一种电池包、充电器、充电系统、放电装置及放电系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电池包、充电器、充电系统、放电装置及放电系统。所述电池包，包括具有电池正极端和负极端的电芯组，连接在电池正极端与负极端之间的电池包微处理器，还包括电压检测电路，用于采集每节电芯的电压；温度检测电路，用于采集电芯组的温度；平衡电路，用于在电池包微处理器的控制下平衡电芯之间的压差；指示器，用于显示电池包的当前容量和/或当前工作状态；双向通信控制电路，具有双向通信接口，电池包微处理器控制双向通信控制电路通过双向通信接口与外界充电器或放电装置进行信息交互；电压检测电路、平衡电路、温度检测电路分别与电芯组及电池包微处理器电连接，双向通信控制电路及指示器分别与电池包微处理器电连接。电池包在充电或放电时，电池包与充电器或放电装置的能够进行良好匹配。
【专利说明】—种电池包、充电器、充电系统、放电装置及放电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池充放电领域，尤其涉及一种电池包、充电器、充电系统、放电装置及放电系统。
【背景技术】
[0002]目前，现有电池包充放电系统结构如图1及图2所示，充电时电池包的放电控制FET (Field Effect Transistor，场效应晶体管)打开，电池检测与控制电路检测电芯组中每节电芯电压和检测NTC (负温度系数热敏电阻器)的阻值来计算电池包的温度，充电电流等，当电池包的温度超过充电温度允许设定范围或任何一节电芯超过最大限制充电电压时，或者充电电流超过电池包设定的最大允许充电电流时，关断充电控制FET，反之充电器将打开充电控制FET。
[0003]放电时电池包的充电控制FET打开。电池检测与控制电路检测每节电芯电压和检测NTC的阻值来计算电池包的温度，充电电流等。当电芯温度超过放电温度允许设定范围或任何一节电芯电压低于限制放电电压时，或者放电电流超过电池包设定的最大允许放电电流时，关断放电控制FET，反之打开放电控制FET。
[0004]现有的以上电池包充放电系统结构，充电器或放电装置无法知道电芯组的特性，如最大限制电压、电流，充电温度允许范围及在充电时每节电芯的电压，所以针对不同类型的电芯，充电器充电特性及放电装置的放电特性是一致的，因此无法做到电池包与充电器或放电装置的良好匹配，因此也就无法保证电池包的最大使用寿命。同时，现有的电池包中设有充放电控制FET等充放电保护装置，导致电池包的设计成本高且电路设计复杂，电池包及系统整体热设计不佳。
【发明内容】
[0005]本发明旨在解决现有技术中电池包与充电器或放电装置的良好匹配且电池包的设计成本高且电路设计复杂的技术问题，提供一种能够与充电器或放电装置的进行良好匹配，且设计成本低的电池包。
[0006]本发明提供一种电池包，包括具有电池正极端和负极端的电芯组，连接在所述电池正极端与负极端之间的电池包微处理器，还包括电压检测电路，用于采集每节电芯的电压，并将采集的电芯电压发送给电池包微处理器；
[0007]温度检测电路，用于采集电芯组的温度，并将采集的电芯组温度发送给电池包微处理器；
[0008]平衡电路，用于在电池包微处理器的控制下平衡电芯之间的压差；
[0009]指示器，用于显示电池包的当前容量和/或当前工作状态；
[0010]双向通信控制电路，具有双向通信接口，所述电池包微处理器控制双向通信控制电路通过所述双向通信接口与外界充电器或放电装置进行信息交互；
[0011 ] 所述电压检测电路、平衡电路、温度检测电路分别与所述电芯组及电池包微处理器电连接，所述双向通信控制电路及指示器分别与电池包微处理器电连接。
[0012]进一步地，所述电池包微处理器还储存有电池包的信息，包括电芯品牌、电芯容量、电芯串并联数量、最大充电限制电压、恒压充电电压点信息、电量指示灯数量、最大充电电流、最大放电电流及时间条件、终止放电电流和电压条件、电量电压条件、温度限制条件、充电次数信息、产品生产信息、产品应用及保护信息和软件协议。
[0013]本发明的实施例还提供一种充电器，包括充电器正极端、充电器负极端及充电器微处理器，还包括，
[0014]开关电源，具有一个交流输入端，用于输入交流电；
[0015]充电控制电路，用于在充电器微处理器的控制下控制充电器的充电工作；
[0016]电压控制装置，用于在充电器微处理器的控制下控制充电器的充电输出电压；
[0017]电流控制装置，用于在充电器微处理器的控制下控制充电器的充电输出电流；
[0018]电压采集装置，用于采集充电器的当前输出电压并发送给充电器微处理器；
[0019]电流采集装置，用于采集充电器的当前输出电流并发送给充电器微处理器；
[0020]指示器，用于在充电器微处理器的控制下显示充电器的工作状态；
