CN106537648A - 电池包的运输系统 - Google Patents

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Abstract

电池包和用于使得电池包能够降低电池包功率容量的运输耦合器。电池包包括多个电池单元串和用于将电池单元串彼此耦合和解耦合的切换网络。当电池单元的多个串在默认配置中耦合在一起时，运输耦合器包括用于对电池单元串进行解耦合的解耦合器，而当电池单元的多个串没有在默认配置中耦合在一起时，运输耦合器包括用于耦合电池单元串以用于与诸如电动工具之类的电子装置一起操作的耦合器。

Description

电池包的运输系统
相关申请的交叉引用
本申请要求根据35U.S.C.119(e)于2014年12月12日提交的第62/091,134号、于2015年2月11日提交的第62/114,645号、于2015年10月12日提交的第62/240,252号美国临时专利申请和于2015年5月18日提交的第14/715,258号美国专利申请的优先权，将其全部内容通过引用并入本申请。
技术领域
本申请涉及可再充电电池包和用于运输电池包的系统。
背景技术
传统的可再充电电池包包括锂离子电池单元。由于这些电池包的化学性质，美国和许多其他国家和国际机构包括联合国已经实施了针对锂离子电池运输的特殊规则。如果电池或电池包超过这些限制，则需要支付运送电池包的额外费用和运费。因此，感兴趣的是保持瓦特小时水平低于100Whr限制。如今，锂离子电池已经超过了这些限制是很普遍的。随着电池功率和容量的增加，电池超过这些限制将变得越来越普遍。因此，极其期望将电池包保持低于这些限制。
通常，运输法规限制了在电池包中布置多少能量。例如，一些法规要求每个电池单元具有等于或小于20瓦特小时的能量，并且每个电池包具有等于或小于100瓦特小时的能量限制。优选地提供了一种解决方案，其可以在符合运输法规的同时将最终用户可用的能量最大化。优选地，可以使用临时分离器来分离电池包的部件，从而打开电池包电路，限制能量输出。
发明内容
本文公开的技术的实现可以包括以下特征中的一个或多个。电池包，例如用于电动工具的可再充电电池包，通常包括彼此并联连接的两个或更多个电池单元串(也称为“组”)。每个串可以包括一个或多个电池单元。如果电池单元串包括例如五个电池单元并且每个电池单元具有四(4)伏特的额定电压和五(5)安培小时的额定容量，则该电池单元串将具有一百(100)瓦特小时的额定功率——4V×5Ah×5个电池。两个电池单元串，无论是串联还是并联，都将具有200Whr的额定功率。这种电池包将超过上述限制并且需要特殊的运输。
本发明使得电池包能够被置于将电池单元串彼此隔离的配置中，使得电池包不包括超过由上述规则所设置的100Whr限制的电池。
优点可以包括以下的一个或多个。
从说明书、附图和权利要求书中，其他优点和特征将是显而易见的。
附图说明
图1A，图1B和图1C是电池包的示例性实施例的各种视图。
图2是图1的电池包的转换子系统的示例性实施例的局部视图。
图3是图1的电池包的示例性转换子系统的平面图。
图4是图2的转换子系统的转换元件的示例性实施例的平面图。
图5是处于第一操作(低额定电压)配置中的图3的转换子系统的平面图。
图6是处于第一操作(低额定电压)配置中的对应于图5的电池包转换子系统的简单框图和图1的电池包的电池单元串的简单电路图。
图7是处于图5的第一操作(低额定电压)配置中的图1的电池包的电池的简单电路图。
图8A，图8B，图8C和图8D是用于与图1的示例性电池包一起使用的示例性运输耦合器/锁的视图。
图9是图8的示例性运输耦合器/锁和图1的示例性电池包的透视图。
图10A和图10B是图8的运输耦合器/锁和图1的电池包处于分离状态的视图。
图11A和图11B是图8的运输耦合器/锁和图1的电池包处于接合状态的视图。
图12是图11的运输耦合器/锁和电池包的横截面图。
图13是处于第二操作(运输)配置中的图3的转换子系统的图片视图。图14是处于第二操作(运输)配置中对应于图13的电池包转换子系统的简单框图和图1的电池包的电池单元的串的电路图。
图15是处于图13的运输配置中的图1的电池包的电池单元串的简单电路图。
图16是处于第二操作(中等额定电压)配置中的图3的转换子系统的图片视图。
图17是处于第二操作(中等额定电压)配置中的图16的电池包转换子系统的简单框图和图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图18是处于图16的第二操作(中等额定电压)配置中的图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图19是图1的替代示例性可转换电池包的转换子系统的替代示例性实施例。
图20是处于第一操作配置中的图19的转换子系统的图片视图。
图21是处于第一操作配置中的图20的电池包转换子系统的简单框图和图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图22是处于图20的第一操作配置中的图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图23是处于运输配置中的图19的转换子系统的图片视图。
图24是处于运输配置中的图23的电池包转换子系统的简单框图和图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图25是处于图23的运输配置中的图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图26是处于第二操作配置中的图19的转换子系统的图片视图。
图27是处于第二操作配置中的图26的电池包转换子系统的简单框图和图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图28是处于图26的第二操作配置中的图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图29是与示例性可转换电池包一起使用的示例性耦合器的视图。
