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系统

阅读:602发布:2020-05-12

专利汇可以提供系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种电 力 系统,包括:第一 电池 组 和第二电池组,所述第一电池组和第二电池组并联设置;第一 开关 , 串联 于第一电池组与电力负载之间,用于导通或切断所述第一电池组与电力负载的连接;和/或第二开关,串联于第二电池组与电力负载之间,用于导通或切断所述第二电池组与电力负载的连接;及控制装置,用于检测第一电池组与第二电池组的 电压 差,并在电压差小于预设值时,控制第一开关/第二开关闭合,使第一电池组和第二电池组并联供电/充电。相较于 现有技术 ,本发明能够实现均衡供电/充电,不会出现倒灌 电流 和互充的现象。,下面是系统专利的具体信息内容。

1.一种电系统,其特征在于,包括:
第一电池组和第二电池组,所述第一电池组和第二电池组并联设置;
第一开关串联于第一电池组与电力负载之间,用于导通或切断所述第一电池组与电力负载的连接;和/或
第二开关,串联于第二电池组与电力负载之间,用于导通或切断所述第二电池组与电力负载的连接;及
控制装置,用于检测第一电池组与第二电池组的电压差,并在电压差小于预设值时,控制第一开关/第二开关闭合,使第一电池组和第二电池组并联供电/充电。
2.根据权利要求1所述的电力系统,其特征在于:所述第二开关处于常闭状态;所述第一开关在初始状态下断开,而在所述第一电池组与第二电池组的电压差小于预设值时由所述控制装置控制为闭合。
3.根据权利要求1所述的电力系统,其特征在于:初始状态下,所述第一开关闭合、第二开关断开,所述第一电池组单独供电;在所述第一电池组与第二电池组的电压差小于预设值时,所述控制装置控制所述第一开关或第二开关闭合,使所述第一电池组和第二电池组并联供电或充电。
4.根据权利要求3所述的电力系统,其特征在于:所述控制装置还用于获取所述第一电池组的单体电压,并在单体电压小于特定值时控制所述第一开关断开、第二开关闭合,以由所述第二电池组供电;当所述第一电池组与第二电池组的电压差小于预设值时,所述控制装置再次控制所述第一开关闭合,使所述第一电池组和第二电池组并联供电。
5.根据权利要求3所述的电力系统,其特征在于:所述控制装置还用于获取所述第一电池组的单体电压,并在单体电压小于特定值时控制外部电源为所述第一电池组充电;在所述第一电池组与第二电池组的电压差小于预设值时,所述控制装置控制所述第二开关闭合,使所述第一电池组和第二电池组并联充电。
6.根据权利要求1所述的电力系统,其特征在于:所述控制装置包括与第一电池组电性连接的第一检测单元、与第二电池组电性连接的第二检测单元及分别与第一检测单元和第二检测单元电性连接的控制单元,所述第一检测单元用于对第一电池组的电压进行检测并传输至控制单元,所述第二检测单元用于对第二电池组的电压进行检测并传输至控制单元,所述控制单元用于控制第一开关/第二开关的断开或闭合。
7.根据权利要求1所述的电力系统,其特征在于:所述预设值为5V。
8.根据权利要求1所述的电力系统,其特征在于:所述电力负载为电动工具,所述第一电池组和第二电池组用于为所述电动工具并联供电,且所述电力系统收容于所述电动工具的电池收容部内。
9.根据权利要求1所述的电力系统,其特征在于:所述电力负载为充电器,所述第一电池组和第二电池组由所述充电器并联充电,且所述电力系统收容于所述充电器的电池收容部内。
10.一种电力系统,其特征在于:包括并联设置的第一电池组和第二电池组、串联于第一电池组与电力负载之间的第一二极管及串联于第二电池组与电力负载之间的第二二极管,所述第一二极管与所述第一电池组同极相连,所述第二二极管与所述第二电池组同极相连。

说明书全文

系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电力系统,具体涉及能够接入电动工具或充电器的电力系统。

