專利名稱：智能電池包的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電池包，尤其涉及一種用半導體器件變換輸出一種以上直流 電壓的智能電池包。
背景技術：
電池包分串聯和并聯及串并聯組合，并聯的電池組要求每個電池電壓相同，輸出 的電壓等于一個電池的電壓，并聯電池組能提供更強的電流。串聯電池組沒有過多的要求， 只要保證電池的容量差不多即可，串聯電池組可以提供較高的電壓。電池包應用廣泛，隨著 電池式電動工具的發展，與之配套的電池在品種，容量大小及環保，安全方面也在不斷完善 發展。但是現有的電池式電動工具的電池包，普遍存在容量小，輸出單一品種電壓，無法適 應流動性大的野外作業園林直流充電工具的需要。此外，通常在電池的使用中，需要對電池 反復進行充放電，如果沒有保護措施，很容易對電池過充電或過放電，影響電池壽命。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種智能電池包，能夠輸出大電流及多種 不同數值的電壓，用以滿足多種充電工具的長時間工作需要。本實用新型為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種智能電池包，包括 電池組和DC/DC變換單元，其中，所述智能電池包還包括電池保護板單元，包括第一單片 機，所述第一單片機輸入端和測溫傳感器相連，輸出端通過第一功率M0S管和電池組相連， 所述電池保護板單元根據測溫傳感器的溫度數據控制電池組的充放電電流電壓；輸出電壓 切換單元，包括第二單片機，所述第二單片機輸入端和所述DC/DC變換單元的輸出端相連， 輸出端通過第二功率M0S管組和多路輸出插座相連，所述第二單片機還和電壓選擇按鈕相 連，所述輸出電壓切換單元接受電壓選擇按鈕指令，并通過所述第二功率M0S管組選通一 路輸出插座并控制其輸出電壓。上述的智能電池包，其中，所述電池組為由多節動力型鋰電池串聯和/或并聯而 成的鋰電池組。上述的智能電池包，其中，所述測溫傳感器為測溫熱敏電阻。本實用新型對比現有技術有如下的有益效果本實用新型提供的智能電池包，通 過輸出電壓切換單元提供多種不同的電壓，由于采用電池保護板單元自動監測充放電的各 種狀態，不但能夠提供大電流的電壓輸出，并且對電池包充放電提供保護，延長了電池使用
壽命o
圖1為本實用新型智能電池包結構示意圖；圖2為本實用新型電池保護板單元電路圖。圖中[0011]1電池組2測溫傳感器3電量顯示單元4電池保護板單元 5DC/DC變換單元 6輸出電壓切換單元7輸出電壓選擇按鈕
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。圖1為本實用新型智能電池包結構示意圖。請參見圖1，本實用新型提供的智能電池包包括電池組1和DC/DC變換單元5，其 中，所述智能電池包還包括電池保護板單元4，包括第一單片機，所述第一單片機輸入端和測溫傳感器2相 連，所述電池保護板單元4輸出端通過第一功率M0S管和電池組1相連，根據測溫傳感器2 的溫度數據控制電池組1的充放電電流電壓；輸出電壓切換單元6，包括第二單片機，所述第二單片機輸入端和所述DC/DC變換 單元5的輸出端相連，輸出端通過第二功率M0S管組和多路輸出插座相連，所述第二單片機 還和電壓選擇按鈕7相連，所述輸出電壓切換單元6接受電壓選擇按鈕指令，并通過所述第 二功率M0S管組選通一路輸出插座并控制其輸出電壓。電池組1由多節動力型鋰電池串聯和/或并聯而成，例如十節26650動力型鋰電 池，通過五節串聯再二組并聯組合成電壓18V容量為6. 6安時的電池組。DC/DC變換單元5，通過DC變換為AC，再通過AC變壓器升降壓，輸出各不同的電 壓，一般包括功率振蕩電路，控制電路，高頻變壓器，整流電路，電流采樣電路，電壓采樣電 路，輸入過壓保護電路，輸入過流，輸入短路保護，輸出過壓保護，輸出過流保護，輸出短路 保護。整個DC/DC變換電路只要充分滿足動力工具起動，堵轉，制動各項要求即可，通過DC/ DC變換單元可將輸入一路直流電壓變換為幾路動力電壓。 測溫傳感器2可以由測溫熱敏電阻組成，測量電池在充放電過程中的溫度。此外， 智能電池包還可以包括電量顯示單元3，由電量專用處理芯片、液晶顯示板、模數轉換器、數 模轉換器、電流采樣電路和電壓采樣電路，通過電量專用處理芯片運算處理，輸出信號給液 晶顯示板，液晶顯示板以百分比形式顯示電池的電量。圖2為本實用新型電池保護板單元電路圖。電池保護板單元4可以由第一單片機實現，請參見圖2，第一單片機由U1芯片對各 信號運算處理，U1芯片采用型號PIC16F677的單片機；運算放大器U2芯片對各節電池電壓 進行采樣，U2采用型號為LM324ADR的運算放大器；運算放大器U3芯片對回路電流進行采 樣，U3采用型號為LM358ADR的運算放大器；三端穩壓器U4對電壓穩定后再提供給U1單片 機及其它控制電路，功率M0S管Q18，Q19作為放電電子開關，功率M0S管Q20作為充電電子 開關，三極管Ql，Q2，Q3，Q4，Q5作為電池平衡用。B+接電池組正極，B-接電池組負極，B1， B2，B3, B4分別接各節鋰電池，用以檢測各節鋰電池電壓。