一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包制造技術

本實用新型專利技術公開一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包，包括電池管理系統、高壓鋰電池組和放電保護裝置，所述電池管理系統的輸入端連接直流電源，輸出端正極連接高壓鋰電池組的正極，輸出端負極連接高壓鋰電池組的負極；所述電池管理系統還連接高壓鋰電池組每一串電池的正極和負極；所述放電保護裝置的輸入端分別連接高壓鋰電池組的正極和負極，輸出端為鋰電池包的電源輸出。通過上述，本實用新型專利技術可直接作為直流供電電源，具有體積小、重量輕、功率大，成本低、方便攜帶等優點，同時電池管理系統能夠保證鋰電池組的充電電流、時長一致，電壓均衡，大大延長電池使用壽命。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及鋰電池技術應用領域，尤其涉及一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包，特別適合用作電焊機、切割機、交流移動電源以及小型電動汽車的供電電源，可直接作為直流供電電源。
技術介紹
傳統用電設備在野外、停電等情況下使用非常不便，尤其在應急、搶修、搶險等場所使用的電焊機、切割機、交流移動電源等用電設備，通常需要搬運燃油發電機或駕駛移動電力車等大型發電設備來供應電源。此類方法不僅耗費大量人力物力，而且在一些無鋪裝道路的地方行進緩慢甚至無法前行，延誤時間，造成生命財產損失?，F有技術提出了一種高壓鋰電池包+用電設備的設計方案，達到了便攜性的要求。但此種方案在鋰電池充電技術上采用多組并聯充電，存在硬件電路復雜、可靠性低、體積大、成本高、接線困難等缺點；同時這種設計導致鋰電池組充電電流不一致，帶來電池不均衡問題，縮短電池壽命，存在安全隱患。此外，此種方案在鋰電池包放電時僅連接可控開關，缺少放電保護裝置，鋰電池安全性得不到保障。
技術實現思路
本技術主要解決的技術問題是提供一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包，是將若干單節鋰電池通過串、并聯組合成多串多并的高壓鋰電池組，擴展性強、應用范圍廣，特別適合用作電焊機、切割機、交流移動電源以及小型電動汽車的供電電源，可直接作為直流供電電源，具有體積小、重量輕、功率大，成本低、方便攜帶等優點，同時全橋DC/DC升壓電路對高壓鋰電池組整體串聯充電，能夠保證鋰電池組的充電電流、時長一致，避免由充電導致電池不均衡帶來的安全隱患，大大延長電池使用壽命。為解決上述技術問題，本技術采用的一個技術方案是：提供了一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包，包括電池管理系統、高壓鋰電池組和放電保護裝置，所述電池管理系統輸入端連接DC12V-DC42V直流電源，輸出端正極連接所述高壓鋰電池組的正極，輸出端負極連接所述高壓鋰電池組的負極；所述電池管理系統還連接所述高壓鋰電池組每一串電池的正極和負極；所述高壓鋰電池組由若干單節鋰電池通過串、并聯組合成多串多并的鋰電池組；所述放電保護裝置的輸入端分別連接所述高壓鋰電池組的正極和負極，輸出端為鋰電池包的電源輸出。在本技術一個較佳實施例中，所述高壓鋰電池組的電壓范圍為DC90V-DC273V。在本技術一個較佳實施例中，所述電池管理系統包括充/放電控制電路和被動均衡系統，所述充/放電控制電路的輸入端連接DC12V-DC42V直流電源，所述充/放電控制電路的輸出端正極連接所述高壓鋰電池組的正極，充/放電控制電路的輸出端負極連接所述高壓鋰電池組的負極；所述充/放電控制電路還和所述被動均衡系統連接；所述被動均衡系統包括至少2組被動均衡電路，依次串聯連接，每一組用于管理所述高壓鋰電池組中的子鋰電池組；所述被動均衡電路連接所述子鋰電池組的每一串的正極和負極，用于監測、均衡每一串電池的電壓。