CN101330223B - 电池组的充电装置和电池组套件 - Google Patents

Abstract

本发明提供以同样的充电装置对多种电池组进行充电的充电装置。该充电装置，可以对第一种电池组和第二种电池组进行充电，其特征在于，具备：壳体；充电控制单元，其内藏于壳体；电池组插入部，其形成于壳体，并且可分别将第一种电池组和第二种电池组插入；至少一对充电端子，其设置于电池组插入部，并且将来自充电控制单元的充电电力输出。而且，电池组插入部，具有仅能以规定的方向将第一种电池组插入的形状，并且具有仅能以规定的方向将第二种电池组插入的形状，至少一对充电端子，被形成于与插入到电池组插入部的第一电池组连接的位置，并且与插入到电池组插入部的第二电池组连接的位置。

Description

电池组的充电装置和电池组套件

技术领域

本发明涉及对电池组进行充电的技术，特别是涉及对形状相互不同的多种电池组进行充电的充电装置。

背景技术

人们经常利用例如可移式的电动工具那样以可装卸的电池组为电源的电器设备。该种电器设备所使用的电池组，在内部装有可再充电的电池单元，能够通过充电装置反复地进行充电。

电池组根据其所使用的电器设备而被设计为各种形状。而且，对每个被设计为各种形状的电池组要准备专用的充电装置。由此，例如利用多种电器设备的用户，对于被那些电器设备所利用的多种电池组，就需要分别使用多种充电装置。

对于上述的问题而言，在专利文献1中记载有用于对形状不同的电池组用同样的充电装置进行充电的技术。该技术通过在电池组与充电装置之间插入转接器，以便能够将形状不同的电池组连接于同样的充电装置。

专利文献1：日本特开2004-289897号公报

在专利文献1的技术中，例如为了用同样的充电装置对两种电池组进行充电，则至少需要一个转接器。而且，为了用同样的充电装置对更多种的电池组进行充电时，则需要准备更多的转接器。

发明内容

本发明提供一种不需要转接器就能够用同样的充电装置对多种电池组进行充电的技术。

本发明提供一种能够对形状相互不同的第一种电池组和第二种电池组进行充电的充电装置。其特征在于，具备：壳体；充电控制单元，其内藏于上述壳体；电池组插入部，其形成于上述壳体，并且可分别将上述第一种电池组和上述第二种电池组插入；至少一对充电端子，其设置于上述电池组插入部，并且将来自上述充电控制单元的充电电力输出。而且，上述电池组插入部，具有仅能以规定的方向插入上述第一种电池组，并且仅能以规定的方向插入上述第二种电池组的形状，上述至少一对充电端子，形成于与插入到上述电池组插入部的第一电池组连接，并且与插入到上述电池组插入部的第二电池组连接的位置。

该充电装置，在形成于壳体的电池组插入部，能够将第一种电池组和第二种电池组的两者选择性地插入。第一种电池组，仅能以规定的方向插入电池组插入部，并且只要被插入就可靠地与充电端子相连接。另外，对于第二种电池组，也是仅能以规定的方向插入电池组插入部，并且只要被插入就可靠地与充电端子连接。与充电端子连接的第一种电池组或者第二种电池组，通过来自充电控制单元的充电电力而被充电。

根据该充电装置，能够不准备转接器，而对多种电池组进行充电。

优选为，在上述的充电装置中，插入上述电池组插入部的上述第一种电池组的区域，和插入上述电池组插入部的上述第二种电池组的区域，至少局部是重复的。

由此，电池组插入部可以变得比较小，并能够将充电装置小型化。

优选为，在上述的充电装置中，连接插入到上述电池组插入部的第一电池组的一对充电端子，和连接插入到上述电池组插入部的第二电池组的一对充电端子，是相同的。

由此，能够削减设置于电池组插入部的充电端子的数量，并能够使连接充电端子和充电控制单元的电路构成为简洁的电路。

优选为，在上述的充电装置中，在上述第二种电池组比上述第一种电池组更大的情况下，则仅在插入上述电池组插入部的上述第二种电池组的区域，至少形成有一处凸部。

在上述第二种电池组比上述第一种电池组更大的情况下，对于第一种电池组，电池组插入部能够成为过大的插入部。因此，如果事先仅在插入上述电池组插入部的第二种电池组的区域形成凸部，则能够防止以错误的方向插入第一种电池组。

本发明的技术，优选为在如下的充电装置中实施，该充电装置，能够对第一种电池组和第二种电池组进行充电，该第一种电池组，具备相互平行地并列设置的两个电池单元，该第二种电池组，具备相互平行地三角配置的三个电池单元。