图30是可转换电池包的一组电池包端子的替代示例性实施例。
图31是处于第一操作(低额定电压)配置中的图30的电池包的电池单元的简单电路图。
图32是处于打开状态的图30的可转换电池包的一组电池包端子的图片视图。
图33A和图33B是用于与图32的示例性的一组电池包端子一起使用的耦合器的替代示例性实施例的图片视图。
图34是处于运输配置中的图30的电池包的电池单元的简单电路图。
图35是处于第二操作(中等额定电压)配置中的图30的电池包的电池单元的简单电路图。
图36是用于与图32的示例性的一组电池包端子一起使用的耦合器的替代示例性实施例的视图。
图37A，图37B和图37C是可转换电池包的另一示例的各种视图。
图38A和图38B是取自图37B的截面图。
图39是图37的示例性电池包的端子块和转换器元件的图示。
图40是处于第一位置中的图37的示例性电池包的转换器元件的图示。
图41是在图37的示例性可转换电池包中的端子连接的局部示意/局部图示。
图42是图37的示例性电池包的转换器元件的下侧的图示。
图43是处于第一操作模式中的图37的示例性可转换电池包的示意图。
图44A，图44B，图44C和图44D是运输锁的另一示例的各种视图。
图45A和图45B是取自图44B的截面图。
图46A是与图44的示例性运输锁连接的图37的示例性可转换电池包的透视图，图46B是俯视图，并且图46C是侧视图。
图47A和图47B是取自图46B的截面图。
图48是处于第二操作模式中的图37的示例性可转换电池包的示意图。
图49是处于第二位置中的图37的示例性电池包的转换器元件的图示。
图50是与示例性运输锁连接的示例性电池包的示意截面图。
图51是处于第三位置中的图37的示例性电池包的转换器元件的图示。
图52是处于第三操作模式中的图37的示例性可转换电池包的示意图。
图53A，图53B和图53C是示例性电池包和示例性运输系统。
图54A和图54B是另一示例性电池包和另一示例性运输系统。
图55是包括运输系统的替代示例性实施例的电池包的替代示例性实施例。
图56是图55的示例性电池包和运输系统的电池的图片视图。
图57是在运输配置中的图56的运输系统的图片视图。
图58是处于图57的运输配置中的图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图59是处于操作配置中的图55的运输系统的图片视图。
图60是处于图59的操作配置中的图1的电池包的电池单元的简单电路图。
图61是包括运输系统的替代示例性实施例的电池包的替代示例性实施例。
图62是处于操作配置中的图61的电池包的电池单元的简单电路图。
图63是处于运输配置中的图61的电池包的电池单元的简单电路图。
图64A是并入了替代示例性运输耦合器的图61A的电池包的替代示例性电池的局部透视图；图64B是沿图64A的X-X线的截面图；以及图64C是图64A的电池包的电路图。
图65A是移除了运输耦合器的一部分的图64A的示例性电池和运输耦合器的部分透视图；图65B是沿图65A的Y-Y线的截面图；图65C是图65A的电池包的电路图。
图66是并入了另一示例性运输耦合器的图1的可转换电池的另一替代示例性实施例的电路图。
图66A和图66B是并入了替代示例性运输耦合器的示例性电池包的透视图。
图67A是图66A和图66B的电池包的简化电路图，以及图67B是移除了运输耦合器的一部分的图66A和图66B的电池包的简化电路图。
图68是处于第一操作(运输)配置中的转换子系统的替代示例性实施例的视图。
图69是处于第二操作(低额定电压)配置中的图68的转换子系统的视图。
图70是处于第三操作(解耦合)配置中的图68的转换子系统的视图。
图71是处于第四操作(中等额定电压)配置中的图68的转换子系统的视图。
图72A1是并入了处于第一操作(解耦合)配置中的运输耦合器的替代示例性实施例的电池包的替代示例性实施例的俯视图；图72A2是图72A1的电池包的第一侧视图；图72A3是图72A1的电池包的第二侧视图；图72A4是图72A-1的电池包的简化电路图。
图73A1是与电气装置连接并处于第二操作(耦合)配置中的图72的电池包的俯视图；图73A2是图73A1的电池包的第一侧视图；图73A3是图73A1的电池包的第二侧视图；图73A4是图73A1的电池包的简化电路图。
图74A1是并入了处于第一操作(解耦合)配置中的运输耦合器的替代示例性实施例的电池包的替代示例性实施例的第一侧视图；图74A2是图74A1的电池包和运输耦合器的第二侧视图；图74A3是图74A1的电池包的简化电路图；图74B1是处于第二操作(激活)配置中的图74A1的电池包的第一侧视图；图74B2是图74A2的电池包的第二侧视图；图74B3是图74B1的电池包的简化电路图；图74C1是处于第三操作(耦合)配置中的图74A1的电池包的第一侧视图；图74C2是图74A2的电池包的第二侧视图；图74C3是图74C1的电池包的简化电路图。
图75A1是并入了处于第一操作(解耦合)配置中的运输耦合器的替代示例性实施例的电池包的替代示例性实施例的第一侧视图；图75A2是图75A1的电池包和运输耦合器的第二侧视图；图75A3是图75A1的电池包的简化电路图；图75B1是处于第二操作(耦合)配置中的图75A1的电池包的第一侧视图；图75B2是图75A2的电池包的第二侧视图；图75B3是图75B1的电池包的简化电路图。
图76A1是并入了处于第一操作(解耦合)配置中的运输耦合器的替代示例性实施例的电池包的替代示例性实施例的第一侧视图；图76A2是图76A1的电池包和运输耦合器的第二侧视图；图76A3是图76A1的电池包的简化电路图；图76B1是处于第二操作(耦合)配置中的图76A1的电池包的第一侧视图；图76B2是图76A2的电池包的第二侧视图；图76B3是图76B1的电池包的简化电路图。
图77A1是并入了处于第一操作(解耦合)配置中的运输耦合器的替代示例性实施例的电池包的替代示例性实施例的第一侧视图；图77A2是图77A1的电池包和运输耦合器的第二侧视图；图77A3是图77A1的电池包的简化电路图；图77B1是处于第二操作(耦合)配置中的图77A1的电池包的第一侧视图；图77B2是图77A2的电池包的第二侧视图；图77B3是图77B1的电池包的简化电路图。
