电池包保护电路、电池包、电动工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池包保护电路、应用该电池包保护电路的电池包以及电动工具。
【背景技术】
[0002]近年来，随着电池材料技术的发展，电池的容量已被大幅度的提升，其应用范围也已经从一些小功率的电子类电气装置而延伸到一些大功率的动力类电气装置，如电动工具等。这样，采用了高倍率电池的电动工具可以摆脱线缆的束缚而可随时、随地地使用。为提高利用率，这些电池通常采用的是可充电电池，如镍镉(Nickel-cadmium, NiCd)电池、镍氢(Nickel-Metal Hydride, NiMH)电池、锂离子(Lithium-1on, L_1n)电池等。
[0003]上述类型的电池在和电动工具配合工作时，是处于一个放电状态，电池放电时，当电压下降到电池不宜再继续放电的最低启动电压值(终止电压)时，还继续放电就可能会造成电池内压升高，正、负极活性物质的可逆性遭到损坏，从而会使电池的容量产生明显减少；与此同时，电池放电时，当电池瞬时输出电流过大并超过不宜再继续放电的最大工作电流(终止电流)时，还继续放电同样会造成电池与配合使用的电动工具内用电元件的损坏。因此，在这些电动工具的设计过程中，都会考虑采用硬件或硬件与软件的结合来对电池包进行过放或过流的保护。
[0004]现有电池包为了提高容量，一般内置有多节电池。在设计具有多节电池的电池包放电保护电路时，常规手段有两种，一是在每节电池上都连接一单电池保护芯片，只要其中一节电池出现过放或过流情况时，就停止整个电池包的放电，这种保护手段，使得单电池保护芯片的数量较多，造成电池包保护电路体积较大，导致收容电池包保护电路的电池包或电气装置体积和重量都较大，增加了携带的难度，同时增加了电池包保护电路的设计成本；另一种手段是，采用集成的微处理器(MCU)来采集整个电池包的输出电压以及输出电流并判断该输出电压或输出电流是否符合需求，进而实现对整个电池包的放电进行保护，然而微处理器(MCU)的集成度较高，在单独用于电池包的过放或过流保护时，除过放和过流检测外的其他功能利用率较低，并且由于微处理器加工工艺的限制，其成本一直居高不小，同时微处理器(MCU)非常精细，对其工作环境要求也很高，不利于此种电池保护电路的推广应用。
[0005]因此，有必要提出一种新的电池包保护电路来解决上述问题。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种电池保护电路，其可使得电池包安全放电，并且设计和制造成本较低。
[0007]为达到上述发明目的，本发明提供一种电池包保护电路，用于保护具有N节电池的电池包，N为大于或等于2的整数，所述电池包具有输出电路，其中，所述电池包保护电路包括:开关单元，串联于所述输出电路中；单电池保护芯片，用于获取所述电池包的输出参数，判断所述输出参数是否位于预设参数范围，若否，控制所述开关单元断开，若是，保持所述开关单元导通；供电模块，用于获取电池包的输出电压，对所述输出电压作降压处理后给所述单电池保护芯片供电。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述输出参数包括输出电压，所述预设参数范围包括预设电压范围，所述电池包保护电路还包括:电压转换模块，用于获取所述电池包的输出电压；对所述输出电压作降压处理，并输出取样电压；所述单电池保护芯片，用于获取所述取样电压；判断所述取样电压是否位于所述预设电压范围，若否，控制所述开关单元断开，若是，保持所述开关单元导通。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述取样电压为所述输出电压的1/N。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述供电模块对电池包输出电压降压后输出启动电压，所述取样电压等于所述启动电压。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述电池包保护电路包括用于同时作为供电模块和电压转换模块的分压电路或降压芯片。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述单电池保护芯片包括型号为S8261-C的芯片，所述S8261-C芯片包括正、负电源输入端子，所述负电源输入端子接地设置，所述正电源输入端子连接所述分压电路或降压芯片的输出端。