旨。在另外其它结构中，电池50可^带有多于或少于上面所示出 和所描述的电池单元80。在示例性结构中，每个电池单元80带有裡离子的化学物质，且每个 电池单元80具有与诸如大约3.6V、大约4V或大约4.2V基本相同的标称电压。
[0102] 在一些结构中，两个或多个电池单元80可W串联排列：一个电池单元80的正极端 90与另一个电池单元80的负极端95电连接，如图6A和C所示。电池单元80可W通过导电线或 导电带100电连接。在其它结构中，电池单元80可W W其它的方式排列，例如并联排列：电池 单元80a-e的正极端90互相电连接而电池单元80a-e的负极端95互相电连接或者串联和 并联的结合。如图6B和D中所示，电池单元80可W独立地禪合至电路130。在一些结构中，电 路130可W把电池单元80设置成各种排列方式，例如:并联排列、串联排列（例如图6A和C中 所示的电池单元80的串联）、独立排列（即从单个电池单元80中引出电流或向其提供电流）、 部分并联排列（即把少数电池单元80排列成串联）、部分串联排列（即把少数电池单元80排 列成并联）、或串联、部分串联、并联、部分并联排列的结合。在一些结构中，包含在电池50内 的电路130能够通过软件（即由处理器所执行的程序，如下面所讨论的微处理器140)或硬件 来永久地建立运些排列。在一些结构中，电路130能够通过软件或硬件（即一个或多个开关、 逻辑元件等)来修改运些排列。
[0103] 电池50还可W包含接线板105,其可W包含由终端支架70(如图I所示)支撑的一个 或多个电池终端。在示出的结构中，接线板105可W包含正极终端110、负极终端115和感应 终端120。正极终端110可W电连接至第一电池单元80a的正极端90,而负极端115可W电连 接至第二电池单元SOe的负极端95(或电池单元80g)。在示出的结构中，第一电池单元80a是 将被串联链接的电池单元80的第一个电池，而第二电池单元SOe或SOg分别是将被串联链接 的电池单元80a-e或80a-g的最后一个电池。
[0104] 如上面所提到的，电池50可W包含电路130。电路130可W电连接至一个或多个电 池单元80,且可W电连接至接线板105的一个或多个电池终端。在一些结构中，电路130可W 包含能够增强电池50的性能的元件。在一些结构中，电路130可W包含能够监控电池特性、 提供电压检测、存储电池特性、显示电池特性、通知用户一些电池特性、中断电池50内的电 流、检测电池50和电池单元80等的溫度、从电池50和/或在其内部转移热量的元件。在一些 结构和一些方面中，电路130包含电压检测电路、升压电路、充电状态指示器等，如下面所讨 论。在一些结构中，电路130可W被禪合至印制电路板145,如下面所讨论。在其它结构中，电 路130可W禪合至柔性电路145。在一些结构中，柔性电路145可W环绕一个或电池单元80或 者环绕外壳65的内部。
[01化]在一些结构和一些方面中，电路130还可W包含微处理器140。微处理器140可W存 储电池特性或电池识别信息，例如电池化学物质、标称电压等。在其它结构和其它方面中， 微处理器140可W存储附加的电池特性，例如电池溫度、周围的溫度、电池50被充电的次数、 电池50被充电的次数的数目、各种监控阔值、各种放电阔值、各种充电阔值等，且可W存储 有关微处理器140自己的信息及其运行的信息，例如电池特性被计算的频率和/或次数、微 处理器140停止电池50的次数等。微处理器140还能够控制包含在电池50内的电路130的其 它电元件，如下面所讨论。
[0106] 在示出的结构和一些方面中，微处理器140能够电连接至印制电路板（"PCB")145。 在示出的结构中，PCB 145能够在包含在电池50内的微处理器140和终端110、115和120、电 池单元80a-g和其它电元件之间提供必要的电连接，如下面所讨论。在其它结构中，该PCB 145可W包含附加的电路和/或元件，例如附加的微处理器、晶体管、二极管、限流元件、电容 器等。
[0107] 在一些结构和一些方面中，电路130还可W包含溫度感测器件，例如热敏电阻器 150和恒溫器（未示出）。溫度感测器件能够感测包含在电池50内的一个或多个电池单元 80a-g的溫度，能够感测整个电池50的溫度，或者能够感测周围的溫度等。在一些结构中， 热敏电阻器150的电阻值可W表示被感测的一个或多个电池单元80a-g的溫度，且能够随 着一个或多个电池单元80a-g溫度的变化而变化。在一些结构中，微处理器140能够根据热 敏电阻器150的电阻值来确定一个或多个电池单元80a-g的溫度。微处理器140还能够通过 随着时间的变化监控热敏电阻器150的方式来监控溫度和时间关系上的变化。微处理器140 还能够发送溫度信息至诸如电动工具55和/或电池充电器60的电气设备，和/或使用溫度信 息来启动一些功能或者控制电池50内的其它元件，如下面所讨论。如在示出的结构中所示 出的，热敏电阻器50被组装在PCB 145上。
[0108] 在一些结构和一些方面中，电路130还可W包含当前充电状态指示器，例如在示出 的结构中所示出的燃料计155。燃料计155可W包含用于表示电池50的当前充电状态的发光 二极管（"LE护）。在其它结构中，燃料计155可W包含矩阵显示。如图1-3中所示，燃料计155 可W定位在电池外壳65的上表面上。在其他的结构中，燃料计155可W位于外壳65的任何位 置上，例如外壳65的下表面158上、外壳65的侧面159中的一个上、外壳的底表面161上、夕F壳 65的后表面162上、外壳65的表面或侧面中的两个或多个上等。
[0109] 在一些结构中，位于电池50的外壳65上的燃料计155能够通过按钮开关160来启 动。在其它结构中，燃料计能够利用由计时器计时的预先设定的时间周期或预先设定的电 池特性等来自动激活。在示出的结构中，燃料计155能够通过带状电缆165电连接至微处理 器140,且可W包含提供LED显示的四个LED 170曰、170b、170c和170d。
[0110] 在一些结构中，当按钮160被按下时，微处理器140能够确定电池50的当前充电状 态（即电池50内剩余多少电荷)并输出充电电平至燃料计155。例如，如果电池50的当前充电 状态是大约100%，则所有LED 170a、170b、170c和170d将被微处理器140打开。如果电池50 的当前充电状态是大约50%，则只有两个LED(例如LED 170a和17化)将被打开。如果电池50 的当前充电状态是大约25%，则只有一个LED(例如LED 170a)将被打开。
[0111] 在一些结构中，在按钮160被开始按下后，该输出可W在燃料计155上大约显示预 先设定的时间周期（即"显示时间周期"）。在一些结构中，如果一个或多个电池单元80a-g 的溫度超过预先设定的阔值，则微处理器140能够停止燃料计155或输出当前零充电状态的 输出。在一些结构中，即使电池50剩余有相对较高的充电级，当检测到异常电池特性(例如 高电池溫度)时，微处理器140能够停止燃料计155或输出当前零充电状态的输出。在一些结 构中，如果电池50的当前充电状态或者一个或多个电池单元80a-g的当前充电状态低于预 先设定的阔值，微处理器140能够停止燃料计155或输出当前零充电状态的输出。在一些结 构中，不管按钮160是保持按下的状态或是没有，在预先设定的时间周期之后（即"断开时间 周期"），微处理器140能够停止燃料计155或输出当前零充电状态的输出。在一些结构中，断 开时间周期可W基本等于显示时间周期，而在其它结构中，断开时间周期则可W大于显示 时间周期。
[0112] 在一些结构中，在电池50处于激活状态的时间周期期间（例如在充电和/或放电期 间），当按钮160被按下时，微处理器140没有启动燃料计155。在运些时间周期期间，电池的 当前充电状态信息可W被抑制，W避免出现错误的充电状态读数。在运些结构中，当通过电 池50的电流(例如充电电流、放电电流、寄生电流等)低于预先设定的阔值时，微处理器140 可W只提供当前充电状态的信息，W响应被按下的按钮160。
[0113] 在一些结构中，在电池50处于激活状态的时间周期期间（例如在充电和/或放电期 间），不管按钮160是否被按下，微处理器140都能够启动燃料计155。例如在一种结构中，燃 料计155可W在充电期间运行。在运种结构中，微处理器140能够自动启动燃料计155，W持 续定期地(例如在一定的预先设定的时间间隔之后或在低电流引出/供应的期间内）显示电 池50的当前充电状态，W响应一些电池特性(例如当当前充电状态达到一定的已设定的阔 值时，例如充电状态每次5%的升高），或者响应充电循环内的一些阶段、模式或改变。在其 它结构中，当电池50处于激活状态时，微处理器140可W启动燃料计155, W响应按钮160的 按下。
[0114] 在一些结构和一些方面中，燃料计155能够通过接触板、开关等来启动。在其它结 构中，电池50可W包含另一个按钮或开关(未示出），用于启动和停止自动显示模式。在运些 结构中，用户可W选择使电路130W自动的显示模式运行和W手动的显示模式运行。自动显 示模式可W包含用于在无用户激活的情况下显示电池50的当前充电状态的燃料计155。例 如，在自动显示模式中，燃料计155能够定期(例如在一定的预先设定的时间间隔之后)显示 电池50的当前充电状态，W响应一些电池特性(例如当当前充电状态达到一定的已设定的 阔值时，例如充电状态每次5%的升高或下降）等。手动显示模式可W包含用于显示当前充 电状态的燃料计155, W响应用户的激活，例如按钮160的按下。在一些结构中，当电路130W 自动的显示模式运行时，按钮160能够被禁用。在其它的结构中，即使当电路130W自动的显 示模式运行时，按钮160仍然能够启动燃料计155。在另外其它结构中，自动显示模式可W通 过按钮160、来自电气设备(例如电动工具55或电池充电器60等)的控制信号来启动和停止。
[0115] 在一些结构中，电路130可W包含升压电路171。升压电路171在低电池电压期间能 够提供额外的功率给包含在电路130内的元件，如下面所讨论。例如，微处理器140可能需要 一个大约3V或大约5V的电压电源，W进行工作。如果电池50的当前充电状态下降到大约5V 或3VW下，那么微处理器140可能没有接收足够的能量来运行和控制包含在电路130中的其 它元件。在其它结构中，升压电路171能够把较低的输入电压"升压(boost)"到较高的输出 电压，如下面所讨论。
[0116] 升压电路171的各种结构在图IlA-F中示出。在一种结构中，例如在图IlA中所示 的结构，升压电路17 Ia可能包含电源或功率元件，例如另一电池单元172。在一些结构中，电 池单元172的化学物质、标称电压等可能与串联的电池单元80不同。例如，电池单元172可W 是裡离子的1.2V电池。
[0117] 在一些结构中，当电池单元80的当前组合的充电状态下降到阔值W下时，升压电 路171a可W只提供能量给电路130的其它元件(例如微处理器140)。在一些结构中，当电池 单元80的溫度下降到溫度阔值W下时，且当电池单元80的当前组合充电状态下降到低电压 阔值W下时，升压电路171a可W只提供能量给电路130的其它元件。在其它结构中，在低溫 度情况(例如电池组溫度低于低溫度阔值，或者周围的溫度低于低溫度阔值）下的工作期 间，升压电路171a可W只提供能量给电路130的其它元件。升压电路171a可W只提供功率， W防止电路130(例如微处理器140)出现"减弱（brown OUtr情况(例如一段时间周期内电 压供应不够）。该减弱情况可能由电池电压波动引起的，电压波动在低工作溫度(例如电池 组溫度或周围溫度)期间更加明显或突出。
[0118] 例如在图IlB所示的另一种结构中，升压电路171b可W包含升压部件173,例如感 应"回扫(flyback)"式转换器、开关电容转换器等。类似于升压电路171曰，该升压电路17化 可W提供能量给电路130的其它元件，W响应各种电池情况。
[0119] 在另一种结构中，例如在图IlC中所示的结构，升压电路171可W是电容性升压电 路171c。如图所示，电容性升压电路171c可W包含电容器174。在工作期间，电容器可由电池 单元80的放电电路、来自微处理器的信号或附加的电路充电。类似于升压电路171a，升压电 路171c可W提供能量给电路130的其它元件，W响应各种电池情况。
