含有電池組的運(yùn)行和運(yùn)行電池組的方法及電動(dòng)工具電池組的制作方法
【專利摘要】公開了一種電池組、一種執(zhí)行含有電池組的運(yùn)行的方法、一種用于運(yùn)行電池組的方法、一種用于執(zhí)行包括電池組的運(yùn)行的方法、及一種電動(dòng)工具電池組。被設(shè)置成與電動(dòng)工具連接，所述電池組包括：外殼；具有電壓的電池單元，功率可在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間傳輸，所述電池單元具有基于鋰的電池化學(xué)物質(zhì)；控制器，能操作用于控制所述電池組的功能，所述控制器要求電壓等于和/或大于工作電壓閾值以運(yùn)行，所述電池單元能操作用于有選擇地提供電壓至所述控制器；以及電路，該電路能操作用于當(dāng)由所述電池單元提供到所述控制器的電壓低于所述控制器的工作電壓閾值時(shí)使控制器運(yùn)行。
【專利說明】
含有電池組的運(yùn)行和運(yùn)行電池組的方法及電動(dòng)工具電池組
[0001 ] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2003年11月24日、名稱為"含有電池組的運(yùn)行和運(yùn)行電池組的 方法及電動(dòng)工具電池組"的中國專利申請(qǐng)201210080443.7的分案申請(qǐng)。
[000^ 相關(guān)申請(qǐng)
[0003] 本專利申請(qǐng)要求于2002年11月22日提交的序列號(hào)為60/428，358、于2002年11月22 日提交的序列號(hào)為60/428,450、于2002年11月22日提交的序列號(hào)為60/428，452、于2003年1 月17日提交的序列號(hào)為60/400，692、于2003年1月17日提交的序列號(hào)為60/440，693且尚未 授權(quán)的美國臨時(shí)專利申請(qǐng);于2003年11月19日提交的題目為"用于電池保護(hù)的方法和系統(tǒng)" 且尚未授權(quán)的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)(代理人卷號(hào)為066042-9536-00);于2003年11月19日提交 的題目為"用于電池充電的方法和系統(tǒng)"且尚未授權(quán)的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)(代理人卷號(hào)為 066042-9538-00)的權(quán)益，所有的內(nèi)容結(jié)合在本說明書中作為參考。于2003年11月20日提交 的題目為"用于電池充電的方法和系統(tǒng)"美國專利申請(qǐng)(代理人卷號(hào)為066042-9538-01)的 所有內(nèi)容也結(jié)合在本說明書中作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明一般設(shè)及一種用于電池(batte巧)保護(hù)的方法和系統(tǒng)，更具體地說，設(shè)及一 種用于電動(dòng)工具的電池保護(hù)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0005] 無繩電動(dòng)工具通常由便攜式電池組驅(qū)動(dòng)。運(yùn)些電池組具有不同的電池化學(xué)物質(zhì)和 標(biāo)稱電壓，且可W用于驅(qū)動(dòng)無數(shù)種工具和電氣設(shè)備。電動(dòng)工具電池的電池化學(xué)物質(zhì)通常是 儀儒（"NiCd")、儀氨（"NiMH")或鉛酸。運(yùn)種化學(xué)物質(zhì)一般持久耐用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] -些電池化學(xué)物質(zhì)（例如：裡（"Li")、裡離子（"Li-ion")和其它基于裡的化學(xué)物 質(zhì))要求有準(zhǔn)確的充電方案和充電操作，且放電能受控制。不充分的充電方案和不能受控制 的放電方案可能會(huì)產(chǎn)生過度的發(fā)熱、過度充電的情況和/或過多放電的情況。運(yùn)些情況和發(fā) 熱可能給電池造成無法彌補(bǔ)的損壞并嚴(yán)重影響到電池的容量。各種因素(例如過多的熱量） 可能使電池組內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電池(cell)變得不平衡，即，其當(dāng)前充電狀態(tài)大大低于電池 組內(nèi)的其它電池。不平衡的電池會(huì)嚴(yán)重影響到電池組的性能（例如運(yùn)行時(shí)間和/或電壓輸 出）且會(huì)縮短電池組的壽命。
[0007] 本發(fā)明提供了一種用于電池保護(hù)的方法和系統(tǒng)。在一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā) 明提供了一種用于監(jiān)控電池的溫度的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提 供了一種用于轉(zhuǎn)移電池內(nèi)的熱量的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供 了一種用于通過相變材料來轉(zhuǎn)移電池內(nèi)的熱量的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面 中，本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)控電池不平衡的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本 發(fā)明提供了一種用于根據(jù)電池的溫度和/或電池不平衡來控制電氣設(shè)備的運(yùn)行的方法和系 統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供了一種用于確定電池的當(dāng)前充電狀態(tài)和表示 或顯示電池的當(dāng)前充電狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。在另一種結(jié)構(gòu)和一些方面中，本發(fā)明提供了一 種用于根據(jù)電池的溫度來中斷放電電流的方法和系統(tǒng)。
[0008] 本發(fā)明提供了一種執(zhí)行含有電池組的運(yùn)行的方法，所述方法包括下列步驟：W第 一監(jiān)測(cè)率來監(jiān)測(cè)第一電池組情況;判斷第二電池組情況何時(shí)達(dá)到闊值;在第二電池組情況 達(dá)到闊值之后，W第二監(jiān)測(cè)率來監(jiān)測(cè)第一電池組情況，第二監(jiān)測(cè)率不同于第一監(jiān)測(cè)率。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種用于運(yùn)行電池組的方法，該電池組帶有電池組情況，電池組 情況具有范圍，所述方法包括步驟:執(zhí)行包括電池組的運(yùn)行；測(cè)量電池組情況的第一測(cè)量 值;測(cè)量電池組情況的第二測(cè)量值，第一測(cè)量值和第二測(cè)量值中的至少一個(gè)在所述范圍之 夕h平均第一測(cè)量值和第二測(cè)量值，W提供平均測(cè)量值；W及如果平均測(cè)量值處于所述范圍 之內(nèi)，繼續(xù)包括電池組的運(yùn)行。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種用于執(zhí)行包括電池組的運(yùn)行的方法，所述方法包括步驟:監(jiān) 測(cè)電池組情況；W及控制電池組的功能，該控制步驟包括下列步驟：當(dāng)電池組情況處于第一 范圍時(shí)，W用于所述功能的第一響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能，W及當(dāng)電池組情況處于第二范 圍時(shí)，W用于所述功能的第二響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能，所述第二響應(yīng)時(shí)間不同于所述第 一響應(yīng)時(shí)間。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種電池組，該電池組包括:外殼；由所述外殼支撐的電池單元， 功率可在所述電池單元和電氣設(shè)備之間傳輸；由所述外殼支撐的電路，能操作用于控制所 述電池組的功能；W及散熱片，該散熱片與所述電路進(jìn)行熱交換，且能操作用于散發(fā)來自所 述電路的熱。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種裡離子電池組，該電池組被設(shè)置成與手持電動(dòng)工具連接，該 電池組包括:電池組外殼;被設(shè)置成與電動(dòng)工具的相應(yīng)的終端連接的多個(gè)終端;排列在外殼 內(nèi)并由所述外殼支撐的多個(gè)可再充電的裡離子電池單元，每個(gè)電池單元具有各自的充電狀 態(tài)，所述電池組具有充電狀態(tài)，功率可在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間傳輸；由所述外 殼支撐的控制電路，能操作用于控制所述電池組的多個(gè)功能，所述功能包括放電功能，所述 控制電路包括控制器，所述控制電路被設(shè)置成基于被監(jiān)測(cè)的充電狀態(tài)來控制所述電池組的 至少一個(gè)功能;開關(guān)，該開關(guān)被設(shè)置成當(dāng)其打開時(shí)中斷在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之 間的功率的傳輸，所述開關(guān)還被設(shè)置成當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，啟動(dòng)在所述電池單元和所述電動(dòng)工具 之間的功率的傳輸，所述開關(guān)包括至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管；W及散熱片，該散熱片與所述開 關(guān)進(jìn)行熱交換，且能操作用于散發(fā)來自所述開關(guān)的熱，其中，所述電池組和所述電動(dòng)工具可 W有選擇地互相分離，W及其中所述開關(guān)和所述散熱片是所述電池組的組件。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種裡離子電池組，該電池組被設(shè)置成與手持電動(dòng)工具連接，該 電池組包括:電池組外殼;被設(shè)置成與電動(dòng)工具的相應(yīng)的終端連接的多個(gè)終端;排列在外殼 內(nèi)并由所述外殼支撐的多個(gè)可再充電的裡離子電池單元，每個(gè)電池單元具有各自的充電狀 態(tài)，所述電池組具有充電狀態(tài)，功率可在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間傳輸；由所述外 殼支撐的控制電路，能操作用于控制所述電池組的多個(gè)功能，所述功能包括放電功能，所述 控制電路包括控制器和熱敏電阻器，所述控制電路被設(shè)置成基于被監(jiān)測(cè)的充電狀態(tài)和被監(jiān) 測(cè)的電池組溫度中的至少一個(gè)來控制所述電池組的至少一個(gè)功能;開關(guān)，該開關(guān)被設(shè)置成 當(dāng)其打開時(shí)中斷在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間的功率的傳輸，所述開關(guān)還被設(shè)置成 當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，啟動(dòng)在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間的功率的傳輸；W及散熱片，該散熱 片與所述開關(guān)進(jìn)行熱交換，且能操作用于散發(fā)來自所述開關(guān)的熱，其中，所述電池組和所述 電動(dòng)工具可W有選擇地互相分離，W及其中所述開關(guān)和所述散熱片是所述電池組的組件。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種裡離子電池組，該電池組被設(shè)置成與手持電動(dòng)工具連接，該 電池組包括:電池組外殼;被設(shè)置成與電動(dòng)工具的相應(yīng)的終端連接的多個(gè)終端;排列在外殼 內(nèi)并由所述外殼支撐的多個(gè)可再充電的裡離子電池單元，每個(gè)電池單元具有各自的充電狀 態(tài)，所述電池組具有充電狀態(tài)，功率可在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間傳輸，所述電池 單元能操作用于總共提供至少20安培的放電電流來給所述電動(dòng)工具供電；由所述外殼支撐 的控制電路，能操作用于控制所述電池組的多個(gè)功能，所述功能包括放電功能，所述控制電 路包括控制器，所述控制電路被設(shè)置成基于被監(jiān)測(cè)的充電狀態(tài)來控制所述電池組的至少一 個(gè)功能;開關(guān)，該開關(guān)被設(shè)置成當(dāng)其打開時(shí)中斷在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間的功 率的傳輸，所述開關(guān)還被設(shè)置成當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，啟動(dòng)在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間的 功率的傳輸；W及散熱片，該散熱片與所述開關(guān)進(jìn)行熱交換，且能操作用于散發(fā)來自所述開 關(guān)的熱，其中，所述電池組和所述電動(dòng)工具可W有選擇地互相分離，W及其中所述開關(guān)和所 述散熱片是所述電池組的組件。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種裡離子電池組，該電池組被設(shè)置成與電動(dòng)工具連接，該電池 組包括:外殼;多個(gè)終端;排列在所述外殼內(nèi)并由所述外殼支撐的多個(gè)可再充電的裡離子電 池單元，每個(gè)電池單元具有各自的充電狀態(tài)，功率可在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間 傳輸，所述電池單元能操作用于總共提供至少20安培的放電電流來給所述電動(dòng)工具供電； 由所述外殼支撐的控制電路，能操作用于控制所述電池組的多個(gè)功能，所述功能包括放電 功能，所述控制電路包括控制器和熱敏電阻器，所述控制電路被設(shè)置成監(jiān)測(cè)每個(gè)電池單元 的各自的充電狀態(tài)、所述電池組的充電狀態(tài)W及電池組溫度，所述控制電路還被設(shè)置成基 于被監(jiān)測(cè)的所述電池單元的各自的充電狀態(tài)、被監(jiān)測(cè)的所述電池組的充電狀態(tài)、或被監(jiān)測(cè) 的電池組溫度來控制所述電池組的至少一個(gè)功能;開關(guān)，該開關(guān)被設(shè)置成當(dāng)其打開時(shí)中斷 在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間的功率的傳輸，所述開關(guān)還被設(shè)置成當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，啟 動(dòng)在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間的功率的傳輸，所述開關(guān)包括至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體 管；W及散熱片，該散熱片與所述開關(guān)進(jìn)行熱交換，且能操作用于散發(fā)來自所述開關(guān)的熱。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種電動(dòng)工具電池組，能操作用于提供功率至電動(dòng)工具，所述電 池組包括：電池單元，能操作用于提供放電電流來給所述電動(dòng)工具供電；W及控制器，能操 作用于當(dāng)電池組情況處于指定范圍時(shí)控制所述電池組的運(yùn)行，所述控制器能操作用于W至 少第一抽樣模式和第二抽樣模式來抽樣所述電池組情況W產(chǎn)生多個(gè)測(cè)量值，所述第一抽樣 模式具有第一抽樣率，所述第二抽樣模式具有第二抽樣率，所述第一抽樣率小于所述第二 抽樣率，并且所述控制器能操作用于平均多個(gè)測(cè)量值W產(chǎn)生平均測(cè)量值，所述控制器能操 作用于當(dāng)所述平均測(cè)量值在指定范圍之外時(shí)修改所述電池組的運(yùn)行。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種電動(dòng)工具電池組，能操作用于提供功率至電動(dòng)工具，所述電 池組包括:外殼;多個(gè)電池單元，該多個(gè)電池單元位于外殼中并且能操作用于提供放電電流 來給所述電動(dòng)工具供電，所述電池單元具有基于裡的化學(xué)物質(zhì)；W及控制器，能操作用于控 制所述電池組的運(yùn)行，所述控制器能操作用于W至少第一抽樣模式和第二抽樣模式來抽樣 所述電池組情況W產(chǎn)生多個(gè)測(cè)量值，所述第一抽樣模式具有第一抽樣率，所述第二抽樣模 式具有第二抽樣率，所述第一抽樣率小于所述第二抽樣率，并且所述控制器能操作用于平 均多個(gè)測(cè)量值W產(chǎn)生平均測(cè)量值，所述控制器能操作用于當(dāng)所述平均測(cè)量值在指定范圍之 外時(shí)修改所述電池組的運(yùn)行。
[0018] 本發(fā)明還提供了一種電池組，被設(shè)置成與電動(dòng)工具連接，所述電池組包括:外殼； 具有電壓的電池單元，功率可在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間傳輸，所述電池單元具 有基于裡的電池化學(xué)物質(zhì);控制器，能操作用于控制所述電池組的功能，所述控制器要求電 壓等于或大于工作電壓闊值中的至少一者W運(yùn)行，所述電池單元能操作用于有選擇地提供 電壓至控制器；W及電路，該電路能操作用于當(dāng)由所述電池單元提供到所述控制器的電壓 低于所述控制器的工作電壓闊值時(shí)啟動(dòng)控制器運(yùn)行。
[0019] 通過查閱詳細(xì)的描述和附圖，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將對(duì)本發(fā)明的主要特性和主 要優(yōu)點(diǎn)變得清楚明了。
【附圖說明】
[0020] 圖1是電池的透視圖；
[0021] 圖2是另一電池的透視圖；
[0022] 圖3是另一電池的透視圖；
[0023] 圖4是與諸如電動(dòng)工具的第一電氣設(shè)備一起使用的電池(例如圖3中所示的電池） 的透視圖；
[0024] 圖5是與諸如電動(dòng)工具的第二電氣設(shè)備一起使用的電池(例如圖3中所示的電池） 的透視圖；
[0025] 圖6A是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的示意圖；
[0026] 圖6B是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0027] 圖6C是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0028] 圖抓是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0029] 圖7是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0030] 圖8是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0031] 圖9是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0032] 圖10是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0033] 圖IlA是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0034] 圖IlB是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0035] 圖IlC是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0036] 圖IlD是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0037] 圖UE是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[003引圖IlF是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0039] 圖12A-C是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的另一示意圖；
[0040] 圖13A是其它部分被除去的部分電池的透視圖，例如圖1-3中所示的電池中的一 種，和示出了 FET和散熱片；
[0041 ]圖13B是圖13A中所示的部分電池的平面視圖；
