專利名稱：電池包及帶有此電池包的電動工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池包，具體地，本發(fā)明涉及一種帶有兩種電池的電池包以及帶有此電池包的電動工具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有混合式電池包，如EP0641089揭示了鋰電池和鎳基電池位于同一電池包，鎳基電池內(nèi)阻低，提供高輸出電壓并提供相對大的電流；鋰電池內(nèi)阻高，提供低輸出電壓并提供相對小的電流，兩種電池對應(yīng)不同的負(fù)載，以防止從高電壓電池提供低電壓而浪費(fèi)容量。
GB2384615揭示了一種通過一個電池包提供不同電壓等級的電源，一種電池類型為鋰電池，另一種電池類型為鎳基電池。
US5223351揭示了一種用于提供不同電流大小的雙電源系統(tǒng)，主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。該專利通過提供兩種并聯(lián)的鉛酸電池，從而提供不同大小的電流值給標(biāo)的，并且兩種電池的尺寸相同，以利于電池包的標(biāo)準(zhǔn)化。
上述電池包中，均未有特定的儲能單元，使得電池包一次充電的工作時間較短，需頻繁充電，且未對各種不同特性的電池加以充分組合和利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種電池包，該電池包內(nèi)有一個主要作為儲能單元的電池和一個主要作為工作單元的電池。
本發(fā)明的另一目的在于，在保持電池包一定體積和重量的前提下，提供一種容量大的電池包。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種不需頻繁借助電池包以外的電源充電的電池包，且電池包一次充電的工作時間能得到延長。
本發(fā)明的再一目的是能充分保護(hù)不同特性的電池，防止電池被損壞并延長電池的使用壽命。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種電池包容量比較大、又能提供比較大的電流范圍的電動工具。
一種電池包，用于給負(fù)載供電，包括殼體，位于殼體內(nèi)至少一個第一電池和第二電池，所述的第一電池給所述的第二電池和所述的負(fù)載供電，所述的第二電池只給所述的負(fù)載供電。
所述第一電池和第二電池均分別由多個電池單元組成。
所述第一電池和第二電池并聯(lián)設(shè)置，所述第二電池比所述第一電池更適合給所述的負(fù)載提供大電流。
所述的第一電池的額定容量高于所述第二電池的額定容量。
所述的第一電池是鋰基電池，如鋰離子電池或鋰聚合物電池等。
所述的第二電池是鎳基電池，如鎳氫電池等。
一種電動工具，包括工作部件，驅(qū)動所述工作部件的驅(qū)動部件，所述的電動工具還包括用于給所述的驅(qū)動部件供電的電池包，所述的電池包為如上所述的電池包。
由于將適合于大電流工作的電池作為主要工作電源，將高容量的電池主要作為儲能單元，充分利用了不同電池的特性，使得電池包在保持一定體積和重量的前提下，電池包一次充電的時間延長并能提供比較大的電流范圍。相應(yīng)地，帶有此電池包的電動工具亦具備上述益處。


圖1是本發(fā)明電池包的充電原理圖。
圖2是本發(fā)明電池包當(dāng)負(fù)載所需電流大于限定值時的工作原理圖。
圖3是本發(fā)明電池包當(dāng)負(fù)載所需電流小于等于限定值時的工作原理圖。
圖4是本發(fā)明電池包的工作流程圖。
圖5是本發(fā)明電池包的充電流程圖。
圖6是本發(fā)明帶有電池包的電動工具示意圖。
