本實用新型涉及鋰電池技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)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。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)用電設(shè)備在野外、停電等情況下使用非常不便，尤其在應(yīng)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(shè)備，通常需要搬運燃油發(fā)電機或駕駛移動電力車等大型發(fā)電設(shè)備來供應(yīng)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(chǎn)損失。

現(xiàn)有技術(shù)提出了一種高壓鋰電池包+用電設(shè)備的設(shè)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(shù)上采用多組并聯(lián)充電，存在硬件電路復(fù)雜、可靠性低、體積大、成本高、接線困難等缺點；同時這種設(shè)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(guān)，缺少放電保護裝置，鋰電池安全性得不到保障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決的技術(shù)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(jié)鋰電池通過串、并聯(lián)組合成多串多并的高壓鋰電池組，擴展性強、應(yīng)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(yōu)點，同時全橋DC/DC升壓電路對高壓鋰電池組整體串聯(lián)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(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)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(tǒng)、高壓鋰電池組和放電保護裝置，所述電池管理系統(tǒng)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(tǒng)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(jié)鋰電池通過串、并聯(lián)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。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述高壓鋰電池組的電壓范圍為DC90V-DC273V。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述電池管理系統(tǒng)包括充/放電控制電路和被動均衡系統(tǒng)，

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(tǒng)連接；

所述被動均衡系統(tǒng)包括至少2組被動均衡電路，依次串聯(lián)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(jiān)測、均衡每一串電池的電壓。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述充/放電控制電路包括PTC、第三可控開關(guān)、全橋DC/DC升壓電路、第二可控開關(guān)、溫度監(jiān)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(guān)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(guān)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(fā)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(chǎn)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(guān)第一端；

所述第二可控開關(guān)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(guān)的控制端連接所述被動均衡系統(tǒng)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(jiān)測電路的輸出端連接所述第一控制器的輸入端，用于監(jiān)測所述高壓鋰電池組的溫度數(shù)據(jù)，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(zhí)行相應(yīng)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(zhí)行相應(yīng)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(shù)據(jù)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(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述全橋DC/DC升壓電路對所述高壓鋰電池組整體串聯(lián)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。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述被動均衡系統(tǒng)的每一組所述被動均衡電路包括電壓監(jiān)測電路、第二控制器和多組電阻耗能電路，

所述電壓監(jiān)測電路輸入端經(jīng)過RC網(wǎng)絡(luò)連接所述子鋰電池組每一串鋰電池的正極和負極，用于監(jiān)測每一串鋰電池的電壓；所述電壓監(jiān)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(jiān)測電路輸出端還連接所述第二可控開關(guān)的控制端，用于控制接通或關(guān)斷所述第二可控開關(guān)；

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(jù)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(guān)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(shù)據(jù)傳輸。

在本實用新型一個較佳實施例中，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(fā)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(fā)射極連接所述子鋰電池組中一串鋰電池的負極。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述放電保護裝置包括過流保護和第一可控開關(guān)，

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(guān)的第一端連接所述高壓鋰電池組的負極，第一可控開關(guān)的第二端為鋰電池包輸出端的負極，所述第一可控開關(guān)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(fā)出的控制信號，接通或斷開所述高壓鋰電池組的負極。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述過流保護為不可恢復(fù)保險絲或PTC。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包，是將若干單節(jié)鋰電池通過串、并聯(lián)組合而成多串多并的高壓鋰電池組，擴展性強、應(yīng)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(yōu)點，同時全橋DC/DC升壓電路對高壓鋰電池組整體串聯(lián)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。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1 是本實用新型一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包的一較佳實施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是圖1中電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是圖2中充/放電控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是圖2中被動均衡電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是圖1中放電保護裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1所示，本實用新型實施例包括：