[0042]圖13C是其它部分被除去的部分電池的透視圖，例如圖1-3中所示的電池中的一 種，和示出了電池內(nèi)的FET、散熱片和電連接；
[0043] 圖14A-E包含了圖13A中所示的部分電池的視圖；
[0044] 圖15是其它部分被除去的部分電池的透視圖，例如圖1-3中所示的電池中的一 種，和示出了 FET和散熱片；
[0045] 圖16是其它部分被除去的部分電池的另一透視圖，例如圖1-3中所示的電池中的 一種，和示出了 FET和散熱片；
[0046] 圖17是一種替換結(jié)構(gòu)的電池的一部分的透視性剖面圖，包含相變材料；
[0047] 圖18是另一種替換結(jié)構(gòu)的電池的一部分的剖面圖，包含相變材料和散熱片；
[0048] 圖19是另一種替換結(jié)構(gòu)的電池的一部分的剖面圖，包含相變材料和散熱片；
[0049] 圖20A-B是其它部分被除去的部分電池的透視性剖面圖，例如圖1-3中所示的電 池中的一種；
[0050] 圖21A-C是用在諸如電動(dòng)工具的電氣設(shè)備內(nèi)的電池(例如圖1-3中所示的電池中 的一種)的示意圖；
[0051] 圖22是與諸如電動(dòng)工具的電氣設(shè)備一起的電池(例如圖1-3中所示的電池中的一 種)的另一示意圖；
[0052] 圖23是與諸如電動(dòng)工具的電氣設(shè)備一起使用的電池(例如圖1-3中所示的電池中 的一種)的另一示意性框圖；
[0053] 圖24是與諸如電池充電器的另一電氣設(shè)備一起使用的電池(例如圖1-3中所示的 電池中的一種)的側(cè)視圖；
[0054] 圖25是諸如圖1-3中所示的電池中的一種的部分示意圖；
[0055] 圖26-27是示出隨著時(shí)間的變化的電池電壓和電池電壓比率的曲線圖；
[0056] 圖28是電池充電系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)的示意性框圖；
[0057] 圖29是電池充電系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)的示意性框圖；
[005引圖30A-B示出了圖29中所示的電池充電系統(tǒng)的運(yùn)行；
[0059] 圖31是現(xiàn)有電池的示意性框圖；
[0060] 圖32是包含在另一種結(jié)構(gòu)的電池充電系統(tǒng)中的電池的示意性框圖；
[0061 ]圖33是現(xiàn)有電池充電器的示意性框圖；
[0062] 圖34是包含在另一種結(jié)構(gòu)內(nèi)的電池充電器的示意性框圖；
[0063] 圖35是電池的透視圖；
[0064] 圖36是圖35中所示的電池的俯視圖；
[0065] 圖37是圖35中所示的電池的后視圖；
[0066] 圖38是圖35中所示的電池的接線板的后透視圖；
[0067] 圖39是圖35中所示的電池的接線板的前透視圖；
[0068] 圖40是圖35中所示的電池和諸如電池充電器的電元件的側(cè)視圖；
[0069] 圖41是圖40中所示的電池和諸如電池充電器的示意性框圖；
[0070] 圖42是圖40中所示的電池充電器的透視圖；
[0071 ]圖43是圖40中所示的電池充電器的另一透視圖；
[0072] 圖44是圖40中所不的電池充電器的俯視圖；
[0073] 圖45是圖40中所示的電池充電器的接線板的透視圖；
[0074] 圖46是圖40中所示的電池充電器的外殼的里面部分的透視圖；
[0075] 圖47是圖46中所示的部分電池充電器的放大透視圖和示出了電池充電器的接線 板；
[0076] 圖48A是使用了圖35中所示的電池的諸如電動(dòng)工具的電氣設(shè)備的透視圖；
[0077] 圖48B是圖48A中所示的電動(dòng)工具的支撐部分的透視圖；
[007引圖49是圖35中所示的電池的右側(cè)視圖；
[0079] 圖50是圖35中所示的電池的左側(cè)視圖；
[0080] 圖51是圖35中所示的電池的前視圖；
[0081] 圖52是圖35中所示的電池的仰視圖；
[0082] 圖53是一種替換結(jié)構(gòu)的電池的前透視圖；
[0083] 圖54是圖53中所示的電池的后透視圖；
[0084] 圖55是圖53中所示的電池的俯視圖；
[0085] 圖56是圖53中所示的電池的后視圖；
[0086] 圖57是現(xiàn)有電池的前透視圖；
[0087] 圖58是圖57中所示的電池的后透視圖；
[008引圖59是圖57中所示的電池的俯視圖；
[0089] 圖60是圖57中所示的電池的后視圖；
[0090] 圖61是圖57中所示的現(xiàn)有電池和圖40中所示的電池充電器的示意性框圖；
[0091] 圖62是現(xiàn)有電池充電器的透視圖；
[0092] 圖63是圖62中所示的電池充電器的側(cè)視圖；
[0093] 圖64是圖62中所示的電池充電器的另一視圖；
[0094] 圖65是圖57中所示的現(xiàn)有電池和圖62中所示的現(xiàn)有電池充電器的示意性框圖。
[0095] 在詳細(xì)說明本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明在其申請(qǐng)中不受在下面 描述中所列出的或在附圖中所示的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)細(xì)節(jié)和元件的排列方式的限制。本發(fā)明可W 有其它的結(jié)構(gòu)且能夠W各種方式實(shí)踐或?qū)嵤?。同樣，?yīng)當(dāng)理解，在本說明書中所用的用語和 術(shù)語是用于描述的目的且不應(yīng)被認(rèn)為有限制作用。本說明書中"包括（including)"、"包含 (comprising)"或"具有化aving)"及其變化意在包含后面所列出的條目及其等效物W及其 它的條目。術(shù)語"組裝(mounted)"、"連接(connected)"和"禪合（coupled)"被廣義地使用且 包含直接和間接的組裝、連接和禪合。此外，"連接山〇11116(3*6(1)"和"禪合koupled)"不限定 于物理或機(jī)械的連接或禪合且可W包括直接或間接的電連接和禪合。
【具體實(shí)施方式】
[0096] 電池組或電池50在圖1-3中示出。電池50可W被設(shè)置成用于傳送能量到諸如電動(dòng) 工具55(如圖4-5所示）、電池充電器60(如圖24所示)等一種或多種電氣設(shè)備上和從其接收 能量。如在圖4和5所示的結(jié)構(gòu)中，電池50能夠傳送能量到諸如圓銀56和驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)58等各種 電動(dòng)工具上。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50能夠提供高放電電流至具有高電流放電率 的電氣設(shè)備(例如電動(dòng)工具55)。例如，電池50能夠驅(qū)動(dòng)包括圓銀56和驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)58等多種電 動(dòng)工具55,如圖4和5所示。
[0097] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50可W帶有任何電池化學(xué)物質(zhì)，例如鉛酸、儀儒 ("NiCd")、儀氨（"NiMH")、裡（"Li")、裡離子（"Li-ion")、其它基于裡的化學(xué)物質(zhì)或其它可 再充電或非可再充電的電池化學(xué)物質(zhì)。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池50可W帶有裡、裡離子或基于 裡的化學(xué)物質(zhì)的電池化學(xué)物質(zhì)，且能夠提供等于或大于大約20A的平均放電電流。例如，在 示出的結(jié)構(gòu)中，電池50可W帶有裡鉆（"Li-Co")、裡儘（"Li-Mn")尖晶石或Li-Mn儀的化學(xué)物 質(zhì)。
[0098] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50還可W具有任何標(biāo)稱電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，例 如，電池50可W具有大約9.6V的標(biāo)稱電壓。在其它結(jié)構(gòu)中，例如，電池50可W具有高達(dá)大約 50V的標(biāo)稱電壓。在運(yùn)些結(jié)構(gòu)中，例如，電池50可W具有大約21V的標(biāo)稱電壓。在其它結(jié)構(gòu)中， 例如，電池50可W具有大約28V的標(biāo)稱電壓。
[0099] 電池50還包含能夠提供終端支架(terminal support)70的外殼65。電池50還可W 包含由終端支架70支撐的一個(gè)或多個(gè)電池終端(未在圖1-5中示出），且電池終端可W連接 至諸如電動(dòng)工具55、電池充電器60等電氣設(shè)備。
[0100] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，外殼65可W充分圍住電連接至一個(gè)或多個(gè)電池終端的 支持電路。在一些結(jié)構(gòu)中，該電路可W包含微控制器或微處理器。在一些結(jié)構(gòu)中，該電路能 夠與諸如電動(dòng)工具55(例如圓銀56、驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)58等）、電池充電器60等電氣設(shè)備通信，且能夠 提供有關(guān)一個(gè)或多個(gè)電池特性或情況的信息給運(yùn)些設(shè)備，例如電池50的標(biāo)稱電壓、電池50 的溫度、電池50的化學(xué)物質(zhì)和類似的特性，如下面所討論。
[0101] 電池50在圖64_0、7_10、114_0和124_(：中示意性地示出且電池50的部分在圖 13-16和20A-B中示出。如圖所示，電池50包含一個(gè)或多個(gè)帶有一種化學(xué)物質(zhì)和標(biāo)稱電壓 的電池單元80。同樣，每個(gè)電池單元80可W包含正極端90和負(fù)極端95。在一些結(jié)構(gòu)中，例如 圖6A和C所示的結(jié)構(gòu)，電池50可W帶有裡離子電池化學(xué)物質(zhì)和大約18V或大約21V(例如根據(jù) 電池單元的類型而定）的標(biāo)稱電壓，且可W包含五個(gè)電池單元803、806、80(3、80(1和806。在其 它結(jié)構(gòu)中，例如圖6B和D所示的結(jié)構(gòu)，電池50可W帶有裡離子電池化學(xué)物質(zhì)和大約24V、大約 25V或大約28V(例如根據(jù)電池單元的類型而定）的標(biāo)稱電壓，且可W包含屯個(gè)電池單元80a、 8化、80(3、80(1、806、80'和80旨。在另外其它結(jié)構(gòu)中，電池50可^帶有多于或少于上面所示出 和所描述的電池單元80。在示例性結(jié)構(gòu)中，每個(gè)電池單元80帶有裡離子的化學(xué)物質(zhì)，且每個(gè) 電池單元80具有與諸如大約3.6V、大約4V或大約4.2V基本相同的標(biāo)稱電壓。
[0102] 在一些結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)或多個(gè)電池單元80可W串聯(lián)排列：一個(gè)電池單元80的正極端 90與另一個(gè)電池單元80的負(fù)極端95電連接，如圖6A和C所示。電池單元80可W通過導(dǎo)電線或 導(dǎo)電帶100電連接。在其它結(jié)構(gòu)中，電池單元80可W W其它的方式排列，例如并聯(lián)排列：電池 單元80a-e的正極端90互相電連接而電池單元80a-e的負(fù)極端95互相電連接或者串聯(lián)和 并聯(lián)的結(jié)合。如圖6B和D中所示，電池單元80可W獨(dú)立地禪合至電路130。在一些結(jié)構(gòu)中，電 路130可W把電池單元80設(shè)置成各種排列方式，例如:并聯(lián)排列、串聯(lián)排列（例如圖6A和C中 所示的電池單元80的串聯(lián)）、獨(dú)立排列（即從單個(gè)電池單元80中引出電流或向其提供電流）、 部分并聯(lián)排列（即把少數(shù)電池單元80排列成串聯(lián)）、部分串聯(lián)排列（即把少數(shù)電池單元80排 列成并聯(lián)）、或串聯(lián)、部分串聯(lián)、并聯(lián)、部分并聯(lián)排列的結(jié)合。在一些結(jié)構(gòu)中，包含在電池50內(nèi) 的電路130能夠通過軟件（即由處理器所執(zhí)行的程序，如下面所討論的微處理器140)或硬件 來永久地建立運(yùn)些排列。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130能夠通過軟件或硬件（即一個(gè)或多個(gè)開關(guān)、 邏輯元件等)來修改運(yùn)些排列。
[0103] 電池50還可W包含接線板105,其可W包含由終端支架70(如圖I所示)支撐的一個(gè) 或多個(gè)電池終端。在示出的結(jié)構(gòu)中，接線板105可W包含正極終端110、負(fù)極終端115和感應(yīng) 終端120。正極終端110可W電連接至第一電池單元80a的正極端90,而負(fù)極端115可W電連 接至第二電池單元SOe的負(fù)極端95(或電池單元80g)。在示出的結(jié)構(gòu)中，第一電池單元80a是 將被串聯(lián)鏈接的電池單元80的第一個(gè)電池，而第二電池單元SOe或SOg分別是將被串聯(lián)鏈接 的電池單元80a-e或80a-g的最后一個(gè)電池。
[0104] 如上面所提到的，電池50可W包含電路130。電路130可W電連接至一個(gè)或多個(gè)電 池單元80,且可W電連接至接線板105的一個(gè)或多個(gè)電池終端。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130可W 包含能夠增強(qiáng)電池50的性能的元件。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130可W包含能夠監(jiān)控電池特性、 提供電壓檢測(cè)、存儲(chǔ)電池特性、顯示電池特性、通知用戶一些電池特性、中斷電池50內(nèi)的電 流、檢測(cè)電池50和電池單元80等的溫度、從電池50和/或在其內(nèi)部轉(zhuǎn)移熱量的元件。在一些 結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130包含電壓檢測(cè)電路、升壓電路、充電狀態(tài)指示器等，如下面所討 論。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130可W被禪合至印制電路板145,如下面所討論。在其它結(jié)構(gòu)中，電 路130可W禪合至柔性電路145。在一些結(jié)構(gòu)中，柔性電路145可W環(huán)繞一個(gè)或電池單元80或 者環(huán)繞外殼65的內(nèi)部。
[01化]在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130還可W包含微處理器140。微處理器140可W存 儲(chǔ)電池特性或電池識(shí)別信息，例如電池化學(xué)物質(zhì)、標(biāo)稱電壓等。在其它結(jié)構(gòu)和其它方面中， 微處理器140可W存儲(chǔ)附加的電池特性，例如電池溫度、周圍的溫度、電池50被充電的次數(shù)、 電池50被充電的次數(shù)的數(shù)目、各種監(jiān)控闊值、各種放電闊值、各種充電闊值等，且可W存儲(chǔ) 有關(guān)微處理器140自己的信息及其運(yùn)行的信息，例如電池特性被計(jì)算的頻率和/或次數(shù)、微 處理器140停止電池50的次數(shù)等。微處理器140還能夠控制包含在電池50內(nèi)的電路130的其 它電元件，如下面所討論。
[0106] 在示出的結(jié)構(gòu)和一些方面中，微處理器140能夠電連接至印制電路板（"PCB")145。 在示出的結(jié)構(gòu)中，PCB 145能夠在包含在電池50內(nèi)的微處理器140和終端110、115和120、電 池單元80a-g和其它電元件之間提供必要的電連接，如下面所討論。在其它結(jié)構(gòu)中，該P(yáng)CB 145可W包含附加的電路和/或元件，例如附加的微處理器、晶體管、二極管、限流元件、電容 器等。
[0107] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130還可W包含溫度感測(cè)器件，例如熱敏電阻器 150和恒溫器（未示出）。溫度感測(cè)器件能夠感測(cè)包含在電池50內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電池單元 80a-g的溫度，能夠感測(cè)整個(gè)電池50的溫度，或者能夠感測(cè)周圍的溫度等。在一些結(jié)構(gòu)中， 熱敏電阻器150的電阻值可W表示被感測(cè)的一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g的溫度，且能夠隨 著一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g溫度的變化而變化。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140能夠根據(jù)熱 敏電阻器150的電阻值來確定一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g的溫度。微處理器140還能夠通過 隨著時(shí)間的變化監(jiān)控?zé)崦綦娮杵?50的方式來監(jiān)控溫度和時(shí)間關(guān)系上的變化。微處理器140 還能夠發(fā)送溫度信息至諸如電動(dòng)工具55和/或電池充電器60的電氣設(shè)備，和/或使用溫度信 息來啟動(dòng)一些功能或者控制電池50內(nèi)的其它元件，如下面所討論。如在示出的結(jié)構(gòu)中所示 出的，熱敏電阻器50被組裝在PCB 145上。
[0108] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130還可W包含當(dāng)前充電狀態(tài)指示器，例如在示出 的結(jié)構(gòu)中所示出的燃料計(jì)155。燃料計(jì)155可W包含用于表示電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)的發(fā)光 二極管（"LE護(hù)）。在其它結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155可W包含矩陣顯示。如圖1-3中所示，燃料計(jì)155 可W定位在電池外殼65的上表面上。在其他的結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155可W位于外殼65的任何位 置上，例如外殼65的下表面158上、外殼65的側(cè)面159中的一個(gè)上、外殼的底表面161上、夕F殼 65的后表面162上、外殼65的表面或側(cè)面中的兩個(gè)或多個(gè)上等。
[0109] 在一些結(jié)構(gòu)中，位于電池50的外殼65上的燃料計(jì)155能夠通過按鈕開關(guān)160來啟 動(dòng)。在其它結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)能夠利用由計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)的預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期或預(yù)先設(shè)定的電 池特性等來自動(dòng)激活。在示出的結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155能夠通過帶狀電纜165電連接至微處理 器140,且可W包含提供LED顯示的四個(gè)LED 170曰、170b、170c和170d。
[0110] 在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)按鈕160被按下時(shí)，微處理器140能夠確定電池50的當(dāng)前充電狀 態(tài)（即電池50內(nèi)剩余多少電荷)并輸出充電電平至燃料計(jì)155。例如，如果電池50的當(dāng)前充電 狀態(tài)是大約100%，則所有LED 170a、170b、170c和170d將被微處理器140打開。如果電池50 的當(dāng)前充電狀態(tài)是大約50%，則只有兩個(gè)LED(例如LED 170a和17化)將被打開。如果電池50 的當(dāng)前充電狀態(tài)是大約25%，則只有一個(gè)LED(例如LED 170a)將被打開。
[0111] 在一些結(jié)構(gòu)中，在按鈕160被開始按下后，該輸出可W在燃料計(jì)155上大約顯示預(yù) 先設(shè)定的時(shí)間周期（即"顯示時(shí)間周期"）。在一些結(jié)構(gòu)中，如果一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g 的溫度超過預(yù)先設(shè)定的闊值，則微處理器140能夠停止燃料計(jì)155或輸出當(dāng)前零充電狀態(tài)的 輸出。在一些結(jié)構(gòu)中，即使電池50剩余有相對(duì)較高的充電級(jí)，當(dāng)檢測(cè)到異常電池特性(例如 高電池溫度)時(shí)，微處理器140能夠停止燃料計(jì)155或輸出當(dāng)前零充電狀態(tài)的輸出。在一些結(jié) 構(gòu)中，如果電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)或者一個(gè)或多個(gè)電池單元80a-g的當(dāng)前充電狀態(tài)低于預(yù) 先設(shè)定的闊值，微處理器140能夠停止燃料計(jì)155或輸出當(dāng)前零充電狀態(tài)的輸出。在一些結(jié) 構(gòu)中，不管按鈕160是保持按下的狀態(tài)或是沒有，在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期之后（即"斷開時(shí)間 周期"），微處理器140能夠停止燃料計(jì)155或輸出當(dāng)前零充電狀態(tài)的輸出。在一些結(jié)構(gòu)中，斷 開時(shí)間周期可W基本等于顯示時(shí)間周期，而在其它結(jié)構(gòu)中，斷開時(shí)間周期則可W大于顯示 時(shí)間周期。