其中1電池包 3第一電池 4第二電池5開關(guān)元件 6負(fù)載 7集成模塊8電動工具 9工作部件 10驅(qū)動部件11正極輸出端 12負(fù)極輸出端 13第一電流檢測元件14第二電流檢測元件15電壓檢測元件 100充電器具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，電池包1用于為負(fù)載6供電，其包括殼體，位于殼體內(nèi)并聯(lián)設(shè)置的第一電池3和第二電池4，電池包1的正極輸出端為11，負(fù)極輸出端為12，第一電池3和第二電池4的正極接到正極輸出端11，第一電池3和第二電池4的負(fù)極接到負(fù)極輸出端12。負(fù)載6按正負(fù)極與電池包1連接，通過開關(guān)元件5來控制通斷電，開關(guān)元件5可以設(shè)置在電池包1內(nèi)或者外。
第一電池3和第二電池4均分別由多個電池單元組成，且第一電池3的額定容量高于第二電池4的額定容量。
此處的第一電池3采用相對適合給負(fù)載6提供小電流的電池種類，第一電池3為鋰基電池，例如鋰離子電池或鋰聚合物電池等；而第二電池4采用相對第一電池3更適合于給負(fù)載6提供大電流的電池種類，第二電池4為鎳基電池，例如鎳氫電池。
優(yōu)選實(shí)施例中，第一電池3采用鋰離子電池，第二電池4采用鎳氫電池。
優(yōu)選實(shí)施例中，第一電池3用6個額定容量為3Ah，額定電壓為3.6V的鋰離子電池單元串聯(lián)組成，第二電池4用10個額定容量為2.2Ah，額定電壓為1.2V的鎳氫電池單元串聯(lián)組成。當(dāng)然，電池單元并不限定在只是串聯(lián)的連接方式，可以采用并聯(lián)、先串聯(lián)后并聯(lián)或先并聯(lián)后串聯(lián)等多種組合方式，以滿足第一電池3和第二電池4所需要的電壓和容量。而第一電池3和第二電池4的容量和電壓也都是視不同負(fù)載6的需求而變化的，并不限定于上述電壓、容量和電池單元數(shù)量。電池單元的體積和形狀也會因不同電池種類和特性而不同。
如圖1所示，電池包1中還設(shè)有與第一電池3連接的集成模塊7，該集成模塊7包括微處理單元和電子電路，其中微處理單元是主要的控制元件，電子電路是執(zhí)行元件，微處理器可以用來控制電子電路。電池包1中還設(shè)有第一和第二電流檢測元件13，14和電壓檢測元件15，微處理單元可以根據(jù)電流檢測元件13，14和電壓檢測元件15來讀取電路中的電流和電壓。
為了防止第一電池3由于提供大電流而損壞或縮短其使用壽命，所以，微處理單元將第一電池3的輸出電流限定在一個限定值內(nèi)，該限定值可以視第一電池3的特性而定。本優(yōu)選例中，該限定值為3C(C為單節(jié)電池的額定電流值，在這里是鋰電池的單節(jié)電池的額定電流值)，而鋰電池的額定電流值一般為3A，當(dāng)然也可以是其它的數(shù)值，這樣限定值為9A。
如圖2和圖4所示，當(dāng)電池包1給負(fù)載6供電時，例如，負(fù)載6的額定電壓為12V，額定需要電流為30A，也就是說負(fù)載6所需的電流超過限定值9A時，負(fù)載6通過開關(guān)元件5連接到電池包1的正負(fù)極輸出端11和12，電池包1通過開關(guān)元件5給負(fù)載6供電，第一電池3最多只提供不超過限定值3C(9A)的電流給負(fù)載6，而負(fù)載6所需的其他電流(21A)則由適合于大電流供電的第二電池4提供。
如圖3和圖4所示，當(dāng)電池包1給負(fù)載6供電時，例如，負(fù)載6的額定電壓為12V，額定需要電流為8A，也就是說負(fù)載6所需的電流小于限定值9A時，負(fù)載6通過開關(guān)元件5連接到電池包1的正負(fù)極輸出端11和12，電池包1通過開關(guān)元件5給負(fù)載6供電，這時只需第一電池3提供8A的電流就可以了。在這種情況下，微處理單元控制電子電路使得第一電池3的輸出電壓略高于第二電池4端電壓，這樣第二電池4將不會給負(fù)載供電，且當(dāng)電壓檢測元件15檢測出第一電池3的電壓大于第二電池4的電壓，且第二電池4的電壓小于額定電壓，這時第一電池3將會給第二電池4充電，通過微處理單元來控制第一電池3提供適合的電流給第二電池4，根據(jù)鎳氫電池的特性，一般1C的電流比較合適，直到微處理單元檢測第二電池4的容量達(dá)到額定值就停止充電。鎳氫電池充滿的判別方法較復(fù)雜，且為現(xiàn)有技術(shù)，在這里就不贅述。