[0120] 在另一种结构中，例如在图IlD中所示的结构，升压电路171d可W包含晶体管或开 关175。在一些结构中，开关175可W是功率场效应晶体管（"FET")，如下面所讨论。在一种示 例性实施例中，开关175是FET。在一些结构中，升压电路171d能够中断放电电流一定的时 间，W使电池50的当前充电状态进行恢复。例如，由于低电池溫度、周围的低溫度、高放电电 流(例如大负载)等因素，电池单元80可能会出现大幅度的电压波动。通过中断放电电流一 段时间，充电状态中的大幅度的波动可能会得到减缓，电池单元80的电压可能会升高。激活 和去活开关175可W防止大幅度的波动给电路130带来减弱情况。类似于升压电路171a，可 W激活升压电路171d，W响应一些电池情况，例如低溫度、低电池充电状态等。在一些结构 中，开关175可W与电路171c的电容器174-起使用，W重新对电容器174进行充电。
[0121] 在一些结构中，可W在设定的频率或工作周期上激活(例如反复开关)开关175。在 其它结构中，开关175能W滞后的方式被激活。例如，如果电池50的电压达到或下降到第一 阔值W下，则只激活开关175。开关175的打开状态(例如中断电流)可W保持到电池50的当 前充电状态恢复到或超过第二阔值，该第二阔值通常大于第一阔值。在一些结构中，第二阔 值通常等于第一阔值。在一些结构中，电池的充电状态被消耗越多，充电状态需恢复到或达 到第二阔值的时间就越长。在一些情况中，电路130还可W包含一个计时器(未示出）。当计 时器所保持的第一时间期满且充电状态未恢复到第二阔值时，那么，电路130可W推断电池 50被完全放电，且继续使开关175保持打开状态，W防止电池50进入过度放电状态。
[0122] 在另一结构中，例如在图IlE和IlF中示出的结构中，升压电路171可W是电容性电 荷累升压电路，例如升压电路171e和升压电路171f。在运些结构中，升压电路171e和171f能 够把一个或多个较低的电压信号"升压(boost)"到较高的输出电压信号。如图lie中所示， 升压电路171e可W包含一个或多个用于接收AC信号、控制信号等的输入176a-f，和一个或 多个用于接收一个或多个低电压信号的低电压输入179。该信号（例如AC信号和/或控制信 号)可W用于提高低电压信号和增加存储在电容器178内的电荷(或其电压），和用于在输出 177上生成一个较高的电压输出信号。类似于升压电路171e，升压电路171f还可W包含一个 或多个用于接收低电压AC功率信号、控制信号等的输入176a-d，和一个或多个用于接收一 个或多个低电压信号的低电压输入179。在示例性实施例中，升压电路171e能够把大约3V的 输入信号升压到大约IOV的输出信号，而升压电路171f能够把大约3V的输入信号升压到大 约5V的输出信号。
[0123] 在一些结构中，升压电路171e和171f能够在任何时候W及任何电池情况期间向电 路130内的元件提供较高的电压信号。例如，升压电路171e能够提供用于驱动功率FET或开 关的输出信号，如下面所讨论，而升压电路171f能够提供用于驱动一个或多个晶体管的输 出信号，如下面所讨论。
[0124] 在一些结构和一些方面中，电路130可W包含半导电开关180,在电路130(例如微 处理器140)确定或感测到高于或低于预先设定的阔值情况（即"异常电池情况"）时，开关 180中断放电电流。在一些结构中，异常电池情况可W包含例如高或低电池单元溫度、高或 低电池充电状态、高或低电池单元充电状态、高或低放电电流、高或低充电电流等。在示出 的结构中，开关180包含功率FET或金属氧化物半导体FET("M0SFEr )。在其它结构中，电路 130可W包含两个开关180。在运些结构中，开关180可W并联排列。并联开关180可W包含在 提供高平均放电电流(例如提供功率给圆银56、驱动钻机58的电池50等)的电池单元中。
[0125] 在一些结构中，电路130还可W包含开关控制电路182, W控制开关180(或多个开 关180,如果使用的话）的状态。在一些结构中，开关控制电路182可W包含晶体管185,例如 吨n双结型晶体管或场效应晶体管（"FET")。在运些结构中，电路130(微处理器140)能够通 过改变晶体管185的状态来控制开关180。如图7 - 9所示，FET 180的源极190可W电连接至 电池单元80a-e的负极端95,而FET 180的漏极195可W电连接至负极终端115。开关180可 W组装在第二PCB 200上（如图7所示）。在一些结构和一些方面中，例如图14A-E所示的结 构，开关180可W被组装在PCB 145上。在其它结构中，开关180可W被组装在另一合适的位 置或地点上。
[0126] 在示例性实施例中，电流在放电期间通过开关180的漏极195流向源极190,而在充 电期间通过开关180的源极190流向漏极195。如果电路130(例如微处理器140)检测到异常 电池情况，例如微处理器140能够打开晶体管185,即把晶体管185偏移到导通状态。当晶体 管185处于导通状态时，FET 180的栅极205和源极190之间没有足够的电压来使开关180处 于导电状态。因此，FET 180变成非导电状态，且电流被中断。
[0127] 在一些结构中，当开关180变成非导电状态时，即使一直没有检测到异常情况，也 可W不重置开关180。在一些结构中，电路130(例如微处理器140)可W只在诸如电池充电器 60的电气设备指示微处理器140重置开关180时才重置开关180。在一些结构中，微处理器 140可W在预先设定的时间之后才重置开关180。在一些结构中，如果微处理器140在放电期 间检测到异常电池情况，微处理器140可W不用把开关180的状态改变为非导电状态，直到 微处理器140也检测到放电电流处于预先设定的阔值(即低放电电流)之下。
[0128] 在一些结构中，当电池50正在放电时，开关180可W设置成只中断电流。即，即使当 开关180处于非导电状态时，电池50也可W被充电。如图9和图10所示，开关180可W包含体 二极管210,在一些结构中，体二极管210与MOSFET和其它晶体管结合成整体。在其它结构 中，体二极管210可W并联地电连接至开关180。
[0129] 在另一示例性实施例中，当电池50被放电时（即，在图10中，处在第一位置220上的 开关215使电流可W流过诸如电动工具55的负载225)，电流W方向230流过电池50,即，从 阳T 180的漏极190流向FET 180的源极190。当电池50被充电时（即，在图10中，处在第二位 置235上的开关215使电流可W流过诸如电池充电器60的电气设备），电流W方向240流过电 池50,即，从阳T 180的源极190流向阳T 180的漏极195。
[0130] 在本实施例中，当开关180处于非导电状态时，W方向230流动的电流可W被中断。 因此，电池50不再向负载225提供放电电流。在一些结构中，例如包含微处理器140或附加电 路250(可能或可能不包含微处理器140)的电路130可W把开关180的状态从非导电状态改 变为导电状态，当微处理器140收到指示或命令让其运样做时。在一些结构中，微处理器140 和/或附加电路250可能没收到指示或命令，因此不可W把开关180的状态从非导电状态改 变为导电状态。例如，电池50可能被严重放电，使得电池50在电池单元80没有足够的能量来 驱动电路130。如果电池50没有足够的功率来驱动电路130，电池50和电气设备(例如电池充 电器60)之间的通信（由电路130执行)可能不能进行，那么电气设备可能不能发送控制信号 至电池50, W重置开关180。在运些情况中，包含在开关180内的体二极管210可能W方向240 传导由诸如电池充电器60的电气设备提供的电流(即充电电流）。运使得将被充电的电池50 可W重置开关180并开始通信或充电，即使开关180没有导通或至少接收足够的电荷W驱动 电路130。
[0131] 在一些结构和一些方面中，电路130(例如微处理器140)能够监控电池单元电压是 否出现异常情况(例如低电池单元电压），且如果检测到异常情况，能够激活开关180, W中 断放电电流。在一些结构中，如果电池电压下降或低于一定的电压（例如电池"反向 (reversal)"电压），可能会出现损坏电池单元的情况。在一些结构中，电池反向发生在大约 OV上。在一些结构中，微处理器140或电路130能够建立一个电池反向阔值，作为预防性的预 防电压。在一些结构中，电池反向阔值可W被设在电池反向电压上。在其它结构中，电池反 向阔值可W被设成高于电池反向电压。例如，电池反向阔值可W设为大约IV。
[0132] 在一些情况中，电池50在开始放电的时候可能会出现电压"下滑（depression)" (例如电压暂时性的大幅度下降）。电压下滑通常是暂时的且在低电池溫度上最为明显。在 一些结构中，电压下滑可能下降到电池反向阔值或W下。
[0133] 在一些结构和一些方面，电路130(例如微处理器140)可W包含各种响应时间，W 响应或反作用于受监控的电池特性。在一些结构中，各种响应时间可W包含用于电路130的 多个监控模式。即，当在检测和/或监控电池特性(例如电池单元的充电状态、电池的充电状 态和其它类似的电池特性)时，电路130(例如微处理器140)可W W多种模式运行。例如，微 处理器140可W包含具有第一抽样率的第一模式和具有第二抽样率的第二模式。在一些结 构中，第一抽样率可W被设置且可W不同于也被设置的第二抽样率。在其它结构中，第一抽 样率可能依赖于第一参数，它可能包含例如一个或多个电池特性、一个或多个来自电气设 备(例如电动工具55或电池充电器60)的控制信号等，并且可能根据第一参数而发生改变。 类似地，第二抽样率也可能依赖于第一参数或第二参数(例如类似于第一参数），并且可能 根据第二参数而发生改变。在其它结构中，微处理器140可W包含附加的抽样率和附加的模 式，其将在下面讨论。
[0134] 在一些结构中，例如，微处理器140能够W第一模式或"慢"模式运行。在运些结构 中，由于电压下滑延长了响应时间，慢模式下的运行可能降低开关180的活力。在一些结构 中，当电池50上的负载不高而无需快速响应时间（例如引出电流相对较低)时，微处理器140 可W W慢模式运行。在一些结构中，微处理器140可W W慢模式运行，直到当前电池充电状 态的余量下降到预先设定的阔值下，例如大约10%的充电状态余量。
[0135] 在示例性实施例中，当在慢模式下运行时，微处理器140可W W慢速率(例如每秒 一次)抽样电池电压。由于微处理器HOW慢速率抽样，微处理器140经历较慢的响应时间。 在一些结构中，慢模式对于大部分监控情况可能是合适的且能够降低由电路130(例如微处 理器140和附加电路）引出的寄生电流。在一些结构中，只要电池电压高于预先设定的阔值 或"模式切换"阔值(例如3.73V)，则微处理器140W慢模式运行。
[0136] 在一些结构中，微处理器140能够W第二模式或"快"模式运行。在运些结构中，快 模式下的运行能够加快用于检测异常情况的响应时间。在一些结构中，当一个或多个电池 电压下降到预先设定的阔值或"模式切换"阔值(例如3.73V)时，微处理器140可W W快模式 运行。在一些结构中，在当前电池充电状态余量下降到预先设定的阔值下时，例如大约10% 的充电状态余量，微处理器140可W W快模式运行。
[0137] 在另一示例性实施例中，当在快模式下运行时，微处理器140可W W快速率(例如 每秒100次抽样)抽样电池电压。在一些结构中，在发生激活开关180之前，由微处理器140抽 样的电池单元电压可W对一定的抽样次数进行平均。在一些结构中，直到=十次抽样的平 均值等于或小于电池反向阔值时，微处理器140才激活开关180。对抽样进行平均可能会数 字"过滤(filtering)"由微处理器140读取的电压信息，且为微处理器140提供一些延时，W 忽略"涌入(inrush)"的电流和/或电压下滑。对抽样进行平均可能会"过滤(filtering)"来 自由于外部速度控制电路而产生的电噪声的电压信息。在一些结构中，用于平均的抽样次 数可W根据微处理器140的运行模式、被监控的电池特性的类型等而发生改变。