[0112] 在一些結(jié)構(gòu)中，在電池50處于激活狀態(tài)的時(shí)間周期期間（例如在充電和/或放電期 間），當(dāng)按鈕160被按下時(shí)，微處理器140沒有啟動(dòng)燃料計(jì)155。在運(yùn)些時(shí)間周期期間，電池的 當(dāng)前充電狀態(tài)信息可W被抑制，W避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的充電狀態(tài)讀數(shù)。在運(yùn)些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)通過電 池50的電流(例如充電電流、放電電流、寄生電流等)低于預(yù)先設(shè)定的闊值時(shí)，微處理器140 可W只提供當(dāng)前充電狀態(tài)的信息，W響應(yīng)被按下的按鈕160。
[0113] 在一些結(jié)構(gòu)中，在電池50處于激活狀態(tài)的時(shí)間周期期間（例如在充電和/或放電期 間），不管按鈕160是否被按下，微處理器140都能夠啟動(dòng)燃料計(jì)155。例如在一種結(jié)構(gòu)中，燃 料計(jì)155可W在充電期間運(yùn)行。在運(yùn)種結(jié)構(gòu)中，微處理器140能夠自動(dòng)啟動(dòng)燃料計(jì)155，W持 續(xù)定期地(例如在一定的預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔之后或在低電流引出/供應(yīng)的期間內(nèi)）顯示電 池50的當(dāng)前充電狀態(tài)，W響應(yīng)一些電池特性(例如當(dāng)當(dāng)前充電狀態(tài)達(dá)到一定的已設(shè)定的闊 值時(shí)，例如充電狀態(tài)每次5%的升高），或者響應(yīng)充電循環(huán)內(nèi)的一些階段、模式或改變。在其 它結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池50處于激活狀態(tài)時(shí)，微處理器140可W啟動(dòng)燃料計(jì)155, W響應(yīng)按鈕160的 按下。
[0114] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，燃料計(jì)155能夠通過接觸板、開關(guān)等來啟動(dòng)。在其它結(jié) 構(gòu)中，電池50可W包含另一個(gè)按鈕或開關(guān)(未示出），用于啟動(dòng)和停止自動(dòng)顯示模式。在運(yùn)些 結(jié)構(gòu)中，用戶可W選擇使電路130W自動(dòng)的顯示模式運(yùn)行和W手動(dòng)的顯示模式運(yùn)行。自動(dòng)顯 示模式可W包含用于在無用戶激活的情況下顯示電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)的燃料計(jì)155。例 如，在自動(dòng)顯示模式中，燃料計(jì)155能夠定期(例如在一定的預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔之后)顯示 電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)，W響應(yīng)一些電池特性(例如當(dāng)當(dāng)前充電狀態(tài)達(dá)到一定的已設(shè)定的 闊值時(shí)，例如充電狀態(tài)每次5%的升高或下降）等。手動(dòng)顯示模式可W包含用于顯示當(dāng)前充 電狀態(tài)的燃料計(jì)155, W響應(yīng)用戶的激活，例如按鈕160的按下。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電路130W 自動(dòng)的顯示模式運(yùn)行時(shí)，按鈕160能夠被禁用。在其它的結(jié)構(gòu)中，即使當(dāng)電路130W自動(dòng)的顯 示模式運(yùn)行時(shí)，按鈕160仍然能夠啟動(dòng)燃料計(jì)155。在另外其它結(jié)構(gòu)中，自動(dòng)顯示模式可W通 過按鈕160、來自電氣設(shè)備(例如電動(dòng)工具55或電池充電器60等)的控制信號(hào)來啟動(dòng)和停止。
[0115] 在一些結(jié)構(gòu)中，電路130可W包含升壓電路171。升壓電路171在低電池電壓期間能 夠提供額外的功率給包含在電路130內(nèi)的元件，如下面所討論。例如，微處理器140可能需要 一個(gè)大約3V或大約5V的電壓電源，W進(jìn)行工作。如果電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)下降到大約5V 或3VW下，那么微處理器140可能沒有接收足夠的能量來運(yùn)行和控制包含在電路130中的其 它元件。在其它結(jié)構(gòu)中，升壓電路171能夠把較低的輸入電壓"升壓(boost)"到較高的輸出 電壓，如下面所討論。
[0116] 升壓電路171的各種結(jié)構(gòu)在圖IlA-F中示出。在一種結(jié)構(gòu)中，例如在圖IlA中所示 的結(jié)構(gòu)，升壓電路17 Ia可能包含電源或功率元件，例如另一電池單元172。在一些結(jié)構(gòu)中，電 池單元172的化學(xué)物質(zhì)、標(biāo)稱電壓等可能與串聯(lián)的電池單元80不同。例如，電池單元172可W 是裡離子的1.2V電池。
[0117] 在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池單元80的當(dāng)前組合的充電狀態(tài)下降到闊值W下時(shí)，升壓電 路171a可W只提供能量給電路130的其它元件(例如微處理器140)。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池 單元80的溫度下降到溫度闊值W下時(shí)，且當(dāng)電池單元80的當(dāng)前組合充電狀態(tài)下降到低電壓 闊值W下時(shí)，升壓電路171a可W只提供能量給電路130的其它元件。在其它結(jié)構(gòu)中，在低溫 度情況(例如電池組溫度低于低溫度闊值，或者周圍的溫度低于低溫度闊值）下的工作期 間，升壓電路171a可W只提供能量給電路130的其它元件。升壓電路171a可W只提供功率， W防止電路130(例如微處理器140)出現(xiàn)"減弱（brown OUtr情況(例如一段時(shí)間周期內(nèi)電 壓供應(yīng)不夠）。該減弱情況可能由電池電壓波動(dòng)引起的，電壓波動(dòng)在低工作溫度(例如電池 組溫度或周圍溫度)期間更加明顯或突出。
[0118] 例如在圖IlB所示的另一種結(jié)構(gòu)中，升壓電路171b可W包含升壓部件173,例如感 應(yīng)"回掃(flyback)"式轉(zhuǎn)換器、開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器等。類似于升壓電路171曰，該升壓電路17化 可W提供能量給電路130的其它元件，W響應(yīng)各種電池情況。
[0119] 在另一種結(jié)構(gòu)中，例如在圖IlC中所示的結(jié)構(gòu)，升壓電路171可W是電容性升壓電 路171c。如圖所示，電容性升壓電路171c可W包含電容器174。在工作期間，電容器可由電池 單元80的放電電路、來自微處理器的信號(hào)或附加的電路充電。類似于升壓電路171a，升壓電 路171c可W提供能量給電路130的其它元件，W響應(yīng)各種電池情況。
[0120] 在另一種結(jié)構(gòu)中，例如在圖IlD中所示的結(jié)構(gòu)，升壓電路171d可W包含晶體管或開 關(guān)175。在一些結(jié)構(gòu)中，開關(guān)175可W是功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（"FET")，如下面所討論。在一種示 例性實(shí)施例中，開關(guān)175是FET。在一些結(jié)構(gòu)中，升壓電路171d能夠中斷放電電流一定的時(shí) 間，W使電池50的當(dāng)前充電狀態(tài)進(jìn)行恢復(fù)。例如，由于低電池溫度、周圍的低溫度、高放電電 流(例如大負(fù)載)等因素，電池單元80可能會(huì)出現(xiàn)大幅度的電壓波動(dòng)。通過中斷放電電流一 段時(shí)間，充電狀態(tài)中的大幅度的波動(dòng)可能會(huì)得到減緩，電池單元80的電壓可能會(huì)升高。激活 和去活開關(guān)175可W防止大幅度的波動(dòng)給電路130帶來減弱情況。類似于升壓電路171a，可 W激活升壓電路171d，W響應(yīng)一些電池情況，例如低溫度、低電池充電狀態(tài)等。在一些結(jié)構(gòu) 中，開關(guān)175可W與電路171c的電容器174-起使用，W重新對(duì)電容器174進(jìn)行充電。
[0121] 在一些結(jié)構(gòu)中，可W在設(shè)定的頻率或工作周期上激活(例如反復(fù)開關(guān))開關(guān)175。在 其它結(jié)構(gòu)中，開關(guān)175能W滯后的方式被激活。例如，如果電池50的電壓達(dá)到或下降到第一 闊值W下，則只激活開關(guān)175。開關(guān)175的打開狀態(tài)(例如中斷電流)可W保持到電池50的當(dāng) 前充電狀態(tài)恢復(fù)到或超過第二闊值，該第二闊值通常大于第一闊值。在一些結(jié)構(gòu)中，第二闊 值通常等于第一闊值。在一些結(jié)構(gòu)中，電池的充電狀態(tài)被消耗越多，充電狀態(tài)需恢復(fù)到或達(dá) 到第二闊值的時(shí)間就越長。在一些情況中，電路130還可W包含一個(gè)計(jì)時(shí)器(未示出）。當(dāng)計(jì) 時(shí)器所保持的第一時(shí)間期滿且充電狀態(tài)未恢復(fù)到第二闊值時(shí)，那么，電路130可W推斷電池 50被完全放電，且繼續(xù)使開關(guān)175保持打開狀態(tài)，W防止電池50進(jìn)入過度放電狀態(tài)。
[0122] 在另一結(jié)構(gòu)中，例如在圖IlE和IlF中示出的結(jié)構(gòu)中，升壓電路171可W是電容性電 荷累升壓電路，例如升壓電路171e和升壓電路171f。在運(yùn)些結(jié)構(gòu)中，升壓電路171e和171f能 夠把一個(gè)或多個(gè)較低的電壓信號(hào)"升壓(boost)"到較高的輸出電壓信號(hào)。如圖lie中所示， 升壓電路171e可W包含一個(gè)或多個(gè)用于接收AC信號(hào)、控制信號(hào)等的輸入176a-f，和一個(gè)或 多個(gè)用于接收一個(gè)或多個(gè)低電壓信號(hào)的低電壓輸入179。該信號(hào)（例如AC信號(hào)和/或控制信 號(hào))可W用于提高低電壓信號(hào)和增加存儲(chǔ)在電容器178內(nèi)的電荷(或其電壓），和用于在輸出 177上生成一個(gè)較高的電壓輸出信號(hào)。類似于升壓電路171e，升壓電路171f還可W包含一個(gè) 或多個(gè)用于接收低電壓AC功率信號(hào)、控制信號(hào)等的輸入176a-d，和一個(gè)或多個(gè)用于接收一 個(gè)或多個(gè)低電壓信號(hào)的低電壓輸入179。在示例性實(shí)施例中，升壓電路171e能夠把大約3V的 輸入信號(hào)升壓到大約IOV的輸出信號(hào)，而升壓電路171f能夠把大約3V的輸入信號(hào)升壓到大 約5V的輸出信號(hào)。
[0123] 在一些結(jié)構(gòu)中，升壓電路171e和171f能夠在任何時(shí)候W及任何電池情況期間向電 路130內(nèi)的元件提供較高的電壓信號(hào)。例如，升壓電路171e能夠提供用于驅(qū)動(dòng)功率FET或開 關(guān)的輸出信號(hào)，如下面所討論，而升壓電路171f能夠提供用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)晶體管的輸 出信號(hào)，如下面所討論。
[0124] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130可W包含半導(dǎo)電開關(guān)180,在電路130(例如微 處理器140)確定或感測(cè)到高于或低于預(yù)先設(shè)定的闊值情況（即"異常電池情況"）時(shí)，開關(guān) 180中斷放電電流。在一些結(jié)構(gòu)中，異常電池情況可W包含例如高或低電池單元溫度、高或 低電池充電狀態(tài)、高或低電池單元充電狀態(tài)、高或低放電電流、高或低充電電流等。在示出 的結(jié)構(gòu)中，開關(guān)180包含功率FET或金屬氧化物半導(dǎo)體FET("M0SFEr )。在其它結(jié)構(gòu)中，電路 130可W包含兩個(gè)開關(guān)180。在運(yùn)些結(jié)構(gòu)中，開關(guān)180可W并聯(lián)排列。并聯(lián)開關(guān)180可W包含在 提供高平均放電電流(例如提供功率給圓銀56、驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)58的電池50等)的電池單元中。
[0125] 在一些結(jié)構(gòu)中，電路130還可W包含開關(guān)控制電路182, W控制開關(guān)180(或多個(gè)開 關(guān)180,如果使用的話）的狀態(tài)。在一些結(jié)構(gòu)中，開關(guān)控制電路182可W包含晶體管185,例如 噸n雙結(jié)型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管（"FET")。在運(yùn)些結(jié)構(gòu)中，電路130(微處理器140)能夠通 過改變晶體管185的狀態(tài)來控制開關(guān)180。如圖7 - 9所示，F(xiàn)ET 180的源極190可W電連接至 電池單元80a-e的負(fù)極端95,而FET 180的漏極195可W電連接至負(fù)極終端115。開關(guān)180可 W組裝在第二PCB 200上（如圖7所示）。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，例如圖14A-E所示的結(jié) 構(gòu)，開關(guān)180可W被組裝在PCB 145上。在其它結(jié)構(gòu)中，開關(guān)180可W被組裝在另一合適的位 置或地點(diǎn)上。
[0126] 在示例性實(shí)施例中，電流在放電期間通過開關(guān)180的漏極195流向源極190,而在充 電期間通過開關(guān)180的源極190流向漏極195。如果電路130(例如微處理器140)檢測(cè)到異常 電池情況，例如微處理器140能夠打開晶體管185,即把晶體管185偏移到導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)晶體 管185處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)ET 180的柵極205和源極190之間沒有足夠的電壓來使開關(guān)180處 于導(dǎo)電狀態(tài)。因此，F(xiàn)ET 180變成非導(dǎo)電狀態(tài)，且電流被中斷。
[0127] 在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)開關(guān)180變成非導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，即使一直沒有檢測(cè)到異常情況，也 可W不重置開關(guān)180。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130(例如微處理器140)可W只在諸如電池充電器 60的電氣設(shè)備指示微處理器140重置開關(guān)180時(shí)才重置開關(guān)180。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器 140可W在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間之后才重置開關(guān)180。在一些結(jié)構(gòu)中，如果微處理器140在放電期 間檢測(cè)到異常電池情況，微處理器140可W不用把開關(guān)180的狀態(tài)改變?yōu)榉菍?dǎo)電狀態(tài)，直到 微處理器140也檢測(cè)到放電電流處于預(yù)先設(shè)定的闊值(即低放電電流)之下。
[0128] 在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池50正在放電時(shí)，開關(guān)180可W設(shè)置成只中斷電流。即，即使當(dāng) 開關(guān)180處于非導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，電池50也可W被充電。如圖9和圖10所示，開關(guān)180可W包含體 二極管210,在一些結(jié)構(gòu)中，體二極管210與MOSFET和其它晶體管結(jié)合成整體。在其它結(jié)構(gòu) 中，體二極管210可W并聯(lián)地電連接至開關(guān)180。
[0129] 在另一示例性實(shí)施例中，當(dāng)電池50被放電時(shí)（即，在圖10中，處在第一位置220上的 開關(guān)215使電流可W流過諸如電動(dòng)工具55的負(fù)載225)，電流W方向230流過電池50,即，從 陽T 180的漏極190流向FET 180的源極190。當(dāng)電池50被充電時(shí)（即，在圖10中，處在第二位 置235上的開關(guān)215使電流可W流過諸如電池充電器60的電氣設(shè)備），電流W方向240流過電 池50,即，從陽T 180的源極190流向陽T 180的漏極195。
[0130] 在本實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)180處于非導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，W方向230流動(dòng)的電流可W被中斷。 因此，電池50不再向負(fù)載225提供放電電流。在一些結(jié)構(gòu)中，例如包含微處理器140或附加電 路250(可能或可能不包含微處理器140)的電路130可W把開關(guān)180的狀態(tài)從非導(dǎo)電狀態(tài)改 變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，當(dāng)微處理器140收到指示或命令讓其運(yùn)樣做時(shí)。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140 和/或附加電路250可能沒收到指示或命令，因此不可W把開關(guān)180的狀態(tài)從非導(dǎo)電狀態(tài)改 變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)。例如，電池50可能被嚴(yán)重放電，使得電池50在電池單元80沒有足夠的能量來 驅(qū)動(dòng)電路130。如果電池50沒有足夠的功率來驅(qū)動(dòng)電路130，電池50和電氣設(shè)備(例如電池充 電器60)之間的通信（由電路130執(zhí)行)可能不能進(jìn)行，那么電氣設(shè)備可能不能發(fā)送控制信號(hào) 至電池50, W重置開關(guān)180。在運(yùn)些情況中，包含在開關(guān)180內(nèi)的體二極管210可能W方向240 傳導(dǎo)由諸如電池充電器60的電氣設(shè)備提供的電流(即充電電流）。運(yùn)使得將被充電的電池50 可W重置開關(guān)180并開始通信或充電，即使開關(guān)180沒有導(dǎo)通或至少接收足夠的電荷W驅(qū)動(dòng) 電路130。
[0131] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130(例如微處理器140)能夠監(jiān)控電池單元電壓是 否出現(xiàn)異常情況(例如低電池單元電壓），且如果檢測(cè)到異常情況，能夠激活開關(guān)180, W中 斷放電電流。在一些結(jié)構(gòu)中，如果電池電壓下降或低于一定的電壓（例如電池"反向 (reversal)"電壓），可能會(huì)出現(xiàn)損壞電池單元的情況。在一些結(jié)構(gòu)中，電池反向發(fā)生在大約 OV上。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140或電路130能夠建立一個(gè)電池反向闊值，作為預(yù)防性的預(yù) 防電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，電池反向闊值可W被設(shè)在電池反向電壓上。在其它結(jié)構(gòu)中，電池反 向闊值可W被設(shè)成高于電池反向電壓。例如，電池反向闊值可W設(shè)為大約IV。