如圖1和圖4所示，當(dāng)電池包1不給負(fù)載6供電時，也就是開關(guān)元件5斷開時，當(dāng)微處理器通過電壓檢測元件15檢測出第一電池3的電壓大于第二電池4的電壓，且第二電池4的電壓小于額定電壓，這時第一電池3將會給第二電池4充電，通過微處理單元來控制第一電池3提供適合的電流給第二電池4，根據(jù)鎳氫電池的特性，一般1C(在這里是鎳氫電池的單節(jié)電池的額定電流值)的電流比較合適，直到微處理單元檢測第二電池4的容量達(dá)到額定值就停止充電。在第一電池3給第二電池4充電過程中，第一電池3的電壓會逐漸降低，當(dāng)下降到與第二電池4的電壓相同或比第二電池4的電壓更低時，這時也不會停止充電過程中，因?yàn)檫@時微處理器控制電子電路使得第一電池3的輸出電壓高于第二電池4的電壓，繼續(xù)給第二電池4充電，直到第二電池4充滿。當(dāng)然如果第一電池3的電壓下降到其保護(hù)電壓，這時會停止對第二電池4充電。這樣就可以充分利用第一電池3的存儲功能，讓第二電池4充分發(fā)揮其作為工作單元的功能。這樣也就延長了電池包1一次充電的工作時間。
只有當(dāng)?shù)谝浑姵?和第二電池4的電壓都下降到不足以給負(fù)載6供電時，此電池包1才借助外界電源充電，充電方法接下來詳細(xì)描述。
如圖1和圖5所示，在借助充電器100給第一電池3充電時，根據(jù)鋰電池的特性，先以恒流的方式(也就是電流不變，電壓升高的方式)給第一電池3充電，使第一電池3的電壓上升到額定值時，又以恒壓的方式(也就是電壓不變，電流降低的方式)給其充電，這樣直到充電器100判斷第一電池3已經(jīng)充滿電后才停止對第一電池3充電，而根據(jù)鋰電池的特性，其充電電流達(dá)到其鋰電池額定值的3％才算充滿；同時微處理單元通過電壓檢測元件15來測檢第一電池3給第二電池4的電壓，當(dāng)?shù)谝浑姵?的電壓大于第二電池4的電壓，且第二電池4的電壓小于額定電壓，這時第一電池3給第二電池4充電，通過微處理單元來控制第一電池3提供適合的電流給第二電池4，根據(jù)鎳氫電池的特性，一般1C(C為單節(jié)電池的額定電流值)的電流比較合適，直到微處理單元檢測第二電池4的容量達(dá)到額定值就停止充電。在第一電池3給第二電池4充電過程中，第一電池3的電壓會逐漸降低，當(dāng)下降到與第二電池4的電壓相同或比第二電池4的電壓更低時，這時也不會停止充電，因?yàn)檫@時微處理器控制電子電路使得第一電池3的輸出電壓高于第二電池4的電壓，繼續(xù)給第二電池4充電，直到第二電池4充滿。
當(dāng)然如果第一電池3的電壓下降到其保護(hù)電壓，這時會停止對第二電池4充電。
由于鋰離子電池單元體積小、重量輕、能量密度比較高，比較適合于小電流供電，可以作為儲能單元；而鎳氫電池單元體積大、重、能量密度低，比較適合于相對大一點(diǎn)的電流供電，可以作為主要工作電源。上述兩種類型電池的組合，使得電池包1在給負(fù)載6供電的電流值范圍、電池包1中電池的容量、電池包1體積和重量等方面都非常有益。但是，本發(fā)明的創(chuàng)作構(gòu)思并不僅限于上述電池類型，可以由其它電池來替代。
如圖6所示，電動工具8包括工作部件9，驅(qū)動工作部件9的驅(qū)動部件10，電池包1用來給驅(qū)動部件10供電，此處的驅(qū)動部件10可以是電磁閥或者電機(jī)等。此圖中示意的電動工具8為直流電鉆，當(dāng)然也可以是直流電動螺絲批、電錘、電圓鋸、往復(fù)鋸等等。
當(dāng)電動工具8工作時，電池包1給驅(qū)動部件10供電，驅(qū)動部件10從而驅(qū)動工作部件9開始工作。當(dāng)電池包1內(nèi)的第一電池3和第二電池4容量降到不足以給驅(qū)動部件9供電時，再借助外界電源對電池包1進(jìn)行充電。