[0138] 在一些结构中，当在快模式下运行时，如果电池单元电压下降到预先设定的阔值 (例如断开阔值)下一段时间（例如几秒），微处理器140还可W激活开关180。在一些结构中， 断开阔值可W大于电池反向阔值。例如，断开阔值可W是大约2V，而电池反向阔值可W是大 约IV。在电压下降到IVW下的情况中，响应时间可W大大变快(大约300ms量级）。各种响应 时间能够减少令人讨厌的关闭次数，且仍然能够充分保护电池。
[0139] 在一些结构中，电压阔值(断开阔值和电池反向阔值)可W由微处理器140根据电 池溫度来调高或调低。运使得可W根据电池溫度特性进行优化。
[0140] 在另一示例性实施例中，微处理器140可W通过改变用于平均的抽样次数的方式 来改变响应时间。例如，微处理器140可W抽样电池特性，例如电池溫度。根据第一模式，通 过对50次抽样的电池溫度测量进行平均，微处理器140可能具有"慢"响应时间。根据第二模 式，通过对30次抽样的电池溫度测量进行平均，微处理器140可能具有"快"响应时间。在一 些结构中，运些测量可W在相同的速率上进行抽样。在其它结构中，运些测量可W在不同的 速率上进行抽样。例如，第一模式可W在大约每秒1次抽样的速率上对运些测量进行抽样， 而第二模式可W在大约每秒10次抽样的速率上对运些测量进行抽样。
[0141] 在一些结构中，由于微处理器140能够通过监控电池单元电压来感测高放电电流， 微处理器140能够在无需使用电流感测器件的情况下控制和限制引出电流。例如，当高电流 负载致使电池单元电压下降到低水平(例如断开阔值和/或电池单元反向阔值)上时，微处 理器140可W激活开关180和停止电池50。当电池电压下降到一定水平(例如断开阔值和/或 电池反向阔值)上时，微处理器140可W通过监控电池电压和停止电池50的方式来间接限制 引出的电流。
[0142] 在一些结构和一些方面中，电路130(例如，在一些结构中，微处理器140)可W定期 监控电池情况(例如电池单元电压/当前充电状态、电池单元溫度、电池组电压/当前充电状 态、电池组溫度等），W降低从电池50中引出的寄生电流。在运些结构中，微处理器140可能 在"睡眠"模式下运行第一预先设定的时间周期（即"睡眠时间周期"）。在睡眠模式期间，微 处理器140可W从电池50中引出低静态电流。在睡眠时间周期期满后，微处理器140可能"醒 来(wake UP)"，或换句话说，在激活模式下运行第二预先设定的时间周期（即"激活时间周 期"）。在激活模式期间，微处理器140能够监控一个或多个电池情况。
[0143] 在一些结构中，睡眠时间周期可W大于激活时间周期。在一些结构中，激活时间周 期和睡眠时间周期的比率很低，使得平均寄生电流引出是低的。在一些结构中，在所知的电 池活动的时间周期内，例如当微处理器140感测出放电电流或充电电流大约等于预先设定 的阔值时，运个比率可W调节(例如升高）。在一些结构中，当微处理器140检测一些电压和/ 或溫度特时，睡眠时间周期可W被降低和/或激活时间周期可W被升高。
[0144] 在一些结构和一些方面，电路130可W包含电压检测电路259(参见图9和12B)。在 一些结构中，电压检测电路259可W包含多个形成分压网络的电阻器260。如图9所示，多个 电阻器260可W包含电阻器260a-d。多个电阻器260可W电连接至一个或多个电池单元 80a -g和多个晶体管265。在示出的结构中，多个晶体管265可W包含晶体管265a -d或a - f。在一些结构中，包含在多个电阻器260中的电阻器的个数可W等于包含在多个晶体管265 中的晶体管个数。
[0145] 在一些结构中，当微处理器140处于激活模式时，电池50和/或电池单元80的电压 特性可由微处理器140通过多个电阻器260读取。在一些结构中，微处理器140可W通过关闭 晶体管270(晶体管270变为非导电状态)来开始电压读数事件。当晶体管270是非导电时，晶 体管265a-d变成导电状态，且电池50和/或电池单元80相关的电压测量可由微处理器140 执行。把多个晶体管265包含到电池50内可W降低从电池50内引出的寄生电流，因为晶体管 265只是周期性地导电。
[0146] 在一些结构和一些方面，当电池50与电气设备电连接时，微处理器140把电池组特 性和/或情况传输给诸如电动工具55和/或电池充电器60的电气设备。在一些结构中，微处 理器140 W串联的方式与电气设备数字化通信。电池50的感测终端120在微处理器140和电 气设备之间提供串行通信链路。可在微处理器140和电气设备之间交换的电池50的相关信 息包括(但不限于）电池组化学物质、电池组标称电压、电池组溫度、电池组的当前充电状 态、电池单元标称电压、电池组溫度、电池组的当前充电状态、校准技术/信息、充电指示、充 电的循环次数、估计的剩余预期寿命、放电信息等。
[0147] 在一些结构中，当电连接建立时，诸如电池充电器60的电气设备能够校准微处理 器140。在一些结构中，包含在电池充电器60内的测量电路将比包含在电池50内的电路更加 精确。因此，电池充电器60校准包含在电池50内的微处理器140和/或电路130, W完善由微 处理器140和/或电路130所得出的电池测量。
[0148] 在一些结构中，电路130还可W包含电压调节器273(参见图9和12A)。电压调节器 273可W提供合适的电压至微处理器140、燃料计155的LED170a-d和其它任何需要恒定电 压输入的附加电子元件。在示出的结构中，该电压调节器273可W输出大约5V的电压。
[0149] 在一些结构和一些方面中，电池50可W包含散热片275(参见图7、13A-C、14A、14D、 15和16)。散热片275可W与功率FET或开关180热通信。散热片275能用于把由开关180生成 的热从开关180上移走。
[0150] 在一些结构和一些方面中，电池50还可W包含热管（未示出）或风扇（未示出），W 增加从散热片275传递的热量。为了移走由散热片275聚集的热，热管可W与散热片275热通 信。风扇或吹风机可W位于能够产生流经散热片275的冷空气流的位置上。通风道(未示出） 可W被放在电池50的外壳65内，W使冷空气进入电池组50且使热空气离开电池组50。在一 些结构中，可W放置热管和/或风扇，W聚集和/或移走由电池单元80a-e生成的热，W及或 替换由散热片275生成的热。
[0151 ] 在一些结构和一些方面中，电池50还可W包含相变材料300(参见图17-19)。在运 些结构中，可W放置相变材料300W吸收和/或移走由电池单元80a-g和传导链路100(未在 图17-19中示出）生成的热。由于相变材料300在相变溫度上进行相转变(例如:从固态到液 态、从液态到气态、从液态到固态、从气态到液态等），大量的能量被吸收或释放（即烙化的 潜热、蒸发的潜热等）。在运种相转变期间，相变材料300具有相对恒定溫度。
[0152]在示例性实施例中，当负载被施加到电池单元80上时，电池单元80的溫度可W升 高。在一些结构中，如图17所示，相变材料300能够包围每个电池单元80。在运些结构中，由 电池单元80生成的热首先被传递到电池单元80的外表面305,然后被传递到周围的相变材 料300。由于相变材料300继续吸收来自电池单元80和传导链路100的热，相变材料300的溫 度可能上升。当相变材料300的溫度达到相变溫度时，相变材料300开始进行从第一相到第 二相的相转变，同时相变材料300的溫度相对保持不变且大约等于相变溫度。在一些结构 中，相变材料300可能继续进行相转变，直到相变材料300被完全转变到第二相和/或负载被 从电池单元80上移去（即电池单元80不再产生热）。
[0153] 在一些结构和一些方面中，相变材料300可W具有大于预期周围溫度且小于允许 的最大电池单元溫度的相变溫度。在一些结构和一些方面中，相变材料300可W具有在-34 °C -116°C之间的相变溫度。在一些结构和一些方面中，相变材料300可W具有在40°C -80 °C之间的相变溫度。在一些结构和一些方面中，相变材料300可W具有在50°C -65°C之间的 相变溫度。
[0154] 相变材料300可W是任何合适的相变材料，每单位质量具有高潜热，可W是热可循 环的、惰性的、无腐蚀性的、无污染的，可W包含固体石蜡（例如可从总部位于德国汉堡的 民ubi化eniT货获得的石蜡）、盐的低共烙混合物(例如可从位于瑞典Skovde的Climator获得 的盐的低共烙混合物）、面代控及其混合物、盐水合物的溶液、聚乙二醇、硬脂酸及其结合。
[0155] 电池50A的替换结构在图18和19中示出。相同的组件带有相同的参考字符"A"。
[0156] 在示出的结构中，电池50A还可W包含散热片275A，W把电池单元80A的热散发到 相变材料300的更大的区域上。散热片275A还可W用于提供额外的热存储容量，W吸收和/ 或移走由电池单元80A生产的热。
[0157] 在一些结构中，散热片275A可W包含一个环绕每个和所有电池单元80a-e的组件 (未示出）。在其它结构中，散热片275A可W包含多个片，使得每个电池单元80A被散热片 275A充分地环绕，如图18和19所示。在另外其它的结构中，如图19所示，散热片275A可W包 含与电池单元80A的外表面相邻的内圆柱部分320、与内圆柱部分320径向相距的外圆柱部 分325, W及径向肋330,径向肋330互相圆周相距，连接内圆柱部分320和外圆柱部分325且 定义它们之间的间隔335。该间隔335可W被相变材料300A填充。与图19所示的类似结构也 可用于封装多个电池单元(未示出）。在另外其它结构中，散热片275A可W包含如上所述的 径向肋330,而无需使用内圆柱部分320和外圆柱部分325中的一个或两个。
[0158] 在另一替换结构中，如图18所示，散热片275B可W包含如上所述的内圆柱部分 320B和径向肋330B，且相变材料300B可W从电池单元80B和散热片275B偏移。应当理解，也 可W使用其它散热片和相变材料结构。散热片275可由金属(例如侣）、聚合物(例如尼龙）、 和/或任何其它具有高热传导性和比热的材料组成。
[0159] 在一些结构和一些方面中，电池50可能包含减震件或"缓冲器"340。如图20A和B所 示，电池外壳65的内表面345可W包含一个或多个减震件340。在一些结构中，减震件340可 W附到或固定到外壳65的内表面345上。在另外的结构中，减震件340可W连接至一个或多 个电池单元80或包围电池单元80的一个末端的端帽350(在图16中示出一部分）。在一些结 构中，减震件340能够吸收撞击时的能量，且在撞击期间通过限制传递到电池单元80上的能 量的数量的方式来保护电池单元80。减震件340可W包含任何热塑性橡胶，例如聚丙締RPT 100 FRHI(例如高冲击阻燃聚丙締）。
[0160] 如图21A-CJ2和23所示，电池50可W设置成与诸如电动工具55的电气设备连接。 电动工具55包含外壳400。该外壳可W提供电池50能够与之连接的连接部分405。连接部分 405可W包含一个或多个电气设备终端(在图22中示意性地示出），W把电池50电连接至电 动工具55。包含在电动工具55内的终端被设置成与包含在电池50内的终端110、115和/或 120匹配，和用于接收来自电池50的功率和/或信息。
[0161] 在一些结构中，例如图21A-C中示意性地示出的结构，电动工具55可W包含微控 制器或微处理器420, W和电池50通信、接收来自电池50的信息、控制电动工具55的运行、 和/或控制电池50的放电过程。在示出的结构中，电动工具55可W包含连接至电池50的正极 终端110的正极终端430、连接至电池50的负极终端115的负极终端435 W及连接至电池50的 感测终端120的感测终端440。微处理器420能够电连接至每个终端430、435和440。
[0162] 不管电池50是否包含微处理器(例如微处理器140)，微处理器420都能通过感测终 端440与电池50通信或者接收来自电池50的信息。在电池50包含微处理器（例如微处理器 140)的结构中，可W通过感测终端120和440进行双路通信。微处理器140和420可W来回交 换信息，例如电池特性、电动工具运行时间和电动工具要求(例如标称电流和/或电压）。
[0163] 在电池50没有包含微处理器的结构中，微处理器420定期测量或检测电池50内一 个或多个组件或元件，W确定电池特性和/或电池工作信息，例如电池化学物质、标称电压、 当前电池充电状态、电池单元电压、溫度等。微处理器420能够根据运些和其它电池特性和 工作信息来控制电动工具55的运行。