[0132] 在一些情況中，電池50在開始放電的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)電壓"下滑（depression)" (例如電壓暫時(shí)性的大幅度下降）。電壓下滑通常是暫時(shí)的且在低電池溫度上最為明顯。在 一些結(jié)構(gòu)中，電壓下滑可能下降到電池反向闊值或W下。
[0133] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面，電路130(例如微處理器140)可W包含各種響應(yīng)時(shí)間，W 響應(yīng)或反作用于受監(jiān)控的電池特性。在一些結(jié)構(gòu)中，各種響應(yīng)時(shí)間可W包含用于電路130的 多個(gè)監(jiān)控模式。即，當(dāng)在檢測(cè)和/或監(jiān)控電池特性(例如電池單元的充電狀態(tài)、電池的充電狀 態(tài)和其它類似的電池特性)時(shí)，電路130(例如微處理器140)可W W多種模式運(yùn)行。例如，微 處理器140可W包含具有第一抽樣率的第一模式和具有第二抽樣率的第二模式。在一些結(jié) 構(gòu)中，第一抽樣率可W被設(shè)置且可W不同于也被設(shè)置的第二抽樣率。在其它結(jié)構(gòu)中，第一抽 樣率可能依賴于第一參數(shù)，它可能包含例如一個(gè)或多個(gè)電池特性、一個(gè)或多個(gè)來自電氣設(shè) 備(例如電動(dòng)工具55或電池充電器60)的控制信號(hào)等，并且可能根據(jù)第一參數(shù)而發(fā)生改變。 類似地，第二抽樣率也可能依賴于第一參數(shù)或第二參數(shù)(例如類似于第一參數(shù)），并且可能 根據(jù)第二參數(shù)而發(fā)生改變。在其它結(jié)構(gòu)中，微處理器140可W包含附加的抽樣率和附加的模 式，其將在下面討論。
[0134] 在一些結(jié)構(gòu)中，例如，微處理器140能夠W第一模式或"慢"模式運(yùn)行。在運(yùn)些結(jié)構(gòu) 中，由于電壓下滑延長了響應(yīng)時(shí)間，慢模式下的運(yùn)行可能降低開關(guān)180的活力。在一些結(jié)構(gòu) 中，當(dāng)電池50上的負(fù)載不高而無需快速響應(yīng)時(shí)間（例如引出電流相對(duì)較低)時(shí)，微處理器140 可W W慢模式運(yùn)行。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140可W W慢模式運(yùn)行，直到當(dāng)前電池充電狀 態(tài)的余量下降到預(yù)先設(shè)定的闊值下，例如大約10%的充電狀態(tài)余量。
[0135] 在示例性實(shí)施例中，當(dāng)在慢模式下運(yùn)行時(shí)，微處理器140可W W慢速率(例如每秒 一次)抽樣電池電壓。由于微處理器HOW慢速率抽樣，微處理器140經(jīng)歷較慢的響應(yīng)時(shí)間。 在一些結(jié)構(gòu)中，慢模式對(duì)于大部分監(jiān)控情況可能是合適的且能夠降低由電路130(例如微處 理器140和附加電路）引出的寄生電流。在一些結(jié)構(gòu)中，只要電池電壓高于預(yù)先設(shè)定的闊值 或"模式切換"闊值(例如3.73V)，則微處理器140W慢模式運(yùn)行。
[0136] 在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140能夠W第二模式或"快"模式運(yùn)行。在運(yùn)些結(jié)構(gòu)中，快 模式下的運(yùn)行能夠加快用于檢測(cè)異常情況的響應(yīng)時(shí)間。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)電池 電壓下降到預(yù)先設(shè)定的闊值或"模式切換"闊值(例如3.73V)時(shí)，微處理器140可W W快模式 運(yùn)行。在一些結(jié)構(gòu)中，在當(dāng)前電池充電狀態(tài)余量下降到預(yù)先設(shè)定的闊值下時(shí)，例如大約10% 的充電狀態(tài)余量，微處理器140可W W快模式運(yùn)行。
[0137] 在另一示例性實(shí)施例中，當(dāng)在快模式下運(yùn)行時(shí)，微處理器140可W W快速率(例如 每秒100次抽樣)抽樣電池電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，在發(fā)生激活開關(guān)180之前，由微處理器140抽 樣的電池單元電壓可W對(duì)一定的抽樣次數(shù)進(jìn)行平均。在一些結(jié)構(gòu)中，直到=十次抽樣的平 均值等于或小于電池反向闊值時(shí)，微處理器140才激活開關(guān)180。對(duì)抽樣進(jìn)行平均可能會(huì)數(shù) 字"過濾(filtering)"由微處理器140讀取的電壓信息，且為微處理器140提供一些延時(shí)，W 忽略"涌入(inrush)"的電流和/或電壓下滑。對(duì)抽樣進(jìn)行平均可能會(huì)"過濾(filtering)"來 自由于外部速度控制電路而產(chǎn)生的電噪聲的電壓信息。在一些結(jié)構(gòu)中，用于平均的抽樣次 數(shù)可W根據(jù)微處理器140的運(yùn)行模式、被監(jiān)控的電池特性的類型等而發(fā)生改變。
[0138] 在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在快模式下運(yùn)行時(shí)，如果電池單元電壓下降到預(yù)先設(shè)定的闊值 (例如斷開闊值)下一段時(shí)間（例如幾秒），微處理器140還可W激活開關(guān)180。在一些結(jié)構(gòu)中， 斷開闊值可W大于電池反向闊值。例如，斷開闊值可W是大約2V，而電池反向闊值可W是大 約IV。在電壓下降到IVW下的情況中，響應(yīng)時(shí)間可W大大變快(大約300ms量級(jí)）。各種響應(yīng) 時(shí)間能夠減少令人討厭的關(guān)閉次數(shù)，且仍然能夠充分保護(hù)電池。
[0139] 在一些結(jié)構(gòu)中，電壓闊值(斷開闊值和電池反向闊值)可W由微處理器140根據(jù)電 池溫度來調(diào)高或調(diào)低。運(yùn)使得可W根據(jù)電池溫度特性進(jìn)行優(yōu)化。
[0140] 在另一示例性實(shí)施例中，微處理器140可W通過改變用于平均的抽樣次數(shù)的方式 來改變響應(yīng)時(shí)間。例如，微處理器140可W抽樣電池特性，例如電池溫度。根據(jù)第一模式，通 過對(duì)50次抽樣的電池溫度測(cè)量進(jìn)行平均，微處理器140可能具有"慢"響應(yīng)時(shí)間。根據(jù)第二模 式，通過對(duì)30次抽樣的電池溫度測(cè)量進(jìn)行平均，微處理器140可能具有"快"響應(yīng)時(shí)間。在一 些結(jié)構(gòu)中，運(yùn)些測(cè)量可W在相同的速率上進(jìn)行抽樣。在其它結(jié)構(gòu)中，運(yùn)些測(cè)量可W在不同的 速率上進(jìn)行抽樣。例如，第一模式可W在大約每秒1次抽樣的速率上對(duì)運(yùn)些測(cè)量進(jìn)行抽樣， 而第二模式可W在大約每秒10次抽樣的速率上對(duì)運(yùn)些測(cè)量進(jìn)行抽樣。
[0141] 在一些結(jié)構(gòu)中，由于微處理器140能夠通過監(jiān)控電池單元電壓來感測(cè)高放電電流， 微處理器140能夠在無需使用電流感測(cè)器件的情況下控制和限制引出電流。例如，當(dāng)高電流 負(fù)載致使電池單元電壓下降到低水平(例如斷開闊值和/或電池單元反向闊值)上時(shí)，微處 理器140可W激活開關(guān)180和停止電池50。當(dāng)電池電壓下降到一定水平(例如斷開闊值和/或 電池反向闊值)上時(shí)，微處理器140可W通過監(jiān)控電池電壓和停止電池50的方式來間接限制 引出的電流。
[0142] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電路130(例如，在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140)可W定期 監(jiān)控電池情況(例如電池單元電壓/當(dāng)前充電狀態(tài)、電池單元溫度、電池組電壓/當(dāng)前充電狀 態(tài)、電池組溫度等），W降低從電池50中引出的寄生電流。在運(yùn)些結(jié)構(gòu)中，微處理器140可能 在"睡眠"模式下運(yùn)行第一預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期（即"睡眠時(shí)間周期"）。在睡眠模式期間，微 處理器140可W從電池50中引出低靜態(tài)電流。在睡眠時(shí)間周期期滿后，微處理器140可能"醒 來(wake UP)"，或換句話說，在激活模式下運(yùn)行第二預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期（即"激活時(shí)間周 期"）。在激活模式期間，微處理器140能夠監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)電池情況。
[0143] 在一些結(jié)構(gòu)中，睡眠時(shí)間周期可W大于激活時(shí)間周期。在一些結(jié)構(gòu)中，激活時(shí)間周 期和睡眠時(shí)間周期的比率很低，使得平均寄生電流引出是低的。在一些結(jié)構(gòu)中，在所知的電 池活動(dòng)的時(shí)間周期內(nèi)，例如當(dāng)微處理器140感測(cè)出放電電流或充電電流大約等于預(yù)先設(shè)定 的闊值時(shí)，運(yùn)個(gè)比率可W調(diào)節(jié)(例如升高）。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)微處理器140檢測(cè)一些電壓和/ 或溫度特時(shí)，睡眠時(shí)間周期可W被降低和/或激活時(shí)間周期可W被升高。
[0144] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面，電路130可W包含電壓檢測(cè)電路259(參見圖9和12B)。在 一些結(jié)構(gòu)中，電壓檢測(cè)電路259可W包含多個(gè)形成分壓網(wǎng)絡(luò)的電阻器260。如圖9所示，多個(gè) 電阻器260可W包含電阻器260a-d。多個(gè)電阻器260可W電連接至一個(gè)或多個(gè)電池單元 80a -g和多個(gè)晶體管265。在示出的結(jié)構(gòu)中，多個(gè)晶體管265可W包含晶體管265a -d或a - f。在一些結(jié)構(gòu)中，包含在多個(gè)電阻器260中的電阻器的個(gè)數(shù)可W等于包含在多個(gè)晶體管265 中的晶體管個(gè)數(shù)。
[0145] 在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)微處理器140處于激活模式時(shí)，電池50和/或電池單元80的電壓 特性可由微處理器140通過多個(gè)電阻器260讀取。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器140可W通過關(guān)閉 晶體管270(晶體管270變?yōu)榉菍?dǎo)電狀態(tài))來開始電壓讀數(shù)事件。當(dāng)晶體管270是非導(dǎo)電時(shí)，晶 體管265a-d變成導(dǎo)電狀態(tài)，且電池50和/或電池單元80相關(guān)的電壓測(cè)量可由微處理器140 執(zhí)行。把多個(gè)晶體管265包含到電池50內(nèi)可W降低從電池50內(nèi)引出的寄生電流，因?yàn)榫w管 265只是周期性地導(dǎo)電。
[0146] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面，當(dāng)電池50與電氣設(shè)備電連接時(shí)，微處理器140把電池組特 性和/或情況傳輸給諸如電動(dòng)工具55和/或電池充電器60的電氣設(shè)備。在一些結(jié)構(gòu)中，微處 理器140 W串聯(lián)的方式與電氣設(shè)備數(shù)字化通信。電池50的感測(cè)終端120在微處理器140和電 氣設(shè)備之間提供串行通信鏈路?？稍谖⑻幚砥?40和電氣設(shè)備之間交換的電池50的相關(guān)信 息包括(但不限于）電池組化學(xué)物質(zhì)、電池組標(biāo)稱電壓、電池組溫度、電池組的當(dāng)前充電狀 態(tài)、電池單元標(biāo)稱電壓、電池組溫度、電池組的當(dāng)前充電狀態(tài)、校準(zhǔn)技術(shù)/信息、充電指示、充 電的循環(huán)次數(shù)、估計(jì)的剩余預(yù)期壽命、放電信息等。
[0147] 在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電連接建立時(shí)，諸如電池充電器60的電氣設(shè)備能夠校準(zhǔn)微處理 器140。在一些結(jié)構(gòu)中，包含在電池充電器60內(nèi)的測(cè)量電路將比包含在電池50內(nèi)的電路更加 精確。因此，電池充電器60校準(zhǔn)包含在電池50內(nèi)的微處理器140和/或電路130, W完善由微 處理器140和/或電路130所得出的電池測(cè)量。
[0148] 在一些結(jié)構(gòu)中，電路130還可W包含電壓調(diào)節(jié)器273(參見圖9和12A)。電壓調(diào)節(jié)器 273可W提供合適的電壓至微處理器140、燃料計(jì)155的LED170a-d和其它任何需要恒定電 壓輸入的附加電子元件。在示出的結(jié)構(gòu)中，該電壓調(diào)節(jié)器273可W輸出大約5V的電壓。
[0149] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50可W包含散熱片275(參見圖7、13A-C、14A、14D、 15和16)。散熱片275可W與功率FET或開關(guān)180熱通信。散熱片275能用于把由開關(guān)180生成 的熱從開關(guān)180上移走。
[0150] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50還可W包含熱管（未示出）或風(fēng)扇（未示出），W 增加從散熱片275傳遞的熱量。為了移走由散熱片275聚集的熱，熱管可W與散熱片275熱通 信。風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)可W位于能夠產(chǎn)生流經(jīng)散熱片275的冷空氣流的位置上。通風(fēng)道(未示出） 可W被放在電池50的外殼65內(nèi)，W使冷空氣進(jìn)入電池組50且使熱空氣離開電池組50。在一 些結(jié)構(gòu)中，可W放置熱管和/或風(fēng)扇，W聚集和/或移走由電池單元80a-e生成的熱，W及或 替換由散熱片275生成的熱。
[0151 ] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50還可W包含相變材料300(參見圖17-19)。在運(yùn) 些結(jié)構(gòu)中，可W放置相變材料300W吸收和/或移走由電池單元80a-g和傳導(dǎo)鏈路100(未在 圖17-19中示出）生成的熱。由于相變材料300在相變溫度上進(jìn)行相轉(zhuǎn)變(例如:從固態(tài)到液 態(tài)、從液態(tài)到氣態(tài)、從液態(tài)到固態(tài)、從氣態(tài)到液態(tài)等），大量的能量被吸收或釋放（即烙化的 潛熱、蒸發(fā)的潛熱等）。在運(yùn)種相轉(zhuǎn)變期間，相變材料300具有相對(duì)恒定溫度。
[0152]在示例性實(shí)施例中，當(dāng)負(fù)載被施加到電池單元80上時(shí)，電池單元80的溫度可W升 高。在一些結(jié)構(gòu)中，如圖17所示，相變材料300能夠包圍每個(gè)電池單元80。在運(yùn)些結(jié)構(gòu)中，由 電池單元80生成的熱首先被傳遞到電池單元80的外表面305,然后被傳遞到周圍的相變材 料300。由于相變材料300繼續(xù)吸收來自電池單元80和傳導(dǎo)鏈路100的熱，相變材料300的溫 度可能上升。當(dāng)相變材料300的溫度達(dá)到相變溫度時(shí)，相變材料300開始進(jìn)行從第一相到第 二相的相轉(zhuǎn)變，同時(shí)相變材料300的溫度相對(duì)保持不變且大約等于相變溫度。在一些結(jié)構(gòu) 中，相變材料300可能繼續(xù)進(jìn)行相轉(zhuǎn)變，直到相變材料300被完全轉(zhuǎn)變到第二相和/或負(fù)載被 從電池單元80上移去（即電池單元80不再產(chǎn)生熱）。
[0153] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，相變材料300可W具有大于預(yù)期周圍溫度且小于允許 的最大電池單元溫度的相變溫度。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，相變材料300可W具有在-34 °C -116°C之間的相變溫度。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，相變材料300可W具有在40°C -80 °C之間的相變溫度。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，相變材料300可W具有在50°C -65°C之間的 相變溫度。
[0154] 相變材料300可W是任何合適的相變材料，每單位質(zhì)量具有高潛熱，可W是熱可循 環(huán)的、惰性的、無腐蝕性的、無污染的，可W包含固體石蠟（例如可從總部位于德國漢堡的 民ubi化eniT貨獲得的石蠟）、鹽的低共烙混合物(例如可從位于瑞典Skovde的Climator獲得 的鹽的低共烙混合物）、面代控及其混合物、鹽水合物的溶液、聚乙二醇、硬脂酸及其結(jié)合。
[0155] 電池50A的替換結(jié)構(gòu)在圖18和19中示出。相同的組件帶有相同的參考字符"A"。
[0156] 在示出的結(jié)構(gòu)中，電池50A還可W包含散熱片275A，W把電池單元80A的熱散發(fā)到 相變材料300的更大的區(qū)域上。散熱片275A還可W用于提供額外的熱存儲(chǔ)容量，W吸收和/ 或移走由電池單元80A生產(chǎn)的熱。
[0157] 在一些結(jié)構(gòu)中，散熱片275A可W包含一個(gè)環(huán)繞每個(gè)和所有電池單元80a-e的組件 (未示出）。在其它結(jié)構(gòu)中，散熱片275A可W包含多個(gè)片，使得每個(gè)電池單元80A被散熱片 275A充分地環(huán)繞，如圖18和19所示。在另外其它的結(jié)構(gòu)中，如圖19所示，散熱片275A可W包 含與電池單元80A的外表面相鄰的內(nèi)圓柱部分320、與內(nèi)圓柱部分320徑向相距的外圓柱部 分325, W及徑向肋330,徑向肋330互相圓周相距，連接內(nèi)圓柱部分320和外圓柱部分325且 定義它們之間的間隔335。該間隔335可W被相變材料300A填充。與圖19所示的類似結(jié)構(gòu)也 可用于封裝多個(gè)電池單元(未示出）。在另外其它結(jié)構(gòu)中，散熱片275A可W包含如上所述的 徑向肋330,而無需使用內(nèi)圓柱部分320和外圓柱部分325中的一個(gè)或兩個(gè)。
[0158] 在另一替換結(jié)構(gòu)中，如圖18所示，散熱片275B可W包含如上所述的內(nèi)圓柱部分 320B和徑向肋330B，且相變材料300B可W從電池單元80B和散熱片275B偏移。應(yīng)當(dāng)理解，也 可W使用其它散熱片和相變材料結(jié)構(gòu)。散熱片275可由金屬(例如侶）、聚合物(例如尼龍）、 和/或任何其它具有高熱傳導(dǎo)性和比熱的材料組成。
[0159] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50可能包含減震件或"緩沖器"340。如圖20A和B所 示，電池外殼65的內(nèi)表面345可W包含一個(gè)或多個(gè)減震件340。在一些結(jié)構(gòu)中，減震件340可 W附到或固定到外殼65的內(nèi)表面345上。在另外的結(jié)構(gòu)中，減震件340可W連接至一個(gè)或多 個(gè)電池單元80或包圍電池單元80的一個(gè)末端的端帽350(在圖16中示出一部分）。在一些結(jié) 構(gòu)中，減震件340能夠吸收撞擊時(shí)的能量，且在撞擊期間通過限制傳遞到電池單元80上的能 量的數(shù)量的方式來保護(hù)電池單元80。減震件340可W包含任何熱塑性橡膠，例如聚丙締RPT 100 FRHI(例如高沖擊阻燃聚丙締）。
[0160] 如圖21A-CJ2和23所示，電池50可W設(shè)置成與諸如電動(dòng)工具55的電氣設(shè)備連接。 電動(dòng)工具55包含外殼400。該外殼可W提供電池50能夠與之連接的連接部分405。連接部分 405可W包含一個(gè)或多個(gè)電氣設(shè)備終端(在圖22中示意性地示出），W把電池50電連接至電 動(dòng)工具55。包含在電動(dòng)工具55內(nèi)的終端被設(shè)置成與包含在電池50內(nèi)的終端110、115和/或 120匹配，和用于接收來自電池50的功率和/或信息。