在本技術一個較佳實施例中，所述充/放電控制電路包括PTC、第三可控開關、全橋DC/DC升壓電路、第二可控開關、溫度監測電路、放電檢測電路和第一控制器，所述PTC的第一端連接DC12V-DC42V直流電源的正極，第二端連接所述全橋DC/DC升壓電路的輸入端正極，用于提供充電時過流、過溫的一級保護功能；所述第三可控開關的第一端連接DC12V-DC42V直流電源的負極，第二端連接所述全橋DC/DC升壓電路的輸入端負極；所述第三可控開關的控制端連接所述第一控制器，用于接收所述第一控制器發出的控制信號，接通或斷開DC12V-DC42V直流電源的負極和所述全橋DC/DC升壓電路的負極，用于充電產生異常時提供二級保護功能；所述全橋DC/DC升壓電路的輸出端正極連接所述高壓鋰電池組的正極，輸出端負極連接所述第二可控開關第一端；所述第二可控開關的第二端連接所述高壓鋰電池組的負極，所述第二可控開關的控制端連接所述被動均衡系統的輸出端，用于接通或斷開所述全橋DC/DC升壓電路的輸出端負極和所述高壓鋰電池組的負極，提供充電時的三級保護功能；所述溫度監測電路的輸出端連接所述第一控制器的輸入端，用于監測所述高壓鋰電池組的溫度數據，并將其輸出至所述第一控制器，由所述第一控制器進行分析處理，執行相應動作；所述放電檢測電路的輸出端連接所述第一控制器的輸入端，用于檢測所述高壓鋰電池組放電時的電流、電壓等信息，并將其輸出至所述第一控制器，由所述第一控制器進行分析處理，執行相應動作；所述第一控制器包括至少2組串口通信1端口，分別和所述被動均衡電路連接，用于傳輸所述高壓鋰電池組的電壓、電流、電量和溫度等信息，綜合數據分析、管理；所述第一控制器還包括串口通信0端口，在鋰電池包的合適位置引出此端口，用于鋰電池包和鋰電池包之外的控制系統進行數據通信。在本技術一個較佳實施例中，所述全橋DC/DC升壓電路對所述高壓鋰電池組整體串聯充電，能夠保證高壓鋰電池組的充電電流、時長一致，電壓均衡，大大延長電池使用壽命。在本技術一個較佳實施例中，所述被動均衡系統的每一組所述被動均衡電路包括電壓監測電路、第二控制器和多組電阻耗能電路，所述電壓監測電路輸入端經過RC網絡連接所述子鋰電池組每一串鋰電池的正極和負極，用于監測每一串鋰電池的電壓；所述電壓監測電路的輸出端與所述第二控制器連接，用于輸出每一串鋰電池的電壓；所述電壓監測電路輸出端還連接所述第二可控開關的控制端，用于控制接通或關斷所述第二可控開關；所述第二控制器輸出端（OPJ1-OPJ13）依次與所述電阻耗能電路的輸入端連接，用于根據輸入端接收到的每一串鋰電池的電壓信息，控制每一組所述電阻耗能電路打開或關閉；所述第二控制器還包括串口通信1端口，與所述第一控制器的1組串口通信1端口連接，用于數據傳輸。在本技術一個較佳實施例中，每一組所述電阻耗能電路均包括第一電阻（RJ）、光耦（OC）、第二電阻（RB）、第三電阻（RD）和三極管（BJT），所述第一電阻（RJ）兩端分別連接所述光耦（OC）的陽極和所述第二控制器的一個輸出端，所述光耦（OC）的陰極接地；所述光耦（OC）的集電極連接所述子鋰電池組中一串鋰電池的正極，所述光耦（OC）的發射極連接所述三極管（BJT）的基極；所述第二電阻（RB）的第一端連接所述三極管（BJT）的基極，第二端連接所述子鋰電池組中一串鋰電池的負極；所述第三電阻（RD）的第一端連接所述子鋰電池組中一串鋰電池的正極，第二端連接所述三極管（BJT）的集電極；所述三極管（BJT）的發射極連接所述子鋰電池組中一串鋰電池的負極。在本技術一個較佳實施例中，所述放電保護裝置包括過流保護和第一可控開關，所述過流保護的第一端連接所述高壓鋰電池組的正極，過流保護的第二端為鋰電池包輸出端的正極；所述第一可控開關的第一端連接所述高壓鋰電池組的負極，第一可控開關的第二端為鋰電池包輸出端的負極，所述第一可控開關的控制端連接所述第一控制器的輸出端，用于接收所述第一控制器發出的控制信號，接通或斷開所述高壓鋰電池組的負極。