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(tǒng)、高壓鋰電池組和放電保護裝置；

所述電池管理系統(tǒng)的輸入端連接DC12V-DC42V直流電源，高壓充電電路的輸出端分別連接高壓鋰電池組的正極和負極；

所述電池管理系統(tǒng)還連接所述高壓鋰電池組中每一串鋰電池的正極和負極；

所述高壓鋰電池組由若干單節(jié)鋰電池通過串、并聯(lián)組合而成多串多并的鋰電池組，組成后電壓范圍為DC90V-DC273V；

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。

如圖2所示，所述電池管理系統(tǒng)包括充/放電控制電路和被動均衡系統(tǒng)，

所述充/放電控制電路的輸入端連接DC12V-DC42V直流電源；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(tǒng)連接；

所述被動均衡系統(tǒng)包括至少2組被動均衡電路，依次串聯(lián)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(jiān)測、均衡每一串電池的電壓。

如圖3所示，所述充/放電控制電路包括PTC、第三可控開關(guān)、全橋DC/DC升壓電路、第二可控開關(guān)、溫度監(jiān)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(guān)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(guān)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(fā)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(chǎn)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(guān)第一端；

所述全橋DC/DC升壓電路對所述高壓鋰電池組整體串聯(lián)充電，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；

所述第二可控開關(guān)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(guān)的控制端連接所述被動均衡系統(tǒng)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(jiān)測電路的輸出端連接所述第一控制器的輸入端，用于監(jiān)測所述高壓鋰電池組的溫度數(shù)據(jù)，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(zhí)行相應(yīng)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(zhí)行相應(yīng)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(shù)據(jù)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(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信。

如圖4所示，所述被動均衡系統(tǒng)的每一組所述被動均衡電路包括電壓監(jiān)測電路、第二控制器和多組電阻耗能電路，

所述電壓監(jiān)測電路的輸入端經(jīng)過RC網(wǎng)絡(luò)連接所述子鋰電池組每一串鋰電池的正極和負極，用于監(jiān)測每一串鋰電池的電壓；所述電壓監(jiān)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(jiān)測電路的輸出端還連接所述第二可控開關(guān)的控制端，用于控制接通或關(guān)斷所述第二可控開關(guān)；

所述第二控制器的輸出端（OPJ1-OPJ13）依次與所述電阻耗能電路的輸入端連接，用于根據(jù)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(guān)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(shù)據(jù)傳輸；

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）的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(fā)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）發(fā)射極連接所述子鋰電池組中一串鋰電池的負極。如圖5所示，所述放電保護裝置包括過流保護和第一可控開關(guān)，

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；

優(yōu)選地，所述過流保護為不可恢復(fù)保險絲或PTC；

所述第一可控開關(guān)的第一端連接所述高壓鋰電池組的負極，第一可控開關(guān)的第二端為鋰電池包輸出端的負極；所述第一可控開關(guān)的控制端連接第一控制器的輸出端，用于接收所述第一控制器發(fā)出的控制信號，接通或斷開所述高壓鋰電池組的負極。

與國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本實用新型技術(shù)方案具有下述明顯優(yōu)點：

1、大功率便攜式電動工具用鋰電池包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(yōu)點；

2、本實用新型一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包是將若干單節(jié)鋰電池通過串、并聯(lián)組合而成多串多并的鋰電池組，擴展性強、應(yīng)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；

3、本實用新型對高壓鋰電池組采用全橋DC/DC升壓電路進行高壓串聯(lián)充電，與現(xiàn)有的低壓分組充電方案相比，具有電路簡單、成本低、接線容易、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點；同時本實用新型全橋DC/DC升壓電路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；

4、本實用新型放電保護裝置具有可控開關(guān)和過流保護的兩級保護功能，進一步提升了鋰電池放電時的安全性與可靠性，顯著降低了風險等級。

綜上所述，本實用新型的一種大功率便攜式電動工具用鋰電池包，是將若干單節(jié)鋰電池通過串、并聯(lián)組合而成多串多并的高壓鋰電池組，擴展性強、應(yīng)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(yōu)點，同時全橋DC/DC升壓電路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。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。