[0161] 在一些結(jié)構(gòu)中，例如圖21A-C中示意性地示出的結(jié)構(gòu)，電動(dòng)工具55可W包含微控 制器或微處理器420, W和電池50通信、接收來自電池50的信息、控制電動(dòng)工具55的運(yùn)行、 和/或控制電池50的放電過程。在示出的結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工具55可W包含連接至電池50的正極 終端110的正極終端430、連接至電池50的負(fù)極終端115的負(fù)極終端435 W及連接至電池50的 感測(cè)終端120的感測(cè)終端440。微處理器420能夠電連接至每個(gè)終端430、435和440。
[0162] 不管電池50是否包含微處理器(例如微處理器140)，微處理器420都能通過感測(cè)終 端440與電池50通信或者接收來自電池50的信息。在電池50包含微處理器（例如微處理器 140)的結(jié)構(gòu)中，可W通過感測(cè)終端120和440進(jìn)行雙路通信。微處理器140和420可W來回交 換信息，例如電池特性、電動(dòng)工具運(yùn)行時(shí)間和電動(dòng)工具要求(例如標(biāo)稱電流和/或電壓）。
[0163] 在電池50沒有包含微處理器的結(jié)構(gòu)中，微處理器420定期測(cè)量或檢測(cè)電池50內(nèi)一 個(gè)或多個(gè)組件或元件，W確定電池特性和/或電池工作信息，例如電池化學(xué)物質(zhì)、標(biāo)稱電壓、 當(dāng)前電池充電狀態(tài)、電池單元電壓、溫度等。微處理器420能夠根據(jù)運(yùn)些和其它電池特性和 工作信息來控制電動(dòng)工具55的運(yùn)行。
[0164] 例如，在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器420可W被編成W檢測(cè)電池溫度，且如果電池溫度 高于闊值溫度，則停止驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具55。在運(yùn)個(gè)例子中，微處理器420定期檢測(cè)位于電池50 內(nèi)的熱敏電阻器150的電阻，并確定在工具運(yùn)行期間（即當(dāng)工具55內(nèi)的馬達(dá)450正在運(yùn)行的 時(shí)候）電池組50的溫度。然后，微處理器420確定電池50的溫度是否處于合適的工作范圍內(nèi)。 運(yùn)可W通過在微處理器420內(nèi)存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)溫度范圍、使微處理器420能夠把已檢測(cè)到的 電池50的溫度與該一個(gè)或多個(gè)溫度范圍比較的方式來實(shí)現(xiàn)。如果電池50的溫度沒有處于合 適的工作范圍內(nèi)，微處理器420中斷來自電池50的電流和/或關(guān)閉馬達(dá)450。在一些結(jié)構(gòu)中， 微處理器420繼續(xù)禁用馬達(dá)450和/或中斷來自電池50的電流，直到電池50的溫度下降到合 適的溫度范圍內(nèi)。在微處理器420確定電池50的溫度沒有處于合適的工作范圍內(nèi)的一些結(jié) 構(gòu)中，微處理器420直到其檢測(cè)到由電池50提供給馬達(dá)450的低放電電流時(shí)才停止馬達(dá)450。 在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)微處理器420檢測(cè)到電池50被從電動(dòng)工具55上除去時(shí)，馬達(dá)450被重新啟 動(dòng)（即電動(dòng)工具55是可運(yùn)行的）。
[01化]在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電動(dòng)工具55還可W包含風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)470, W促使冷空 氣通過工具55和電池組50,如圖21B所示。那么，電池單元80a、散熱片275、熱管(未示出）和/ 或功率FET或開關(guān)180(如果包含在電池50內(nèi)）可W被流過的空氣冷卻。在運(yùn)種結(jié)構(gòu)中，電池 50和電動(dòng)工具55包含一個(gè)或多個(gè)通風(fēng)道，W使冷空氣進(jìn)入和使熱空氣出來。電動(dòng)工具55包 含一個(gè)或多個(gè)入風(fēng)道475,在示出的結(jié)構(gòu)中，入風(fēng)道475基本上位于電動(dòng)工具外殼400的頂 部。該電動(dòng)工具55還包含一個(gè)或多個(gè)出風(fēng)道480,它基本上位于電動(dòng)工具55的連接部分405 的底部。包含在電動(dòng)工具55內(nèi)的出風(fēng)道480也可W放置成使電池50的入風(fēng)道(未示出）基本 上位于其下面。在示出的結(jié)構(gòu)中，包含在電動(dòng)工具55內(nèi)的馬達(dá)485驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇470。在一些結(jié)構(gòu) 中，包含在電動(dòng)工具55內(nèi)的微處理器490控制風(fēng)扇470的運(yùn)行。在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔期間 和/或如果檢測(cè)到高電池溫度，則微處理器490能夠激活風(fēng)扇470。
[0166]如圖21C所示，包含在電池50內(nèi)的電路130能夠把充電信息的狀態(tài)傳輸給包含在電 動(dòng)工具55內(nèi)的微控制器420。在運(yùn)種結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工具55內(nèi)的微控制器420能夠在包含在工 具55外殼上或里面的燃料計(jì)115a上顯示電池的充電狀態(tài)信息。在運(yùn)種結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155a 可W類似于包含在電池50內(nèi)的燃料計(jì)155,并被W相同的方式(例如自動(dòng)顯示模式、手動(dòng)顯 示模式等)操作。在一些結(jié)構(gòu)中，燃料計(jì)155a可W包含按鈕160和包含多于或少于所示出和 描述的LED(例如LED 170a-d)。
[0167] 如圖23所示，包含在電池50內(nèi)的電路130也可W用于控制諸如電動(dòng)工具55的電氣 設(shè)備的運(yùn)行。在該示出的結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工具55包含馬達(dá)450、由用戶激活的觸發(fā)開關(guān)491、速 度控制電路492、電離合器493和制動(dòng)器494。工具55還包含連接至電池50的正極終端105的 正極終端900、連接至電池50的負(fù)極終端110的負(fù)極終端901，W及連接至電池50的兩個(gè)感測(cè) 終端120a和12化的兩個(gè)感測(cè)終端902a和90化。在其它結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工具55和電池50可W帶 有多于或少于所示出和描述的終端。
[0168] 在運(yùn)種結(jié)構(gòu)中，電路130能夠提供工具速度控制W及監(jiān)控電池組參數(shù)或特性。功率 MOSFET或開關(guān)180能夠控制工具55的速度控制電路的開關(guān)功能。在運(yùn)種結(jié)構(gòu)中，用于速度控 制控制電路492的功率MOS陽T可W包含在電池50內(nèi)而不是電動(dòng)工具55內(nèi)。
[0169] 如圖24所示，電池50也可W設(shè)置成與諸如電池充電器60的電氣設(shè)備連接。電池充 電器60包含外殼500。外殼500提供電池50與之連接的連接部分505。連接部分505可W包含 一個(gè)或多個(gè)電氣設(shè)備終端(未示出），把電池50電連接至電池充電器60。包含在電池充電器 60內(nèi)的終端被設(shè)置成與包含在電池50內(nèi)的終端匹配，和用于傳輸和接收來自電池50的能量 和信息。
[0170] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池充電器60還包含微處理器或微控制器510。微控制 器510控制電池50和電池充電器60之間的能量的傳輸。在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器510控制電 池50和電池充電器60之間的信息的傳輸。在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器510根據(jù)接收來自電池50 的信號(hào)來識(shí)別和/或確定電池50的一個(gè)或多個(gè)特性或情況。同樣，微控制器510能夠根據(jù)電 池50的識(shí)別特性來控制充電器60的工作。
[0171] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池充電器60根據(jù)電池50的溫度來進(jìn)行對(duì)電池50充電 的充電方案或方法。在一種結(jié)構(gòu)中，電池充電器60提供充電電流至電池50，同時(shí)定期檢測(cè)或 監(jiān)控電池50的溫度。如果電池50沒有包含微處理器，電池充電器60在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期 之后定期測(cè)量熱敏電阻器(例如熱敏電阻器150)的電阻。如果電池50包含微處理器(例如微 處理器140)，那么電池充電器60或者：1)定期查詢微處理器140W確定電池溫度和/或如果 電池溫度不在合適的工作范圍內(nèi)；或者2)等待接收來自微處理器140且表示電池溫度不在 合適的工作范圍內(nèi)的信號(hào)。
[0172] 在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電池溫度超過預(yù)先設(shè)定的闊值或沒有下降到合適的工作范圍內(nèi) 時(shí)，電池充電器60中斷充電電流。電池充電器60繼續(xù)定期檢測(cè)或監(jiān)控電池溫度或等待接收 來自微處理器140且表示電池溫度不在合適的工作范圍內(nèi)的信號(hào)。當(dāng)電池溫度處于合適的 工作范圍內(nèi)時(shí)，電池充電器60可W重新開始提供給電池50的充電電流。電池充電器60繼續(xù) 監(jiān)控電池溫度，并根據(jù)檢測(cè)到的電池溫度來中斷和重新開始充電電流。在一些結(jié)構(gòu)中，在預(yù) 先設(shè)定的時(shí)間周期之后或者在當(dāng)前電池充電狀態(tài)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的闊值時(shí)，電池充電器60終 止充電。
[0173] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50和/或諸如電動(dòng)工具55和電池充電器60的電氣 設(shè)備能夠檢測(cè)電池50內(nèi)的不平衡的電池單元。在一些結(jié)構(gòu)中，諸如微處理器140、420、490 和/或510("監(jiān)控微處理器"）的微處理器只監(jiān)控電池單元80中的兩組，并使用兩個(gè)電池組的 電壓比率來判斷電池不平衡，而不是單獨(dú)地監(jiān)控每個(gè)電池單元80a-e。
[0174] 例如，電池600的一部分在圖25中示出。在一些結(jié)構(gòu)中，電池600類似于電池50,且 包含微處理器140。在其它結(jié)構(gòu)中，電池600沒有包含微處理器。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池600包 含五個(gè)電池單元605曰、6056、605(3、605(1和6056，每個(gè)都帶有基本相同的標(biāo)稱電壓，例如大約 4V〇
[01巧]電池單元605a-e被排列成兩組:組610和組615。組610包含電池單元605a和60加， 組615包含電池單元605c和605d和605e。
[0176] 電池600還包含提供組615兩端的電壓Vsis (即電池單兀605c和605d和605e的總電 壓）的引線或抽頭620。當(dāng)電池單元605a-e被基本上充滿電時(shí)，組615的電壓V615大約等于 12V。電壓Vt是跨越所有電池單元605a-e的電壓。當(dāng)電池單元605a-e被基本上充滿電時(shí)，電 壓Vt大約等于20V。
[0177] 監(jiān)控微處理器被編成為可W監(jiān)控電壓V615和Vt。在一些結(jié)構(gòu)中，微處理器持續(xù)或者 定期地監(jiān)控V615和Vt,并計(jì)算所測(cè)量的電壓V615和Vt之間的比率R。該比率R由下面的公式確 定：
[01 7 引 R = V615/Vt
[0179] 當(dāng)電池單元605a-e基本平衡時(shí)，比率R大約等于0.6。如果在充電或放電期間第一 組610的一個(gè)或多個(gè)電池單元是不平衡的（即具有低于其它電池的當(dāng)前電池充電狀態(tài)或電 池電壓），比率時(shí)尋高于0.6。如果在充電或放電期間第二組615的一個(gè)或多個(gè)電池不平衡，比 率R將低于0.6。如果在充電或放電期間兩個(gè)電池單元(一個(gè)來自第一組610而一個(gè)來自第二 組615,例如電池605a和電池605e)不平衡，則比率時(shí)尋高于0.6。換句話說，如果出現(xiàn)不平衡 的電池單元，比率時(shí)尋正向或負(fù)向偏移0.6的平衡比率。如果監(jiān)控微處理器檢測(cè)到電池單元 的不平衡，即計(jì)算出比率R基本高于或低于0.6的平衡比率，電池600的運(yùn)行（即充電和/或當(dāng) 電）被中斷或改變。在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，如果比率R沒有被包括在大約0.55到大約 0.65的范圍內(nèi)，則電池600的運(yùn)行被中斷或改變。
[0180] 圖26和27是示出當(dāng)在電池600出現(xiàn)不平衡W及在此期間比率R如何偏移平衡的電 壓的示例的曲線圖。在運(yùn)個(gè)示例中，每個(gè)電池605a-e具有大約4V的標(biāo)稱電壓，且比率R的平 衡比率是大約0.6或60.0%。
[0181] 在示出的結(jié)構(gòu)中，軸700表示W(wǎng)秒為單位的時(shí)間，軸705表示W(wǎng)伏特為單位的電壓， 而軸710表示伏特/伏特的比率或百分比。線715a表示電池單元605a隨時(shí)間變化的電壓，線 71加表示電池單元60加隨時(shí)間變化的電壓，而線715c表示電池單元605c隨時(shí)間變化的電 壓。線715d表示電池單元605d隨時(shí)間變化的電壓，線715e表示電池單元605e隨時(shí)間變化的 電壓，而線720表示隨時(shí)間變化的比率R。
[0182] 在示出的示例中，不平衡(在曲線圖上由數(shù)字725表示)大約發(fā)生在86秒上。該不平 衡725由包括在組615中的電池單元605e造成。在此時(shí)（t = 86秒），比率720開始降低或偏移 0.6(即60%)的平衡比率。由于比率720下降，可W判斷不平衡電池在組615內(nèi)。當(dāng)比率R在大 約91秒上接近55.0%時(shí)(在圖24中由數(shù)字730表示），電池單元605e的電壓是大約IV。在一些 結(jié)構(gòu)中，監(jiān)控微處理器檢測(cè)到比率R已經(jīng)下降至大約55.0%，然后終止電池600的運(yùn)行，W避 免電池605e進(jìn)一步放電。
[0183] 在一些結(jié)構(gòu)中，監(jiān)控微處理器監(jiān)控每個(gè)電池單元的電壓，而不是使用監(jiān)控諸如微 處理器140的比率度量(ratiome化ic)方法。如上所述，電池50包含多個(gè)電阻器260,用于提 供對(duì)電池單元80的電壓測(cè)量。多個(gè)電阻器260被排列成使微處理器140能夠基本上同時(shí)測(cè)量 每個(gè)電池單元80a-g的電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)電池單元80達(dá)到大約IV時(shí)，微處 理器140檢測(cè)電池50的不平衡。
[0184] 在一些結(jié)構(gòu)中一些方面中，當(dāng)檢測(cè)到不平衡時(shí)，電池50或600可W重新平衡電池單 元80a-g或605a-e。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)平衡比率R不再處于可接受的范圍內(nèi)時(shí)，監(jiān)控微處理器 停止電池50或600(例如中斷電池運(yùn)行、阻止電池運(yùn)行等）。在電池50或600被停止后，監(jiān)控微 處理器判斷哪個(gè)電池單元80a-e或605a-e不平衡（"低電壓電池"）。
[0185] 在一些結(jié)構(gòu)中，監(jiān)控微處理器激活或打開電連接至在當(dāng)前充電狀態(tài)中不低的那些 電池單元80a-e或605a-e(即電池具有高于低電壓電池的當(dāng)前充電狀態(tài)）的各個(gè)晶體管(例 如晶體管265a-f)。監(jiān)控微處理器開始帶有高當(dāng)前充電狀態(tài)的電池單元80a-e或605a-e的 受控放電。例如，監(jiān)控微處理器將控制從平衡的電池單元80a-e或605a-e流經(jīng)各個(gè)晶體管 的小放電電流。在整個(gè)受控的放電過程中，監(jiān)控微處理器將繼續(xù)進(jìn)行電池單元80a-e或 605a-e的電壓測(cè)量。當(dāng)具有較高充電狀態(tài)的電池單元80a-e或605a-e的當(dāng)前充電狀態(tài)被降 低到大約等于先前的低電壓電池時(shí)，監(jiān)控微處理器將結(jié)束受控的放電過程。
[0186] 在一些結(jié)構(gòu)中，監(jiān)控微處理器利用受控放電過程來驅(qū)動(dòng)指示器，例如使燃料計(jì)155 上的所有LED 170a-d閃爍。在運(yùn)種結(jié)構(gòu)中，例如，閃爍的LED 179a-d向操作者或用戶指示出 電池50或600被停止和/或正在重新平衡80a-e或605a-e的過程中。
[0187] 電池50的另一示意性框圖在圖28中示出。在一些結(jié)構(gòu)中，電路130包含諸如識(shí)別電 阻器750的電子元件，且識(shí)別電阻器750可W具有設(shè)定的電阻。在其它結(jié)構(gòu)中，電子元件可W 是電容器、電感器、晶體管、半導(dǎo)電元件、電路或其它帶有電阻或能夠發(fā)送電信號(hào)的元件，例 如微處理器、數(shù)字邏輯元件等。在示出的結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器750的電阻值可W根據(jù)電池50 的特性(例如電池單元80的標(biāo)稱電壓和化學(xué)物質(zhì)）來選擇。感測(cè)終端120可W電連接至識(shí)別 電阻器750。
[0188] 如在圖28中示意性地示出的電池50可W電連接至諸如電池充電器820(同樣示意 性地示出）的電氣設(shè)備，W接收或傳輸能量。電池充電器820可W包含正極終端825、負(fù)極終 端828和感測(cè)終端830。電池充電器820的每個(gè)終端820、828、830(分別）電連接至電池50的對(duì) 應(yīng)終端110、115、120。電池充電器820還包含帶有電子元件的電路，例如第一電阻器835、第 二電阻器840、固態(tài)電器件或半導(dǎo)體855、比較器860和處理器或微處理器(未示出）。在一些 結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體855可W包含能夠在飽和或"打開"狀態(tài)下運(yùn)行和能夠在斷開或"關(guān)閉"狀態(tài) 下運(yùn)行的晶體管。在一些結(jié)構(gòu)中，比較器860可W是專用電壓監(jiān)控器件、微處理器或處理單 元。在其它結(jié)構(gòu)中，比較器860可W包含在微控制器(未示出）內(nèi)。
[0189] 在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器(未示出）可W編成為能夠識(shí)別電池50內(nèi)的電元件(例如 識(shí)別電阻器750)的電阻值。微控制器還可W編成為能夠確定電池50的一個(gè)或多個(gè)特性，例 如電池50的電池化學(xué)物質(zhì)和標(biāo)稱電壓。如上所述，識(shí)別電阻器750的電阻值可W與一個(gè)或多 個(gè)確定電池特性關(guān)聯(lián)的專用值對(duì)應(yīng)。例如，識(shí)別電阻器750的電阻值可W包含在與電池50的 化學(xué)物質(zhì)和標(biāo)稱電壓對(duì)應(yīng)的電阻值范圍內(nèi)。
[0190] 在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器可W編成為能夠識(shí)別出識(shí)別電阻器750的多個(gè)電阻范圍。 在運(yùn)些結(jié)構(gòu)中，每個(gè)范圍與一個(gè)電池化學(xué)物質(zhì)（例如NiCd、NiMH、Li-ion等)對(duì)應(yīng)。在一些結(jié) 構(gòu)中，微控制器能夠識(shí)別出附加的電阻范圍，每個(gè)均與另一電池化學(xué)物質(zhì)或另一電池特性 對(duì)應(yīng)。