根据本发明的技术，实现了新的有用的电池组套件。该电池组套件的构成包括：第一种电池组，和与上述第一种电池组形状不同的第二种电池组，以及使用上述的本发明涉及的充电装置。

根据该电池组套件，能够用于无需转接器，而对第一种电池组和第二种电池组反复进行充电。

根据本发明，能够用于无需转接器，而以一个充电装置反复地对多种电器设备所使用的多种电池组进行充电。

附图说明

图1是充电装置的立体图。

图2是表示充电装置的电池组插入部的放大俯视图。

图3是图2中III-III线的剖视图。

图4是第一电池组的立体图。

图5是除去外壳的局部的第一电池组的立体图。

图6是第一电池组的电路图。

图7是第二电池组的立体图。

图8是除去外壳的局部的第二电池组的立体图。

图9是第二电池组的电路图。

图10是说明将第一电池组插入的方向的图。

图11是说明将第二电池组插入的方向的图

图12是表示电池组插入部的插入各电池组的区域的图。

符号说明：10...充电装置；12...壳体；16...电池组插入部；20...电池组插入部的凸部；26、28...充电端子；40...充电控制单元；100...第一电池组；102...第一电池组的外壳；108...第一电池组的凸部；134...第一电池组的正极端子；136...第一电池组的负极端子；200...第二电池组；202...第二电池组的外壳；204...第二电池组的凹部；238...第二电池组的负极端子；240...第二电池组的正极端子。

具体实施方式

首先，列出以下说明的实施例的主要特征。

特征1：第一种电池组的外壳容纳两个电池单元，并且被形成为具有近似椭圆的剖面形状的柱状。

特征2：第二种电池组的外壳容纳三个电池单元，并且被形成为具有将一个椭圆与半个椭圆连接为T字形的剖面形状的柱状。

特征3：第一种电池组的一对电极端子、和第二种电池组的一对电极端子具有实际上相同的构造，并且以实际上相同的位置关系来设定。

特征4：第一种电池组具备两根锂离子电池单元，并且其标称输出电压为7.2伏。第二种电池组具备三根锂离子电池单元，并且其标称输出电压为10.8伏。

特征5：充电装置的充电单元，基于一对充电端子间的电压来判断被连接的电池组的种类，并且根据被连接的电池组的种类来变更充电控制。

实施例：

下面，将参照附图对实施了本发明的电池组套件进行说明。本实施例的电池组套件，具备：图1～图3所示的充电装置10、图4～6所示的第一电池组100、以及图7～图9所示的第二电池组200。第一电池组100和第二电池组200是可再充电的电池组。第一电池组100的输出电压约为7.2伏，其是安装于比较小型的可移式电动工具上的电池组。第二电池组200的输出电压约为10.8伏，其是安装在比较大型的可移式电动工具上的电池组。实施例的电池组套件的构成包括：形状及输出电压不同的两种电池组100、200、以及对该电池组100、200进行充电的充电装置10。

首先，参照附图1～3对充电装置10的构成进行说明。图1是表示充电装置10的立体图。图2是表示放大充电装置10的电池组插入部16的局部俯视图。图3是表示图2中III-III线的剖视图。

如图1所示，充电装置10具备壳体12和被容纳于壳体12的充电控制单元40。在壳体12上形成有用于将充电的电池组100、200插入的电池组插入部16。如图2所示，电池组插入部16的开口形状为将互相正交的两个椭圆上下对称且左右非对称地(图2中)重叠那样的形状。另外，如图1～图3所示，在电池组插入部16上形成有从其底面16b开始延伸的板状的凸部20。

如图2、图3所示，在电池组插入部16的内部设置有一对充电端子26、28。一对充电端子26、28由互相平行的一对金属板所构成，并从电池组插入部16的底面16b开始向上方延伸。一对充电端子26、28与充电控制单元40进行电连接。对于第一电池组100和第二电池组200的构成将在下面叙述，被插入到电池组插入部16中的第一电池组100或者第二电池组200，经由一对充电端子26、28与充电控制单元40进行电连接。充电装置10从一对充电端子26、28将来自充电控制单元40的充电电力输出，对被插入的第一电池组100或者第二电池组200进行充电。

在电池组插入部16的内部设置有第一温度输入端子22、第二温度输入端子18、第一中间电压输入端子30及第二中间电压输入端子24。这些输入端子18、22、24、30也与充电控制单元40连接。

接着，参照图4～6对第一电池组100的构成进行说明。图4是第一电池组100的立体图。图5也是第一电池组100的立体图，是去掉外壳102的局部，图示第一电池组100的内部。图6是表示第一电池组100的电连接构造的电路图。