具体实施方式
图1示出了电池包10的示例性实施例的三个视图，该示例性电池包是可转换电池包，例如在美国专利申请号____中所公开的可转换电池包之一。电池包10包括壳体12。不管结构如何，壳体12将形成内部空腔。壳体12包括用于与电气装置例如电动工具或电池充电器的相应接口机械耦合的电池接口14。在所示的示例性实施例中，电池接口14包括轨道和凹槽系统，该轨道和凹槽系统包括一对轨道16和一对凹槽18。其它类型的接口也被本发明考虑和涵盖。电池接口14还可以包括闩锁系统，该闩锁系统包括用于将电池包10附接到电气装置的闩锁20。
壳体12还包括在壳体12的顶部24中的多个槽隙22。槽隙22可以被定位在壳体的其他部分中。多个槽隙22形成一组槽隙。多个槽隙22对应于多个电池包端子26。多个电池包端子形成一组电池包端子。多个槽隙也对应于电气装置的多个端子。多个电气装置端子形成一组电气装置端子。电气装置端子由电池端子槽隙22接收并且与电池包端子26接合和连接，如下面将更详细地讨论的。
电池包壳体12还包括在电池端子槽隙22的相对侧上沿着壳体12的顶部24延伸的一对转换槽隙或槽道28。在所示的示例性实施例中，槽道28从壳体12的前面(在图1所示的取向中)边缘或表面延伸到壳体的顶部的中心部分。每个槽道28终止于壳体12的顶部24中的通孔30处。通孔30从壳体的外表面延伸到内部空腔。在所示的实施例中，通孔30被定位于电池接口14的轨道16的前面并且邻近壳体槽隙22。转换槽隙28和通孔30可以被定位在壳体12的其它部分中。替代实施例可以包括更多或更少的转换槽隙。
如图1所示，电池包10的示例性实施例包括多个电池单元32。电池包10还包括端子块34和电池包端子26。在一端，电池包端子26被配置为电气耦合到电气装置端子，并且在另一端，电池包端子26电气耦合到电池单元32，如下面更详细描述的。
下面将更详细地描述电池包从低额定电压配置转换到中等额定电压配置的方式。应当理解，术语“低”和“中等”仅仅意指相对的术语，因为低额定电压配置具有小于中等额定电压配置的电压，并且中等额定电压配置具有大于低额定电压配置的电压。关于可转换电池包的操作的详细描述，应参考美国专利申请号____。
示例性电池包10包括两组(也称为串)电池单元32——A组和B组。在该特定示例中，每组电池单元包括五个电池单元32。五个电池单元串联电气连接。每组电池单元具有正端子和负端子。如图2-图7所示，转换子系统在电池单元组的端子之间进行连接以及断开连接，以有效地打开和闭合图7和图15所示的以及如上所述的开关SW1-SW3。转换子系统包括转换器元件50。图4示出了图1的可转换电池包10的示例性实施例的转换器元件50——也称为耦合器、转换卡、滑块或滑块卡——的示例性实施例。
图3中所示出的电池包可以被放置在三种配置中，并且能够呈现两种不同的额定电压。换言之，电池包可以被配置为呈现第一额定电压，其中两组电池单元以第一方式(并联)耦合；可以被配置为呈现第二额定电压，其中两组电池单元以第二方式(串联)耦合；以及可以被配置为呈现零电压，其中两组电池单元被解耦合。
转换器元件50包括支撑结构、板或壳体52。支撑结构52可以是塑料材料或将用于下述功能的任何其它材料。在所示的示例性实施例中，转换器元件支撑结构52为U形。更具体地，转换器元件支撑结构52包括两个平行腿54和连接平行腿54的横杆56。转换器元件50可以采用其它形状。转换器元件50包括一对突出部58。转换器元件突出部58从转换器元件支撑结构的顶表面延伸。其中一个突出部58可以从每个平行腿54的表面延伸。转换器元件50可以包括更多或更少的突出部58。每个突出部58延伸穿过通孔30中的一个并进入槽道28。当转换器元件50处于第一位置中时，如图5所示并且如下所述，突出部58被定位在相应通孔30的第一端处。当转换器元件50处于第二位置中时，如图16所示并且如下所述，突出部58被定位在相应通孔30的第二端处。
转换器元件50还包括多个接触60(contact)。多个接触60形成一组接触。支撑结构52还包括底表面。接触60从横杆56的底表面延伸。
电池包10还包括一对压缩弹簧62。替代示例性实施例可以包括更多或更少的弹簧、其他类型的弹簧和/或定位在不同位置中的弹簧。这些实施例被本公开所考虑和涵盖。每个平行腿54包括其周围的弹簧62。每个压缩弹簧62的第一端接合突出部58的壁。每个压缩弹簧62的第二端接合支撑板52的壁。压缩弹簧62被配置成迫使转换器元件50进入第一位置中，如图5所示。如图5所示，电池包被配置为呈现第一(低)额定电压。电池单元的电池组并联耦合。在这种配置中，在电气上来说，两个开关接触60a(S1)，60B(S2)与接触焊盘66进行机械和电气接触，以并联耦合电池单元34a，34b的电池组。图6示出了图5的替代表示，其中开关接触60a，60b与接触焊盘66进行机械和电气接触，以并联耦合电池单元34a，34b的电池组。图7示出了电气电路图，该电气电路图示出了表示由开关接触60和接触焊盘66产生的物理开关的电气开关(SW1，SW2)。如图所示，当开关接触60a耦合A-接触焊接盘66和B-接触焊盘66时，电开关SW1闭合(处于闭合状态)，并且当开关接触60b耦合A+接触焊盘66和B+接触焊盘66时，电开关SW2闭合(处于闭合状态)，并且由于没有开关接触将A-接触焊盘66耦合到B+接触焊盘66，电开关SW3打开(处于打开状态)。因此，在该低额定配置中，电池单元34a的A串(组)和电池单元34b的B串(组)通过由电开关SW1，SW2和SW3组成的开关网络并联电气连接。
如美国专利申请号___中所详细描述的，由于电气装置在连接方向与电池包10连接和电气装置转换元件接合转换器元件突出部分58，转换器元件50从它的第一位置(在图5中示出)移动并且被迫作用于弹簧62从而压缩弹簧62。当电气装置与电池包10完全连接时，转换器元件50将已从第一位置移动到第二位置，而弹簧62将处于其完全压缩中(如图16所示)。当电气装置从电池包10分离时，弹簧62迫使转换器元件50从第二位置(在图16中示出)移动到第一位置(在图5中示出)。电池包10还可以包括例如在转换器元件50和电池单元32之间的PCB和/或一些其它类型的绝缘支撑板64，如下面更详细描述的。