背景技术

[0002] 现有的手持式电动工具,例如链锯修枝机等,均采用可拆卸的电池装置给电动工具供电,由于手持式电动工具的功率较小,通常一个电池装置即能满足供电需求。
[0003] 对于一些功率较大的电动工具,如割草机、扫机等,在单个电池装置提供的电能无法满足供电需求时,往往采用将两个电池装置并联的方式来提高整个电池包装置的供电能力,从而提高电动工具的工作时间和工作效率。
[0004] 采用两个电池装置并联的方式给较大功率的电动工具供电时,具有以下弊端:当两个电池装置的电压不相等时,若将它们直接并联连接,那么电压较高的电池装置会倒灌电流至电压较低的电池装置,无法均衡供电,影响供电效率。
[0005] 有鉴于此,确有必要对现有的电池装置进行改进,以解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种电力系统,该电力系统能够均衡供电/充电,不会出现倒灌电流和互充的现象。
[0007] 为实现上述目的,本发明提供了一种电力系统,包括:
[0008] 第一电池组和第二电池组,所述第一电池组和第二电池组并联设置;
[0009] 第一开关串联于第一电池组与电力负载之间,用于导通或切断所述第一电池组与电力负载的连接;和/或
[0010] 第二开关,串联于第二电池组与电力负载之间,用于导通或切断所述第二电池组与电力负载的连接;及
[0011] 控制装置,用于检测第一电池组与第二电池组的电压差,并在电压差小于预设值时,控制第一开关/第二开关闭合,使第一电池组和第二电池组并联供电/充电。
[0012] 作为本发明的进一步改进,所述第二开关处于常闭状态;所述第一开关在初始状态下断开,而在所述第一电池组与第二电池组的电压差小于预设值时由所述控制装置控制为闭合。
[0013] 作为本发明的进一步改进,初始状态下,所述第一开关闭合、第二开关断开,所述第一电池组单独供电;在所述第一电池组与第二电池组的电压差小于预设值时,所述控制装置控制所述第一开关或第二开关闭合,使所述第一电池组和第二电池组并联供电或充电。
[0014] 作为本发明的进一步改进,所述控制装置还用于获取所述第一电池组的单体电压,并在单体电压小于特定值时控制所述第一开关断开、第二开关闭合,以由所述第二电池组供电;当所述第一电池组与第二电池组的电压差小于预设值时,所述控制装置再次控制所述第一开关闭合,使所述第一电池组和第二电池组并联供电。
[0015] 作为本发明的进一步改进,所述控制装置还用于获取所述第一电池组的单体电压,并在单体电压小于特定值时控制外部电源为所述第一电池组充电;在所述第一电池组与第二电池组的电压差小于预设值时,所述控制装置控制所述第二开关闭合,使所述第一电池组和第二电池组并联充电。
[0016] 作为本发明的进一步改进,所述控制装置包括与第一电池组电性连接的第一检测单元、与第二电池组电性连接的第二检测单元及分别与第一检测单元和第二检测单元电性连接的控制单元,所述第一检测单元用于对第一电池组的电压进行检测并传输至控制单元,所述第二检测单元用于对第二电池组的电压进行检测并传输至控制单元,所述控制单元用于控制第一开关/第二开关的断开或闭合。
[0017] 作为本发明的进一步改进,所述预设值为5V。
[0018] 作为本发明的进一步改进,所述电力负载为电动工具,所述第一电池组和第二电池组用于为所述电动工具并联供电,且所述电力系统收容于所述电动工具的电池收容部内。
[0019] 作为本发明的进一步改进,所述电力负载为充电器,所述第一电池组和第二电池组由所述充电器并联充电,且所述电力系统收容于所述充电器的电池收容部内。
[0020] 为实现上述目的,本发明提供了一种电力系统,包括并联设置的第一电池组和第二电池组、串联于第一电池组与电力负载之间的第一二极管及串联于第二电池组与电力负载之间的第二二极管,所述第一二极管与所述第一电池组同极相连,所述第二二极管与所述第二电池组同极相连。
[0021] 本发明的有益效果是:本发明的电力系统通过对第一电池组和第二电池组的电压差进行检测,从而可在电压差小于预设值时,控制第一开关或第二开关闭合,使第一电池组和第二电池组并联供电/充电,实现均衡供电/充电,不会出现倒灌电流和互充的现象。附图说明
[0022] 图1是本发明电力系统的第一实施例电路原理图。
[0023] 图2是图1所示电力系统的工作原理图。
[0024] 图3是本发明电力系统的第二实施例的结构框图
[0025] 图4是图3所示电力系统的工作原理图。
[0026] 图5是本发明电力系统的第三实施例的结构框图。
[0027] 图6是图5所示电力系统的工作原理图。
[0028] 图7是本发明电力系统的第四实施例的电路原理图。

