鋰電工具電控系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)思路探討

李海英，董瑢，蔣雙云

（ 上海電動(dòng)工具研究所（集團(tuán)）有限公司，上海 200233 ）

0 引言

本文結(jié)合電動(dòng)工具涉及的電控發(fā)展趨勢(shì)及安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)中常見(jiàn)工具的鋰電保護(hù)方案進(jìn)行梳理，提出一種鋰電工具一體化設(shè)計(jì)思路。即：將電機(jī)控制、鋰電保護(hù)、充電器作為整體工具的電控系統(tǒng)來(lái)考慮，在設(shè)計(jì)過(guò)程中先期導(dǎo)入最新的安全標(biāo)準(zhǔn)要求，減少設(shè)計(jì)周期，規(guī)避產(chǎn)品認(rèn)證階段的彎路。

1 概述

手持式電動(dòng)工具行業(yè)是典型的外向型行業(yè)，整機(jī)出口數(shù)量及金額穩(wěn)步增長(zhǎng)。圖1 為從海關(guān)總署獲取的我國(guó)電動(dòng)工具整機(jī)出口趨勢(shì)，從相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，手持式電動(dòng)工具市場(chǎng)需求持續(xù)旺盛。近年來(lái)，充電式無(wú)繩工具逐漸擴(kuò)大了其在手持式電動(dòng)工具中的市場(chǎng)份額，這得益于鋰離子電池應(yīng)用技術(shù)的成熟與廣泛。

圖1 電動(dòng)工具整機(jī)出口數(shù)量趨勢(shì)

2 鋰電保護(hù)

市場(chǎng)常見(jiàn)以保護(hù)電壓、電流、溫度為主的鋰電池包保護(hù)方案分為兩類，一類是整體方案，在電池包內(nèi)部完成所有對(duì)電池的保護(hù)功能；一類是分體方案，根據(jù)充電或放電將電壓、電流和溫度的保護(hù)分置于相關(guān)部件中。圖1及圖4所示為整體保護(hù)方案與分體保護(hù)方案的細(xì)分內(nèi)容。

整體保護(hù)方案如圖1所示。

圖1 整體保護(hù)方案

整體方案中，在電池包內(nèi)完成全功能型保護(hù)，即與充放電相關(guān)的電壓、電流與溫度保護(hù)功能集成在電池包內(nèi)部線路板上；電池包外部端口數(shù)量較少；電池包端口一般充電和放電時(shí)分開，共正極或共負(fù)極。……