图6示出了可转换电池包10的示例性实施例的示例性电池的简化电路图。
在示例性实施例中，电池包10可在低额定电压配置和中等额定电压配置之间转换。仅仅为了示例的目的，低额定电压可以是20伏特，中等额定电压可以是40伏特。其它电压被本公开的范围所考虑和涵盖。如图6所示，示例性电池包括两串(也称为组)电池单元34——“A”串34a和“B”串34b——每串包括5个电池单元32。其他示例性、替代实施例可以包括更少或更多的串和/或每串更少或更多的电池单元。每串电池单元32包括正端子例如A+，B+和负端子例如A-，B-。每个电池单元32由串及其在串中的位置表示，例如，当在串中从负端子移动到正端子时，CA1是A串中的第一电池单元，而当在串中从负端子移动到正端子时CB5是B串中的第五电池单元。这种表示法仅仅是示例性的，并且可以使用其他表示法来实现相同的效果。相邻电池单元之间的节点由串及其在串中的位置表示，例如，A2是A串中的电池单元CA2和电池单元CA3之间的节点。B3是B串中的电池单元CB3和电池单元CB4之间的节点。
参见图6和图7，电池还包括多个开关——也称为切换网络。多个开关可以是机械开关、电子开关或机械电气开关或其任何组合。
当电池包10处于低额定电压状态或配置中——未连接到任何电气装置或连接到低额定电压电气装置时，开关SW1，SW2处于闭合状态，而开关SW3处于打开状态。当电池包10处于中等额定电压状态中——连接到中等额定电压电气装置时，开关SW1和SW2处于打开状态，而开关SW3处于闭合状态。常规的功率端子通常分别被称为DEVICE+(或TOOL+)和DEVICE-(TOOL-)端子，并分别耦合到BATT+和BATT-端子。
图5和图6还清楚地示出了示例性接触焊盘布局。接触焊盘66(A+，B+，A-，B-)中的每个接触焊盘电气耦合到指示的电池单元串端子，具体地，A+接触焊盘66电气耦合到电池单元的A串的A+端子(电池单元的“A”组的正端子)，B+接触焊盘66电气耦合到电池单元的B串的B+端子(电池单元的“B”组的正端子)，A-接触焊盘66电气耦合到电池单元的A串的A-端子(电池单元的“A”组的负端子)，并且B-接触焊盘66电气耦合到电池单元的B串的B-端子(电池单元的“B”组的负端子)。
此外，A+接触焊盘66电气耦合到BATT+电池包端子26a。并且，B-接触焊盘电气耦合到BATT-电池包端子26b。
在示例性实施例中，多个接触焊盘66允许转换器元件接触60沿着支撑板64和接触60滑动，以在分离的接触焊盘66之间断开连接和形成连接——有效地打开和闭合电开关SW1-SW3，如上所述。该过程在下面被更详细地描述。
图2和图3更详细地示出了示例性电池包10。电池包10包括转换子系统。转换子系统包括支撑板和转换器元件50。图6示出了处于第一操作位置中但没有转换器元件壳体的多个接触焊盘和转换器元件接触。图6中所示的接触焊盘配置是示例性配置。替代示例性实施例可以包括其他接触焊盘配置，并且被本公开所考虑和涵盖。
图6和图14分别示出了低额定电压配置和中等额定电压配置。
参见图6和图14，将描述低额定电压配置。当图1的示例性电池包未被耦合到电气装置时或者当它耦合到低额定电压工具时，它处于低额定电压配置中。当处于这个低额定电压配置中时，第一转换器元件接触电气耦合A+接触焊盘和B+接触，第二转换器元件接触电气耦合A-接触焊盘和B-接触焊盘。这有效地将开关SW1和SW2置于闭合状态，并且由于在A-接触焊盘和B+接触焊盘之间没有连接，所以这有效地将开关SW3置于打开状态。如此，电池单元的A串与电池单元的B串的正端子全都电气连接并耦合到BATT+电池端子，并且电池单元的A串与电池单元的B串的负端子电气连接并耦合到BATT-电池端子。因此，电池单元串全都是并联的。
当电池包与中等额定电压工具连接时，工具突出部将接合转换器元件突出部，并迫使转换器元件移动到它的第二位置。
当转换器元件移动到它的中等额定电压位置时，第一转换器元件接触将从A+和B+接触焊盘解耦合并且耦合B+和A-接触焊盘，并且第二转换器元件接触将从A-和B-接触焊盘解耦合。这有效地将开关SW1和SW2置于打开状态并且有效地将开关SW3置于闭合状态。如此，BATT-电池端子耦合到电池单元的B串的B-端子，电池单元的B串的B+端子耦合到电池单元的A串的A-端子，并且电池单元的A串的A+端子耦合到BATT+端子。因此，电池单元串全都是串联的。
当然，当电气装置在与连接方向相反的方向从可转换电池包断开时——也称为脱离方向——转换器元件将从第二位置移动到第一位置，而转换器元件接触将以与上述相反的顺序连接和断开接触焊盘。另外，亦考虑到可转换电池包可以被配置为使得当电池包不与电气装置连接并且转换器元件处于第一位置中时，电池包处于中等额定电压配置中，并且当电池包电池包与电气装置连接时，电池包处于低额定电压配置中。当然，各种连接和开关将相应地调整。
图8示出了本公开的示例性运输耦合器(也称为运输锁或运输帽)100的若干视图，其与可转换电池包连接以将电池包放置在运输配置中。图9示出了有关与电池包10连接的运输锁100。运输锁100包括用于与电池包耦合的接口。锁100包括用于覆盖电池端子壳体槽隙22的盖板102和从盖板102的相对侧延伸的一对平行腿104。腿104被配置为滑入电池包10的凹槽18——类似于被配置为与电池包10连接的电气装置的轨道。