第一电池组100，具备：两个电池单元131、132、以及容纳两个电池单元131、132的外壳102。各个电池单元131、132为圆柱形状的锂离子电池单元，其标称输出电压约为3.6伏。另外，实际输出电压根据充电状态而改变，也有超过4.0伏的情况。两个电池单元131、132被互相平行地并列设置，并且它们的侧面相互接触。两个电池单元131、132被串联连接。

在外壳102的内部还容纳有正极端子134和负极端子136。正极端子134与一个电池单元132的正极接触并进行电连接。负极端子136与另一个电池单元131的负极接触并进行电连接。即，正极端子134和负极端子136分别与被串联连接的两个电池单元131、132的两端进行电连接。第一电池组100从正极端子134与负极端子136输出标称7.2伏的电压。

此外，在外壳102的内部容纳有温度检测端子140、和与温度检测端子140连接的温感元件142(参照图6)。温感元件142是随着温度而电阻值发生变化的热敏电阻。温感元件142的一端与温度检测端子140连接，温感元件142的另一端与负极端子136连接。

如图4所示，外壳102为了与并列设置的两个电池单元131、132的外形配合而被形成为具有近似椭圆的剖面形状的柱状。

在外壳102的一个端部102a上形成有：使正极端子134露出的正极连接口104、使负极端子136露出的负极连接口106、以及使温度检测端子140露出的温度检测接口110。

在外壳102的侧面102c上形成有一对凸部108。一对凸部108从一方的端部102a朝向另一方的端部102b延伸。一对凸部108的延伸方向与将第一电池组100插入到电动工具或充电装置10中的方向相同。一对凸部108，被形成在从外壳102的椭圆形状剖面的长径方向的中央位置偏移至一侧的位置，且相互对置的位置上。一对凸部108防止第一电池组100被误插入到电池装置10的电池组插入部16。

在外壳102的另一方的端部102b形成有罩部112。在罩部112上形成有用于与电动工具卡合的弹键部114、和用于使弹键部114动作的按压部116。弹键部114及按压部116在图4中也形成于未图示的背面。

如图5所示，正极端子134和负极端子136被配置于并列设置的2个电池单元131、132相互接触的接触部的两侧。由于两个电池单元131、132均为圆柱形，因此在两个电池单元131、132的接触部的两侧形成楔状的间隙。第一电池组100利用该楔状的间隙配置有正极端子134和负极端子136。由此，实现外壳102的小型化。

第一电池组100以外壳102的上述的一方的端部102a为前端，插入到充电装置10的电池组插入部16。在此，如图10所示，第一电池组100为只能以特定的方向插入到充电装置10的电池组插入部16。即，如果是图10的(a)所示的特定的方向，则能够将第一电池组100插入到电池组插入部16。在另一方面，例如为图10(b)所示的方向，则由于第一电池组100的凸部108与电池组插入部16的周边相干扰，因而第一电池组100不能被插入到电池组插入部16。另外，如果是图10的(c)所示的方向时，则由于电池组插入部16的凸部20与第一电池组100相干扰，因而第一电池组100不能被插入到电池组插入部16。此外，如果是如图10的(d)所示的方向时，也由于电池组插入部16的凸部20与第一电池组100相干扰，因而第一电池组100不能被插入到电池组插入部16。

当将第一电池组100插入到充电装置10的电池组插入部16时，充电装置10的一对充电端子26、28，分别进入到第一电池组100的正极连接口104及负极连接口106，并且分别与第一电池组100的正极端子134和负极端子136进行电连接。另外，充电装置10的第一温度输入端子22，进入到第一电池组100的温度检测连接口110，并且与第一电池组100的温度检测端子140进行电连接。由此，将充电装置10的充电控制单元40与第一电池组100的两个电池单元131、132及温感元件142电连接。另一方面，在充电装置10的第二温度输入端子18、第一中间电压输入端子30以及第二中间电压输入端子24上未进行任何电连接。充电控制单元40基于一对充电端子26、28之间的电压，检测到连接了第一电池组100，开始用于对第一电池组100进行充电的充电控制。在第一电池组100通过一对充电端子26、28供给来自充电控制单元40的充电电力。此时，充电控制单元40基于根据第一电池组100的温感元件142的检测温度来调节充电电流。

接着，将参照图7～图9对第二电池组200的构成进行说明。图7是第二电池组200的立体图。虽然图8也是第二电池组200的立体图，然而是去掉外壳202的局部，图示第二电池组200的内部。图9是表示第二电池组200的电连接构造的电路图。