[0164] 例如，在一些结构中，微处理器420可W被编成W检测电池溫度，且如果电池溫度 高于阔值溫度，则停止驱动电动工具55。在运个例子中，微处理器420定期检测位于电池50 内的热敏电阻器150的电阻，并确定在工具运行期间（即当工具55内的马达450正在运行的 时候）电池组50的溫度。然后，微处理器420确定电池50的溫度是否处于合适的工作范围内。 运可W通过在微处理器420内存储一个或多个溫度范围、使微处理器420能够把已检测到的 电池50的溫度与该一个或多个溫度范围比较的方式来实现。如果电池50的溫度没有处于合 适的工作范围内，微处理器420中断来自电池50的电流和/或关闭马达450。在一些结构中， 微处理器420继续禁用马达450和/或中断来自电池50的电流，直到电池50的溫度下降到合 适的溫度范围内。在微处理器420确定电池50的溫度没有处于合适的工作范围内的一些结 构中，微处理器420直到其检测到由电池50提供给马达450的低放电电流时才停止马达450。 在一些结构中，当微处理器420检测到电池50被从电动工具55上除去时，马达450被重新启 动（即电动工具55是可运行的）。
[01化]在一些结构和一些方面中，电动工具55还可W包含风扇或吹风机470, W促使冷空 气通过工具55和电池组50,如图21B所示。那么，电池单元80a、散热片275、热管(未示出）和/ 或功率FET或开关180(如果包含在电池50内）可W被流过的空气冷却。在运种结构中，电池 50和电动工具55包含一个或多个通风道，W使冷空气进入和使热空气出来。电动工具55包 含一个或多个入风道475,在示出的结构中，入风道475基本上位于电动工具外壳400的顶 部。该电动工具55还包含一个或多个出风道480,它基本上位于电动工具55的连接部分405 的底部。包含在电动工具55内的出风道480也可W放置成使电池50的入风道(未示出）基本 上位于其下面。在示出的结构中，包含在电动工具55内的马达485驱动风扇470。在一些结构 中，包含在电动工具55内的微处理器490控制风扇470的运行。在预先设定的时间间隔期间 和/或如果检测到高电池溫度，则微处理器490能够激活风扇470。
[0166]如图21C所示，包含在电池50内的电路130能够把充电信息的状态传输给包含在电 动工具55内的微控制器420。在运种结构中，电动工具55内的微控制器420能够在包含在工 具55外壳上或里面的燃料计115a上显示电池的充电状态信息。在运种结构中，燃料计155a 可W类似于包含在电池50内的燃料计155,并被W相同的方式(例如自动显示模式、手动显 示模式等)操作。在一些结构中，燃料计155a可W包含按钮160和包含多于或少于所示出和 描述的LED(例如LED 170a-d)。
[0167] 如图23所示，包含在电池50内的电路130也可W用于控制诸如电动工具55的电气 设备的运行。在该示出的结构中，电动工具55包含马达450、由用户激活的触发开关491、速 度控制电路492、电离合器493和制动器494。工具55还包含连接至电池50的正极终端105的 正极终端900、连接至电池50的负极终端110的负极终端901，W及连接至电池50的两个感测 终端120a和12化的两个感测终端902a和90化。在其它结构中，电动工具55和电池50可W带 有多于或少于所示出和描述的终端。
[0168] 在运种结构中，电路130能够提供工具速度控制W及监控电池组参数或特性。功率 MOSFET或开关180能够控制工具55的速度控制电路的开关功能。在运种结构中，用于速度控 制控制电路492的功率MOS阳T可W包含在电池50内而不是电动工具55内。
[0169] 如图24所示，电池50也可W设置成与诸如电池充电器60的电气设备连接。电池充 电器60包含外壳500。外壳500提供电池50与之连接的连接部分505。连接部分505可W包含 一个或多个电气设备终端(未示出），把电池50电连接至电池充电器60。包含在电池充电器 60内的终端被设置成与包含在电池50内的终端匹配，和用于传输和接收来自电池50的能量 和信息。
[0170] 在一些结构和一些方面中，电池充电器60还包含微处理器或微控制器510。微控制 器510控制电池50和电池充电器60之间的能量的传输。在一些结构中，微控制器510控制电 池50和电池充电器60之间的信息的传输。在一些结构中，微控制器510根据接收来自电池50 的信号来识别和/或确定电池50的一个或多个特性或情况。同样，微控制器510能够根据电 池50的识别特性来控制充电器60的工作。
[0171] 在一些结构和一些方面中，电池充电器60根据电池50的溫度来进行对电池50充电 的充电方案或方法。在一种结构中，电池充电器60提供充电电流至电池50，同时定期检测或 监控电池50的溫度。如果电池50没有包含微处理器，电池充电器60在预先设定的时间周期 之后定期测量热敏电阻器(例如热敏电阻器150)的电阻。如果电池50包含微处理器(例如微 处理器140)，那么电池充电器60或者：1)定期查询微处理器140W确定电池溫度和/或如果 电池溫度不在合适的工作范围内；或者2)等待接收来自微处理器140且表示电池溫度不在 合适的工作范围内的信号。
[0172] 在一些结构中，当电池溫度超过预先设定的阔值或没有下降到合适的工作范围内 时，电池充电器60中断充电电流。电池充电器60继续定期检测或监控电池溫度或等待接收 来自微处理器140且表示电池溫度不在合适的工作范围内的信号。当电池溫度处于合适的 工作范围内时，电池充电器60可W重新开始提供给电池50的充电电流。电池充电器60继续 监控电池溫度，并根据检测到的电池溫度来中断和重新开始充电电流。在一些结构中，在预 先设定的时间周期之后或者在当前电池充电状态达到预先设定的阔值时，电池充电器60终 止充电。
[0173] 在一些结构和一些方面中，电池50和/或诸如电动工具55和电池充电器60的电气 设备能够检测电池50内的不平衡的电池单元。在一些结构中，诸如微处理器140、420、490 和/或510("监控微处理器"）的微处理器只监控电池单元80中的两组，并使用两个电池组的 电压比率来判断电池不平衡，而不是单独地监控每个电池单元80a-e。
[0174] 例如，电池600的一部分在图25中示出。在一些结构中，电池600类似于电池50,且 包含微处理器140。在其它结构中，电池600没有包含微处理器。在示出的结构中，电池600包 含五个电池单元605曰、6056、605(3、605(1和6056，每个都带有基本相同的标称电压，例如大约 4V〇
[01巧]电池单元605a-e被排列成两组:组610和组615。组610包含电池单元605a和60加， 组615包含电池单元605c和605d和605e。
[0176] 电池600还包含提供组615两端的电压Vsis (即电池单兀605c和605d和605e的总电 压）的引线或抽头620。当电池单元605a-e被基本上充满电时，组615的电压V615大约等于 12V。电压Vt是跨越所有电池单元605a-e的电压。当电池单元605a-e被基本上充满电时，电 压Vt大约等于20V。
[0177] 监控微处理器被编成为可W监控电压V615和Vt。在一些结构中，微处理器持续或者 定期地监控V615和Vt,并计算所测量的电压V615和Vt之间的比率R。该比率R由下面的公式确 定：
[01 7 引 R = V615/Vt
[0179] 当电池单元605a-e基本平衡时，比率R大约等于0.6。如果在充电或放电期间第一 组610的一个或多个电池单元是不平衡的（即具有低于其它电池的当前电池充电状态或电 池电压），比率时尋高于0.6。如果在充电或放电期间第二组615的一个或多个电池不平衡，比 率R将低于0.6。如果在充电或放电期间两个电池单元(一个来自第一组610而一个来自第二 组615,例如电池605a和电池605e)不平衡，则比率时尋高于0.6。换句话说，如果出现不平衡 的电池单元，比率时尋正向或负向偏移0.6的平衡比率。如果监控微处理器检测到电池单元 的不平衡，即计算出比率R基本高于或低于0.6的平衡比率，电池600的运行（即充电和/或当 电）被中断或改变。在一些结构和一些方面中，如果比率R没有被包括在大约0.55到大约 0.65的范围内，则电池600的运行被中断或改变。
[0180] 图26和27是示出当在电池600出现不平衡W及在此期间比率R如何偏移平衡的电 压的示例的曲线图。在运个示例中，每个电池605a-e具有大约4V的标称电压，且比率R的平 衡比率是大约0.6或60.0%。
[0181] 在示出的结构中，轴700表示W秒为单位的时间，轴705表示W伏特为单位的电压， 而轴710表示伏特/伏特的比率或百分比。线715a表示电池单元605a随时间变化的电压，线 71加表示电池单元60加随时间变化的电压，而线715c表示电池单元605c随时间变化的电 压。线715d表示电池单元605d随时间变化的电压，线715e表示电池单元605e随时间变化的 电压，而线720表示随时间变化的比率R。
[0182] 在示出的示例中，不平衡(在曲线图上由数字725表示)大约发生在86秒上。该不平 衡725由包括在组615中的电池单元605e造成。在此时（t = 86秒），比率720开始降低或偏移 0.6(即60%)的平衡比率。由于比率720下降，可W判断不平衡电池在组615内。当比率R在大 约91秒上接近55.0%时(在图24中由数字730表示），电池单元605e的电压是大约IV。在一些 结构中，监控微处理器检测到比率R已经下降至大约55.0%，然后终止电池600的运行，W避 免电池605e进一步放电。
[0183] 在一些结构中，监控微处理器监控每个电池单元的电压，而不是使用监控诸如微 处理器140的比率度量(ratiome化ic)方法。如上所述，电池50包含多个电阻器260,用于提 供对电池单元80的电压测量。多个电阻器260被排列成使微处理器140能够基本上同时测量 每个电池单元80a-g的电压。在一些结构中，当一个或多个电池单元80达到大约IV时，微处 理器140检测电池50的不平衡。
[0184] 在一些结构中一些方面中，当检测到不平衡时，电池50或600可W重新平衡电池单 元80a-g或605a-e。在一些结构中，当平衡比率R不再处于可接受的范围内时，监控微处理器 停止电池50或600(例如中断电池运行、阻止电池运行等）。在电池50或600被停止后，监控微 处理器判断哪个电池单元80a-e或605a-e不平衡（"低电压电池"）。
[0185] 在一些结构中，监控微处理器激活或打开电连接至在当前充电状态中不低的那些 电池单元80a-e或605a-e(即电池具有高于低电压电池的当前充电状态）的各个晶体管(例 如晶体管265a-f)。监控微处理器开始带有高当前充电状态的电池单元80a-e或605a-e的 受控放电。例如，监控微处理器将控制从平衡的电池单元80a-e或605a-e流经各个晶体管 的小放电电流。在整个受控的放电过程中，监控微处理器将继续进行电池单元80a-e或 605a-e的电压测量。当具有较高充电状态的电池单元80a-e或605a-e的当前充电状态被降 低到大约等于先前的低电压电池时，监控微处理器将结束受控的放电过程。
[0186] 在一些结构中，监控微处理器利用受控放电过程来驱动指示器，例如使燃料计155 上的所有LED 170a-d闪烁。在运种结构中，例如，闪烁的LED 179a-d向操作者或用户指示出 电池50或600被停止和/或正在重新平衡80a-e或605a-e的过程中。
[0187] 电池50的另一示意性框图在图28中示出。在一些结构中，电路130包含诸如识别电 阻器750的电子元件，且识别电阻器750可W具有设定的电阻。在其它结构中，电子元件可W 是电容器、电感器、晶体管、半导电元件、电路或其它带有电阻或能够发送电信号的元件，例 如微处理器、数字逻辑元件等。在示出的结构中，识别电阻器750的电阻值可W根据电池50 的特性(例如电池单元80的标称电压和化学物质）来选择。感测终端120可W电连接至识别 电阻器750。
