[实用新型]用于无绳电动工具的电池组

说明书

技术领域

示例性实施例总体上涉及配置成用于向无绳电动工具和/或包括工具和充电器的电动工具系统供电的电池组。

背景技术

在过去几年中，锂离子(Li离子)电池开始在低压、便携式电子装置例如笔记本型个人计算机中替代镍-镉(NiCd)、镍-金属-氢化物(NiMH)和铅-酸电池。与NiCd和NiMH电池相比，Li离子电池较轻而每单位容积具有较大的容量。因此，Li离子电池典型地适用于优选轻的且需要确保长时间地持续使用的低压装置。但是，在过放电状态下，Li离子电池迅速恶化，从而Li离子电池需要过放电保护。

用于Li离子电池组的常规保护主要被设计成用于总体上其需要2到4伏级别的电压的低压便携式电子装置例如笔记本型个人计算机、蜂窝电话等。这种装置以使用由提供约4.2伏/电池的最大输出电压的电池(例如Li离子、NiCd、NiMH电池)组成的电池组为特征。对于Li离子电池组电池，由于锂是高活性物质，所以必须注意防止来自电气和机械应力的损坏。

但是，典型地，无绳电动工具需要高得多的电压(如18V或更高)。然而，18V以上的工具系统，使用常规的NiCd或NiMH电池组的无绳电动工具的全部重量开始变得受到限制。换句话说，对于NiCd和NiMH无绳电源，较高的电能意味着基本上较重的电池组。无绳工具的全部重量的相应增加使得工具更难制造和/或长期使用。例如，与12伏NiCd电池组(1.5lbs)的重量相比，24伏NiCd电池组(约3.3lbs)在重量上的增加超过一倍。

因此，为了提供比常规的NiCd和NiMH电池组更高的电压输出(以及比用于PC和便携电话的常规Li离子电池组基本上更高的电能)，重量却减轻(与在常规的无绳电动工具中作为电源使用的常规NiCd或NiMH电池组相比)，正在研究基于Li离子或其它锂基化学性质的电池组用于无绳电动工具。这些电池组的特征在于与常规的NiCd、NiMH和/或甚至更低电能的Li离子电池组相比，这些电池组可以显示出基本上较低的阻抗特性。

引入较低的阻抗特性和结构类型以发展产生基本上较高的输出电压(例如，至少18V及其以上)的次级电池，可能产生几个额外的保护问题。具有较低阻抗的电池组还意味着该组能够向连接的电子元件例如电动工具供给基本上较高的电流。随着通过连接的电动工具的电机的电流增加，消磁力(如电机的电枢匝数乘以电流、安匝数)可能基本上增加到超过电机中的预期或设计的限制。从而这种不良的消磁可能损坏电机。

例如，当工具保持在制动状态时，较低的阻抗电源能够造成对工具的电机的损坏。在电机制动期间，由于没有由电机产生的反电动势，所以只有电机和电池阻抗是限制电流的机构。对于阻抗较低的电池组，电流会更高。通过电机的较高的电流将增加工具的电机里的永久磁铁消磁的可能性、可能的热过量、最终电池组和/或工具损坏，等等。

因此，为了防止对电池组、和/或连接的充电器、连接到充电器或工具的电池组附近的工具或使用物的内部或外部损坏，需要将附加的保护控制放在合适的位置以解决在适合与无绳电动工具和充电器一起使用的高功率Li离子电池组中可能发生的故障情况(例如过充电、过放电、过电流、过热、电池不稳定等)。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供用于无绳电动工具的电池组，以解决在适合与无绳电动工具和充电器一起使用的高功率Li离子电池组中可能发生的故障情况(例如过充电、过放电、过电流、过热、电池不稳定等)。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种用于无绳电动工具的电池组，该电池组可拆卸地连接到无绳电动工具系统所包括的电动工具和充电器，其特征在于，该电池组包括：外壳；外壳内的多个电池组电池，外壳内的电池电子控制单元，用于在电池的充电期间控制充电器，和用于在放电操作期间控制场效应晶体管(FET)以控制到电动工具的电机的电流；第一电压监视单元，用于在充电和放电操作期间监视电池组中的单个电池电压和总的堆电压之一或两者；以及第二电压监视电路，用于分别监视单个电池电压以检测在充电期间达到过电压情况的任何电池。