具体实施方式

[0029] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
[0030] 本发明揭示了一种电力系统,主要用于为电力负载供电或由电力负载充电;具体地,当电力负载为电动工具时,本发明的电力系统用于为电动工具供电;而当电力负载为充电器时,可通过充电器为本发明的电力系统充电。
[0031] 如图1所示,为本发明电力系统的第一实施例。在本实施例中,所述电力系统包括第一电池组10、第二电池组11、第一开关S1、第二开关S2及控制装置(未图示)。所述第一电池组10和第二电池组11并联设置,且第一电池组10的两端分别与电力负载20的正负极相连、第二电池组11的两端也分别与电力负载20的正负极相连,以实现第一电池组10、第二电池组11与电力负载20的电性连接。
[0032] 所述第一开关S1串联于第一电池组10与电力负载20之间,用于导通或切断所述第一电池组10与电力负载20的连接;所述第二开关S2串联于第二电池组11与电力负载20之间,用于导通或切断所述第二电池组11与电力负载20的连接。本实施例中,所述第二开关S2处于常闭状态,以保持第二电池组11与电力负载20之间的实时电性连接,故也可以理解为第二开关S2不存在,此处引出的目的仅在于:为了描述清楚和方便。
[0033] 所述控制装置用于检测第一电池组10与第二电池组11的电压差ΔU,并在电压差ΔU小于预设值时,使第一开关S1闭合,第一电池组10和第二电池组11并联供电/充电。此处的预设值优选为5V。
[0034] 具体地,所述控制装置包括与第一电池组10电性连接的第一检测单元、与第二电池组11电性连接的第二检测单元及分别与第一检测单元和第二检测单元电性连接的控制单元,所述第一检测单元用于对第一电池组10的电压进行检测并将检测到的电压值传输至控制单元,所述第二检测单元用于对第二电池组11的电压进行检测并将检测到的电压值传输至控制单元,所述控制单元用于控制第一开关S1的断开或闭合。
[0035] 当电力负载20为电动工具时,可利用本发明的电力系统为电动工具供电,此时,电力系统收容在电动工具的电池收容部内,且第一电池组10和第二电池组11可拆卸的收容在电动工具的电池收容部内。具体地,第一电池组10和第二电池组11可作为两个分离的电池组插入电池收容部内,也可一体封装成电池包插入电池收容部内,所述第一检测单元、第二检测单元及控制单元的设置位置均不限,可以一并设置在电池包内部,也可以设置在电池包外部。
[0036] 如图2所示,此时,电力系统的工作原理为:初始状态下,第一开关S1断开、第二开关S2闭合,第二电池组11单独为电动工具供电,使电动工具开机并启动;然后,第一检测单元对第一电池组10的电压进行检测并将检测到的电压值传输至控制单元,同时第二检测单元对第二电池组11的电压进行检测并将检测到的电压值传输至控制单元;接着,控制单元对第一电池组10和第二电池组11的电压差ΔU进行计算,并将获得的电压差ΔU与预设值进行比较;当电压差ΔU小于预设值(5V)时,控制单元控制第一开关S1闭合,实现第一电池组10和第二电池组11对电动工具的并联供电;当电压差ΔU大于预设值(5V)时,控制单元控制第一开关S1继续断开,以防止第一电池组10与第二电池组11互充,直至电压差ΔU小于预设值时,控制单元再控制第一开关S1闭合,实现第一电池组10和第二电池组11的并联供电。