[0021]双向通信控制电路，具有双向通信的单个端子接口，所述充电器微处理器控制双向通信控制电路通过所述双向通信接口与外界电池包进行信息交互；
[0022]所述开关电源、充电控制电路及电流采集装置串接在充电器的正极端与负极端之间，所述充电器微处理器连接在充电器的正极端与负极端之间，所述电压控制装置、电流控制装置分别与开关电源及充电器微处理器电连接，充电控制电路、电流采集装置、指示器、双向通信控制电路及开关电源分别与充电器微处理器电连接，电压采集装置分别与充电器微处理器及充电器正极端电连接；
[0023]其中，充电器微处理器控制双向通信控制电路通过通信接口与外接电池包进行信息交互，并根据电池包的信息、充电器的当前输出电压、当前输出电流控制实时控制充电器的充电输出电压及电流大小。
[0024]本发明的实施例还提供一种充电系统，包括电池包及与电池包相连接的充电器，所述电池包包括具有电池正极端和负极端的电芯组，连接在所述电池正极端与负极端之间的电池检测与控制电路，与电池检测与控制电路相连接的双向通信接口，所述充电器包括充电器正极端、充电器负极端及连接在充电器正极端与负极端之间的可输入交流电的充电检测与控制电路，与充电检测与控制电路电连接的通信接口，所述充电器的正极端与电池包的正极端电连接，充电器的负极端与电池包的负极端电连接，充电器的通信接口与电池包的双向通信接口电连接；
[0025]所述电池检测与控制电路与充电检测与控制电路进行信息交互，并根据电池包的电芯容量、电芯串并联数量、最大充电限制电压、恒压充电电压点信息、电量指示灯数量、最大充电电流信息、当前电池温度、当前电芯充电电压信息、输出电流信息、温度限制条件和软件协议进行实时控制充电器的充电输出电压及电流大小。进一步地，所述电池检测与控制电路包括电压检测电路、温度检测电路、平衡电路、电池包微处理器、双向通信控制电路及指示器；
[0026]所述电压检测电路、平衡电路、温度检测电路分别与所述电芯组及电池包微处理器电连接，所述电池检测与控制电路的双向通信控制电路、指示器分别与电池包微处理器电连接，所述双向通信控制电路还与电池包的双向通信接口相连接。
[0027]进一步地，所述充电检测与控制电路包括用于输入交流电的开关电源、充电器微处理器、充电控制电路、电压控制装置、电流控制装置、电压采集装置、电流采集装置、指示器、双向通信控制电路；
[0028]所述开关电源、充电控制电路及电流采集装置串接在充电器的正极端与负极端之间，所述充电器微处理器连接在充电器的正极端与负极端，所述电压控制装置、电流控制装置分别与开关电源及充电器微处理器电连接，充电控制电路、电流采集装置、指示器、双向通信控制电路及开关电源分别与充电器微处理器电连接，电压采集装置分别与充电器微处理器及充电器正极端电连接，充电检测与控制电路的双向通信控制电路还与充电器的通信接口电连接。
[0029]本发明的实施例还提供一种放电装置，包括直流电机，放电装置微处理器，直流电机通过换向开关与外界电池包的正负极相连接，所述放电装置还包括，
[0030]电压检测装置，用于在放电装置微处理器的控制下采集电池包的电压；
[0031 ] 速度检测装置，用于在放电装置微处理器的控制下采集直流电机的当前速度传感器的位置信息；
[0032]电流检测装置，用于在放电装置微处理器的控制下采集直流电机的当前工作电流；
[0033]调速控制FET，用于在放电装置微处理器的控制下控制直流电机的工作电流；
[0034]指示器，用于在放电装置微处理器的控制下显示放电装置的工作状态；
[0035]双向通信控制电路，具有双向通信的单个端子接口，所述放电装置微处理器控制双向通信控制电路通过所述双向通信接口与外界电池包进行信息交互；
[0036]所述直流电机与外界电池包形成的回路中还串接有调速控制FET的源极和漏极、电流检测装置及一可控开关，放电装置微处理器一端与所述调速控制FET的栅极电连接，另一端通过可控开关与电池包的正极端电连接，电压检测装置的一端与放电装置微处理器电连接，另一端通过所述可控开关与电池包的正极端电连接，所述速度检测装置、电流检测装置及指示器分别与所述放电装置微处理器电连接，所述放电装置微处理器还通过双向通信控制装置与电池包进行通信；
[0037]其中，放电装置微处理器控制双向通信控制电路与电池包进行信息交互，并根据电池包的电压、电池包的温度、直流电机的当前速度、直流电机的当前工作电流、最大放电电流及时间条件、终止放电电流和电压条件、温度限制条件及可控开关的位置控制调速控制FET实时控制直流电机的工作电流大小。
[0038]本发明的实施例还提供一种放电系统，包括电池包及与电池包电连接放电装置，所述电池包包括具有电池正极端和负极端的电芯组，连接在所述电池正极端与负极端之间的电池检测与控制电路，与电池检测与控制电路相连接的双向通信接口，所述放电装置包括直流电机，放电检测与控制电路，调速控制FET，直流电机通过换向开关与所述电池包的电池正极端和负极端电连接，所述直流电机与所述电池包形成的回路中还串接有调速控制FET的源极和漏极，所述放电检测与控制电路连接在电池正极端与电池负极端之间，所述放电检测与控制电路还与调速控制FET的栅极、电池包的双向通信接口相连接；