[0188] 如在图28中示意性地示出的电池50可W电连接至诸如电池充电器820(同样示意 性地示出）的电气设备，W接收或传输能量。电池充电器820可W包含正极终端825、负极终 端828和感测终端830。电池充电器820的每个终端820、828、830(分别）电连接至电池50的对 应终端110、115、120。电池充电器820还包含带有电子元件的电路，例如第一电阻器835、第 二电阻器840、固态电器件或半导体855、比较器860和处理器或微处理器(未示出）。在一些 结构中，半导体855可W包含能够在饱和或"打开"状态下运行和能够在断开或"关闭"状态 下运行的晶体管。在一些结构中，比较器860可W是专用电压监控器件、微处理器或处理单 元。在其它结构中，比较器860可W包含在微控制器(未示出）内。
[0189] 在一些结构中，微控制器(未示出）可W编成为能够识别电池50内的电元件(例如 识别电阻器750)的电阻值。微控制器还可W编成为能够确定电池50的一个或多个特性，例 如电池50的电池化学物质和标称电压。如上所述，识别电阻器750的电阻值可W与一个或多 个确定电池特性关联的专用值对应。例如，识别电阻器750的电阻值可W包含在与电池50的 化学物质和标称电压对应的电阻值范围内。
[0190] 在一些结构中，微控制器可W编成为能够识别出识别电阻器750的多个电阻范围。 在运些结构中，每个范围与一个电池化学物质（例如NiCd、NiMH、Li-ion等)对应。在一些结 构中，微控制器能够识别出附加的电阻范围，每个均与另一电池化学物质或另一电池特性 对应。
[0191] 在一些结构中，微控制器可W编成为能够识别出多个电压范围。包含在运些电压 范围内的电压可W依赖于或对应于识别电阻器750的电阻值，使得微控制器能够根据所测 量到的电压来确定电阻器750的电阻值。
[0192] 在一些结构中，识别电阻器750的电阻值还可W选择为对于电池50的每个可行标 称电压值都是唯一的。例如，在一个电阻值范围内，第一专用电阻值可W与21V的标称电压 对应，第二专用电阻值可W与16.8V的标称电压对应，而第S专用电阻值可W与12.6V的标 称电压对应。在一些结构中，可W有更多或较少的专用电阻值，每个均对应于与该电阻范围 关联的电池50的可能的标称电压。
[0193] 在示例性实施例中，电池50电连接至电池充电器820。为了识别第一电池特性，半 导体855在附加电路(未示出）的控制之下切换到"打开"状态。当半导体855处于"打开"状态 时，识别电阻器750和电阻器835和840构成电压分压网络。该网络在第一参考点875确立电 压Va。如果电阻器840的电阻值大大低于电阻器835的电阻值，那么电压Va将依赖于识别电阻 器750和电阻器840的电阻值。在该实施例中，电压Va处于由识别电阻器750的电阻值确定的 范围。微控制器(未示出）在第一参考点875上测量电压Va,并根据电压Va来确定识别电阻器 750的电阻值。在一些结构中，微控制器把电压Va与多个电压范围进行比较，W确定出电池 特性。
[0194] 在一些结构中，将被识别出的第一电池特性可W包含电池化学物质。例如，任一低 于150k欧姆的电阻值可W表示电池50带有NiCd或NiMH的化学物质，而任一大约150k欧姆或 W上的电阻值可W表示电池50带有Li或Li-ion的化学物质。当微控制器确定和识别出电池 50的化学物质时，可W选择合适的充电算法或方法。在其它结构中，有多个电阻范围，每个 均对应于非上述示例中的另一电池化学物质。
[01%]继续讨论运个示例性实施例，为了识别第二电池特性，半导体855在附加电路的控 制之下切换到"关闭"状态。当半导体855切换到"关闭"状态时，识别电阻器750和电阻器835 构成电压分压网络。现在，在第一参考点875上的电压Va通过识别电阻器750和电阻器835的 电阻值来确定。识别电阻器750的电阻值选择为使在第二参考点880上的电压Vbatt基本等于 电池50的标称电压，使在第一参考点875上的电压Va基本等于在第S参考点885上的电压 Vref。如果在第一参考点875上的电压Va超过在第；参考点885上的固定电压Vref,比较器860 的输出Vout改变其状态。在一些结构中，该输出Vout可W用于终止充电或作为开始附加功能 的指示符，例如维护程序、平衡程序、放电功能、附近放电方案等。在一些结构中，电压Vout可 W是固定参考电压。
[0196] 在一些结构中，将被识别出的第二电池特性可W包含电池50的标称电压。例如，用 于计算识别电阻器750的电阻值的一般公式可W是：
[0197]
[019引共T Ki日日足识別电狙器750的电阻值，Ri3日是电阻器835的电阻值，Vbatt是电池50的 标称电压，而Vref是固定电压，例如大约2.5V。例如，在对于裡离子(上面所设定的）的电阻值 范围内，用于识别电阻器750的大约150k欧姆的电阻值可W对应于大约21V的标称电压，大 约194k欧姆的电阻值可W对应于大约16.8V的标称电压，大约274.化欧姆的电阻值可W对 应于大约12.6V的标称电压。在其它结构中，更多或较少的专用电阻值可W对应于附加或不 同的电池组标称电压值。
[0199] 在示出的结构中，识别电阻器750和第=参考点885可W都被放置在电流感测电阻 器890的"高"端。当出现充电电流时，W运种方式放置识别电阻器750和第=参考点885可W 减缓Va和Vre记间的任何相关的电压波动。如果识别电阻器750和第立参考点885被引用到 地895，且充电电流被施加到电池50上，电压波动可能出现在电压Va上。
[0200] 在一些结构中，电池充电器820还可W包含充电器控制功能。如上所述，当电压Va 基本等于电压Vref时（表不电压Vbatt等于电池50的标称电压），比较器860的输出Vout改变状 态。在一些结构中，当比较器860的输出Vout改变状态时，不再向电池50提供充电电流。一旦 充电电流被中断时，电池电压Vbatt开始下降。当电压Vbatt达到下阔值时，比较器860的输出 Vout再次改变状态。在一些结构中，电压Vbatt的下阔值由滞后电阻器898的电阻值确定。当比 较器860的输出Vout再次改变状态时，充电电流再次建立。在一些结构中，该循环重复由微控 制器预先设定的次数或重复由比较器860作出的一定状态改变次数。在一些结构中，该循环 一直重复直到电池50从电池充电器820上移去。
[0201] 在一些结构和一些方面中，电池50的电路130也可W指示出一个或多个电池特性。 在一些结构中，电池特性包含例如电池50的标称电压和溫度。电路130包含电识别元件或识 别电阻器910、溫度感测器件或热敏电阻器914、第一限流器件或保护性二极管918、第二限 流器件或保护性二极管922W及电容器926。识别电阻器910带有与一个或多个确定电池特 性对应的固定电阻值。在一些结构中，识别电阻器910的电阻值对应于电池50或电池单元80 的标称电压。在一些结构中，该电阻值对应于电池50的化学物质。在一些结构中，该电阻值 对应于两个或多个电池特性或对应于不同的电池特性。热敏电阻器914的电阻值表示电池 单元80的溫度，且随着电池单元80溫度的改变而改变。感测终端930电连接至电路130。
[0202] 如在图29中示意性地示出的，电池50电连接至诸如电池充电器942(同样示意性地 示出）的电气设备。电池充电器942包含正极终端946、负极终端950和感测终端954。与在图 28中示出的电池50和电池充电器820的方式类似，电池50的正极终端934、负极终端938和感 测终端930分别电连接至电池充电器942的正极终端946、负极终端950和感测终端954。电池 充电器942还包含诸如控制器件、处理器、微控制器或控制器958的控制电路和电子元件或 电阻器962。
[0203] 电池50和电池充电器942的运行将参考图29和30A-B进行讨论。在一些结构中，当 电池50电连接至电池充电器942,且电容器926开始放电时，控制器958把第一参考点964上 的电压Va升高至大约第一阔值。在一些结构中，第一阔值是大约5V。如图30A中所示，控制器 958大约在时间Tl时把电压Va升高至第一阔值。
[0204] 当第一阔值被应用到第一参考点964上时，在电池50和电池充电器942内建立第一 电流路径。第一电流路径包含电阻器962、电容器926、第一二极管918和识别电阻器910。当 电压Va大约升高到第一阔值时，控制器958测量第二参考点966上的电压VouT。第二参考点 966上的电压Vout很快升高到由电压分压网络确立的电压上，电压分压网络由识别电阻器 910、电阻器962W及正向电压下降通过的二极管918组成。在一些结构中，电压Vout的范围将 从大约OV到微小于电压Va。如图30B中所示，大约在时间T2上电压Vout出现升高，且控制器958 大约在时间T2或时间T2稍后时测量电压Vout。在一些结构中，时间Ts大约等于时间Ti。在一些 结构中，几乎在时间Tl之后立即出现时间T2。时间T2可根据测量容差而较晚出现。
[0205] 在一种结构中，由控制器958测量的电压Vout对应于用于识别电阻器910的电阻值。 该电阻值对应于电池50的标称电压。在一些结构中，随着识别电阻器910电阻值的降低，电 压Vout也跟着升高。
[0206] 在示出的结构中，当电容器926被充满电时，电压Vout最后基本升高到电压Va。在电 容器926被充满电后，控制器958把第一参考点964上的电压Va降低至第二阔值。在一些结构 中，第二阔值是大约0V。如图30A所示，控制器958大约在时间T3上把电压Va降低到第二阔值。
[0207] 当第二阔值被应用到第一参考点964上时，在电池50和电池充电器942内建立第二 电流路径。第二电流路径包含电阻器962、电容器926、第二二极管922和热敏电阻器914。当 电压Va降低到大约第二阔值时，控制器958再次测量第二参考点966上的电压VouT。第二参考 点966上的电压Vout很快降低到由电压分压网络确立的电压上，电压分压网络由热敏电阻器 914、电阻器962W及正向电压下降通过的二极管922组成。在一些结构中，电压Vout的范围将 从大约OV到微小于电压Va。如图30B中所示，大约在时间T4上电压Vout出现下降，且控制器958 大约在时间T4或时间T4稍后时测量电压Vout。在一些结构中，时间Ta大约等于时间Ts。在一些 结构中，几乎在时间T3之后立即出现时间T4。在一些结构中，时间T4可根据测量容差而较晚 出现。
[020引在一种结构中，由控制器958在时间T4上测量的电压Vout对应于用于热敏电阻器 914的电阻值。该电阻值对应于电池50的溫度。在一些结构中，随着热敏电阻器914电阻值的 下降，电压Vout增加。
[0209] 在一些结构中，电容器926提供D邱且挡功能。电容器926防止现有电池充电器(例如 不能识别诸如裡或裡离子化学物质等较新的电动工具电池化学物质的电池充电器，W及不 带有用于运种较新的化学物质所需的对应充电算法的电池充电器)能够对带有电路130的 电池组进行充电。
[0210] 现有电动工具电池968在图31中示意性地示出，且电池970的另一种结构在图32中 示意性地示出。参考图31-34,另一电池充电系统同时包含体现本发明的各个方面的电池 968和970、现有电池充电器972(如图33所示)和电池充电器974 (如图34所示）。
[0211] 参考图31，现有电池968包含均带有一种化学物质和提供一种标称电压的一个或 多个电池单元976。典型地，电池单元976的化学物质通常是铅酸、NiCd或NiMH。电池单元976 包含正极端978和负极端980。正极终端982电连接至电池单元976的正极端978,而负极终端 984电连接至电池单元976的负极端。
[0212] 电池968还包含电子元件或热敏电阻器986。热敏电阻器986的电阻值表示电池单 元976的溫度，且随电池单元976溫度的变化而变化。在一些结构中，热敏电阻器986的电阻 值被包含在电阻值的第一范围内。现有电池充电器972能够识别出处于第一范围内的热敏 电阻器986的电阻值，且相应地对现有电池968进行充电。例如，电阻值的第一范围包含大约 等于和小于130k欧姆的电阻值。如果热敏电阻器986的电阻值没有包含在电阻值的第一范 围内，现有电池充电器972不能对现有电池968进行充电。现有电池968还包含电连接至热敏 电阻器986的感测终端988。