具體工作過程如下當電池組1進行充電時，充電回路CH+接充電器正極再進入 功率M0S管Q20，再進入并聯的二極管Dl，D2，再進入五串二并鋰電池組正極，再從鋰電池 組負極B-出來，對鋰電池組進行充電。由電壓采樣電阻R27，R28，R31，R32，R35，R36，R39， R40對鋰電池組的電壓進行分壓，再送入運算放大器與各基準電壓進行判別比較，運算放大器輸出電壓送入單片機進行處理。第一單片機經過處理后輸出信號給CB1，CB2, CB3, CB4， CB5控制三極管Q7，Q8，Q9，Q10, Q11，及三極管Ql，Q2，Q3，Q4，Q5，對電池進行充電平衡處 理。電阻R1，R2，R3，R4，R5串聯在各三極管回路，主要作用是限制三極管Ql，Q2，Q3，Q4，Q5 各回路電流。當電池組1電壓超過設定值時，第一單片機CO引腳輸出信號進入Q14場效應 管，場效應管Q14控制功率M0S管Q20關斷，充電停止。由測溫傳感器RT檢測鋰電池溫度， 當溫度超過規定溫度時，充電也會停止。當電池進行放電時，鋰電池組B+輸出進入電機負載，再到P-，再到并聯的功率M0S 管Q18，Q19，再到并聯的電阻R67，R88，再到鋰電池組的B-。當放電電流過大時，通過并聯 的R67，R88電阻采樣電流，電流信號電壓送入運算放大器U3B，進行比較放大，輸出信號通 過運算放大器U3B的7號引腳輸出至第一單片機AN11引腳，第一單片機對信號進行運算處 理，由單片機RB7引腳輸出信號至運算放大器U3A，再由運算放大器U3A放大比較后，由運算 放大器U3A的1號引腳輸出，進入Q16三極管的基極，由Q16三極管去控制并聯的Q18，Q19 功率M0S管的通斷。另外，并聯R67，R88電阻采樣電流直接通過R64電阻進入運算放大器 U3A，再由運算放大器U3A放大比較后，由運算放大器U3A的1號引腳輸出，進入Q16三極管 的基極，由Q16三極管去控制并聯的Q18，Q19功率M0S管的通斷。當鋰電池組放電后，由電 壓采樣電阻R27，R28，R31，R32，R35，R36，R39，R40對鋰電池組的電壓進行分壓，再送入運 算放大器與各基準電壓進行判別比較，運算放大器輸出電壓送入單片機進行處理，單片機 經過處理后從單片機5號引腳輸出信號給Q15三極管，Q15控制Q13場效應管，Q13場效應 管控制并聯的Q18，Q19功率M0S管的通斷。測溫傳感器RT檢測鋰電池溫度，當溫度超過規 定溫度時，放電也會停止。綜上所述，本實用新型提供的智能電池包，能夠輸出多路適合充電電動工具的電 壓，采用單片機對動力型鋰電池充放電過程的各個參數進行檢測控制，并相應自動調節控 制。因此動力型鋰電池在充電過程中不會發生充電不足或充電過充現象，放電時，不會發生 過放電，在外部電機短路時，也能可靠保護。因此電池壽命長，且使用方便可靠。本實用新 型可應用于各類不同的充電式電動工具，作為備用電池包。雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何 本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本 實用新型的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求一種智能電池包，包括電池組(1)和DC/DC變換單元(5)，其特征在于，所述智能電池包還包括電池保護板單元(4)，包括第一單片機，所述第一單片機輸入端和測溫傳感器(2)相連，輸出端通過第一功率MOS管和電池組(1)相連，所述電池保護板單元(4)根據測溫傳感器(2)的溫度數據控制電池組(1)的充放電電流電壓；輸出電壓切換單元(6)，包括第二單片機，所述第二單片機輸入端和所述DC/DC變換單元(5)的輸出端相連，輸出端通過第二功率MOS管組和多路輸出插座相連，所述第二單片機還和電壓選擇按鈕(7)相連，所述輸出電壓切換單元(6)接受電壓選擇按鈕(7)指令，并通過所述第二功率MOS管組選通一路輸出插座并控制其輸出電壓。
2.如權利要求1所述的智能電池包，其特征在于，所述電池組(1)為由多節動力型鋰電 池串聯和/或并聯而成的鋰電池組。
3.如權利要求1所述的智能電池包，其特征在于，所述測溫傳感器(2)為測溫熱敏電阻。
專利摘要本實用新型公開了一種智能電池包，包括電池組和DC/DC變換單元，其中，所述智能電池包還包括電池保護板單元，包括第一單片機，所述第一單片機輸入端和測溫傳感器相連，輸出端通過第一功率MOS管和電池組相連；輸出電壓切換單元，包括第二單片機，所述第二單片機輸入端和所述DC/DC變換單元的輸出端相連，輸出端通過第二功率MOS管組和多路輸出插座相連，所述第二單片機還和電壓選擇按鈕相連，接受電壓選擇按鈕指令，并通過所述第二功率MOS管組選通一路輸出插座并控制其輸出電壓。本實用新型提供的智能電池包，不但提供能夠輸出大電流及多種不同數值的電壓，且對電池包充放電提供保護，延長了電池使用壽命。
文檔編號H02J7/00GK201717656SQ201020254568
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月9日 優先權日2010年7月9日
發明者吳海林 申請人:上海沃施園藝股份有限公司