锁100还包括与平行腿104平行定位的一对转换元件或致动器106。这些致动器106被配置为被接收在类似于电气装置的转换元件的电池包槽道28中。在示例性实施例中，致动器106可以是可从锁100向下延伸的简单的突出部或突起部。致动器106的尺寸和位置设置为被接收在相应的电池包转换槽隙28中。锁100还包括锁定突出部108，其从致动器106前方间隔开并且由凹口110分隔开。当锁100滑动到与电池包10在连接方向连接接合时——如箭头A所示——手柄112上升，而活动铰链114允许致动器106和锁定突出部108相对于电池包10上升，同时平行腿104被接收在电池包凹槽18中。当手柄112上升并且锁100移动到与电池包10接合时，锁定突出部108向上移动并越过电池包转换子系统的转换元件50的引导接合表面72。当锁100移动到与电池包10进一步接合时，致动器106的接合表面116接合转换元件50的接合表面72。当锁100进一步接合转换器元件50时，转换器元件50被进一步推入电池包壳体12中。当转换器元件50在连接方向上到达某一点时，随着致动器106移动到通过转换器元件的移动所腾出的通孔30的空间中，锁100的手柄112向下移动。当手柄112向下移动并且致动器106移动到通孔30中时，锁100的锁定突出部108移动到转换器元件突出部58的凹口或锁扣70中。通过致动器106处于通孔30中，阻止转换元件50在与连接方向A相反的方向上移动，并且通过锁定突出部108处于锁扣70中，防止转换元件50在连接方向A上进一步移动。
如上所述，当锁100完全接合电池包10时，如图11和图12所示，转换器元件50被置于第一操作(低额定电压)位置/配置和第二操作(中等额定电压)位置/配置之间的中间位置中。如图13所示，当运输锁100与电池包10连接时，电池包10被配置为呈现零电压。电池单元的电池组34a，34b被解耦合。在这样的配置中，在电气上来说，两个开关接触60a(S1)，60B(S2)不与任何接触焊盘66机械和电气接触。图14示出了图13的替代表示，开关接触60a，60b不与接触焊盘66机械和电气接触，并且将电池单元的电池组34a，34b解耦合。图15示出了电气电路图，该电气电路图示出了表示由开关接触60和接触焊盘66产生的物理开关的电气开关(SW1，SW2)。如图所示，当开关接触60a将A-接触焊盘66和B-接触焊盘66解耦合时，电开关SW1打开(处于打开状态)，并且当开关接触60b将A+接触焊盘66和B+接触焊盘66解耦合时，电开关SW2打开(处于打开状态)，并且由于没有开关接触将A-接触焊盘66耦合到B+接触焊盘66，电开关SW3打开(在打开状态)。如此，在这种打开/运输配置中，电池单元34a的A串(组)和电池单元34b的B串(组)通过由电开关SW1，SW2和SW3组成的开关网络电而被电气地断开。
由于保持接触焊盘的底层支撑板是非导电材料，当转换器元件处于中间位置时，转换器元件接触不耦合一对接触焊盘。这样，开关SW1，SW2和SW3都处于打开状态。如图15所示，这有效地将电池单元的A串与电池单元的B串电气隔离和绝缘。此外，在BATT+和BATT-电池端子之间将存在零电压电势。
如图16所示，电池包被配置为呈现第二(中等)额定电压。这些电池组的电池单元34a，34b串联耦合。在这样的配置中，在电气上来说，两个开关接触60a(S1)，60B(S2)与接触焊盘66机械地以及电气地接触，以串联连接电池单元34a，34b。图17示出了图16的替代表示，其中开关接触60a，60b与接触焊盘66进行机械和电气接触，以串联耦合电池单元34a，34b的电池组。图18示出了电气电路图，该电气电路图示出了表示由开关接触60和接触焊盘66产生的物理开关的电气开关(SW1，SW2)。如图所示，当开关接触60a不耦合A-接触焊盘66和B-接触焊盘66时，电开关SW1打开(处于打开状态)，开关接触60b不将A+接触焊盘66耦合到B+接触焊盘66，电开关SW2打开(处于打开状态)，并且当开关接触60B将A-接触焊盘66耦合到B+接触焊盘66时，电开关SW3闭合(处于闭合状态)。这样，在该中等额定配置中，电池单元的A串(组)34a和电池单元的B串(组)34b通过由电开关SW1，SW2和SW3组成的开关网络串联电气连接。
图19-图28示出了当由与图8的运输锁相类似的运输锁10接合时的替代示例性电池包10的替代示例性转换子系统的操作。图19-图28中所示的此电池包可以被放置在三个配置中，但是只能提供单个额定电压。换言之，电池包可以被配置为呈现第一额定电压，其中两组电池单元以第一方式(并联)耦合；可以被配置为呈现相同的第一额定电压，其中两组电池单元以相同的方式(并联)耦合，但转换器元件50处于与第一配置中不同的位置中；以及可以被配置为呈现零电压，其中两组电池单元解耦合。因此，电池包10包括从第一操作配置(第一额定电压)转换到打开状态配置(用于运输)转换到第二操作配置(也是第一额定电压)的转换子系统。运输锁10以与上述相同的方式操作。
如图20所示，电池包处于第一操作配置中，并且因此被配置为呈现额定电压。电池单元的电池组并联耦合。在这种配置中，两个开关接触60a(S1)，60B(S2)与接触焊盘66进行机械和电气接触，以并联耦合电池单元34a，34b。图21示出了图20的替代表示，其中开关接触60a，60b与接触焊盘66机械和电气接触，以并联耦合电池单元34a，34b的电池组。图22示出了电气电路图，其示出了表示由开关接触60和接触焊盘66产生的物理开关的电气开关(SW1，SW2)。如图所示，当开关接触60a耦合第一A-接触焊接66和B-接触焊盘66时，电开关SW1闭合(处于闭合状态)，并且当开关接触60b耦合第一A+接触焊盘66和B+接触焊盘66时，电开关SW2闭合(处于闭合状态)。这样，在该额定配置中，电池单元的A串(组)34a和电池单元的B串(组)34b通过由电开关SW1和SW2组成的开关网络并联电气连接。在该配置(有时称为工作状态或配置)中，电池单元的串34a，34b由接触开关66a，66b电气耦合。复位弹簧62迫使转换器元件50进入该操作配置中。
如图23所示，电池包被配置为呈现零电压。电池单元的电池组34a，34b被解耦合。在这种配置中，在电气上来说，两个开关接触60a(S1)，60B(S2)不与任何接触焊盘66进行机械和电气接触。图24示出了图23的替代表示，其中开关接触60a，60b不与接触焊盘66机械和电气接触，并且将电池单元的电池组34a，34b进行解耦合。图25示出了电气电路图，其示出了表示由开关接触60和接触焊盘66产生的物理开关的电气开关(SW1，SW2)。如图所示，当开关接触60a将第一A-接触焊接盘66和B-接触焊盘66解耦合，电开关SW1打开(处于打开状态)，并且当开关接触60b将A+接触焊盘66和第一B+接触焊盘66解耦合时，电开关SW2打开(处于打开状态)。因此，在该打开/运输配置中，电池单元的A串(组)34a和电池单元的B串(组)34b通过由电开关SW1，SW2和SW3组成的开关网络被电气地断开。