[0039]所述电池检测与控制电路与放电检测与控制电路进行信息交互，并根据电池包的电压、电池包的温度、直流电机的当前速度、直流电机的当前工作电流控制调速、最大放电电流及时间条件、终止放电电流和电压条件、温度限制条件及可控开关位置控制FET实时控制直流电机的工作电流大小。进一步地，所述电池检测与控制电路包括电压检测电路、温度检测电路、平衡电路、电池包微处理器、双向通信控制电路及指示器；
[0040]所述电压检测电路、平衡电路、温度检测电路分别与所述电芯组及电池包微处理器电连接，所述电池检测与控制电路的双向通信控制电路、指示器分别与电池包微处理器电连接，所述双向通信控制电路还与电池包的双向通信接口相连接。
[0041]进一步地，所述放电检测与控制电路包括放电装置微处理器，可控开关，电压检测装置、速度检测装置、双向通信控制装置，电流检测装置及指示器；
[0042]直流电机通过换向开关与所述电池包的正极端及负极端电连接，所述直流电机与所述电池包形成的回路中还串接有调速控制FET的源极和漏极、电流检测装置及可控开关，放电装置微处理器一端与所述调速控制FET的栅极相连接，另一端通过可控开关与电池包的正极端电连接，电压检测装置的一端与放电装置微处理器电连接，另一端通过可控开关与电池包的正极端电连接，所述速度检测装置、电流检测装置及指示器分别与所述微处理器电连接，所述微处理器还通过双向通信控制装置与电池包的双向通信接口电连接。
[0043]以上技术方案中，通过在电池包中设置双向通信接口，使得电池包在充电或放电时，充电器或放电装置能够实时与电芯组的电池包进行通信，实时了解电芯组的特性，使得电池包与充电器或放电装置的能够进行良好匹配，因此有效保证了电池包的最大使用寿命。同时，本发明的电池包中并没有采用充放电控制FET等充放电保护装置的结构，有效减小了电池包的内部电路设计复杂性，电池包及系统整体热设计方面性能更佳。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1是现有技术中具有电池包的充电系统的结构示意图；
[0045]图2是现有技术中具有电池包的放电系统的结构示意图；
[0046]图3是本发明一种实施例的电池包的结构框图；
[0047]图4是本发明一种实施例的充电器的结构框图；
[0048]图5是本发明一种实施例的充电系统的结构示意图；
[0049]图6是本发明一种实施例的放电装置的结构框图；
[0050]图7是本发明一种实施例的放电系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0051]为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0052]如图3所示，本发明的实施例提供一种电池包10，包括具有电池正极端13和负极端14的电芯组11，连接在所述电池正极端13与负极端14之间的电池包微处理器121 ；
[0053]还包括电压检测电路122，用于采集每节电芯的电压，并将采集的电芯电压发送给电池包微处理器121 ；
[0054]温度检测电路124，用于采集电芯组11的温度，并将采集的电芯组温度发送给电池包微处理器121 ；
[0055]平衡电路123，用于在电池包微处理器121的控制下平衡电芯之间的压差；
[0056]指示器126，用于显示电池包10的当前容量和/或当前工作状态；
[0057]双向通信控制电路125，具有双向通信接口 14，所述电池包微处理器121控制双向通信控制电路125通过所述双向通信接口 14与外界充电器或放电装置进行信息交互。
[0058]所述电压检测电路122、平衡电路123、温度检测电路124分别与所述电芯组11及电池包微处理器121电连接，所述双向通信控制电路125及指示器126分别与电池包微处理器121电连接。
[0059]进一步地，电池包10在出厂时已在电池包微处理器121中写入了大量的电池包的特征信息和应用信息，特征信息包括电芯品牌、电芯容量、电芯串并联数量、最大充电限制电压、恒压充电电压点信息、电量指示灯数量、最大充电电流、最大放电电流及时间条件、终止放电电流和电压条件、电量电压条件、温度限制条件、充电次数信息、产品生产信息、产品应用及保护信息和软件协议等，应用信息主要包括电池包工作时采集的电芯的温度，每节电芯的电压和接收到的充电器或放电装置的信息等等。
[0060]当电池包10的双向通信控制电路125检测到一个或者多个特定的脉冲信号，电池包微处理器121被唤醒，电池包微处理器121启动并控制电压检测电路122采集每节电芯电压，控制温度检测电路124采集电芯温度。