[0191] 在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器可W編成為能夠識(shí)別出多個(gè)電壓范圍。包含在運(yùn)些電壓 范圍內(nèi)的電壓可W依賴于或?qū)?yīng)于識(shí)別電阻器750的電阻值，使得微控制器能夠根據(jù)所測(cè) 量到的電壓來確定電阻器750的電阻值。
[0192] 在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器750的電阻值還可W選擇為對(duì)于電池50的每個(gè)可行標(biāo) 稱電壓值都是唯一的。例如，在一個(gè)電阻值范圍內(nèi)，第一專用電阻值可W與21V的標(biāo)稱電壓 對(duì)應(yīng)，第二專用電阻值可W與16.8V的標(biāo)稱電壓對(duì)應(yīng)，而第S專用電阻值可W與12.6V的標(biāo) 稱電壓對(duì)應(yīng)。在一些結(jié)構(gòu)中，可W有更多或較少的專用電阻值，每個(gè)均對(duì)應(yīng)于與該電阻范圍 關(guān)聯(lián)的電池50的可能的標(biāo)稱電壓。
[0193] 在示例性實(shí)施例中，電池50電連接至電池充電器820。為了識(shí)別第一電池特性，半 導(dǎo)體855在附加電路(未示出）的控制之下切換到"打開"狀態(tài)。當(dāng)半導(dǎo)體855處于"打開"狀態(tài) 時(shí)，識(shí)別電阻器750和電阻器835和840構(gòu)成電壓分壓網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)在第一參考點(diǎn)875確立電 壓Va。如果電阻器840的電阻值大大低于電阻器835的電阻值，那么電壓Va將依賴于識(shí)別電阻 器750和電阻器840的電阻值。在該實(shí)施例中，電壓Va處于由識(shí)別電阻器750的電阻值確定的 范圍。微控制器(未示出）在第一參考點(diǎn)875上測(cè)量電壓Va,并根據(jù)電壓Va來確定識(shí)別電阻器 750的電阻值。在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器把電壓Va與多個(gè)電壓范圍進(jìn)行比較，W確定出電池 特性。
[0194] 在一些結(jié)構(gòu)中，將被識(shí)別出的第一電池特性可W包含電池化學(xué)物質(zhì)。例如，任一低 于150k歐姆的電阻值可W表示電池50帶有NiCd或NiMH的化學(xué)物質(zhì)，而任一大約150k歐姆或 W上的電阻值可W表示電池50帶有Li或Li-ion的化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)微控制器確定和識(shí)別出電池 50的化學(xué)物質(zhì)時(shí)，可W選擇合適的充電算法或方法。在其它結(jié)構(gòu)中，有多個(gè)電阻范圍，每個(gè) 均對(duì)應(yīng)于非上述示例中的另一電池化學(xué)物質(zhì)。
[01%]繼續(xù)討論運(yùn)個(gè)示例性實(shí)施例，為了識(shí)別第二電池特性，半導(dǎo)體855在附加電路的控 制之下切換到"關(guān)閉"狀態(tài)。當(dāng)半導(dǎo)體855切換到"關(guān)閉"狀態(tài)時(shí)，識(shí)別電阻器750和電阻器835 構(gòu)成電壓分壓網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在，在第一參考點(diǎn)875上的電壓Va通過識(shí)別電阻器750和電阻器835的 電阻值來確定。識(shí)別電阻器750的電阻值選擇為使在第二參考點(diǎn)880上的電壓Vbatt基本等于 電池50的標(biāo)稱電壓，使在第一參考點(diǎn)875上的電壓Va基本等于在第S參考點(diǎn)885上的電壓 Vref。如果在第一參考點(diǎn)875上的電壓Va超過在第；參考點(diǎn)885上的固定電壓Vref,比較器860 的輸出Vout改變其狀態(tài)。在一些結(jié)構(gòu)中，該輸出Vout可W用于終止充電或作為開始附加功能 的指示符，例如維護(hù)程序、平衡程序、放電功能、附近放電方案等。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓Vout可 W是固定參考電壓。
[0196] 在一些結(jié)構(gòu)中，將被識(shí)別出的第二電池特性可W包含電池50的標(biāo)稱電壓。例如，用 于計(jì)算識(shí)別電阻器750的電阻值的一般公式可W是：
[0197]
[019引共T Ki日日足識(shí)別電狙器750的電阻值，Ri3日是電阻器835的電阻值，Vbatt是電池50的 標(biāo)稱電壓，而Vref是固定電壓，例如大約2.5V。例如，在對(duì)于裡離子(上面所設(shè)定的）的電阻值 范圍內(nèi)，用于識(shí)別電阻器750的大約150k歐姆的電阻值可W對(duì)應(yīng)于大約21V的標(biāo)稱電壓，大 約194k歐姆的電阻值可W對(duì)應(yīng)于大約16.8V的標(biāo)稱電壓，大約274.化歐姆的電阻值可W對(duì) 應(yīng)于大約12.6V的標(biāo)稱電壓。在其它結(jié)構(gòu)中，更多或較少的專用電阻值可W對(duì)應(yīng)于附加或不 同的電池組標(biāo)稱電壓值。
[0199] 在示出的結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器750和第=參考點(diǎn)885可W都被放置在電流感測(cè)電阻 器890的"高"端。當(dāng)出現(xiàn)充電電流時(shí)，W運(yùn)種方式放置識(shí)別電阻器750和第=參考點(diǎn)885可W 減緩Va和Vre記間的任何相關(guān)的電壓波動(dòng)。如果識(shí)別電阻器750和第立參考點(diǎn)885被引用到 地895，且充電電流被施加到電池50上，電壓波動(dòng)可能出現(xiàn)在電壓Va上。
[0200] 在一些結(jié)構(gòu)中，電池充電器820還可W包含充電器控制功能。如上所述，當(dāng)電壓Va 基本等于電壓Vref時(shí)（表不電壓Vbatt等于電池50的標(biāo)稱電壓），比較器860的輸出Vout改變狀 態(tài)。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)比較器860的輸出Vout改變狀態(tài)時(shí)，不再向電池50提供充電電流。一旦 充電電流被中斷時(shí)，電池電壓Vbatt開始下降。當(dāng)電壓Vbatt達(dá)到下闊值時(shí)，比較器860的輸出 Vout再次改變狀態(tài)。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓Vbatt的下闊值由滯后電阻器898的電阻值確定。當(dāng)比 較器860的輸出Vout再次改變狀態(tài)時(shí)，充電電流再次建立。在一些結(jié)構(gòu)中，該循環(huán)重復(fù)由微控 制器預(yù)先設(shè)定的次數(shù)或重復(fù)由比較器860作出的一定狀態(tài)改變次數(shù)。在一些結(jié)構(gòu)中，該循環(huán) 一直重復(fù)直到電池50從電池充電器820上移去。
[0201] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面中，電池50的電路130也可W指示出一個(gè)或多個(gè)電池特性。 在一些結(jié)構(gòu)中，電池特性包含例如電池50的標(biāo)稱電壓和溫度。電路130包含電識(shí)別元件或識(shí) 別電阻器910、溫度感測(cè)器件或熱敏電阻器914、第一限流器件或保護(hù)性二極管918、第二限 流器件或保護(hù)性二極管922W及電容器926。識(shí)別電阻器910帶有與一個(gè)或多個(gè)確定電池特 性對(duì)應(yīng)的固定電阻值。在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器910的電阻值對(duì)應(yīng)于電池50或電池單元80 的標(biāo)稱電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，該電阻值對(duì)應(yīng)于電池50的化學(xué)物質(zhì)。在一些結(jié)構(gòu)中，該電阻值 對(duì)應(yīng)于兩個(gè)或多個(gè)電池特性或?qū)?yīng)于不同的電池特性。熱敏電阻器914的電阻值表示電池 單元80的溫度，且隨著電池單元80溫度的改變而改變。感測(cè)終端930電連接至電路130。
[0202] 如在圖29中示意性地示出的，電池50電連接至諸如電池充電器942(同樣示意性地 示出）的電氣設(shè)備。電池充電器942包含正極終端946、負(fù)極終端950和感測(cè)終端954。與在圖 28中示出的電池50和電池充電器820的方式類似，電池50的正極終端934、負(fù)極終端938和感 測(cè)終端930分別電連接至電池充電器942的正極終端946、負(fù)極終端950和感測(cè)終端954。電池 充電器942還包含諸如控制器件、處理器、微控制器或控制器958的控制電路和電子元件或 電阻器962。
[0203] 電池50和電池充電器942的運(yùn)行將參考圖29和30A-B進(jìn)行討論。在一些結(jié)構(gòu)中，當(dāng) 電池50電連接至電池充電器942,且電容器926開始放電時(shí)，控制器958把第一參考點(diǎn)964上 的電壓Va升高至大約第一闊值。在一些結(jié)構(gòu)中，第一闊值是大約5V。如圖30A中所示，控制器 958大約在時(shí)間Tl時(shí)把電壓Va升高至第一闊值。
[0204] 當(dāng)?shù)谝婚熤当粦?yīng)用到第一參考點(diǎn)964上時(shí)，在電池50和電池充電器942內(nèi)建立第一 電流路徑。第一電流路徑包含電阻器962、電容器926、第一二極管918和識(shí)別電阻器910。當(dāng) 電壓Va大約升高到第一闊值時(shí)，控制器958測(cè)量第二參考點(diǎn)966上的電壓VouT。第二參考點(diǎn) 966上的電壓Vout很快升高到由電壓分壓網(wǎng)絡(luò)確立的電壓上，電壓分壓網(wǎng)絡(luò)由識(shí)別電阻器 910、電阻器962W及正向電壓下降通過的二極管918組成。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓Vout的范圍將 從大約OV到微小于電壓Va。如圖30B中所示，大約在時(shí)間T2上電壓Vout出現(xiàn)升高，且控制器958 大約在時(shí)間T2或時(shí)間T2稍后時(shí)測(cè)量電壓Vout。在一些結(jié)構(gòu)中，時(shí)間Ts大約等于時(shí)間Ti。在一些 結(jié)構(gòu)中，幾乎在時(shí)間Tl之后立即出現(xiàn)時(shí)間T2。時(shí)間T2可根據(jù)測(cè)量容差而較晚出現(xiàn)。
[0205] 在一種結(jié)構(gòu)中，由控制器958測(cè)量的電壓Vout對(duì)應(yīng)于用于識(shí)別電阻器910的電阻值。 該電阻值對(duì)應(yīng)于電池50的標(biāo)稱電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，隨著識(shí)別電阻器910電阻值的降低，電 壓Vout也跟著升高。
[0206] 在示出的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電容器926被充滿電時(shí)，電壓Vout最后基本升高到電壓Va。在電 容器926被充滿電后，控制器958把第一參考點(diǎn)964上的電壓Va降低至第二闊值。在一些結(jié)構(gòu) 中，第二闊值是大約0V。如圖30A所示，控制器958大約在時(shí)間T3上把電壓Va降低到第二闊值。
[0207] 當(dāng)?shù)诙熤当粦?yīng)用到第一參考點(diǎn)964上時(shí)，在電池50和電池充電器942內(nèi)建立第二 電流路徑。第二電流路徑包含電阻器962、電容器926、第二二極管922和熱敏電阻器914。當(dāng) 電壓Va降低到大約第二闊值時(shí)，控制器958再次測(cè)量第二參考點(diǎn)966上的電壓VouT。第二參考 點(diǎn)966上的電壓Vout很快降低到由電壓分壓網(wǎng)絡(luò)確立的電壓上，電壓分壓網(wǎng)絡(luò)由熱敏電阻器 914、電阻器962W及正向電壓下降通過的二極管922組成。在一些結(jié)構(gòu)中，電壓Vout的范圍將 從大約OV到微小于電壓Va。如圖30B中所示，大約在時(shí)間T4上電壓Vout出現(xiàn)下降，且控制器958 大約在時(shí)間T4或時(shí)間T4稍后時(shí)測(cè)量電壓Vout。在一些結(jié)構(gòu)中，時(shí)間Ta大約等于時(shí)間Ts。在一些 結(jié)構(gòu)中，幾乎在時(shí)間T3之后立即出現(xiàn)時(shí)間T4。在一些結(jié)構(gòu)中，時(shí)間T4可根據(jù)測(cè)量容差而較晚 出現(xiàn)。
[020引在一種結(jié)構(gòu)中，由控制器958在時(shí)間T4上測(cè)量的電壓Vout對(duì)應(yīng)于用于熱敏電阻器 914的電阻值。該電阻值對(duì)應(yīng)于電池50的溫度。在一些結(jié)構(gòu)中，隨著熱敏電阻器914電阻值的 下降，電壓Vout增加。
[0209] 在一些結(jié)構(gòu)中，電容器926提供D邱且擋功能。電容器926防止現(xiàn)有電池充電器(例如 不能識(shí)別諸如裡或裡離子化學(xué)物質(zhì)等較新的電動(dòng)工具電池化學(xué)物質(zhì)的電池充電器，W及不 帶有用于運(yùn)種較新的化學(xué)物質(zhì)所需的對(duì)應(yīng)充電算法的電池充電器)能夠?qū)в须娐?30的 電池組進(jìn)行充電。
[0210] 現(xiàn)有電動(dòng)工具電池968在圖31中示意性地示出，且電池970的另一種結(jié)構(gòu)在圖32中 示意性地示出。參考圖31-34,另一電池充電系統(tǒng)同時(shí)包含體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的電池 968和970、現(xiàn)有電池充電器972(如圖33所示)和電池充電器974 (如圖34所示）。
[0211] 參考圖31，現(xiàn)有電池968包含均帶有一種化學(xué)物質(zhì)和提供一種標(biāo)稱電壓的一個(gè)或 多個(gè)電池單元976。典型地，電池單元976的化學(xué)物質(zhì)通常是鉛酸、NiCd或NiMH。電池單元976 包含正極端978和負(fù)極端980。正極終端982電連接至電池單元976的正極端978,而負(fù)極終端 984電連接至電池單元976的負(fù)極端。
[0212] 電池968還包含電子元件或熱敏電阻器986。熱敏電阻器986的電阻值表示電池單 元976的溫度，且隨電池單元976溫度的變化而變化。在一些結(jié)構(gòu)中，熱敏電阻器986的電阻 值被包含在電阻值的第一范圍內(nèi)?，F(xiàn)有電池充電器972能夠識(shí)別出處于第一范圍內(nèi)的熱敏 電阻器986的電阻值，且相應(yīng)地對(duì)現(xiàn)有電池968進(jìn)行充電。例如，電阻值的第一范圍包含大約 等于和小于130k歐姆的電阻值。如果熱敏電阻器986的電阻值沒有包含在電阻值的第一范 圍內(nèi)，現(xiàn)有電池充電器972不能對(duì)現(xiàn)有電池968進(jìn)行充電?，F(xiàn)有電池968還包含電連接至熱敏 電阻器986的感測(cè)終端988。
[0213] 如圖32所示，電池970包含均帶有一種電池970的化學(xué)物質(zhì)和提供一種標(biāo)稱電壓的 一個(gè)或多個(gè)電池單元990。通常地，電池單元990的化學(xué)物質(zhì)包含例如裡、裡離子或另一基于 裡的化學(xué)物質(zhì)。電池單元990包含正極端992和負(fù)極端993。正極終端994電連接至電池單元 990的正極端992,而負(fù)極終端995電連接至電池單元990的負(fù)極端993。
[0214] 電池970還包含兩個(gè)感測(cè)終端996和997。第一感測(cè)終端996電連接至第一電元件或 識(shí)別電阻器998,而第二感測(cè)終端997電連接至第二電元件或溫度感測(cè)器件或熱敏電阻器 999。在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器998的電阻值沒有被包含在可由現(xiàn)有電池充電器972識(shí)別的 電阻值的第一范圍內(nèi)。例如，識(shí)別電阻器998的電阻值大約等于或大于于150k歐姆。熱敏電 阻器986的電阻值表示電池單元990的溫度，且隨電池單元990溫度的變化而變化。
[0215] 如圖34所示且在大部分結(jié)構(gòu)中，電池充電器974包含正極終端1001、負(fù)極終端 1002、第一感測(cè)終端1003和第二感測(cè)終端1004。電池充電器974的第一感測(cè)終端1003或者電 連接至電池970的第一感測(cè)終端996,或者電連接至現(xiàn)有電池968的感測(cè)終端988。
[0216] 如圖33所示且在大部分結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)有電池充電器972包含正極終端1005、負(fù)極終端 1006和感測(cè)終端1007?，F(xiàn)有電池充電器972的感測(cè)終端1007或者電連接至電池970的第一感 測(cè)終端996或者電連接至現(xiàn)有電池968的感測(cè)終端988。
[0217] 當(dāng)現(xiàn)有電池968電連接至電池充電器974時(shí)，電池充電器974的第二感測(cè)終端1004 沒有電連接至任何電池終端。在一些結(jié)構(gòu)中，包含在新的電池充電器974內(nèi)的控制器件、微 處理器、微控制器或控制器1008通過第一感測(cè)終端1003來確定熱敏電阻器986的電阻值，并 把電池968識(shí)別為帶有NiCd或NiMH化學(xué)物質(zhì)。控制器1008根據(jù)電池968的化學(xué)物質(zhì)和溫度來 選擇適用于現(xiàn)有電池968的充電方法或算法。電池充電器974相應(yīng)地對(duì)現(xiàn)有電池968進(jìn)行充 電。
[021引當(dāng)電池970電連接至電池充電器974時(shí)，電池充電器974的第二感測(cè)終端1004電連 接至電池970的第二感測(cè)終端997。在一些結(jié)構(gòu)中，控制器1008確定識(shí)別電阻器998的電阻 值，并把電池970識(shí)別為帶有例如裡、裡離子或其它基于裡的化學(xué)物質(zhì)。例如，識(shí)別電阻器 998的大約或大于150k歐姆的電阻值對(duì)應(yīng)于裡、裡離子或其它基于裡的化學(xué)物質(zhì)。
[0219] 在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器998的電阻值進(jìn)一步根據(jù)電池970的標(biāo)稱電壓來選擇。 例如，識(shí)別電阻器998的大約150k歐姆的電阻值表示電池970具有大約21V的標(biāo)稱電壓。大約 300k歐姆的電阻值對(duì)應(yīng)于大約16.8V的標(biāo)稱電壓，而大約450k歐姆的電阻值對(duì)應(yīng)于大約 12.6V的標(biāo)稱電壓。在一些結(jié)構(gòu)中，隨著識(shí)別電阻器998電阻值的升高，電池970的標(biāo)稱電壓 下降。在一些結(jié)構(gòu)中，控制器1008還確定熱敏電阻器385的電阻值?？刂破?008根據(jù)電池970 的化學(xué)物質(zhì)、標(biāo)稱電壓和/或溫度來選擇適用于電池970的充電方法或算法。電池充電器974 相應(yīng)地對(duì)電池970進(jìn)行充電。
[0220] 當(dāng)現(xiàn)有電池968電連接至現(xiàn)有電池充電器972時(shí)，電池充電器972的感測(cè)終端1007 電連接至現(xiàn)有電池968的感測(cè)終端988。在一些結(jié)構(gòu)中，如果熱敏電阻器986的電阻值包含在 電阻值的第一范圍內(nèi)，包含在現(xiàn)有電池充電器972內(nèi)的微控制器1009確定熱敏電阻器986的 電阻值，并把電池968識(shí)別為帶有例如NiCd或NiMH化學(xué)物質(zhì)?，F(xiàn)有電池充電器972根據(jù)熱敏 電阻器968的電阻值來確定現(xiàn)有電池968的溫度，并根據(jù)其溫度來選擇適用于電池968的充 電方法或算法。電池充電器972相應(yīng)地對(duì)現(xiàn)有電池968進(jìn)行充電。
[0221] 當(dāng)電池970電連接至電池充電器974時(shí)，現(xiàn)有電池充電器972的感測(cè)終端1007電連 接至電池970的第一感測(cè)終端996。電池充電器970的第二感測(cè)終端997沒有電連接至現(xiàn)有電 池充電器972的任何電池充電器終端。在一些結(jié)構(gòu)中，微控制器1009確定識(shí)別電阻器998的 電阻值。在一些結(jié)構(gòu)中，識(shí)別電阻器998的電阻值沒有包含在由微控制器1009識(shí)別出的電阻 值的第一范圍內(nèi)。由于微控制器1009不能識(shí)別電池970,現(xiàn)有電池充電器972沒有執(zhí)行充電 方法或算法。電池970被電阻擋或"鎖住"，不能被由現(xiàn)有電池充電器972充電。