[0037] 当电力负载20为充电器时,可利用充电器对所述第一电池组10和第二电池组11充电,此时,电力系统收容在充电器的电池收容部内,且第一电池组10和第二电池组11可拆卸的收容在充电器的电池收容部内。具体地,第一电池组10和第二电池组11可作为两个分离的电池组插入电池收容部内,也可一体封装成电池包插入电池收容部内,所述第一检测单元、第二检测单元及控制单元的设置位置均不限,可以一并设置在电池包内部,也可以设置在电池包外部。
[0038] 此时,电力系统的工作原理为:初始状态下,第一开关S1断开、第二开关S2闭合,充电器单独对第二电池组11进行充电;然后,第一检测单元对第一电池组10的电压进行检测并将检测到的电压值传输至控制单元,同时第二检测单元对第二电池组11的电压进行检测并将检测到的电压值传输至控制单元;接着,控制单元对第一电池组10和第二电池组11的电压差ΔU进行计算,并将获得的电压差ΔU与预设值进行比较;当电压差ΔU小于预设值(5V)时,控制单元控制第一开关S1闭合,实现充电器对第一电池组10和第二电池组11的并联充电;当电压差ΔU大于预设值(5V)时,控制单元控制第一开关S1继续断开,以防止第一电池组10与第二电池组11互充,直至电压差ΔU小于预设值时,控制单元再控制第一开关S1闭合,实现对第一电池组10和第二电池组11的并联充电。
[0039] 本实施例中,第一检测单元为设置在第一开关S1前端的检测芯片,第二检测单元为设置在第二开关S2前端的检测芯片,控制单元为设置在电池收容部中的主控制器
[0040] 如图3所示,为本发明电力系统的第二实施例。在本实施例中,电力系统的结构与第一实施例的结构基本相同,区别点主要在于:1、第一检测单元和第二检测单元均为电路板(PCB),且一并设置在电池包内部,控制单元为设置在电动工具或充电器上的单片机,且单片机集成于电池包内部;2、初始状态下,第一开关S3闭合、第二开关S4断开,由所述第一电池组10’单独供电;3、在所述第一电池组10’与第二电池组11’的电压差ΔU小于预设值(5V)时,所述控制单元控制所述第一开关S3或第二开关S4闭合,以实现所述第一电池组10’和第二电池组11’的并联供电/充电。
[0041] 具体来讲,当电力负载20为电动工具时,可利用本发明的电力系统为电动工具供电,此时,电力系统收容在电动工具的电池收容部内,且第一电池组10’和第二电池组11’可拆卸的收容在电动工具的电池收容部内。具体地,第一电池组10’和第二电池组11’一体封装成电池包插入电池收容部内。
[0042] 结合图3与图4所示,此时,电力系统的工作原理为:初始状态下,第一开关S3闭合、第二开关S4断开,第一电池组10’单独为电动工具供电,使电动工具开机并启动;然后,第一检测单元对第一电池组10’的单体电压进行检测并将检测到的电压值U1传输至控制单元;当控制单元判断当前的电压值U1小于特定值(即常规的标准电压值)时,直接控制第一开关S3断开、第二开关S4闭合,以由所述第二电池组11’为电动工具供电;接着,第二检测单元对第二电池组11’的单体电压进行检测并将检测到的电压值传输至控制单元,由控制单元对第一电池组10’和第二电池组11’的电压差ΔU进行计算,并将获得的电压差ΔU与预设值进行比较;当电压差ΔU小于预设值(5V)时,控制单元控制第一开关S3闭合,实现第一电池组
10’和第二电池组11’对电动工具的并联供电。当然,当电压差ΔU大于预设值(5V)时,控制单元控制第一开关S3继续断开,以防止第一电池组10’与第二电池组11’互充,直至电压差ΔU小于预设值时,控制单元再控制第一开关S3闭合,实现第一电池组10’和第二电池组11’的并联供电。
[0043] 当电力负载20为充电器时,可利用充电器对所述第一电池组10’和第二电池组11’充电,此时,电力系统收容在充电器的电池收容部内,且第一电池组10’和第二电池组11’可拆卸的收容在充电器的电池收容部内。具体地,第一电池组10’和第二电池组11’一体封装成电池包插入电池收容部内。