[0061]若电池包微处理器121通过双向通信控制电路125接收到充电器或放电装置的命令或信息时，电池包微处理器121反馈相应的信息给充电器或放电装置，同时电池包微处理器121计算电芯的压差，当压差达到电池包微处理器121设置的平衡电压点时启动电芯平衡装置平衡电芯之间的压差，如果电池包在接收外部充电器或放电装置的信号超时时，电池包10中的所有器件自动进入休眠状态。
[0062]进一步地，电池包也可以通过指示器126中的按键唤醒电池包微处理器121，电池包微处理器121被唤醒后启动电压检测电路122采集每节电芯电压，启动温度检测电路124采集电芯温度，并在指示器126中显示当前电池容量或指示电池包10的状态。
[0063]如图4所示，本发明的实施例还提供一种充电器20，包括充电器正极端、充电器负极端及充电器微处理器221，还包括:
[0064]开关电源229,具有一个交流输入端23,用于输入交流电；
[0065]充电控制电路226，用于在充电器微处理器221的控制下控制充电器20的充电工作；
[0066]电压控制装置227，用于在充电器微处理器221的控制下控制充电器20的充电输出电压；
[0067]电流控制装置228，用于在充电器微处理器221的控制下控制充电器20的充电输出电流；
[0068]电压采集装置222，用于采集充电器20的当前输出电压并发送给充电器微处理器221 ；
[0069]电流采集装置225，用于采集充电器20的当前输出电流并发送给充电器微处理器221 ；
[0070]指示器224，用于在充电器微处理器221的控制下显示充电器20的工作状态；
[0071]双向通信控制电路223，其设有通信接口，所述充电器微处理器221控制双向通信控制电路223通过所述双向通信接口与外界电池包进行信息交互；
[0072]所述开关电源229、充电控制电路226及电流采集装置225串接在充电器20的正极端与负极端之间，同时开关电源229还连接交流电输入端23，所述充电器微处理器221连接在充电器的正极端与负极端之间，所述电压控制装置227、电流控制装置228分别与开关电源229及充电器微处理器221电连接，充电控制电路226分别与开关电源229、充电器微处理器221及充电器正极端电连接，电流采集装置225、指示器224、双向通信控制电路223及开关电源229分别与充电器微处理器221电连接，电压采集装置222分别与充电器微处理器221及充电器正极端电连接；
[0073]其中，充电器微处理器221控制双向通信控制电路223通过通信接口与外接电池包10进行信息交互，并根据电池包10的信息、充电器20的当前输出电压、当前输出电流控制实时控制充电器20的充电输出电压及电流大小。
[0074]充电器20可接入I1V?240V交流工作电压，充电器微处理器221上电工作的同时初始化所有外部装置工作在默认状态，然后充电器微处理器221通过双向通信控制电路223检测电池包10是否插入，控制电压采集装置222采集充电器20正极端的输出电压，控制电流采集装置225采集充电器20输出的充电电流。充电器微处理器221依据双向通信控制电路223交互的信息、电压采集装置222采集的电压信息及电流采集装置225采集的电流信息做运算去控制电压控制装置227、电流控制装置228、充电控制电路226及指示器224的工作。
[0075]结合图3、图4及图5所示，本发明的实施例还提供一种充电系统，包括电池包10及与电池包10相连接充电器20，所述电池包10包括具有电池正极端13和负极端15的电芯组11，连接在所述电池正极端13与负极端15之间的电池检测与控制电路12，与电池检测与控制电路12相连接的双向通信接口 14，所述充电器20包括充电器正极端、充电器负极端及连接在充电器正极端与负极端之间的可输入交流电的充电检测与控制电路22，与充电检测与控制电路22电连接的通信接口，所述充电器的正极端与电池包的正极端13电连接，充电器的负极端与电池包的负极端15电连接，充电器的通信接口与电池包的双向通信接口 14电连接；
[0076]所述电池检测与控制电路12与充电检测与控制电路22进行信息交互、并根据电池包10的电芯容量、电芯串并联数量、最大充电限制电压、软件协议、电量指示灯数量、当前充电温度、最大充电电流信息、电芯当前充电电压信息及充电器的当前输出电压信息、输出电流信息、温度限制条件和软件协议实时控制充电器20的充电输出电压及电流大小。
[0077]具体地，所述电池检测与控制电路12包括电压检测电路122、温度检测电路124、平衡电路123、电池包微处理器121、双向通信控制电路125及指示器126 ;所述电压检测电路122、平衡电路123、温度检测电路124分别与所述电芯组11及电池包微处理器121电连接，所述电池检测与控制电路12的双向通信控制电路125、指示器126分别与电池包微处理器121电连接，所述双向通信控制电路125还与电池包10的双向通信接口 14相连接。