[0222] 另一體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的電池1030在圖35-37、40-41、48A和49-52中示出。電 池1030可W類似于圖1-5中所示的電池50。例如，電池1030可W連接至諸如無繩電動(dòng)工具 1034(如圖48A所示）的電氣設(shè)備或裝置，W有選擇地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具1034。電池1030可W從電 動(dòng)工具1034移去，且可W被電池充電器1038(如圖40-44所示)再充電。
[0223] 如圖35-37所示，電池1030可W包含外殼1042和至少一個(gè)由外殼1042支撐的可再 充電的電池單元1046(在圖41中示意性地示出）。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池1030可W是包含五 個(gè)串聯(lián)連接的大約3.6V電池單元1046(-個(gè)已示出）的18V電池組或包含五個(gè)串聯(lián)連接的大 約4.2V電池單元1046(-個(gè)已示出）的21V電池組。在其它結(jié)構(gòu)(未示出）中，電池1030可W具 有另一標(biāo)稱電池電壓，例如9.6￥、12￥、14.4￥、24￥、28￥等，^驅(qū)動(dòng)電氣裝置和被電池充電器 1038充電。應(yīng)當(dāng)理解，在其它結(jié)構(gòu)(未示出）中，電池單元1046可W具有不同的標(biāo)稱電池單元 電壓和/或在另一結(jié)構(gòu)中可W例如并聯(lián)連接或并聯(lián)/串聯(lián)連接。
[0224] 電池單元1046是任何可再充電的電池單元化學(xué)類型，例如儀儒（NiCd)、儀氨 (NiMH)、裡化i)、裡離子化i-ion)、其它基于裡的化學(xué)物質(zhì)、其它可再充電的電池單元化學(xué) 物質(zhì)等。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池單元1046是裡離子電池單元。
[0225] 外殼1042能夠提供支撐部分1050,用于支撐在諸如電動(dòng)工具10%或電池充電器 1038上的電池1030。在示出的結(jié)構(gòu)中，支撐部分1050能夠提供C形橫截面(參見圖37)，它可 W連接至電氣設(shè)備上互補(bǔ)的T形橫截面支撐部分。如圖35-37所示，支撐部分1050可W包含 沿支撐軸1058延伸且定義凹槽1062的橫桿1054。還可W提供中間脊1066, W與電氣設(shè)備支 撐部分的表面接合。槽1070(參考圖35-36)可W定義在脊1066內(nèi)，使得脊1066具有橫向外伸 出的部分1072。
[02%] 電池1030還可W包含（參見圖35-37)鎖定組件1074,它可W把電池1030鎖定在電 氣設(shè)備上，例如鎖定在電動(dòng)工具10%和/或電池充電器1038上。在一些結(jié)構(gòu)中，鎖定組件 1034可W包含能夠在鎖定位置和非鎖定位置之間移動(dòng)的鎖定件1078,在鎖定位置上，鎖定 件1078與電氣設(shè)備上的對(duì)應(yīng)鎖定件接合，W把電池1030鎖定在電氣設(shè)備上。鎖定組件1074 還可W包含致動(dòng)器1082,用于在鎖定位置和非鎖定位置之間移動(dòng)鎖定件1078。偏移件(未示 出）能夠使鎖定件1078偏移向鎖定位置。
[0227] 電池1030還可W包含(參見圖35-39和41)接線板1086,可W把電池單元1046電連 接至電氣設(shè)備內(nèi)的電路。接線板1086可W包含(參見圖35-37)由外殼1042提供的終端外殼 1090。在示出的結(jié)構(gòu)和一些方面中，可W在終端外殼1090內(nèi)提供窗口或開口 1094。接線板 1086可W包含（參見圖35、37-39和41)正極電池終端1098、接地終端1102、第一感測(cè)終端 1106和第二感測(cè)終端1110。如圖41中示意性的示出，終端1098和1102連接至一個(gè)電池單元 或多個(gè)電池單元1046的相反末端。
[0228] 感測(cè)終端1106和1110可W分別連接至連接在電池1030的電路內(nèi)的電元件1114和 1118。感測(cè)終端1106和1110傳輸有關(guān)電池1030的信息至電氣設(shè)備。例如，一個(gè)連接至感測(cè)終 端1106的電元件(例如電元件1114)可W是諸如電阻器的識(shí)別元件，W傳輸對(duì)電池1030的特 性(例如電池單元1046的化學(xué)物質(zhì)、電池1030的標(biāo)稱電壓等）的識(shí)別信息。其它連接至感測(cè) 終端1110的電元件(例如電元件1118)可W是溫度感測(cè)器件或熱敏電阻器，W傳輸電池1030 和/或電池單元1046的溫度。
[0229] 在其它結(jié)構(gòu)中，電子元件1114和1118可W是其它能夠生成電信號(hào)的合適的電子元 件，例如微處理器、控制器、數(shù)字邏輯元件等，或者電元件1114和1118可W是其它合適的無 源電元件，例如電阻器、電容器、感應(yīng)器、二極管等。
[0230] 應(yīng)當(dāng)理解，在其它結(jié)構(gòu)（未示出）中，電子元件1114和1118可W是其它類型的電子 元件，且可W傳輸有關(guān)電池1030和/或電池單元1046的其它特性或信息。應(yīng)當(dāng)理解，用于與 電子元件1114和1118的"傳遞"（communication)和"通信"（communicate)"還可W函蓋具有 或處于由感測(cè)器或能夠確定電元件1114和/或1118的情況或狀態(tài)的器件感測(cè)到的情況或狀 態(tài)的電元件1114和/或1118。
[0231] 如圖39所示，終端1098、1102和1106可W分別被定向在基本互相平行的面Pi、P2和 P3上。終端1110可W定向在面P4上，在示出的結(jié)構(gòu)中，面P4與所有其它面Pl、P2和P3中的至少 一個(gè)不平行。在一種結(jié)構(gòu)中，面P4可W與面Pi、P2和P3垂直。終端1098、1102、1106和1110可W 沿各個(gè)軸Al、As、A沸Aa延伸,且在不出的結(jié)構(gòu)中，終端軸41、As、As和Aa平化于(參見圖35和37) 支撐軸1058。
[0232] 如圖40-44所示，體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的電池充電器1038可W連接至電池1030 (如圖40所示），且可W對(duì)電池1030充電。電池充電器1038可W包含充電器外殼1122和由外 殼1122支撐的充電電路1126(在圖41中示意性地示出），并可W連接至電源(未示出）。充電 電路1126可W連接至電池1030的接線板1086(在圖41中示意性地示出），且可W操作用于傳 輸功率至電池1030，W對(duì)電池單元1046進(jìn)行充電。
[0233] 在一些結(jié)構(gòu)和一些方面，充電電路1126能夠操作于W在2002年9月24日出版的美 國專利No . 6，456，035和于2001年4月24日出版的美國專利No. 6，222，343(結(jié)合在此作為參 考）中所描述的相同方式對(duì)電池1030進(jìn)行充電。在其它結(jié)構(gòu)中，充電電路1126能夠操作于W 在2003年1月17日提交的且序列號(hào)為60/440，692的美國臨時(shí)申請(qǐng)(所有的內(nèi)容結(jié)合在此作 為參考)中所描述的相同方式對(duì)電池1030進(jìn)行充電。
[0234] 如圖42-44所示，外殼1122可W提供用于支撐電池1030的電池支撐部分1130。支撐 部分1130可W帶有(參見圖42)-般T形橫截面，它與電池1030的支撐部分1050的C形橫截面 互補(bǔ)。支撐部分1130可W包含（參見圖42-44)沿支撐軸1138延伸且定義凹槽1142的橫桿 1134。該支撐部分1130還可W包含與脊1066接合的表面1146。
[0235] 突出部分或肋1150可W從表面1146延伸。當(dāng)電池1030被放置在支撐部分1130上 時(shí)，肋1150能夠大致橫向地與鎖定件1078對(duì)準(zhǔn)，W把鎖定件1078固定在鎖定位置上。在一種 結(jié)構(gòu)中，肋1150被放低W確保肋1150不與電池1030的支撐部分1050上的脊1066接合，阻止 電池1030被連接至電池充電器1038。
[0236] 電池充電器1038還可W包含（參見圖41-47)接線板1154,它可W操作于把充電電 路1126電連接至電池1030的接線板1086(如圖41中的示意性示出）。如圖42-44和46-47所 示，接線板1154可W包含由支撐部分1130提供的終端外殼1158。接線板1154還可W包含(參 見圖41-47)正極終端1162、負(fù)極終端1166、第一感測(cè)終端1170和第二感測(cè)終端1174。充電器 終端1162、1166、1170和1174可W分別連接到電池終端1098、1102、1106和1110(如圖41中示 意性的示出）。
[0237] 充電器終端1162、1166、1170和1174可W連接至充電電路1126。充電電路1126可W 包含用于控制電池1030的充電的微控制器1178。微控制器1178能夠操作于感測(cè)電池1030的 電子元件1114和1118的情況或狀態(tài)或與其通信，W識(shí)別電池1030的一個(gè)或多個(gè)特性和/或 情況，例如電池1030的標(biāo)稱電壓、電池單元1046的化學(xué)物質(zhì)、電池1030和/或電池單元1046 的溫度等。根據(jù)控制器1178所作出的判斷，控制器1178能夠控制充電電路1126，W正確地對(duì) 電池1030進(jìn)行充電。
[0238] 如圖35、37-39所示，電池終端1098、1102和1106可W是凸的葉片(male blade)終 端。如圖42所示，充電器終端1162U166和1170可W是凹形終端，其能夠操作于接收凸的葉 片終端1098、1102和1106。電池終端1110(參見圖35-39)和充電器終端1174(參見圖42-44) 能夠提供懸臂（cantilever)彈黃式的接合。在示出的結(jié)構(gòu)中（參見圖42-44)，充電器終端 1174能夠W基本垂直于支撐軸1138的方向延伸，W提供傾斜的結(jié)合和與電池終端1110接 觸。
[0239] 電池1030可W連接至諸如電動(dòng)工具1034(如圖48A所示）的電氣裝置，W驅(qū)動(dòng)工具 1034。電動(dòng)工具1034包含外殼1182, W支撐由電池1030選擇性地驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)1184(示意 性的示出）。外殼1182能夠提供在其上面支撐電池1030的支撐部分1186(參見圖48B)。支撐 部分1186具有一般T形橫截面，其與電池1030的支撐部分1050的C形橫截面互補(bǔ)。支撐部分 1186還定義了鎖定槽1188(示出一個(gè)），在其里面，鎖定件1078可W用于把電池1030鎖定在 電動(dòng)工具1034上。
[0240] 電動(dòng)工具1034還可W包含可連接至電池1030的接線板1086的接線板1190(部分在 圖48B中示出），因此能量可W從電池1030傳輸?shù)诫妱?dòng)工具10%。在示出的結(jié)構(gòu)中，接線板 1190可W包含分別連接電池1030的終端1098和1102的正極終端1194和負(fù)極終端1198。
[0241] 應(yīng)當(dāng)理解，在其它結(jié)構(gòu)（未示出）中，接線板1190可W包含可連接至感測(cè)終端1106 和/或1110的附加終端(未示出），W使有關(guān)電池1030的信息(例如電池1030的一個(gè)或多個(gè)特 性和/或電池1030的情況)可W被傳輸至電動(dòng)工具1034或由其感測(cè)。在運(yùn)種結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)工 具1034可W包含控制器(未示出），W判斷有關(guān)電池1030的已被傳輸或感測(cè)的信息，并根據(jù) 運(yùn)些信息來控制電動(dòng)工具的運(yùn)行。
[0242] 體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的電池1030A的替換結(jié)構(gòu)在圖53-56中示出。相同的組件帶 有相同的參考字符"A"。
[0243] 如圖53-56所示，電池1030A可W包含支撐一個(gè)或多個(gè)電池單元(未示出，但類似于 電池單元1046)的外殼1042A。電池1030A可W包含具有一般C形橫截面的支撐部分1050A(參 見圖56)，它與電池充電器1038的支撐部分1130(參見圖42) W及電動(dòng)工具1034的支撐部分 1186(參見圖48B)互補(bǔ)，W使電池1030A可W連接至電池充電器1038和電動(dòng)工具1034。
[0244] 如圖53-56所示，支撐部分1050A可W包含脊1066A。如圖55所示，脊1066A可W延伸 至一個(gè)橫向側(cè)(圖55中較低的橫向側(cè)），W提供橫的向外伸出的部分1072A。
[0245] 對(duì)于一些結(jié)構(gòu)和一些部分，電池1030A的附加獨(dú)立特性、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行在上面被更加 詳細(xì)地描述。
[0246] 當(dāng)電池1030A被放在電池充電器1038的支撐部分1130上時(shí)，較低的肋1150(如圖42 所示）沒有與電池1030A的支撐部分1050A上的脊1066A的延伸的部分1072A接合，因此電池 1030A被阻止連接至電池充電器1038。
[0247] 圖57-61示出了現(xiàn)有電池1230。電池1230可W包含外殼1242和至少一個(gè)由外殼 1242支撐的可再充電的電池單元1246(在61中示意性地示出）。在示出的結(jié)構(gòu)中，電池1230 可W是包含15個(gè)串聯(lián)連接的大約1.2V電池單元1246的18V電池組。在其它結(jié)構(gòu)(未示出）中， 電池1230可W具有另一標(biāo)稱電池電壓(例如9.6￥、12￥、14.4￥、24￥等）^驅(qū)動(dòng)電氣裝置和由 電池充電器1038充電。應(yīng)當(dāng)理解，在其它結(jié)構(gòu)(未示出）中，電池單元1246可W具有不同的標(biāo) 稱電池單元電壓和/或在另一結(jié)構(gòu)中可W例如并聯(lián)連接或并聯(lián)/串聯(lián)連接。電池單元1246是 任何可再充電的電池化學(xué)類型，例如NiCd或NiMH。
[0248] 如圖57-60所示，外殼1242能夠提供支撐部分1250,用于支撐在諸如電動(dòng)工具1034 (在圖48中示出）或電池充電器1038(在圖42中示出）上的電池1230。在示出的結(jié)構(gòu)中，支撐 部分1250能夠提供C形橫截面(參見圖60)，它可W連接至電氣設(shè)備上的補(bǔ)充性T形橫截面支 撐部分(在電動(dòng)工具1034上的支撐部分1186(在圖48B中示出）和在電池充電器1038上的支 撐部分1130(在圖42中示出））。如圖57-60所示，支撐部分1250可W包含沿支撐軸1258延伸 且定義凹槽1262的橫桿1254,可W提供中間脊1266, W與電氣設(shè)備支撐部分的表面接合。該 脊1266可W帶有基本的線性且未被中斷的橫向表面1272。脊1266沒有提供橫向外伸出的部 分（如電池1030的延伸的部分1072(在圖36中示出）或如電池1030A的延伸的部分1072A(在 圖55中示出））。
[0249] 電池1230還可W包含（參見圖57-60)鎖定組件1274,它可W把電池1230鎖定在電 氣設(shè)備上，例如鎖定在電動(dòng)工具1034(在圖48A中示出）和/或電池充電器上。鎖定組件1274 可W包含(參見圖57-60)能夠在鎖定位置和非鎖定位置之間移動(dòng)的鎖定件1278,在鎖定位 置上，鎖定件1278與電氣設(shè)備上的對(duì)應(yīng)鎖定件(例如電動(dòng)工具1034上的鎖定槽1188)接合， W把電池1230鎖定在電氣設(shè)備上。鎖定組件1274還可W包含致動(dòng)器1282,用于在鎖定位置 和非鎖定位置之間移動(dòng)鎖定件1278。偏移件(未示出）能夠使鎖定件1278偏移向鎖定位置。
[0250] 電池1030可W包含(參見圖58和60)接線板1286,其可操作于把電池單元1246電連 接至電氣設(shè)備內(nèi)的電路。接線板1286可W包含由外殼1242提供的終端外殼1290。接線板 1286可W包含正極電池終端1287、接地終端1302和感測(cè)終端1306。如圖58和60所示，終端 1298、1302和感測(cè)終端1306固定在基本互相平行的面內(nèi)，且沿平行于支撐軸1258的各個(gè)軸 延伸。
[0251] 如圖61中示意性的示出，終端1298和1302連接至一個(gè)電池單元或一系列電池單元 1046的相反末端。感測(cè)終端1306可W連接至連接在電池1230的電路內(nèi)的電子元件1314。在 示出的結(jié)構(gòu)中，電子元件1314可W是溫度感測(cè)器件或熱敏電阻器，W傳輸電池1230和/或電 池元件1246的溫度。
[0252] 如圖61中示意性的示出，電池1230可W連接至電池充電器1038,且電池充電器 1038可W操作于對(duì)電池1230充電。電池終端1298、1302和1306可W分別連接至=個(gè)充電器 終端1162、1166和1170。微控制器1178能夠識(shí)別電池1230(或確定電池1230不是電池1030或 是電池1030A)并識(shí)別電子元件1314或熱敏電阻器的情況，W感測(cè)電池1230的溫度。微控制 器1178能夠控制電池1230的充電。
[0253] 電池1230可W被支撐在電池充電器1038的支撐部分1130上。肋1150(在圖42中示 出）可W沒有與電池1230的支撐部分1250上的脊1266(在圖57-60中示出）接合，因此電池 1230被阻止連接至電池充電器1038。
[0254] 電池1230可W連接至諸如電動(dòng)工具1034(在圖48A中示出）的電氣裝置，W驅(qū)動(dòng)電 動(dòng)工具1034。電池1230可W被支撐在電動(dòng)工具1034(在圖48B中示出）的支撐部分1186上，且 可W連接至馬達(dá)1184(在圖48A中示意性地示出），W驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1184。
[0巧日]圖62-65示出了另一種電池充電器1338。電池充電器1338可W包含充電器外殼 1342和由外殼1342支撐的充電電路1346(在圖65中示意性地示出），并可W連接至電源（未 示出）。充電電路1346可W連接至電池1230的接線板1286,且可W傳輸功率至電池1230, W 對(duì)電池單元1246進(jìn)行充電。
[0256] 如圖62-64所示，外殼1342可W提供用于支撐電池1230的電池支撐部分1350。支撐 部分1350可W具有(參見圖62)-般T形橫截面，它與電池1230的支撐部分1250(參見圖60) 的C形橫截面互補(bǔ)。該支撐部分1350可W包含(參見圖62-64)沿支撐軸1358延伸且定義凹槽 1362的橫桿1354。支撐部分1350還可W包含與脊1266接合的表面1366。
[0257] 突出部分或肋1370可W從表面1366延伸。肋1370從表面1366(參見圖43-44)延伸 的距離可W比肋1150從電池充電器1038的表面1146延伸得更遠(yuǎn)。當(dāng)電池1230被放置在支撐 部分1350上時(shí)，肋1370沿脊1266的邊緣傾斜(參見圖59 )，W使電池1230可W連接至電池充 電器1338。電池1230的脊1266在橫向上比電池1030的脊1066可W更窄，且可W不包含伸出 的部分1072。
[0258] 如果62-65所示，電池充電器1338還可W包含接線板1374,它可W把充電電路1346 電連接至電池1230的接線板1286。接線板1374可W包含由支撐部分1350提供的終端外殼 1378(參見圖62-64)。接線板1374還可W包含正極電池終端1382、負(fù)極終端1386和感測(cè)終端 1390。如圖65中示意性的示出，充電器終端1382、1386和1390可W分別連接電池終端1298、 13022和1306。
[0259] 充電電路1346可W包含用于控制電池1230的充電的微控制器1394?？刂破?394通 過感測(cè)電子元件1314或熱敏電阻器的情況來確定電池1230的溫度。根據(jù)控制器1394所作出 的判斷，控制器1394能夠控制充電電路1346，W正確地對(duì)電池1230充電。
[0260] 在示例性實(shí)施例中，如果用戶試圖連接電池1030至電池充電器1338,電池充電器 1338的一部分，例如向上伸出的肋1370(在圖62中示出），可W阻止電池1030被連接至電池 充電器1338。當(dāng)電池1030被放在支撐部分1350上時(shí)，肋1370與電池1030的支撐部分1050上 的脊1066的橫向加寬的延伸的部分1072接合(在圖36中示出），W阻止電池1030被完全連接 至電池充電器1338。肋1370被放在支撐部分1370上，W使電池1030的接線板1086沒有與充 電器1338的接線板1374連接。