如图26所示，电池包被配置为呈现第一额定电压。电池单元34a，34b的电池组并联耦合。在这种配置中，在电气上来说，两个开关接触60a(S1)，60B(S2)与接触焊盘66进行机械和电气接触，以并联耦合电池单元的电池组34a，34b。图27示出了图26的替代表示，其中开关接触60a，60b与接触焊盘66进行机械和电气接触，以并联耦合电池单元的电池组34a，34b。图28示出了电气电路图，其示出了表示由开关接触60和接触焊盘66产生的物理开关的电气开关(SW1，SW2)。如图所示，当开关接触60a将A-接触焊盘66和B-接触焊盘66耦合，电开关SW1闭合(处于闭合状态)，开关接触60b耦合A+接触焊盘66和B+接触焊盘66，电开关SW2闭合(处于闭合状态)。因此，在该额定配置中，电池单元的A串(组)34a和电池单元的B串(组)34b通过由电开关SW1和SW2组成的开关网络并联电气连接。
替代示例性实施例可以包括其他接触焊盘布局，并且被本公开所考虑和涵盖。如上所指出，这些示例性焊盘布局可以被支撑在PCB、支撑板或一些其它支撑结构上。
在图29中示出了耦合器/运输锁(也被称为分离器)的另一替代示例性实施例。在该实施例中，分离器被示出为滑动构件54S，其优选地具有用于接触突出部54的至少一个接触表面54SS。接触表面54SS可以将突出部54从通孔42的第一端移动到通孔42的第一端和第二端之间的中间位置。在这样的位置中，开关SW1，SW2处于打开状态，使得电池单元的每串具有等于或小于100瓦特小时的能量，因为电池单元48的不同子集A，B，C(CA1-CA5，CB1-CB5和CC1-CC5)被电气地断开，从而符合了运输规定。
为了将突出部54保持在中间位置，优选地在滑动构件54S上提供锁定机构。特别地，滑动构件54S可以具有突出部54HL，其接合电池包10上的孔54H。本领域技术人员将认识到，突出部54HL和孔54H分别可以替换地被提供在电池包16和滑动构件54S上。
为了将突出部54保持在中间位置，优选地在滑动构件54S上提供锁定机构。特别地，滑动构件54S可以具有突出部54HL，其接合电池包16上的孔54H。本领域技术人员将认识到，突出部54HL和孔54H分别可以替换地被提供在电池包16和滑动构件54S上。
图30-图35示出了可转换电池包10”和锁100”的替代示例性实施例，其可以与用于运输目的的电池包10”结合使用。如图30所示，电池包10”包括第一组电池包端子
可能所期望的是：允许最终用户将电池包10”设置为运输模式以用于其运输——甚至在最终用户已经使用电池包10”之后。图36提供了用于图30中所示的电池端子块172的可能的解决方案。端子耦合器/解耦合器132S优选地具有由非导电或绝缘材料(例如非导电塑料)制成的叶片132SB。可以将叶片132B插入在转换端子132b2，132b3，132b4，132b5的郁金香型部分192之间(并且因此分离)。此外，叶片132SB足够长，使得它们延伸超过郁金香型部分192并推压相关联的转换端子132b1，132b6的接触部分194，使得转换端子132b1，132b6的接触部分194朝向图36中虚线所示的位置移动。在该位置中，转换转换端子132b1，132b6的接触部分194不接触每个转换端子132b2，132b3，132b4，132b5的郁金香型部分192。例如，叶片132SB将推动转换端子132b6的接触部分194远离转换端子132b5的郁金香型部分192。
本领域技术人员将认识到，电池包10”可以在端子分离器132S就位的情况下被运输。利用这种布置，电池包10”将符合运输规定，因为每个电池单元具有等于或小于20瓦特小时的功率输出，并且电池包的总功率输出等于或小于每电池包100瓦特小时，因为电池单元32的不同子集(A1-A5，B1-B5和C1-C5)被电气地断开。为了使最终用户使用电池包10”，最终用户只需要从电池包10”的壳体中移除端子分离器132S。这将允许转换端子接触和连接，从而允许电池包10”如上所讨论地操作。此外，最终用户可以重新安装端子分离器132S以如上所讨论地分离转换端子，从而准备用于运输的电池包10”。
如图36所示，端子分离器132S可以通过向下移动而被插入(即沿基本上垂直于轨道16和凹槽18的纵向轴线的箭头C的方向)。本领域技术人员还将认识到，替代的端子分离器132S可以具有可以接合轨道16和/或凹槽18的延伸部132SR。这种替代的端子分离器132S可以通过沿着基本上平行于轨道16和凹槽18的纵向轴线的方向移动而被插入到端子中，使得延伸部132SR可以接合轨道16和/或凹槽18。如前所述，叶片132SB将接触并向下推动相关联的转换端子132b1，132b6的接触部分194，使得转换端子132b1，132b6的接触部分194朝向图36中虚线所示的位置移动。在这种位置中，转换转换端子132b1，132b6的接触部分194不接触每个转换端子132b2，132b3，132b4，132b5的郁金香型部分192。叶片132SB也优选地分离)转换端子132b2，132b3，132b4，132b5的郁金香型部分192。
图37-图52示出了可以与用于运输目的的电池包10’结合使用的可转换电池包10’和运输锁100’的替代示例性实施例。除了电池包10’包括三个串(组)的电池单元34并且包括附加的开关SW4，SW5，SW6之外，电池包10’非常类似于图1-图18中所示出并且在上面描述的电池包10。转换器元件50’与电池包10的转换器元件50非常类似地操作。如图44-图50所示并且在本文中描述的，与上述运输锁100非常类似，运输锁或帽100’将电池包10’置于打开状态，使得它既不处于低额定电压配置或状态(20V模式)，也不处于中等额定电压配置或状态(60V模式)。从电气连接的角度来看，从低额定电压状态(20V模式)到中等额定电压状态(60V模式)的转换与上述相同，并且通过转换器元件50’的移动来实现。换言之，在该实施例中描述的电池包10’的操作与上面参照图1-图18所描述的电池包10非常类似。