[0078]所述充电检测与控制电路22包括用于输入交流电的开关电源229、充电器微处理器221、充电控制电路226、电压控制装置227、电流控制装置228、电压采集装置222、电流采集装置225、指示器224、双向通信控制电路223。所述开关电源229、充电控制电路226及电流采集装置225串接在充电器20的正极端与负极端之间，同时开关电源229还连接交流电输入端23，所述充电器微处理器221连接在充电器的正极端与负极端，所述电压控制装置227、电流控制装置228分别与开关电源229及充电器微处理器221电连接，充电控制电路226分别与开关电源229、充电器微处理器221及充电器正极端电连接，电流采集装置225、指示器224、双向通信控制电路223及开关电源229分别与充电器微处理器221电连接，电压采集装置222分别与充电器微处理器221及充电器正极端电连接，充电检测与控制电路22的双向通信控制电路223还与充电器20的通信接口电连接。
[0079]本发明所述的一种实施例的充电系统的具体工作过程如下:
[0080]当充电器20检测到电池包10插入时，充电器20的微处理器221会发送一个或多个特定的脉冲信号唤醒电池包10的微处理器121，当电池包微处理器121检测到该特定的脉冲信号，微处理器121被唤醒，微处理器121启动并控制电压检测电路122采集每节电芯电压，控制温度检测电路124采集电芯温度，并将相关信息反馈给充电器20，具体为:
[0081 ] 充电器微处理器221通过充电器的双向通信控制电路223发送电池特征命令一给电池包10，电池包10根据电池特征命令一反馈电芯的容量信息和电芯的串、并联信息反馈给所述充电器20的双向通信控制电路223。
[0082]充电器微处理器221通过充电器的双向通信控制电路223发送电池特征命令二给电池包10，电池包10根据电池特征命令二反馈电池包10的最大充电限制电压信息，双向通信控制电路223接收电池包10反馈最大充电限制电压信息。
[0083]充电器微处理器221通过充电器的双向通信控制电路223发送电池特征命令三给电池包10，电池包10根据电池特征命令三反馈电池包10的软件协议信息，双向通信控制电路223接收电池包10反馈软件协议信息。
[0084]充电器微处理器221通过充电器的双向通信控制电路223发送电池特征命令四给电池包10,电池包10根据电池特征命令四反馈电池包10的指示灯的数量，双向通信控制装电路223接收电池包10反馈的电池包指示灯的数量。
[0085]充电器微处理器221通过充电器的双向通信控制电路223发送电池特征命令五给电池包10，电池包10根据电池特征命令五反馈电池包10的各个指示灯开启的门限电压，双向通信控制电路223接收电池包10反馈的各个指示灯开启的门限电压。
[0086]充电器微处理器221通过充电器的双向通信控制电路223发送电池特征命令六给电池包10，电池包10根据电池特征命令六反馈电池包10的电芯充电工作温度和在不同温度下最大允许充电电流信息，双向通信控制电路223接收电池包反馈的电芯充电工作温度和在不同温度下最大允许充电电流信息。
[0087]充电器微处理器221通过充电器的双向通信控制电路223发送电池应用命令七给电池包10，双向通信控制电路223接收电池包10反馈的电池包当前的温度信息和每节电芯电压信息。
[0088]充电器微处理器221还通过其电压采集装置222和电流采集装置225采集电池包10的电压信息和充电电流信息。充电器微处理器221根据上述采集的信息进行运算，然后控制充电控制电路226，电压控制装置227，电流控制装置228和指示器224进行相应的工作。充电器微处理器221不断地重复发送应用命令和接受电池包10的实时温度信息和每节电压信息及充电器自身采集的电压信息和电流信息智能控制充电控制电路226、电压控制装置227、电流控制装置228和指示器224的工作。
[0089]充电器20发送各种命令或信息给电池包10，电池包10收到命令后反馈相应的信息给充电器20，充电器20能依据电池包10的特征信息及和应用信息去控制充电电流，充电电压和指示器224。如果充电器20发给电池包10相应的命令后，充电器20没有得到反馈或收到错误的数据，充电器会主动测试电池包10的电压是否在电池的正常工作范围，如果电池包电压低于电池包设定的正常工作电压，充电器使用一个特定的充电电流强制给电池包充电，并且启动充电器20的恢复充电定时器；当电池包电压高于充电器20设定的电池包通信恢复电压并且恢复充电定时器也没有达到设定值，充电器会再次发一个或多个特定的脉冲信号唤醒电池包10，充电器20与电池包10进入通信和智能充电模式。反之，充电器20切断充电电流和充电电压，同时充电器20上的指示器指示当前的工作停止状态。