[0213] 如图32所示，电池970包含均带有一种电池970的化学物质和提供一种标称电压的 一个或多个电池单元990。通常地，电池单元990的化学物质包含例如裡、裡离子或另一基于 裡的化学物质。电池单元990包含正极端992和负极端993。正极终端994电连接至电池单元 990的正极端992,而负极终端995电连接至电池单元990的负极端993。
[0214] 电池970还包含两个感测终端996和997。第一感测终端996电连接至第一电元件或 识别电阻器998,而第二感测终端997电连接至第二电元件或溫度感测器件或热敏电阻器 999。在一些结构中，识别电阻器998的电阻值没有被包含在可由现有电池充电器972识别的 电阻值的第一范围内。例如，识别电阻器998的电阻值大约等于或大于于150k欧姆。热敏电 阻器986的电阻值表示电池单元990的溫度，且随电池单元990溫度的变化而变化。
[0215] 如图34所示且在大部分结构中，电池充电器974包含正极终端1001、负极终端 1002、第一感测终端1003和第二感测终端1004。电池充电器974的第一感测终端1003或者电 连接至电池970的第一感测终端996,或者电连接至现有电池968的感测终端988。
[0216] 如图33所示且在大部分结构中，现有电池充电器972包含正极终端1005、负极终端 1006和感测终端1007。现有电池充电器972的感测终端1007或者电连接至电池970的第一感 测终端996或者电连接至现有电池968的感测终端988。
[0217] 当现有电池968电连接至电池充电器974时，电池充电器974的第二感测终端1004 没有电连接至任何电池终端。在一些结构中，包含在新的电池充电器974内的控制器件、微 处理器、微控制器或控制器1008通过第一感测终端1003来确定热敏电阻器986的电阻值，并 把电池968识别为带有NiCd或NiMH化学物质。控制器1008根据电池968的化学物质和溫度来 选择适用于现有电池968的充电方法或算法。电池充电器974相应地对现有电池968进行充 电。
[021引当电池970电连接至电池充电器974时，电池充电器974的第二感测终端1004电连 接至电池970的第二感测终端997。在一些结构中，控制器1008确定识别电阻器998的电阻 值，并把电池970识别为带有例如裡、裡离子或其它基于裡的化学物质。例如，识别电阻器 998的大约或大于150k欧姆的电阻值对应于裡、裡离子或其它基于裡的化学物质。
[0219] 在一些结构中，识别电阻器998的电阻值进一步根据电池970的标称电压来选择。 例如，识别电阻器998的大约150k欧姆的电阻值表示电池970具有大约21V的标称电压。大约 300k欧姆的电阻值对应于大约16.8V的标称电压，而大约450k欧姆的电阻值对应于大约 12.6V的标称电压。在一些结构中，随着识别电阻器998电阻值的升高，电池970的标称电压 下降。在一些结构中，控制器1008还确定热敏电阻器385的电阻值。控制器1008根据电池970 的化学物质、标称电压和/或溫度来选择适用于电池970的充电方法或算法。电池充电器974 相应地对电池970进行充电。
[0220] 当现有电池968电连接至现有电池充电器972时，电池充电器972的感测终端1007 电连接至现有电池968的感测终端988。在一些结构中，如果热敏电阻器986的电阻值包含在 电阻值的第一范围内，包含在现有电池充电器972内的微控制器1009确定热敏电阻器986的 电阻值，并把电池968识别为带有例如NiCd或NiMH化学物质。现有电池充电器972根据热敏 电阻器968的电阻值来确定现有电池968的溫度，并根据其溫度来选择适用于电池968的充 电方法或算法。电池充电器972相应地对现有电池968进行充电。
[0221] 当电池970电连接至电池充电器974时，现有电池充电器972的感测终端1007电连 接至电池970的第一感测终端996。电池充电器970的第二感测终端997没有电连接至现有电 池充电器972的任何电池充电器终端。在一些结构中，微控制器1009确定识别电阻器998的 电阻值。在一些结构中，识别电阻器998的电阻值没有包含在由微控制器1009识别出的电阻 值的第一范围内。由于微控制器1009不能识别电池970,现有电池充电器972没有执行充电 方法或算法。电池970被电阻挡或"锁住"，不能被由现有电池充电器972充电。
[0222] 另一体现本发明的各个方面的电池1030在图35-37、40-41、48A和49-52中示出。电 池1030可W类似于图1-5中所示的电池50。例如，电池1030可W连接至诸如无绳电动工具 1034(如图48A所示）的电气设备或装置，W有选择地驱动电动工具1034。电池1030可W从电 动工具1034移去，且可W被电池充电器1038(如图40-44所示)再充电。
[0223] 如图35-37所示，电池1030可W包含外壳1042和至少一个由外壳1042支撑的可再 充电的电池单元1046(在图41中示意性地示出）。在示出的结构中，电池1030可W是包含五 个串联连接的大约3.6V电池单元1046(-个已示出）的18V电池组或包含五个串联连接的大 约4.2V电池单元1046(-个已示出）的21V电池组。在其它结构(未示出）中，电池1030可W具 有另一标称电池电压，例如9.6￥、12￥、14.4￥、24￥、28￥等，^驱动电气装置和被电池充电器 1038充电。应当理解，在其它结构(未示出）中，电池单元1046可W具有不同的标称电池单元 电压和/或在另一结构中可W例如并联连接或并联/串联连接。
[0224] 电池单元1046是任何可再充电的电池单元化学类型，例如儀儒（NiCd)、儀氨 (NiMH)、裡化i)、裡离子化i-ion)、其它基于裡的化学物质、其它可再充电的电池单元化学 物质等。在示出的结构中，电池单元1046是裡离子电池单元。
[0225] 外壳1042能够提供支撑部分1050,用于支撑在诸如电动工具10%或电池充电器 1038上的电池1030。在示出的结构中，支撑部分1050能够提供C形横截面(参见图37)，它可 W连接至电气设备上互补的T形横截面支撑部分。如图35-37所示，支撑部分1050可W包含 沿支撑轴1058延伸且定义凹槽1062的横杆1054。还可W提供中间脊1066, W与电气设备支 撑部分的表面接合。槽1070(参考图35-36)可W定义在脊1066内，使得脊1066具有横向外伸 出的部分1072。
[02%] 电池1030还可W包含（参见图35-37)锁定组件1074,它可W把电池1030锁定在电 气设备上，例如锁定在电动工具10%和/或电池充电器1038上。在一些结构中，锁定组件 1034可W包含能够在锁定位置和非锁定位置之间移动的锁定件1078,在锁定位置上，锁定 件1078与电气设备上的对应锁定件接合，W把电池1030锁定在电气设备上。锁定组件1074 还可W包含致动器1082,用于在锁定位置和非锁定位置之间移动锁定件1078。偏移件(未示 出）能够使锁定件1078偏移向锁定位置。
[0227] 电池1030还可W包含(参见图35-39和41)接线板1086,可W把电池单元1046电连 接至电气设备内的电路。接线板1086可W包含(参见图35-37)由外壳1042提供的终端外壳 1090。在示出的结构和一些方面中，可W在终端外壳1090内提供窗口或开口 1094。接线板 1086可W包含（参见图35、37-39和41)正极电池终端1098、接地终端1102、第一感测终端 1106和第二感测终端1110。如图41中示意性的示出，终端1098和1102连接至一个电池单元 或多个电池单元1046的相反末端。
[0228] 感测终端1106和1110可W分别连接至连接在电池1030的电路内的电元件1114和 1118。感测终端1106和1110传输有关电池1030的信息至电气设备。例如，一个连接至感测终 端1106的电元件(例如电元件1114)可W是诸如电阻器的识别元件，W传输对电池1030的特 性(例如电池单元1046的化学物质、电池1030的标称电压等）的识别信息。其它连接至感测 终端1110的电元件(例如电元件1118)可W是溫度感测器件或热敏电阻器，W传输电池1030 和/或电池单元1046的溫度。
[0229] 在其它结构中，电子元件1114和1118可W是其它能够生成电信号的合适的电子元 件，例如微处理器、控制器、数字逻辑元件等，或者电元件1114和1118可W是其它合适的无 源电元件，例如电阻器、电容器、感应器、二极管等。
[0230] 应当理解，在其它结构（未示出）中，电子元件1114和1118可W是其它类型的电子 元件，且可W传输有关电池1030和/或电池单元1046的其它特性或信息。应当理解，用于与 电子元件1114和1118的"传递"（communication)和"通信"（communicate)"还可W函盖具有 或处于由感测器或能够确定电元件1114和/或1118的情况或状态的器件感测到的情况或状 态的电元件1114和/或1118。
[0231] 如图39所示，终端1098、1102和1106可W分别被定向在基本互相平行的面Pi、P2和 P3上。终端1110可W定向在面P4上，在示出的结构中，面P4与所有其它面Pl、P2和P3中的至少 一个不平行。在一种结构中，面P4可W与面Pi、P2和P3垂直。终端1098、1102、1106和1110可W 沿各个轴Al、As、A沸Aa延伸,且在不出的结构中，终端轴41、As、As和Aa平化于(参见图35和37) 支撑轴1058。
[0232] 如图40-44所示，体现本发明的各个方面的电池充电器1038可W连接至电池1030 (如图40所示），且可W对电池1030充电。电池充电器1038可W包含充电器外壳1122和由外 壳1122支撑的充电电路1126(在图41中示意性地示出），并可W连接至电源(未示出）。充电 电路1126可W连接至电池1030的接线板1086(在图41中示意性地示出），且可W操作用于传 输功率至电池1030，W对电池单元1046进行充电。
[0233] 在一些结构和一些方面，充电电路1126能够操作于W在2002年9月24日出版的美 国专利No . 6，456，035和于2001年4月24日出版的美国专利No. 6，222，343(结合在此作为参 考）中所描述的相同方式对电池1030进行充电。在其它结构中，充电电路1126能够操作于W 在2003年1月17日提交的且序列号为60/440，692的美国临时申请(所有的内容结合在此作 为参考)中所描述的相同方式对电池1030进行充电。
[0234] 如图42-44所示，外壳1122可W提供用于支撑电池1030的电池支撑部分1130。支撑 部分1130可W带有(参见图42)-般T形横截面，它与电池1030的支撑部分1050的C形横截面 互补。支撑部分1130可W包含（参见图42-44)沿支撑轴1138延伸且定义凹槽1142的横杆 1134。该支撑部分1130还可W包含与脊1066接合的表面1146。
[0235] 突出部分或肋1150可W从表面1146延伸。当电池1030被放置在支撑部分1130上 时，肋1150能够大致横向地与锁定件1078对准，W把锁定件1078固定在锁定位置上。在一种 结构中，肋1150被放低W确保肋1150不与电池1030的支撑部分1050上的脊1066接合，阻止 电池1030被连接至电池充电器1038。
[0236] 电池充电器1038还可W包含（参见图41-47)接线板1154,它可W操作于把充电电 路1126电连接至电池1030的接线板1086(如图41中的示意性示出）。如图42-44和46-47所 示，接线板1154可W包含由支撑部分1130提供的终端外壳1158。接线板1154还可W包含(参 见图41-47)正极终端1162、负极终端1166、第一感测终端1170和第二感测终端1174。充电器 终端1162、1166、1170和1174可W分别连接到电池终端1098、1102、1106和1110(如图41中示 意性的示出）。
[0237] 充电器终端1162、1166、1170和1174可W连接至充电电路1126。充电电路1126可W 包含用于控制电池1030的充电的微控制器1178。微控制器1178能够操作于感测电池1030的 电子元件1114和1118的情况或状态或与其通信，W识别电池1030的一个或多个特性和/或 情况，例如电池1030的标称电压、电池单元1046的化学物质、电池1030和/或电池单元1046 的溫度等。根据控制器1178所作出的判断，控制器1178能够控制充电电路1126，W正确地对 电池1030进行充电。