第二电池组200，具备：三个电池单元231、232、233以及容纳三个电池单元231、232、233的外壳202。各个电池单元231、232、233为圆柱形状的锂离子电池单元，其标称电压约为3.6伏。这些电池单元231、232、233是与第一电池组100的电池单元131、132相同的元件。三个电池单元231、232、233被相互平行地三角配置，并且它们的侧面相互接触。三个电池单元231、232、233为串联连接。

在外壳202的内部，也容纳有正极端子240和负极端子238。正极端子240与一个电池单元233的正极接触并进行电连接。负极端子238与另一个电池单元231的负极接触并进行电连接。即，正极端子240和负极端子238分别与被串联连接的三个电池单元231、232、233两端相连接。第二电池组200从正极端子240和负极端子238输出标称10.8伏的电压。

如图5、图8所示，第二电池组200的正极端子240和负极端子238具有与第一电池组100的正极端子134及负极端子136实际上相同的构造。另外，在第二电池组200中的正极端子240与负极端子238的间隔与在第一电池组100中的正极端子134和负极端子136的间隔实际上相同。

此外，在外壳202的内部设置有温度检测端子236、和与温度检测端子236连接的温感元件246(参照图9)。温感元件246是随着温度而电阻值发生变化的热敏电阻。温感元件246的一端与温度检测端子236相连接，温感元件246的另一端与负极端子238相连接。另外，在外壳202的内部设置有：第一中间电压端子242，其与两个电池单元231、232的连接部进行电连接；第二中间端子244，其与两个电池单元232、233的连接部进行电连接。第二电池组200通过正极端子240、负极端子238、第一中间端子242以及第二中间端子244而能够从外部单独地测量电池单元231、232、233的输出电压。

如图7所示，外壳202为了配合被三角配置的三个电池单元231、232、233的外形，被形成为具有将一个椭圆和约半个椭圆连接为T字状的剖面形状的柱状。第二电池组200的外壳202的剖面比第一电池组100的外壳102的剖面更大。

在外壳202的一方的端部202a上形成有：使正极端子240露出的正极连接口210、使负极端子238露出的负极连接口208、使温度检测端子236露出的温度检测连接口206、使第一中间电压端子242露出的第一中间电压连接口212、以及使第二中间电压端子244露出的第二中间电压连接口214。另外，在外壳202的一方的端部202a上形成有狭缝状的凹部204。凹部204被形成于与设置在充电装置10的电池组插入部16上的凸部20相对应的位置。

在外壳202的另一方的端部202b上形成有罩部216，在罩部216上形成有用于与电动工具卡合的弹键部218、和用于使弹键部218动作的按压部220。弹键部218及按压部220在图7中也形成于未图示的背面。

第二电池组200以外壳202的上述一方的端部202a为前端，插入到充电装置10的电池组插入部16。在此，如图11所示，第二电池组200为只能以特定的方向插入到充电装置10的电池组插入部16。即，如果是图11的(a)所示的特定的方向，则能够将第二电池组200插入到电池组插入部16。此时，在电池组插入部16上所形成的凸部20，进入形成于第二电池组200的凹部204而不与第二电池组200相干涉。在另一方面，若例如为图11的(b)～(d)所示的方向，则由于第二电池组200的剖面形状和电池组插入部16的开口形状不一致，因此第二电池组200不能被插入到电池组插入部16。

当将第二电池组200插入到充电装置10的电池组插入部16时，充电装置10的一对充电端子26、28，分别进入到第二电池组200的正极连接口210和负极连接口208，并且分别与第二电池组200的正极端子240和负极端子238进行电连接。另外，充电装置10的第二温度输入端子18，进入到第二电池组200的温度检测连接口206，并且与第二电池组200的温度检测端子236进行电连接。此外，充电装置10的第一中间电压输入端子30及第二中间电压输入端子24，分别进入到第二电池组200的第一中间电压连接口212和第二中间电压连接口214，并且分别与第二电池组200的第一中间电压端子242和第二中间电压端子244进行电连接。由此，第二电池组200的三个电池单元231、232、233及温感元件246，与充电装置10的充电控制单元40进行电连接。另一方面，在充电装置10的第一温度输入端子22上，未进行任何电连接。充电控制单元40基于一对充电端子26、28之间的电压，检测到连接了第二电池组200，就开始用于对第二电池组200进行充电的充电控制。第二电池组200通过一对充电端子26、28被供给来自充电控制单元40的充电电力。此时，充电控制单元40基于根据第二电池组200的温感元件246的检测温度来调节充电电流。