[0090]如图6所示，本发明的实施例还提供一种放电装置30，包括直流电机34，放电装置微处理器321，直流电机34通过换向开关33与外界电池包的正负极相连接，所述放电装置还包括电压检测装置326，用于在放电装置微处理器321的控制下采集电池包10的电压；速度检测装置325，用于在放电装置微处理器321的控制下采集直流电机34的当前速度传感器的位置信息；电流检测装置323，用于在放电装置微处理器321的控制下采集直流电机34的当前工作电流；调速控制FET 31，用于在放电装置微处理器的控制下控制直流电机34的工作电流；指示器322，用于在放电装置微处理器321的控制下显示放电装置30的工作状态及双向通信控制装置324。
[0091]所述直流电机34与外界电池包形成的回路中还串接有调速控制FET 31的源极和漏极、电流检测装置323及一可控开关，放电装置微处理器321 —端与所述调速控制FET31的栅极电连接，另一端通过可控开关与电池包的正极端电连接，电压检测装置326的一端与放电装置微处理器321电连接，另一端通过所述可控开关与电池包的正极端电连接，所述速度检测装置325、电流检测装置323及指示器322分别与所述放电装置微处理器321电连接，所述放电装置微处理器321还通过双向通信控制装置324与电池包进行通信；
[0092]其中，放电装置微处理器321控制双向通讯控制装置324与电池包进行信息交互，并根据电池包的电压、电池包的温度、直流电机的当前速度、直流电机的当前工作电流控制调速控制FET 31实时控制直流电机34的工作电流大小。
[0093]结合图7所示，本发明的实施例还提供一种放电系统，包括电池包10及与电池包10电连接放电装置30，所述电池包10包括具有电池正极端和负极端的电芯组11，连接在所述电池正极端与负极端之间的电池检测与控制电路12，与电池检测与控制电路12相连接的双向通信接口 14，所述放电装置30包括直流电机34，放电检测与控制电路32，调速控制FET 31，直流电机34通过换向开关33与所述电池包10的电池正极端和负极端电连接，所述直流电机34与所述电池包10形成的回路中还串接有调速控制FET 31的源极和漏极，所述放电检测与控制电路32连接在电池正极端与电池负极端之间，所述放电检测与控制电路32还与调速控制FET 31的栅极、电池包10的双向通信接口 14相连接；
[0094]所述电池检测与控制电路12与放电检测与控制电路32进行信息交互，并根据电池包10的电压、电池包10的温度、直流电机34的当前速度、直流电机34的当前工作电流控制调速控制FET 31实时控制直流电机34的工作电流大小。
[0095]进一步地，所述放电检测与控制电路32包括放电装置微处理器321，可控开关，电压检测装置326、速度检测装置325、双向通信控制装置324，电流检测装置323及指示器322 ；
[0096]直流电机34通过换向开关33与所述电池包10的正极端13及负极端14电连接，所述直流电机34与所述电池包10形成的回路中还串接有调速控制FET 31的源极和漏极、电流检测装置323及可控开关，放电装置微处理器321 —端与所述调速控制FET 31的栅极相连接，另一端通过可控开关与电池包10的正极端电连接，电压检测装置326的一端与放电装置微处理器321电连接，另一端通过可控开关与电池包10的正极端13电连接，所述速度检测装置325、电流检测装置323及指示器322分别与所述微处理器321电连接，所述微处理器321还通过双向通信控制装置324与电池包10的双向通信接口 14电连接。
[0097]上述放电系统的工作原理如下:
[0098]放电装置30上电，放电装置微处理器321、电压检测装置326、速度检测装置325、双向通信控制装置324、电流检测装置323和指示器322初始化为待机工作状态，调速控制FET 31关闭，直流电机34无工作电流。放电装置微处理器321通过双向通信控制装置324发送一个或多个特定的脉冲信号唤醒电池包10，同时电压检测装置326采集电池包电压。如果电池包电压低于放电装置所设定的保护电压，放电装置微处理器321，电压检测装置326，速度检测装置325，双向通信控制装置324，电流检测装置323及指示器322进入低功耗状态。反之放电装置微处理器321通过双向通信控制装置324发送放电控制命令给电池包10，电池包10收到放电控制命令后发送电池包温度信息和电芯的电压信息给放电装置30，放电装置30的双向通信控制装置324接收电池包10反馈的电池包温度信息和电芯的电压信息(包括每节信息和最大电芯电压，最小电芯电压信息，放电使能信息)。