[0238] 如图35、37-39所示，电池终端1098、1102和1106可W是凸的叶片(male blade)终 端。如图42所示，充电器终端1162U166和1170可W是凹形终端，其能够操作于接收凸的叶 片终端1098、1102和1106。电池终端1110(参见图35-39)和充电器终端1174(参见图42-44) 能够提供悬臂（cantilever)弹黃式的接合。在示出的结构中（参见图42-44)，充电器终端 1174能够W基本垂直于支撑轴1138的方向延伸，W提供倾斜的结合和与电池终端1110接 触。
[0239] 电池1030可W连接至诸如电动工具1034(如图48A所示）的电气装置，W驱动工具 1034。电动工具1034包含外壳1182, W支撑由电池1030选择性地驱动的电动马达1184(示意 性的示出）。外壳1182能够提供在其上面支撑电池1030的支撑部分1186(参见图48B)。支撑 部分1186具有一般T形横截面，其与电池1030的支撑部分1050的C形横截面互补。支撑部分 1186还定义了锁定槽1188(示出一个），在其里面，锁定件1078可W用于把电池1030锁定在 电动工具1034上。
[0240] 电动工具1034还可W包含可连接至电池1030的接线板1086的接线板1190(部分在 图48B中示出），因此能量可W从电池1030传输到电动工具10%。在示出的结构中，接线板 1190可W包含分别连接电池1030的终端1098和1102的正极终端1194和负极终端1198。
[0241] 应当理解，在其它结构（未示出）中，接线板1190可W包含可连接至感测终端1106 和/或1110的附加终端(未示出），W使有关电池1030的信息(例如电池1030的一个或多个特 性和/或电池1030的情况)可W被传输至电动工具1034或由其感测。在运种结构中，电动工 具1034可W包含控制器(未示出），W判断有关电池1030的已被传输或感测的信息，并根据 运些信息来控制电动工具的运行。
[0242] 体现本发明的各个方面的电池1030A的替换结构在图53-56中示出。相同的组件带 有相同的参考字符"A"。
[0243] 如图53-56所示，电池1030A可W包含支撑一个或多个电池单元(未示出，但类似于 电池单元1046)的外壳1042A。电池1030A可W包含具有一般C形横截面的支撑部分1050A(参 见图56)，它与电池充电器1038的支撑部分1130(参见图42) W及电动工具1034的支撑部分 1186(参见图48B)互补，W使电池1030A可W连接至电池充电器1038和电动工具1034。
[0244] 如图53-56所示，支撑部分1050A可W包含脊1066A。如图55所示，脊1066A可W延伸 至一个横向侧(图55中较低的横向侧），W提供横的向外伸出的部分1072A。
[0245] 对于一些结构和一些部分，电池1030A的附加独立特性、结构和运行在上面被更加 详细地描述。
[0246] 当电池1030A被放在电池充电器1038的支撑部分1130上时，较低的肋1150(如图42 所示）没有与电池1030A的支撑部分1050A上的脊1066A的延伸的部分1072A接合，因此电池 1030A被阻止连接至电池充电器1038。
[0247] 图57-61示出了现有电池1230。电池1230可W包含外壳1242和至少一个由外壳 1242支撑的可再充电的电池单元1246(在61中示意性地示出）。在示出的结构中，电池1230 可W是包含15个串联连接的大约1.2V电池单元1246的18V电池组。在其它结构(未示出）中， 电池1230可W具有另一标称电池电压(例如9.6￥、12￥、14.4￥、24￥等）^驱动电气装置和由 电池充电器1038充电。应当理解，在其它结构(未示出）中，电池单元1246可W具有不同的标 称电池单元电压和/或在另一结构中可W例如并联连接或并联/串联连接。电池单元1246是 任何可再充电的电池化学类型，例如NiCd或NiMH。
[0248] 如图57-60所示，外壳1242能够提供支撑部分1250,用于支撑在诸如电动工具1034 (在图48中示出）或电池充电器1038(在图42中示出）上的电池1230。在示出的结构中，支撑 部分1250能够提供C形横截面(参见图60)，它可W连接至电气设备上的补充性T形横截面支 撑部分(在电动工具1034上的支撑部分1186(在图48B中示出）和在电池充电器1038上的支 撑部分1130(在图42中示出））。如图57-60所示，支撑部分1250可W包含沿支撑轴1258延伸 且定义凹槽1262的横杆1254,可W提供中间脊1266, W与电气设备支撑部分的表面接合。该 脊1266可W带有基本的线性且未被中断的横向表面1272。脊1266没有提供横向外伸出的部 分（如电池1030的延伸的部分1072(在图36中示出）或如电池1030A的延伸的部分1072A(在 图55中示出））。
[0249] 电池1230还可W包含（参见图57-60)锁定组件1274,它可W把电池1230锁定在电 气设备上，例如锁定在电动工具1034(在图48A中示出）和/或电池充电器上。锁定组件1274 可W包含(参见图57-60)能够在锁定位置和非锁定位置之间移动的锁定件1278,在锁定位 置上，锁定件1278与电气设备上的对应锁定件(例如电动工具1034上的锁定槽1188)接合， W把电池1230锁定在电气设备上。锁定组件1274还可W包含致动器1282,用于在锁定位置 和非锁定位置之间移动锁定件1278。偏移件(未示出）能够使锁定件1278偏移向锁定位置。
[0250] 电池1030可W包含(参见图58和60)接线板1286,其可操作于把电池单元1246电连 接至电气设备内的电路。接线板1286可W包含由外壳1242提供的终端外壳1290。接线板 1286可W包含正极电池终端1287、接地终端1302和感测终端1306。如图58和60所示，终端 1298、1302和感测终端1306固定在基本互相平行的面内，且沿平行于支撑轴1258的各个轴 延伸。
[0251] 如图61中示意性的示出，终端1298和1302连接至一个电池单元或一系列电池单元 1046的相反末端。感测终端1306可W连接至连接在电池1230的电路内的电子元件1314。在 示出的结构中，电子元件1314可W是溫度感测器件或热敏电阻器，W传输电池1230和/或电 池元件1246的溫度。
[0252] 如图61中示意性的示出，电池1230可W连接至电池充电器1038,且电池充电器 1038可W操作于对电池1230充电。电池终端1298、1302和1306可W分别连接至=个充电器 终端1162、1166和1170。微控制器1178能够识别电池1230(或确定电池1230不是电池1030或 是电池1030A)并识别电子元件1314或热敏电阻器的情况，W感测电池1230的溫度。微控制 器1178能够控制电池1230的充电。
[0253] 电池1230可W被支撑在电池充电器1038的支撑部分1130上。肋1150(在图42中示 出）可W没有与电池1230的支撑部分1250上的脊1266(在图57-60中示出）接合，因此电池 1230被阻止连接至电池充电器1038。
[0254] 电池1230可W连接至诸如电动工具1034(在图48A中示出）的电气装置，W驱动电 动工具1034。电池1230可W被支撑在电动工具1034(在图48B中示出）的支撑部分1186上，且 可W连接至马达1184(在图48A中示意性地示出），W驱动马达1184。
[0巧日]图62-65示出了另一种电池充电器1338。电池充电器1338可W包含充电器外壳 1342和由外壳1342支撑的充电电路1346(在图65中示意性地示出），并可W连接至电源（未 示出）。充电电路1346可W连接至电池1230的接线板1286,且可W传输功率至电池1230, W 对电池单元1246进行充电。
[0256] 如图62-64所示，外壳1342可W提供用于支撑电池1230的电池支撑部分1350。支撑 部分1350可W具有(参见图62)-般T形横截面，它与电池1230的支撑部分1250(参见图60) 的C形横截面互补。该支撑部分1350可W包含(参见图62-64)沿支撑轴1358延伸且定义凹槽 1362的横杆1354。支撑部分1350还可W包含与脊1266接合的表面1366。
[0257] 突出部分或肋1370可W从表面1366延伸。肋1370从表面1366(参见图43-44)延伸 的距离可W比肋1150从电池充电器1038的表面1146延伸得更远。当电池1230被放置在支撑 部分1350上时，肋1370沿脊1266的边缘倾斜(参见图59 )，W使电池1230可W连接至电池充 电器1338。电池1230的脊1266在横向上比电池1030的脊1066可W更窄，且可W不包含伸出 的部分1072。
[0258] 如果62-65所示，电池充电器1338还可W包含接线板1374,它可W把充电电路1346 电连接至电池1230的接线板1286。接线板1374可W包含由支撑部分1350提供的终端外壳 1378(参见图62-64)。接线板1374还可W包含正极电池终端1382、负极终端1386和感测终端 1390。如图65中示意性的示出，充电器终端1382、1386和1390可W分别连接电池终端1298、 13022和1306。
[0259] 充电电路1346可W包含用于控制电池1230的充电的微控制器1394。控制器1394通 过感测电子元件1314或热敏电阻器的情况来确定电池1230的溫度。根据控制器1394所作出 的判断，控制器1394能够控制充电电路1346，W正确地对电池1230充电。
[0260] 在示例性实施例中，如果用户试图连接电池1030至电池充电器1338,电池充电器 1338的一部分，例如向上伸出的肋1370(在图62中示出），可W阻止电池1030被连接至电池 充电器1338。当电池1030被放在支撑部分1350上时，肋1370与电池1030的支撑部分1050上 的脊1066的横向加宽的延伸的部分1072接合(在图36中示出），W阻止电池1030被完全连接 至电池充电器1338。肋1370被放在支撑部分1370上，W使电池1030的接线板1086没有与充 电器1338的接线板1374连接。
[0261] 在一些方面中，本发明提供了带有附加的通信或感测路径的诸如电池1030或 1030A的电池和/或诸如电池充电器1038的电池充电器。在一些方面中，本发明提供了能够 对带有附加的通信或感测路径的电池组(例如电池1030或1030A)和不带有附加的通信或感 测路径的电池组(例如电池1230)进行充电的充电器(例如充电器1038)。在一些方面中，本 发明提供了"机械锁定"，W防止诸如电池1030或1030A的电池被连接至诸如现有充电器 1338的充电器，同时诸如电池1030或1030A的电池可W与对应的现有电气设备(例如电动工 具1034)-起使用。
[0262]上面所描述和在图中所示出的结构是W示例的方式示出的且不作为对本发明的 概念和原理的限制。同样，本领域的普通技术人员应当理解，在不背离所附权利要求所定义 的本发明的精神和范围的情况下，各种在组件及其结构和排列方式上的改变都是可行的。
【主权项】