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述开关单元包括N沟道场效应管，所述S8261-C芯片包括放电控制用连接端子，所述放电控制用连接端子连接所述N沟道场效应管的栅极。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述输出参数包括输出电流，所述预设参数范围包括预设电流范围，所述电池包保护电路还包括:电流检测模块，用于检测电池包的输出电流；所述单电池保护芯片还用于获取所述输出电流；判断所述输出电流是否位于所述预设电流范围，若否，控制所述开关单元断开，若是，保持所述开关单元导通。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述电流检测模块包括:采样电阻，所述输出电流流经所述采样电阻；所述单电池保护芯片包括电压检测端子，所述采样电阻一端接地设置，另一端连接至所述电压检测端子。
[0016]作为本发明的进一步改进，所述电池包保护电路还包括:基准电压生成模块，输出一基准电压；电压比较器，包括正、负输入引脚和一个输出引脚，所述负输入引脚连接基准电压生成模块，所述正输入引脚获取所述电池包的输出电压，所述输出引脚连接至所述开关单元；在所述电池包的输入电压大于所述基准电压时，所述输出引脚控制所述开关单元断开，反之，所述输出引脚保持所述开关单元导通。
[0017]本发明还提供了一种能够安全放电，并且设计和制造成本较低的电池包。
[0018]为达到上述发明目的，本发明提供了一种电池包，用于和电动工具连接来进行放电以为其提供电力，其中，所述电池包包括:壳体；N节电池,收容于所述壳体内,N为大于或等于2的整数；以及如前述
【发明内容】
所述的电池包保护电路，收容于所述壳体内，所述电池包具有输出电路，所述电池包保护电路连接所述输出电路。
[0019]本发明还提供了一种能够使得与其配合使用的电池包安全放电的，并且设计和制造成本较低的电动工具。
[0020]为达到上述发明目的，本发明提供了可与具有多节电池的电池包连接，其中，所述电动工具包括:装置本体，包括机壳、收纳于机壳内的电机、由所述电机驱动的工作头、用于安装电池包的插接部，所述插接部在安装电池包后获取所述电池包的电力并传递至所述电机；以及如前述
【发明内容】
中所述的电池包保护电路，所述电池包保护电路设置于所述机壳内。
[0021]与现有技术相比，本发明所提供的电池包保护电路、应用该电池包保护电路的电池包以及电动工具，通过将原本用于保护单电池的单电池保护芯片与供电模块配合扩展至具有多节电池的电池包的放电保护之中，同时有效的控制了电池包保护电路的制造和设计成本，并且不会带来电池包保护电路体积的增加，具有很强的市场价值。
【附图说明】
[0022]以上所述的本发明的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面的能够实现本发明的具体实施例的详细描述，同时结合附图描述而清楚地获得。
[0023]图1为本发明第一实施例中电池包插接到电动工具后工作的电路框图。
[0024]图2为本发明第二实施例中电池包插接到电动工具后工作的电路框图。
[0025]图示中的相关元件对应编号如下:
[0026]电池包保护电路，10a、1b电压比较器，14
[0027]开关单元，11电池包，20
[0028]供电模块，12a输出电路,21
[0029]电压转换模块，12b采样电阻,22
[0030]单电池保护芯片，13
【具体实施方式】
[0031]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0032]参图1所示，本发明的第一实施例中，电池包保护电路10a，其能够在电池包20与电动工具(未图示)配合进行放电的过程中，防止电池包20的放电异常，确保电池包20以及电动工具中的用电元件的安全。
[0033]需要说明的是，本文所述的电池包20的放电异常，指的是电池包20的过放、过流及温度过高等易导致电池包20以及与其配接元件发生损坏的情形。
[0034]本实施例中，电池包20包括壳体，壳体内收容有N节相互串联的锂离子电池，N为大于或等于2的整数，电池包20还包括电性连接所有电池并延伸壳体外围的输出端子，输出端子包括正、负极端子。
[0035]需要说明的是，本文所述的锂离子电池是负极材料为锂元素的可充电电池的总称，依据正极材料的不同，其可构成许多体系，如“锰锂”电池、“锂铁”电池等；同时根据工况的不同需求，电池的类型、节数、以及设置方式也可视具体情况而不同，此外，由于电池的特性不同，其对应的放电电压下限