[0099]然后，放电装置微处理器321通过双向通信控制装置324发送电池认证命令和信息给电池包10，双向通信控制装置324接收电池包10反馈的电池包加密后的认证信息，放电装置微处理器321通过接收和解密电池包10加密的认证信息来校验电池包10是否为合法的电池包，如果校验失败，则放电装置30停止工作(调速控制FET 31关闭，所有的外围装置处于低功耗状态)，否则放电装置微处理器321不断地通过速度检测装置325采集速度传感器的位置信息，通过电流检测装置323采集直流电机34的工作电流信息，通过电压检测装置326采集电池包的电压信息及通过双向通信控制装置324接收电池包10反馈的实时电池包温度信息和电芯电压信息，然后根据以上信息运算产生PWM (脉宽调制)信号输出到调速控制FET 31的输入端，从而控制直流电机34上的电流，也就控制了直流电机34的速度。如果直流电机34的工作电流超过放电装置微处理器321设定的最大工作电流或电池包10的电压低于放电装置微处理器321设定的欠压保护点或者接收到电池包10发送的停止放电信息，或者没有接收到反馈信息，或者接收到错误信息，则放电装置30停止工作，放电装置微处理器321控制调速控制FET 31关闭，所有的外围装置处于低功耗状态。
[0100]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电池包，包括具有电池正极端和负极端的电芯组，连接在所述电池正极端与负极端之间的电池包微处理器，其特征在于还包括: 电压检测电路，用于采集每节电芯的电压，并将采集的电芯电压发送给电池包微处理器； 温度检测电路，用于采集电芯组的温度，并将采集的电芯组温度发送给电池包微处理器； 平衡电路，用于在电池包微处理器的控制下平衡电芯之间的压差； 指示器，用于显示电池包的当前容量和/或当前工作状态； 双向通信控制电路，具有双向通信接口，所述电池包微处理器控制双向通信控制电路通过所述双向通信接口与外界充电器或放电装置进行信息交互； 所述电压检测电路、平衡电路、温度检测电路分别与所述电芯组及电池包微处理器电连接，所述双向通信控制电路及指示器分别与电池包微处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于:所述电池包微处理器还储存有电池包的信息，包括电芯品牌、电芯容量、电芯串并联数量、最大充电限制电压、恒压充电电压点信息、电量指示灯数量、最大充电电流、最大放电电流及时间条件、终止放电电流和电压条件、电量电压条件、温度限制条件、充电次数信息、产品生产信息、产品应用及保护信息和软件协议。
3.一种充电器，包括充电器正极端、充电器负极端及充电器微处理器，其特征在于还包括: 开关电源，具有一个交流电输入端，用于输入交流电； 充电控制电路，用于在充电器微处理器的控制下控制充电器的充电工作； 电压控制装置，用于在充电器微处理器的控制下控制充电器的充电输出电压； 电流控制装置，用于在充电器微处理器的控制下控制充电器的充电输出电流； 电压采集装置，用于采集充电器的当前输出电压并发送给充电器微处理器； 电流采集装置，用于采集充电器的当前输出电流并发送给充电器微处理器； 指示器，用于在充电器微处理器的控制下显示充电器的工作状态； 双向通信控制电路，其设有通信接口 ； 所述开关电源、充电控制电路及电流采集装置串接在充电器的正极端与负极端之间，所述充电器微处理器连接在充电器的正极端与负极端之间，所述电压控制装置、电流控制装置分别与开关电源及充电器微处理器电连接，充电控制电路、电流采集装置、指示器、双向通信控制电路及开关电源分别与充电器微处理器电连接，电压采集装置分别与充电器微处理器及充电器正极端电连接； 其中，充电器微处理器控制双向通信控制电路通过通信接口与外接电池包进行信息交互，并根据电池包的信息、充电器的当前输出电压、当前输出电流控制实时控制充电器的充电输出电压及电流大小。
4.一种充电系统，包括电池包及与电池包相连接的充电器，其特征在于:所述电池包包括具有电池正极端和负极端的电芯组，连接在所述电池正极端与负极端之间的电池检测与控制电路，与电池检测与控制电路相连接的双向通信接口，所述充电器包括充电器正极端、充电器负极端及连接在充电器正极端与负极端之间的可输入交流电的充电检测与控制电路，与充电检测与控制电路电连接的双向通信接口，所述充电器的正极端与电池包的正极端电连接，充电器的负极端与电池包的负极端电连接，充电器的双向通信接口与电池包的双向通信接口电连接； 所述电池检测与控制电路与充电检测与控制电路进行信息交互，并根据电池包的电芯容量、电芯串并联数量、最大充电限制电压、恒压充电电压点信息、电量指示灯数量、最大充电电流信息、当前电池温度、当前电芯充电电压信息、输出电流信息、温度限制条件和软件协议进行实时控制充电器的充电输出电压及电流大小。
5.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于:所述电池检测与控制电路包括电压检测电路、温度检测电路、平衡电路、电池包微处理器、双向通信控制电路及指示器； 所述电压检测电路、平衡电路、温度检测电路分别与所述电芯组及电池包微处理器电连接，所述电池检测与控制电路的双向通信控制电路、指示器分别与电池包微处理器电连接，所述双向通信控制电路还与电池包的双向通信接口相连接。