1. 一种电池组，被设置成与电动工具连接，所述电池组包括： 外壳； 具有电压的电池单元，功率可在所述电池单元和所述电动工具之间传输，所述电池单 元具有基于锂的电池化学物质； 控制器，能操作用于控制所述电池组的功能，所述控制器要求电压等于和/或大于工作 电压阈值以运行，所述电池单元能操作用于有选择地提供电压至所述控制器；以及 电路，该电路能操作用于当由所述电池单元提供到所述控制器的电压低于所述控制器 的工作电压阈值时使控制器运行。2. 如权利要求1所述的电池组，其中所述电路能操作于提供电压至所述控制器，以使得 提供至所述控制器的电压等于和/或大于工作电压阈值。3. 如权利要求2所述的电池组，其中所述电路包括升压电路，该升压电路能操作于把由 所述电池单元提供的电压提高到等于和/或大于所述工作电压阈值。4. 如权利要求2所述的电池组，其中所述电路包括提供电压至所述控制器的电源，以使 得提供至所述控制器的电压等于和/或大于所述工作电压阈值，该电源不能操作于提供功 率至所述电动工具。5. 如权利要求4所述的电池组，其中所述电源包括能操作于提供电压至所述控制器的 功率元件，以使得提供至所述控制器的电压等于和/或大于所述工作电压阈值。6. 如权利要求5所述的电池组，其中所述功率元件包括电容器。7. 如权利要求5所述的电池组，其中所述功率元件包括电池单元。8. 如权利要求1所述的电池组，其中所述电池单元具有锂离子电池化学物质。9. 如权利要求8所述的电池组，其中所述电池单元具有锂锰电池化学物质。10. -种执行含有电池组的运行的方法，所述方法包括下列步骤： 以第一监测率来监测第一电池组情况； 判断第二电池组情况何时达到阈值； 在第二电池组情况达到阈值之后，以第二监测率来监测第一电池组情况，第二监测率 不同于第一监测率。11. 如权利要求10所述的方法，其中，当第二电池组情况是等于和/或大于该阈值时，执 行所述第一监测步骤。12. 如权利要求10所述的方法，其中，当第二电池组情况是等于和/或小于该阈值时，执 行所述第二监测步骤。13. 如权利要求10所述的方法，其中所述第一电池组情况是电池组电压。14. 如权利要求10所述的方法，其中所述第二电池组情况是电池组电压。15. 如权利要求10所述的方法，其中所述第一电池组情况和第二电池组情况是相同的 电池组情况。16. 如权利要求15所述的方法，其中所述第一电池组情况和第二电池组情况是电池组 电压。17. 如权利要求10所述的方法，其中所述第一监测率慢于所述第二监测率。18. 如权利要求10所述的方法，其中所述第二监测率快于第一监测率。19. 如权利要求10所述的方法，且进一步包括在电池组和电气设备之间传输功率的步 骤。20. 如权利要求19所述的方法，其中所述传输步骤包括从电池组提供功率至电气设备 的步骤，以运行所述电气设备。21. 如权利要求20所述的方法，且进一步包括下列步骤： 判断第二电池组情况何时达到第二阈值；以及 中断从电池组到电气设备的功率供应，以中断电气设备的运行。22. 如权利要求10所述的方法，其中所述电池组包括电池单元，且其中所述第一电池组 情况是电池单元电压。23. 如权利要求10所述的方法，其中所述电池组包括电池单元，且其中所述第二电池组 情况是电池单元电压。24. 如权利要求10所述的方法，且进一步包括连接控制器至电池组的步骤，该控制器执 行监测步骤和判断步骤。25. 如权利要求10所述的方法，其中所述电池组是电动工具电池组，且其中所述方法进 一步包括连接电池组至电动工具的步骤。26. 如权利要求10所述的方法，其中，第一监测率和第二监测率中的至少一个是固定监 测率。27. 如权利要求10所述的方法，其中所述第一监测率是大约1次测量/每秒。28. 如权利要求27所述的方法，其中所述第二监测率是大约100次测量/每秒。29. 如权利要求10所述的方法，其中，第一监测率和第二监测率中的至少一个是可变监 测率。30. 如权利要求29所述的方法，且进一步包括判断可变监测率的步骤。31. 如权利要求30所述的方法，其中判断可变监测率的步骤包括根据第一电池组情况 和第二电池组情况中的至少一个来判断可变监测率的步骤。32. -种用于运行电池组的方法，该电池组带有电池组情况，电池组情况具有范围，所 述方法包括步骤： 执行包括电池组的运行； 测量电池组情况的第一测量值； 测量电池组情况的第二测量值，第一测量值和第二测量值中的至少一个在所述范围之 外； 平均第一测量值和第二测量值，以提供平均测量值；以及 如果平均测量值处于所述范围之内，继续包括电池组的运行。33. 如权利要求32所述的方法，且进一步包括提供控制器的步骤，以及其中所述测量步 骤和平均步骤由控制器执行。34. 如权利要求33所述的方法，其中所述提供步骤包括提供带有控制器的电池组的步 骤。35. 如权利要求32所述的方法，其中所述电池组情况是电压。36. 如权利要求32所述的方法，其中所述电池组情况是温度。37. 如权利要求32所述的方法，且进一步包括测量电池组情况的第三测量值的步骤，且 其中所述平均步骤包括平均第一测量值、第二测量值和第三测量值的步骤，以提供平均测 量值。38. 如权利要求32所述的方法，且进一步包括如果平均测量值在所述范围之外，停止带 有电池组的运行的步骤。39. 如权利要求38所述的方法，其中所述范围包括范围阈值，且其中如果平均测量值等 于和/或大于所述范围阈值，则所述停止步骤包括停止所述运行的步骤。40. 如权利要求38所述的方法，其中所述所述范围包括范围阈值，且如果平均测量值等 于和/或小于所述范围阈值，则所述停止步骤包括停止所述运行的步骤。41. 如权利要求32所述的方法，其中所述执行步骤和继续步骤包括从电池组提供功率 至电气设备以运行所述电气设备的步骤。42. 如权利要求41所述的方法，其中所述提供步骤包括提供从电池组到电动工具的功 率以运行所述电动工具的步骤。43. 如权利要求42所述的方法，其中所述执行步骤包括提供冲击电流至电动工具的步 骤，提供冲击电流的步骤致使第一测量值和第二测量值中的至少一个处于所述范围之外。44. 如权利要求42所述的方法，其中所述执行步骤包括提供速度控制信号至电动工具 的步骤，该提供速度控制信号的步骤致使第一测量值和第二测量值中的至少一个处于所述 范围之外。45. 如权利要求42所述的方法，其中所述执行步骤包括堵转（stal 1 ing)电动工具的步 骤，该堵转电动工具的步骤致使第一测量值和第二测量值中的至少一个处于所述范围之 外。46. 如权利要求32所述的方法，其中所述执行步骤和继续步骤包括提供功率至电池组 以对电池组进行充电的步骤。47. -种用于执行包括电池组的运行的方法，所述方法包括步骤： 监测电池组情况；以及 控制电池组的功能，该控制步骤包括下列步骤： 当电池组情况处于第一范围时，以用于所述功能的第一响应时间来控制所述功能，以 及 当电池组情况处于第二范围时，以用于所述功能的第二响应时间来控制所述功能，所 述第二响应时间不同于所述第一响应时间。48. 如权利要求47所述的方法，且进一步包括提供控制器的步骤，以及其中所述监测步 骤和控制步骤由控制器来执行。49. 如权利要求48所述的方法，其中所述提供步骤包括提供带有控制器的电池组的步 骤。50. 如权利要求47所述的方法，其中所述电池组情况是电压。51. 如权利要求47所述的方法，其中所述电池组情况是温度。52. 如权利要求47所述的方法，其中所述监测步骤包括下列步骤： 测量电池组情况的第一测量值； 测量电池组情况的第二测量值；以及 平均第一测量值和第二测量值，以提供平均测量值。53. 如权利要求52所述的方法，其中所述控制步骤包括下列步骤： 当平均测量值处于第一范围时，以用于所述功能的第一响应时间来控制所述功能；以 及 当平均测量值处于第二范围时，以用于所述功能的第二响应时间来控制所述功能。54. 如权利要求47所述的方法，且进一步包括执行带有电池组的运行的步骤。55. 如权利要求54所述的方法，其中所述功能是停止带有电池组的运行的步骤。56. 如权利要求55所述的方法，其中所述第一范围包括范围阈值。57. 如权利要求56所述的方法，其中，如果平均测量值等于和/或大于所述范围阈值，则 所述停止步骤包括停止所述运行的步骤。58. 如权利要求56所述的方法，其中，如果平均测量值等于和/或小于所述范围阈值，则 所述停止步骤包括停止所述运行的步骤。59. 如权利要求56所述的方法，其中所述范围阈值处于第一范围和第二范围之间。60. 如权利要求54所述的方法，其中所述执行步骤包括从电池组提供功率至电气设备 以运行所述电气设备的步骤。61. 如权利要求60所述的方法，其中所述提供步骤包括从电池组提供功率至电动工具 以运行所述电动工具的步骤。62. 如权利要求60所述的方法，其中所述执行步骤包括提供冲击电流至电动工具的步 骤，该提供冲击电流的步骤致使电池组情况处于第一范围和第二范围中的一个之中。63. 如权利要求60所述的方法，其中所述执行步骤包括提供速度控制信号至电动工具 的步骤，提供速度控制信号的步骤致使电池组情况处于第一范围和第二范围中的一个之 中。64. 如权利要求60所述的方法，其中所述执行步骤包括堵转电动工具的步骤，该堵转电 动工具的步骤致使电池组情况处于第一范围和第二范围中的一个之中。65. 如权利要求54所述的方法，其中所述执行步骤包括提供功率至电池组以对电池组 进行充电的步骤。66. 如权利要求47所述的方法，其中所述第一响应时间慢于所述第二响应时间。67. 如权利要求47所述的方法，其中所述第一响应时间快于所述第二响应时间。68. 如权利要求47所述的方法，其中，第一响应时间和第二响应时间中的至少一个是固 定的。69. 如权利要求47所述的方法，其中，第一响应时间和第二响应时间中的至少一个是可 变的。70. 如权利要求69所述的方法，且进一步包括确定第一响应时间和第二响应时间中的 一个的步骤。71. 如权利要求47所述的方法，其中所述功能包括中断电池单元和电气设备之间的功 率传输的步骤。72. 如权利要求71所述的方法，其中所述电池单元能操作于提供功率至电气设备以运 行所述电气设备，且其中所述功能包括中断从电池单元到电气设备的功率供应的步骤。73. 如权利要求71所述的方法，其中所述电气设备是电动工具，且其中所述功能包括中 断从电池单元到电动工具的功率供应的步骤。74. -种电动工具电池组，能操作用于提供功率至电动工具，所述电池组包括：电池单 元，能操作用于提供放电电流来给所述电动工具供电；以及控制器，能操作用于当电池组情 况处于指定范围时控制所述电池组的运行，所述控制器能操作用于以至少第一抽样模式和 第二抽样模式来抽样所述电池组情况以产生多个测量值，所述第一抽样模式具有第一抽样 率，所述第二抽样模式具有第二抽样率，所述第一抽样率小于所述第二抽样率，并且所述控 制器能操作用于平均多个测量值以产生平均测量值，所述控制器能操作用于当所述平均测 量值在指定范围之外时修改所述电池组的运行。75. 如权利要求74所述的电动工具电池组，该电池组进一步包括耦合至所述控制器的 开关，该开关能操作于响应于所述控制器来中断放电电流的提供。76. 如权利要求75所述的电动工具电池组，其中所述控制器能操作于当所述平均测量 值在所述指定范围之外时控制所述开关中断所述放电电流的提供。77. 如权利要求74所述的电动工具电池组，其中所述电池单元具有充电状态，以及其中 所述电池组情况是所述电池单元的充电状态。78. 如权利要求74所述的电动工具电池组，其中所述电池单元具有基于锂的化学物质。79. 如权利要求78所述的电动工具电池组，其中所述化学物质是锂锰。80. 如权利要求74所述的电动工具电池组，其中所述电池组情况是所述电池组的温度。81. 如权利要求74所述的电动工具电池组，其中所述电池组情况是所述电池组的充电 状态。82. 如权利要求74所述的电动工具电池组，其中所述控制器能操作于以第一平均模式 和第二平均模式来平均多个测量值以产生平均测量值，所述第一平均模式利用第一数量的 抽样，且所述第二平均模式利用第二数量的抽样，所述第一数量的抽样大于所述第二数量 的抽样。83. -种电动工具电池组，能操作用于提供功率至电动工具，所述电池组包括:外壳;多 个电池单元，该多个电池单元位于外壳中并且能操作用于提供放电电流来给所述电动工具 供电，所述电池单元具有基于锂的化学物质；以及控制器，能操作用于控制所述电池组的运 行，所述控制器能操作用于以至少第一抽样模式和第二抽样模式来抽样所述电池组情况以 产生多个测量值，所述第一抽样模式具有第一抽样率，所述第二抽样模式具有第二抽样率， 所述第一抽样率小于所述第二抽样率，并且所述控制器能操作用于平均多个测量值以产生 平均测量值，所述控制器能操作用于当所述平均测量值在指定范围之外时修改所述电池组 的运行。
【文档编号】H01M10/0525GK106099218SQ201610445533
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2003年11月24日
【发明人】托德W·约翰逊, 丹尼斯J·格日博夫斯基, 马克A·库鲍莱, 杰伊J·罗森贝克尔, 卡尔F·施卡策, 加里D·迈尔, 戴维A·亨佩, 杰弗里M·伊莱尔, 凯文L·格拉斯哥
【申请人】密尔沃基电动工具公司