图44-图48中所示出的运输锁100’以类似于上述运输锁100的方式滑动到电池包10’上。运输锁100’包括一对锁定臂122，其通过活动铰链114’连接到盖板102’的下侧。锁定臂122包括被接收在电池凹槽18中的轨道。锁定臂122包括从锁定臂122朝向电池包10’延伸的锁定突出部126。运输锁100’还包括接合并推动转换器元件突出部58的转换突出部106’。运输锁100’还包括用于接收电池包闩锁20以用于将运输锁100’锁定到电池包10’的锁扣120。
图46A，图46B，图46C，图47A，图47B和图48示出了连接到电池包10’从而将电池包10’置于运输配置中的运输锁100’。当运输锁100’沿方向A移动并与电池包10’连接时，锁定臂122的轨道移动进入电池包10’的凹槽18中，并且转换突出部106’移动进入电池包10’的槽道28中，并接合转换器元件突出部58的推臂74。当运输锁100’继续沿A方向移动并移动转换器元件50时，转换器元件50移动开关接触60与接触焊盘66脱离接合，如上所述，将电池单元34的串解耦合，从而将电池包10’置于运输配置中。同时，当运输锁100’沿A方向移动时，电池轨道肩36接合锁定臂122，迫使锁定臂122围绕活动铰链114’的连接点旋转，并迫使锁定突出部126压在转换器元件突出部58上，其继而迫使转换器元件突出部58压在转换器元件PCB 64上，在转换器元件50和PCB 64之间产生摩擦力，以辅助保持转换器元件50处于运输配置中。
当运输锁100’到达其行程的终点时，盖板102’的前部将开始接合电池包闩锁20，从而迫使闩锁进入电池包壳体12中。当运输锁100’到达其最终位置时，电池包闩锁20将被接收在运输锁锁扣70中。这将保持运输锁100’附接到电池包10’。
如图49所示，当运输锁100’与电池包10’连接时，电池包10’被配置为呈现零电压。电池单元的电池组34a，34b被解耦合。在这样的配置中，在电气上来说，四个开关接触60a(S1)，60b(S2)，60c(S3)，60d(S4)不与任何接触焊盘66进行机械和电气接触。
图50示出了电气电路图，其示出了表示由开关接触60和接触焊盘66产生的物理开关的电气开关(SW1，SW2，SW3，SW4)。如图所示，当开关接触60a，60b，60c和60d与转换器元件50一起移动时，A-接触焊盘66从B-接触焊盘66解耦合，A-接触焊盘66从C-接触66解耦合，C+接触焊接盘66从B+接触焊盘66解耦合，并且C+接触焊盘66从A+接触焊盘66解耦合，这有效地使电开关SW1打开(处于打开状态)，电开关SW2打开(处于打开状态)，电开关SW3打开(处于打开状态)和电开关SW4打开(处于打开状态)，并且由于没有开关接触将A+接触焊盘66耦合到B-接触焊盘66且没有开关接触将B+接触焊盘66耦合到C-接触焊盘66，所以电开关SW5和SW6打开(处于打开状态)。这样，在此打开/运输配置中，电池单元的A串(组)34a、电池单元的B串(组)34b和电池单元的C串(组)34c由电开关SW1，SW2，SW3，SW4，SW5和SW6组成的开关网络电气地断开。
如图51所示，电池包被配置为呈现第二(中等)额定电压。电池单元的电池组34a，34b，34c串联耦合。在这样的配置中，在电气上来说，四个开关接触60a(S1)，60b(S2)，60c(S3)，60d(S4)与接收焊盘66进行机械和电气接触以将电池单元的电池组34a，34b，34c串联耦合。图52示出了电气电路图，其示出了表示由开关接触60和接触焊盘66产生的物理开关的电气开关(SW1，SW2，SW3，SW4)。如图所示，当开关接触60a没有耦合A+接触焊盘66和C+接触焊盘66，开关接触60b没有耦合C+接触焊盘和B+接触焊盘，开关接触60c没有耦合A-接触焊盘66和C-接触焊盘66并且开关接触60d没有耦合A-接触焊盘66和B-接触焊盘66时，电开关SW1打开(处于打开状态)，电开关SW2打开(处于打开状态)，电开关SW3打开(处于打开状态)，电开关SW4打开(处于打开状态)。
当开关接触60b将C-接触焊盘66耦合到B+接触焊盘66时，电开关SW6闭合(处于闭合状态)，并且当开关接触60d将A+接触焊盘66耦合到B+接触焊盘66时，电开关SW5闭合(处于闭合状态)。因此，在该中等额定配置中，电池单元的A串(组)34a、电池单元的B串(组)34b和电池单元的C串(组)34c通过由电开关SW1，SW2，SW3，SW4，SW5和SW6组成的开关网络而被电气地串联连接。
图53A1示出了电池包500的替代示例性实施例。电池包500包括电池单元的两个串(组)534a，534b。每个串——A串和B串——包括串联连接的五个电池单元532。电池单元534的每串具有正端子536和负端子538。在替代实施例中，电池包500可以包括更多串的电池单元，并且每串可以包括更少或更多的电池单元。电池包500包括保持电池单元532的壳体512。电池包500还包括电池单元保持器，其保持每个电池单元532相对于另外的电池单元532的位置。电池包500还包括电池包端子块540。电池包端子块540容纳多个(组)电池包端子550。在该实施例中，多个电池包端子550包括与每串电池单元相对应的正电池包端子和与每串电池单元相对应的负端子。在此实施例中，存在用于A串电池单元的正电池包端子550a，用于B串电池单元的正电池包端子550b，用于A串电池单元的负电池包端子550b，和用于B串电池单元的负电池包端子550d。
电池包端子550电气耦合到电池单元串的相应端子。更具体地，正A串电池包端子550a电气连接到A串电池单元的正端子536a，正B串电池包端子550b电气连接到B串电池单元的正端子536b，负A串电池包端子550c电气连接到A串电池单元的负端子538a，负B串电池包端子550d电气连接到B串电池单元的负端子538b。此外，在默认状态下，正电池包端子550a，550b彼此电气连接，并且负电池包端子550c，550d彼此电气连接。正端子和负端子可以形成于郁金香型形接触配置中。其它配置被本公开所考虑。