6.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于:所述充电检测与控制电路包括用于输入交流电的开关电源、充电器微处理器、充电控制电路、电压控制装置、电流控制装置、电压采集装置、电流采集装置、指示器、双向通信控制电路； 所述开关电源、充电控制电路及电流采集装置串接在充电器的正极端与负极端之间，所述充电器微处理器连接在充电器的正极端与负极端，所述电压控制装置、电流控制装置分别与开关电源及充电器微处理器电连接，充电控制电路、电流采集装置、指示器、双向通信控制电路及开关电源分别与充电器微处理器电连接，电压采集装置分别与充电器微处理器及充电器正极端电连接，充电检测与控制电路的双向通信控制电路还与充电器的通信接口电连接。
7.一种放电装置，包括直流电机，放电装置微处理器，直流电机通过换向开关与外界电池包的正负极相连接，其特征在于所述放电装置还包括: 电压检测装置，用于在放电装置微处理器的控制下采集电池包的电压； 速度检测装置，用于在放电装置微处理器的控制下采集直流电机的当前速度传感器的位置信息； 电流检测装置，用于在放电装置微处理器的控制下采集直流电机的当前工作电流； 调速控制FET，用于在放电装置微处理器的控制下控制直流电机的工作电流或工作电压； 指示器，用于在放电装置微处理器的控制下显示放电装置的工作状态； 双向通信控制电路，具有双向通信的单个端子接口，所述放电装置微处理器控制双向通信控制电路通过所述双向通信接口与外界电池包进行信息交互； 所述直流电机与外界电池包形成的回路中还串接有调速控制FET的源极和漏极、电流检测装置及一可控开关，放电装置微处理器一端与所述调速控制FET的栅极电连接，另一端通过可控开关与电池包的正极端电连接，电压检测装置的一端与放电装置微处理器电连接，另一端通过所述可控开关与电池包的正极端电连接，所述速度检测装置、电流检测装置及指示器分别与所述放电装置微处理器电连接，所述放电装置微处理器还通过双向通信控制装置与电池包进行通信； 其中，放电装置微处理器控制双向通信控制电路与电池包进行信息交互，并根据电池包的电压、电池包的温度、直流电机的当前速度、直流电机的当前工作电流、最大放电电流及时间条件、终止放电电流和电压条件、温度限制条件及可控开关的位置控制调速控制FET实时控制直流电机的工作电流大小。
8.一种放电系统，包括电池包及与电池包电连接放电装置，其特征在于:所述电池包包括具有电池正极端和负极端的电芯组，连接在所述电池正极端与负极端之间的电池检测与控制电路，与电池检测与控制电路相连接的双向通信接口，所述放电装置包括直流电机，放电检测与控制电路，调速控制FET，直流电机通过换向开关与所述电池包的电池正极端和负极端电连接，所述直流电机与所述电池包形成的回路中还串接有调速控制FET的源极和漏极，所述放电检测与控制电路连接在电池正极端与电池负极端之间，所述放电检测与控制电路还与调速控制FET的栅极、电池包的双向通信接口相连接； 所述电池检测与控制电路与放电检测与控制电路进行信息交互，并根据电池包的电压、电池包的温度、直流电机的当前速度、直流电机的当前工作电流控制调速、最大放电电流及时间条件、终止放电电流和电压条件、温度限制条件及可控开关位置控制FET实时控制直流电机的工作电流大小。
9.根据权利要求8所述的放电系统，其特征在于:所述电池检测与控制电路包括电压检测电路、温度检测电路、平衡电路、电池包微处理器、双向通信控制电路及指示器； 所述电压检测电路、平衡电路、温度检测电路分别与所述电芯组及电池包微处理器电连接，所述电池检测与控制电路的双向通信控制电路、指示器分别与电池包微处理器电连接，所述双向通信控制电路还与电池包的双向通信接口相连接。
10.根据权利要求8所述的放电系统，其特征在于:所述放电检测与控制电路包括放电装置微处理器，可控开关，电压检测装置、速度检测装置、双向通信控制装置，电流检测装置及指示器； 直流电机通过换向开关与所述电池包的正极端及负极端电连接，所述直流电机与所述电池包形成的回路中还串接有调速控制FET的源极和漏极、电流检测装置及可控开关，放电装置微处理器一端与所述调速控制FET的栅极相连接，另一端通过可控开关与电池包的正极端电连接，电压检测装置的一端与放电装置微处理器电连接，另一端通过可控开关与电池包的正极端电连接，所述速度检测装置、电流检测装置及指示器分别与所述微处理器电连接，所述微处理器还通过双向通信控制装置与电池包的双向通信接口电连接。
【文档编号】H02J7/00GK104242385SQ201410424223
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】梅志刚, 刘忠群 申请人:东莞莱玛电子科技有限公司