在本技術一個較佳實施例中，所述過流保護為不可恢復保險絲或PTC。本技術的有益效果是：本技術的一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包，是將若干單節鋰電池通過串、并聯組合而成多串多并的高壓鋰電池組，擴展性強、應用范圍廣，特別適本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包，其特征在于，包括電池管理系統、高壓鋰電池組和放電保護裝置，所述電池管理系統的輸入端連接DC12V?DC42V直流電源，輸出端正極連接所述高壓鋰電池組的正極，輸出端負極連接所述高壓鋰電池組的負極；所述電池管理系統還連接所述高壓鋰電池組中每一串電池的正極和負極；所述高壓鋰電池組由若干單節鋰電池通過串、并聯組合而成；所述放電保護裝置的輸入端分別連接所述高壓鋰電池組的正極和負極，輸出端為鋰電池包的電源輸出。

【技術特征摘要】
1.一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包，其特征在于，包括電池管理系統、高壓鋰電池組和放電保護裝置，所述電池管理系統的輸入端連接DC12V-DC42V直流電源，輸出端正極連接所述高壓鋰電池組的正極，輸出端負極連接所述高壓鋰電池組的負極；所述電池管理系統還連接所述高壓鋰電池組中每一串電池的正極和負極；所述高壓鋰電池組由若干單節鋰電池通過串、并聯組合而成；所述放電保護裝置的輸入端分別連接所述高壓鋰電池組的正極和負極，輸出端為鋰電池包的電源輸出。2.根據權利要求1所述的大功率便攜式電動工具用鋰電池包，其特征在于，所述高壓鋰電池組的電壓范圍為DC90V-DC273V。3.根據權利要求1所述的大功率便攜式電動工具用鋰電池包，其特征在于，所述電池管理系統包括充/放電控制電路和被動均衡系統，所述充/放電控制電路的輸入端連接DC12V-DC42V直流電源，所述充/放電控制電路的輸出端正極連接所述高壓鋰電池組的正極，充/放電控制電路的輸出端負極連接所述高壓鋰電池組的負極；所述充/放電控制電路還和所述被動均衡系統連接；所述被動均衡系統包括至少2組被動均衡電路，依次串聯連接，每一組用于管理所述高壓鋰電池組中的子鋰電池組；所述被動均衡電路連接所述子鋰電池組的每一串的正極和負極，用于監測、均衡每一串電池的電壓。4.根據權利要求3所述的大功率便攜式電動工具用鋰電池包，其特征在于，所述充/放電控制電路包括PTC、第三可控開關、全橋DC/DC升壓電路、第二可控開關、溫度監測電路、放電檢測電路和第一控制器，所述PTC的第一端連接DC12V-DC42V直流電源的正極，第二端連接所述全橋DC/DC升壓電路輸入端的正極，用于提供充電時過流、過溫的一級保護功能；所述第三可控開關的第一端連接DC12V-DC42V直流電源的負極，第二端連接所述全橋DC/DC升壓電路輸入端的負極；所述第三可控開關的控制端連接所述第一控制器，用于接收所述第一控制器發出的控制信號，接通或斷開DC12V-DC42V直流電源的負極和所述全橋DC/DC升壓電路的負極，用于充電產生異常時提供二級保護功能；所述全橋DC/DC升壓電路的輸出端正極連接所述高壓鋰電池組的正極，輸出端負極連接所述第二可控開關第一端；所述第二可控開關的第二端連接所述高壓鋰電池組的負極，所述第二可控開關的控制端連接所述被動均衡系統的輸出端，用于接通或斷開所述全橋DC/DC升壓電路的輸出端負極和所述高壓鋰電池組的負極，提供充電時的三級保護功能；所述溫度監測電路的輸出端連接所述第一控制器的輸入端，用于監測所述高壓鋰電池組的溫度數據，并將其輸出至所述第一控制器，由所述第一控制器進行分析處理，執行相應動作；所述放電檢測電路的輸出端...

【專利技術屬性】
技術研發人員：佟天野，
申請(專利權)人：蘇州綠愷動力電子科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32