[0261] 在一些方面中，本發(fā)明提供了帶有附加的通信或感測(cè)路徑的諸如電池1030或 1030A的電池和/或諸如電池充電器1038的電池充電器。在一些方面中，本發(fā)明提供了能夠 對(duì)帶有附加的通信或感測(cè)路徑的電池組(例如電池1030或1030A)和不帶有附加的通信或感 測(cè)路徑的電池組(例如電池1230)進(jìn)行充電的充電器(例如充電器1038)。在一些方面中，本 發(fā)明提供了"機(jī)械鎖定"，W防止諸如電池1030或1030A的電池被連接至諸如現(xiàn)有充電器 1338的充電器，同時(shí)諸如電池1030或1030A的電池可W與對(duì)應(yīng)的現(xiàn)有電氣設(shè)備(例如電動(dòng)工 具1034)-起使用。
[0262]上面所描述和在圖中所示出的結(jié)構(gòu)是W示例的方式示出的且不作為對(duì)本發(fā)明的 概念和原理的限制。同樣，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離所附權(quán)利要求所定義 的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，各種在組件及其結(jié)構(gòu)和排列方式上的改變都是可行的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電池組，被設(shè)置成與電動(dòng)工具連接，所述電池組包括： 外殼； 具有電壓的電池單元，功率可在所述電池單元和所述電動(dòng)工具之間傳輸，所述電池單 元具有基于鋰的電池化學(xué)物質(zhì)； 控制器，能操作用于控制所述電池組的功能，所述控制器要求電壓等于和/或大于工作 電壓閾值以運(yùn)行，所述電池單元能操作用于有選擇地提供電壓至所述控制器；以及 電路，該電路能操作用于當(dāng)由所述電池單元提供到所述控制器的電壓低于所述控制器 的工作電壓閾值時(shí)使控制器運(yùn)行。2. 如權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述電路能操作于提供電壓至所述控制器，以使得 提供至所述控制器的電壓等于和/或大于工作電壓閾值。3. 如權(quán)利要求2所述的電池組，其中所述電路包括升壓電路，該升壓電路能操作于把由 所述電池單元提供的電壓提高到等于和/或大于所述工作電壓閾值。4. 如權(quán)利要求2所述的電池組，其中所述電路包括提供電壓至所述控制器的電源，以使 得提供至所述控制器的電壓等于和/或大于所述工作電壓閾值，該電源不能操作于提供功 率至所述電動(dòng)工具。5. 如權(quán)利要求4所述的電池組，其中所述電源包括能操作于提供電壓至所述控制器的 功率元件，以使得提供至所述控制器的電壓等于和/或大于所述工作電壓閾值。6. 如權(quán)利要求5所述的電池組，其中所述功率元件包括電容器。7. 如權(quán)利要求5所述的電池組，其中所述功率元件包括電池單元。8. 如權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述電池單元具有鋰離子電池化學(xué)物質(zhì)。9. 如權(quán)利要求8所述的電池組，其中所述電池單元具有鋰錳電池化學(xué)物質(zhì)。10. -種執(zhí)行含有電池組的運(yùn)行的方法，所述方法包括下列步驟： 以第一監(jiān)測(cè)率來監(jiān)測(cè)第一電池組情況； 判斷第二電池組情況何時(shí)達(dá)到閾值； 在第二電池組情況達(dá)到閾值之后，以第二監(jiān)測(cè)率來監(jiān)測(cè)第一電池組情況，第二監(jiān)測(cè)率 不同于第一監(jiān)測(cè)率。11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，當(dāng)?shù)诙姵亟M情況是等于和/或大于該閾值時(shí)，執(zhí) 行所述第一監(jiān)測(cè)步驟。12. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，當(dāng)?shù)诙姵亟M情況是等于和/或小于該閾值時(shí)，執(zhí) 行所述第二監(jiān)測(cè)步驟。13. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一電池組情況是電池組電壓。14. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第二電池組情況是電池組電壓。15. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一電池組情況和第二電池組情況是相同的 電池組情況。16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一電池組情況和第二電池組情況是電池組 電壓。17. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一監(jiān)測(cè)率慢于所述第二監(jiān)測(cè)率。18. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第二監(jiān)測(cè)率快于第一監(jiān)測(cè)率。19. 如權(quán)利要求10所述的方法，且進(jìn)一步包括在電池組和電氣設(shè)備之間傳輸功率的步 驟。20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述傳輸步驟包括從電池組提供功率至電氣設(shè)備 的步驟，以運(yùn)行所述電氣設(shè)備。21. 如權(quán)利要求20所述的方法，且進(jìn)一步包括下列步驟： 判斷第二電池組情況何時(shí)達(dá)到第二閾值；以及 中斷從電池組到電氣設(shè)備的功率供應(yīng)，以中斷電氣設(shè)備的運(yùn)行。22. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述電池組包括電池單元，且其中所述第一電池組 情況是電池單元電壓。23. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述電池組包括電池單元，且其中所述第二電池組 情況是電池單元電壓。24. 如權(quán)利要求10所述的方法，且進(jìn)一步包括連接控制器至電池組的步驟，該控制器執(zhí) 行監(jiān)測(cè)步驟和判斷步驟。25. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述電池組是電動(dòng)工具電池組，且其中所述方法進(jìn) 一步包括連接電池組至電動(dòng)工具的步驟。26. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，第一監(jiān)測(cè)率和第二監(jiān)測(cè)率中的至少一個(gè)是固定監(jiān) 測(cè)率。27. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一監(jiān)測(cè)率是大約1次測(cè)量/每秒。28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述第二監(jiān)測(cè)率是大約100次測(cè)量/每秒。29. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，第一監(jiān)測(cè)率和第二監(jiān)測(cè)率中的至少一個(gè)是可變監(jiān) 測(cè)率。30. 如權(quán)利要求29所述的方法，且進(jìn)一步包括判斷可變監(jiān)測(cè)率的步驟。31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中判斷可變監(jiān)測(cè)率的步驟包括根據(jù)第一電池組情況 和第二電池組情況中的至少一個(gè)來判斷可變監(jiān)測(cè)率的步驟。32. -種用于運(yùn)行電池組的方法，該電池組帶有電池組情況，電池組情況具有范圍，所 述方法包括步驟： 執(zhí)行包括電池組的運(yùn)行； 測(cè)量電池組情況的第一測(cè)量值； 測(cè)量電池組情況的第二測(cè)量值，第一測(cè)量值和第二測(cè)量值中的至少一個(gè)在所述范圍之 外； 平均第一測(cè)量值和第二測(cè)量值，以提供平均測(cè)量值；以及 如果平均測(cè)量值處于所述范圍之內(nèi)，繼續(xù)包括電池組的運(yùn)行。33. 如權(quán)利要求32所述的方法，且進(jìn)一步包括提供控制器的步驟，以及其中所述測(cè)量步 驟和平均步驟由控制器執(zhí)行。34. 如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述提供步驟包括提供帶有控制器的電池組的步 驟。35. 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述電池組情況是電壓。36. 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述電池組情況是溫度。37. 如權(quán)利要求32所述的方法，且進(jìn)一步包括測(cè)量電池組情況的第三測(cè)量值的步驟，且 其中所述平均步驟包括平均第一測(cè)量值、第二測(cè)量值和第三測(cè)量值的步驟，以提供平均測(cè) 量值。38. 如權(quán)利要求32所述的方法，且進(jìn)一步包括如果平均測(cè)量值在所述范圍之外，停止帶 有電池組的運(yùn)行的步驟。39. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中所述范圍包括范圍閾值，且其中如果平均測(cè)量值等 于和/或大于所述范圍閾值，則所述停止步驟包括停止所述運(yùn)行的步驟。40. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中所述所述范圍包括范圍閾值，且如果平均測(cè)量值等 于和/或小于所述范圍閾值，則所述停止步驟包括停止所述運(yùn)行的步驟。41. 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟和繼續(xù)步驟包括從電池組提供功率 至電氣設(shè)備以運(yùn)行所述電氣設(shè)備的步驟。42. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述提供步驟包括提供從電池組到電動(dòng)工具的功 率以運(yùn)行所述電動(dòng)工具的步驟。43. 如權(quán)利要求42所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括提供沖擊電流至電動(dòng)工具的步 驟，提供沖擊電流的步驟致使第一測(cè)量值和第二測(cè)量值中的至少一個(gè)處于所述范圍之外。44. 如權(quán)利要求42所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括提供速度控制信號(hào)至電動(dòng)工具 的步驟，該提供速度控制信號(hào)的步驟致使第一測(cè)量值和第二測(cè)量值中的至少一個(gè)處于所述 范圍之外。45. 如權(quán)利要求42所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括堵轉(zhuǎn)（stal 1 ing)電動(dòng)工具的步 驟，該堵轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的步驟致使第一測(cè)量值和第二測(cè)量值中的至少一個(gè)處于所述范圍之 外。46. 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟和繼續(xù)步驟包括提供功率至電池組 以對(duì)電池組進(jìn)行充電的步驟。47. -種用于執(zhí)行包括電池組的運(yùn)行的方法，所述方法包括步驟： 監(jiān)測(cè)電池組情況；以及 控制電池組的功能，該控制步驟包括下列步驟： 當(dāng)電池組情況處于第一范圍時(shí)，以用于所述功能的第一響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能，以 及 當(dāng)電池組情況處于第二范圍時(shí)，以用于所述功能的第二響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能，所 述第二響應(yīng)時(shí)間不同于所述第一響應(yīng)時(shí)間。48. 如權(quán)利要求47所述的方法，且進(jìn)一步包括提供控制器的步驟，以及其中所述監(jiān)測(cè)步 驟和控制步驟由控制器來執(zhí)行。49. 如權(quán)利要求48所述的方法，其中所述提供步驟包括提供帶有控制器的電池組的步 驟。50. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述電池組情況是電壓。51. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述電池組情況是溫度。52. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述監(jiān)測(cè)步驟包括下列步驟： 測(cè)量電池組情況的第一測(cè)量值； 測(cè)量電池組情況的第二測(cè)量值；以及 平均第一測(cè)量值和第二測(cè)量值，以提供平均測(cè)量值。53. 如權(quán)利要求52所述的方法，其中所述控制步驟包括下列步驟： 當(dāng)平均測(cè)量值處于第一范圍時(shí)，以用于所述功能的第一響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能；以 及 當(dāng)平均測(cè)量值處于第二范圍時(shí)，以用于所述功能的第二響應(yīng)時(shí)間來控制所述功能。54. 如權(quán)利要求47所述的方法，且進(jìn)一步包括執(zhí)行帶有電池組的運(yùn)行的步驟。55. 如權(quán)利要求54所述的方法，其中所述功能是停止帶有電池組的運(yùn)行的步驟。56. 如權(quán)利要求55所述的方法，其中所述第一范圍包括范圍閾值。57. 如權(quán)利要求56所述的方法，其中，如果平均測(cè)量值等于和/或大于所述范圍閾值，則 所述停止步驟包括停止所述運(yùn)行的步驟。58. 如權(quán)利要求56所述的方法，其中，如果平均測(cè)量值等于和/或小于所述范圍閾值，則 所述停止步驟包括停止所述運(yùn)行的步驟。59. 如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述范圍閾值處于第一范圍和第二范圍之間。60. 如權(quán)利要求54所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括從電池組提供功率至電氣設(shè)備 以運(yùn)行所述電氣設(shè)備的步驟。61. 如權(quán)利要求60所述的方法，其中所述提供步驟包括從電池組提供功率至電動(dòng)工具 以運(yùn)行所述電動(dòng)工具的步驟。62. 如權(quán)利要求60所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括提供沖擊電流至電動(dòng)工具的步 驟，該提供沖擊電流的步驟致使電池組情況處于第一范圍和第二范圍中的一個(gè)之中。63. 如權(quán)利要求60所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括提供速度控制信號(hào)至電動(dòng)工具 的步驟，提供速度控制信號(hào)的步驟致使電池組情況處于第一范圍和第二范圍中的一個(gè)之 中。64. 如權(quán)利要求60所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括堵轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的步驟，該堵轉(zhuǎn)電 動(dòng)工具的步驟致使電池組情況處于第一范圍和第二范圍中的一個(gè)之中。65. 如權(quán)利要求54所述的方法，其中所述執(zhí)行步驟包括提供功率至電池組以對(duì)電池組 進(jìn)行充電的步驟。66. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述第一響應(yīng)時(shí)間慢于所述第二響應(yīng)時(shí)間。67. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述第一響應(yīng)時(shí)間快于所述第二響應(yīng)時(shí)間。68. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，第一響應(yīng)時(shí)間和第二響應(yīng)時(shí)間中的至少一個(gè)是固 定的。69. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，第一響應(yīng)時(shí)間和第二響應(yīng)時(shí)間中的至少一個(gè)是可 變的。70. 如權(quán)利要求69所述的方法，且進(jìn)一步包括確定第一響應(yīng)時(shí)間和第二響應(yīng)時(shí)間中的 一個(gè)的步驟。71. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述功能包括中斷電池單元和電氣設(shè)備之間的功 率傳輸?shù)牟襟E。72. 如權(quán)利要求71所述的方法，其中所述電池單元能操作于提供功率至電氣設(shè)備以運(yùn) 行所述電氣設(shè)備，且其中所述功能包括中斷從電池單元到電氣設(shè)備的功率供應(yīng)的步驟。73. 如權(quán)利要求71所述的方法，其中所述電氣設(shè)備是電動(dòng)工具，且其中所述功能包括中 斷從電池單元到電動(dòng)工具的功率供應(yīng)的步驟。74. -種電動(dòng)工具電池組，能操作用于提供功率至電動(dòng)工具，所述電池組包括：電池單 元，能操作用于提供放電電流來給所述電動(dòng)工具供電；以及控制器，能操作用于當(dāng)電池組情 況處于指定范圍時(shí)控制所述電池組的運(yùn)行，所述控制器能操作用于以至少第一抽樣模式和 第二抽樣模式來抽樣所述電池組情況以產(chǎn)生多個(gè)測(cè)量值，所述第一抽樣模式具有第一抽樣 率，所述第二抽樣模式具有第二抽樣率，所述第一抽樣率小于所述第二抽樣率，并且所述控 制器能操作用于平均多個(gè)測(cè)量值以產(chǎn)生平均測(cè)量值，所述控制器能操作用于當(dāng)所述平均測(cè) 量值在指定范圍之外時(shí)修改所述電池組的運(yùn)行。75. 如權(quán)利要求74所述的電動(dòng)工具電池組，該電池組進(jìn)一步包括耦合至所述控制器的 開關(guān)，該開關(guān)能操作于響應(yīng)于所述控制器來中斷放電電流的提供。76. 如權(quán)利要求75所述的電動(dòng)工具電池組，其中所述控制器能操作于當(dāng)所述平均測(cè)量 值在所述指定范圍之外時(shí)控制所述開關(guān)中斷所述放電電流的提供。77. 如權(quán)利要求74所述的電動(dòng)工具電池組，其中所述電池單元具有充電狀態(tài)，以及其中 所述電池組情況是所述電池單元的充電狀態(tài)。78. 如權(quán)利要求74所述的電動(dòng)工具電池組，其中所述電池單元具有基于鋰的化學(xué)物質(zhì)。79. 如權(quán)利要求78所述的電動(dòng)工具電池組，其中所述化學(xué)物質(zhì)是鋰錳。80. 如權(quán)利要求74所述的電動(dòng)工具電池組，其中所述電池組情況是所述電池組的溫度。81. 如權(quán)利要求74所述的電動(dòng)工具電池組，其中所述電池組情況是所述電池組的充電 狀態(tài)。82. 如權(quán)利要求74所述的電動(dòng)工具電池組，其中所述控制器能操作于以第一平均模式 和第二平均模式來平均多個(gè)測(cè)量值以產(chǎn)生平均測(cè)量值，所述第一平均模式利用第一數(shù)量的 抽樣，且所述第二平均模式利用第二數(shù)量的抽樣，所述第一數(shù)量的抽樣大于所述第二數(shù)量 的抽樣。83. -種電動(dòng)工具電池組，能操作用于提供功率至電動(dòng)工具，所述電池組包括:外殼;多 個(gè)電池單元，該多個(gè)電池單元位于外殼中并且能操作用于提供放電電流來給所述電動(dòng)工具 供電，所述電池單元具有基于鋰的化學(xué)物質(zhì)；以及控制器，能操作用于控制所述電池組的運(yùn) 行，所述控制器能操作用于以至少第一抽樣模式和第二抽樣模式來抽樣所述電池組情況以 產(chǎn)生多個(gè)測(cè)量值，所述第一抽樣模式具有第一抽樣率，所述第二抽樣模式具有第二抽樣率， 所述第一抽樣率小于所述第二抽樣率，并且所述控制器能操作用于平均多個(gè)測(cè)量值以產(chǎn)生 平均測(cè)量值，所述控制器能操作用于當(dāng)所述平均測(cè)量值在指定范圍之外時(shí)修改所述電池組 的運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】H01M10/0525GK106099218SQ201610445533
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2003年11月24日
【發(fā)明人】托德W·約翰遜, 丹尼斯J·格日博夫斯基, 馬克A·庫鮑萊, 杰伊J·羅森貝克爾, 卡爾F·施卡策, 加里D·邁爾, 戴維A·亨佩, 杰弗里M·伊萊爾, 凱文L·格拉斯哥
【申請(qǐng)人】密爾沃基電動(dòng)工具公司