[0044] 如图5所示,为本发明电力系统的第三实施例,与图3的第二实施例相比较,区别点主要在于:本实施例中单片机位于电池包外部。
[0045] 结合图5与图6所示,此时,电力系统的工作原理为:初始状态下,第一开关S5闭合、第二开关S6断开,第一电池组12单独为充电器供电,使充电器开机并启动;然后,第一检测单元对第一电池组12的单体电压进行检测并将检测到的电压值U1传输至控制单元;当控制单元判断当前的电压值U1小于特定值(即常规的标准电压值)时,控制外部电源给第一电池组12充电;接着,第一检测单元继续对第一电池组12的单体电压进行实时检测并将检测到的电压值传输至控制单元,由控制单元对第一电池组12和第二电池组13的电压差ΔU进行计算,并将获得的电压差ΔU与预设值进行比较;当电压差ΔU小于预设值(5V)时,控制单元控制第二开关S6闭合,实现对第一电池组12和第二电池组13的并联充电。当然,当电压差ΔU大于预设值(5V)时,控制单元控制第二开关S6继续断开,以防止第一电池组12与第二电池组13互充,直至电压差ΔU小于预设值时,控制单元再控制第二开关S6闭合,实现对第一电池组12和第二电池组13的并联充电。
[0046] 本实施例中,第一检测单元和第二检测单元均为电路板(PCB),且一并设置在电池包内部,控制单元为设置在电动工具或充电器上的单片机,且单片机的具体设置位置不限。初始状态下,第一电池组12单独直接供电给电路板和单片机,以使得单片机开机或唤醒。
[0047] 当然,所述单片机还可以用于获取第一电池组12和第二电池组13的温度,以根据温度和单体电压来对第一电池组12和第二电池组13的损坏情况进行判断,此处不再详细描述。
[0048] 如图7所示,为本发明电力系统的第四实施例。在本实施例中,所述电力系统包括并联设置的第一电池组10”和第二电池组11”、串联于第一电池组10”与电力负载20之间的第一二极管14及串联于第二电池组11”与电力负载20之间的第二二极管15,所述第一二极管14与所述第一电池组10”同极相连,所述第二二极管15与所述第二电池组11”同极相连。
[0049] 所述电力系统还包括与所述第一二极管14并联设置的第一开关S7以及与所述第二二极管15并联设置的第二开关S8。当电力负载20为电动工具时,可利用该电力系统为电动工具供电,此时,所述第一开关S7和第二开关S8断开。当电力负载20为充电器时,可利用该充电器对所述第一电池组10”和第二电池组11”充电,此时,所述第一开关S7和第二开关S8闭合。
[0050] 本实施例中,第一二极管14与第二二极管15的设置,可以防止第一电池组10”或第二电池组11”电压较大时,在第一电池组10”与第二电池组11”之间发生互充,结构简单,效果明显。
[0051] 综上所述,本发明的电力系统利用控制装置对第一电池组10、10’、12、10”和第二电池组11、11’、13、11”的电压差ΔU进行检测,从而可在电压差ΔU小于预设值(5V)时,控制第一开关S1、S3、S5、S7和第二开关S2、S4、S6、S8全部闭合,使第一电池组10、10’、12、10”和第二电池组11、11’、13、11”并联供电/充电,实现均衡供电/充电,不会出现倒灌电流和互充的现象。
[0052] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
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