由于鋰離子電池單元體積小、重量輕、能量密度比較高，比較適合于小電流供電，如電動螺絲批或電鉆等；而如果運(yùn)用到需要大電流的電動工具，如電圓鋸或電錘上，就會因?yàn)殡娏魈?，而使得電池包很快發(fā)熱，這樣鋰電池中的控制電路就會啟動保護(hù)機(jī)構(gòu)，使其停止工作，不能繼續(xù)向外供電，這樣電動工具就無法正常使用；而鎳氫電池單元體積大、重、額定容量低，比較適合于相對大一點(diǎn)的電流供電，但是由于其能量密度較低，很快就會放完電，不能滿足長時間工作的需要。特別是在一些組合的工具中，既有需要小電流的電鉆、照明燈，又有需要大電流的電圓鋸、往復(fù)鋸等等，這些組合工具一般就配一到二個電池包，如果單用鋰電池或鎳氫電池就會出現(xiàn)上面這種情況，如果用一種鋰電池和一種鎳氫電池二種電池包，就沒有很好的兼容性。所以就需要上述兩種類型電池的組合，使得電池包1既有小電流和大電流兩種放電的功能，又有很大的容量，適應(yīng)長時間工作。本發(fā)明創(chuàng)作構(gòu)思的電池包1在給負(fù)載6供電的電流值范圍、電池包1中電池的容量、電池包1體積和重量等方面都非常有益，而且也延長了電池包1一次充電的工作時間。
權(quán)利要求
1.一種電池包(1)，用于給負(fù)載(6)供電，包括殼體，位于殼體內(nèi)的至少一個第一電池(3)和第二電池(4)，其特征在于所述的第一電池(3)給所述的第二電池(4)和所述的負(fù)載(6)供電，所述的第二電池(4)只給所述的負(fù)載(6)供電。
2.如權(quán)利要求1所述的電池包(1)，其特征在于與所述第一電池(3)連接有微處理單元，所述微處理單元將所述第一電池(3)的輸出電流控制在一個限定值內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的電池包(1)，其特征在于所述電池包(1)為所述負(fù)載(6)供電，當(dāng)所述負(fù)載(6)所需的電流超過所述第一電池(3)的限定值時，所述的第一電池(3)提供所述限定值的電流給所述的負(fù)載(6)，所述負(fù)載(6)所需的其它電流都由所述第二電池(4)提供。
4.如權(quán)利要求2所述的電池包(1)，其特征在于當(dāng)所述電池包(1)不給所述的負(fù)載(6)供電時，所述第一電池(3)的容量高于所述第二電池(4)的容量，且所述第二電池(4)容量小于其額定容量，所述的第一電池(3)給所述的第二電池(4)充電。
5.如權(quán)利要求2所述的電池包(1)，其特征在于所述第一電池(3)還連接有由微處理單元控制的電子電路，所述電池包(1)為所述負(fù)載(6)供電，當(dāng)所述負(fù)載(6)所需的電流小于所述第一電池(3)的限定值時，所述電子電路控制所述第一電池(3)輸出電壓略高于所述第二電池(4)端電壓，所述第一電池(3)給所述的負(fù)載(6)供電。
6.如權(quán)利要求5所述的電池包(1)，其特征在于所述第一電池(3)的容量高于所述第二電池(4)的容量，且所述第二電池(4)容量小于其額定容量，所述的第一電池(3)給所述的第二電池(4)充電。
7.如權(quán)利要求4或6所述的電池包(1)，其特征在于所述微處理單元(7)控制所述第二電池(4)充電。
8.如權(quán)利要求1所述的電池包(1)，其特征在于所述第一電池(3)為鋰基電池。
9.如權(quán)利要求1所述的電池包(1)，其特征在于所述第二電池(4)為鎳基電池。
10.一種電動工具(8)，包括工作部件(9)，驅(qū)動所述工作部件(9)的驅(qū)動部件(10)，其特征在于所述的電動工具(8)還包括用于給所述的驅(qū)動部件(10)供電的如權(quán)利要求1～9之一所述的電池包(1)。
全文摘要
一種電池包(1)，用于給負(fù)載(6)供電，包括殼體，位于殼體內(nèi)的并聯(lián)設(shè)置的至少一個第一電池(3)和第二電池(4)，所述的第一電池(3)給所述的第二電池(4)和所述的負(fù)載(6)供電，所述的第二電池(4)只給所述的負(fù)載(6)供電，電池包(1)有儲能單元，并提供一種帶有此類電池包(1)的電動工具(8)。
文檔編號H01M10/00GK101064363SQ20061016913
公開日2007年10月31日 申請日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者強(qiáng)尼·鮑瑞那圖 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司