如上所述，实施例的电池组套件中，能够由相同的充电装置10对形状和输出电压不同的两种电池组100、200进行充电。形成于充电装置10的电池组插入部16，只在如图10(a)所示的特定的方向上接受第一电池组100，并且只在如图11(a)所示的特定的方向上接受第二电池组200。而且，能够将被插入的第一电池组100或者第二电池组200连接于同样的一对充电电极26、28。

图12表示的是在电池组插入部16中插入第一电池组100的区域A、和插入第二电池组200的区域B。在图12中，插入第一电池组100的区域A，标记向右下倾斜的阴影来表示。插入第二电池组200的区域B，标记向左下倾斜的阴影来表示。重复两者的区域A、B的部分A+B，标记有十字交叉阴影。如图12所示，在电池组插入部16中，插入第一电池组100的区域A、和插入电池组插入部16的第二电池组200的区域B至少局部是重复的。于是，当以重复两者的区域A、B的方式形成电池组插入部16时，则能够将电池组插入部16构成比较小。由此，能够防止充电装置10过度地大型化。

本实施例的电池装置10，用相同的电池组插入部16对形状不同的两种电池组100、200进行充电。由此，电池组插入部16的开口形状，比第一电池组100的剖面形状更大，也比第二电池组200的剖面形状更大。由此，电池组插入部16的开口形状相对于尺寸较小的第一电池组100而言为非常大的形状。由此，当将第一电池组100插入到电池组插入部16时，在第一电池组100的周围存在较多的空余区域。该空余区域在图12中由只标记了向左下倾斜的阴影的区域来表示。一般地，当在第一电池组100和电池组插入部16之间形成有较多的空余区域的情况下，第一电池组100可以以各个方向插入到电池组插入部16。即，难于将第一电池组100的可插入的方向限制在一个方向上。

对于上述的问题而言，本实施例的电池组套件，在电池组插入部16上形成凸部20，并且在尺寸较小的第一电池组100上还形成凸部108。在电池组插入部16上，凸部20被形成为电池组插入部16的上述空余区域。另外，在第一电池组100上所形成的凸部108，在将第一电池组100插入到电池组插入部16时，位于上述的空余区域。由此，将第一电池组100的可插入方向限制为一个。由于在第一电池组100上所形成的凸部108位于上述的空余区域，因此无需在电池组插入部16形成与凸部108对应的凹部。可以防止电池组插入部16的尺寸扩大和形状的复杂化。

以上，对于本发明的实施方式进行了详细说明，然而这些只不过是例示而已，并不对权利要求进行限定。在权利要求记载的技术中包含有对以上例示的具体例进行各种变形、变更的内容。

本说明书或者附图说明的技术要素是通过单独或者各种组合来发挥技术的有用性的，然而不限定于申请时的权利要求所记载的组合。本说明书或者附图例示的技术是可以同时达成多个目的，并且达成其中一个目的本身就具有技术的有用性。

Claims (4)

1.一种充电装置，其可对向充电装置插入的插入部的形状以及输出电压相互不同的第一种电池组和第二种电池组进行充电，其特征在于，具备：

壳体；

充电控制单元，其内藏于上述壳体；

电池组插入部，其被形成于上述壳体，并且可分别将上述第一种电池组和上述第二种电池组插入；以及

至少一对充电端子，其设置于上述电池组插入部，并且输出来自上述充电控制单元的充电电力，

上述电池组插入部，具有仅能够以规定的方向将上述第一种电池组插入的形状，并且具有仅能够以规定的方向将上述第二种电池组插入的形状，

上述电池组插入部的用于插入上述第一种电池组的区域、和上述电池组插入部的用于插入上述第二种电池组的区域至少局部是重复的，

上述第二种电池组的插入部比上述第一种电池组的插入部还大，

在上述电池组插入部的、仅插入上述第二种电池组的区域、且在与形成于上述第二种电池组的插入部的凹部对应的位置上形成有至少一处凸部，

上述的至少一对充电端子，被形成于与插入到上述电池组插入部中的第一电池组连接的位置，并且形成于与插入到上述电池组插入部中的第二电池组连接的位置。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，

与被插入到上述电池组插入部中的第一电池组连接的一对充电端子、和与被插入到上述电池组插入部中的第二电池组连接的一对充电端子是同一充电端子。

3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，

上述第一种电池组具备相互平行且并列地设置的两个电池单元，

上述第二种电池组具备相互平行地三角配置的三个电池单元。

4.一种电池组套件，其特征在于，具备：

第一种电池组；

与上述第一种电池组形状不同的第二种电池组；以及

权利要求1至3中的任意一项所述的充电装置。

Images