如图53A1所示，当电池包500未连接到电气装置时，正A串电池包端子550a电气连接到正B串电池包端子550b，负A串电池包端子550c电气连接到负B串电池包端子550d。因此，如图53A2所示，电池单元534的两个串彼此并联连接。这种配置被称为耦合配置或工作配置。
如图53B1所示，为了分离电池单元534的串，从而降低用于运输的电池包500的功率水平，将诸如绝缘体560之类的运输耦合器/锁匹配到电池包端子块540。绝缘体560可以被容纳在壳体562中。绝缘体560由任何绝缘材料制成并且成形为从耦合器壳体562延伸并插入正电池包端子550a，550b和负电池包端子550c，550d之间。
如图53B2所示，当将绝缘体560连接到电池包500并插入在电池包端子550a，550b，550c，550d之间时，在电池单元的串534a，534b之间打开有效的电气开关，从而将电池单元的串彼此解耦合。在这种被称为运输状态的配置中，电池单元534的串彼此电气分离。当从电池包500移除绝缘体560时，电池包端子再次连接，从而耦合电池单元534的串。
当电池包500与电气装置(电动工具)566的相应连接接口连接时，容纳电动工具566的电源端子570的电动工具端子块568与相应的电池包端子550连接，以从电池包500向工具566供电。如图53B2所示，再次，电池单元的串被彼此并联电气连接。
图54示出了电池包600的替代示例性实施例和与电池包600结合使用的替代示例性运输耦合器/帽。图54A1示出了与电气装置(电动工具)610连接的电池包600。电池包600包括电池包接口602，其被配置为与相应的电动工具接口604连接。接口602，604可以包括一组连接的轨道和凹槽。电池包还包括用于容纳一组电池包端子607的端子块606。电动工具还包括用于容纳一组工具端子609的端子块608。如本领域中公知的，电池包端子块606和电池包端子607被配置为与工具端子块608和工具端子609连接。电池包600包括与关于图53描述的电池单元和电池单元串相类似的电池单元和电池单元串。电池包还包括用于闩锁到电气装置610的电池包闩锁620以及压缩弹簧618，所述压缩弹簧618迫使闩锁620至少部分地延伸出电池包壳体612，以被电动工具610的相应锁扣626接收。这被称为向上位置。
电池包600还包括附接到电池包闩锁620的第一侧的第一开关接触622a和附接到电池包闩锁620的第二侧的第二开关接触622b，第二侧与第一侧相对。闩锁620的两侧均位于电池包壳体内。电池包600还包括正A串接触焊盘616a，正B串接触焊盘616b，负A串接触焊盘616c和负B串接触焊盘616d。正接触焊盘616a，616b被固定到与电池包闩锁620的第一侧邻近的电池包壳体612的第一内表面，并且负接触焊盘616c，616d被固定到与电池包闩锁620的第二侧邻近的电池包壳体612的第二内表面。正接触焊接616a，616b相对于彼此被定位成使得它们彼此不接触，但是使得它们与第一开关接触622a连接——当闩锁处于向上位置中时，并且负接触焊盘616c，616d相对于彼此被定位成使得它们彼此不接触，但是使得它们与第二开关接触622b连接——当闩锁处于向上位置中时。
如图54A1和图54A2所示，将电池包600连接到电动工具610，并且闩锁620处于向上位置，接收在电动工具锁扣中。因此，正开关接触622a耦合正接触焊盘616a，616b，有效地闭合了在正A串端子550a与正B串端子550b之间的开关SW2，并且负开关接触622b耦合负接触焊盘616c，616d，有效地闭合了在负A串端子550c和负B串端子550d之间的开关SW1，相应的接触焊盘616a，616b，616c，616d。
如图54B1，图54B2，图54B3所示，为了将电池包600放置在较低的功率容量状态中，将运输锁或帽630附接到电池包600。帽630包括用于将帽连接到电池包壳体612的连接器632。在该示例性实施例中，连接器632包括一组腿和接收锁扣，以允许帽630被卡扣到电池包600上。帽630具有接收电池包端子和闩锁620的内部空腔。内部空腔的内部高度使得当帽630被附接到电池包600时，内部空腔的内表面克服弹簧618的力迫使闩锁618进入电池包壳体612中。当帽630被附接到电池包600并且闩锁630被迫进入电池包壳体612中时，开关接触622a，622b从相应的接触焊盘616a，616b，616c，616d解耦合，从而有效地打开了在相应的电池串端子之间的开关SW1，SW2。图54B3示出了串端子之间的开路开关SW1，SW2。
图55-图60示出了用于电池包的运输系统的替代实施例。在该运输系统中，电池包包括由电池壳体接收的螺钉(或等效组件)。可以将螺钉放置在两个位置中。在第一、向上、或延伸位置中，螺钉从壳体延伸但仍然由壳体保持，在第二、向下、或插入位置中，螺钉被拧入壳体中并且大致与壳体的外表面齐平。
如图56所示，电池包括耦合到三串电池单元(A串，B串和电池单元的C串)中的每一串的正端子的引线。每个引线也连接到分立的接触。螺钉也耦合到分立的接触。此螺钉接触耦合到BATT+电池端子。参考图57和图58，当螺钉处于向上位置时，BATT+电池端子和A+接触/引线之间的连接(SW3)打开，A+接触/引线和B+接触/引线之间的连接(SW2)打开，B+接触/引线之间的连接(SW1)打开。这样，电池单元串彼此电气地断开和隔离。因此，在BATT+和BATT-电池端子之间存在零电压电势。参考图59和图60，当螺钉处于向下位置时，BATT+电池端子和A+接触/引线之间的连接(SW3)闭合，A+接触/引线和B+接触/引线之间的连接(SW2)闭合，并且B+接触/引线之间的连接(SW1)闭合。这样，电池单元串彼此并联电气连接。因此，取决于电池单元，在BATT+和BATT-电池端子之间存在电压电势。
图61-图63示出了电池包800和与电池包800一起使用的运输耦合器的替代实施例。电池包800包括壳体812。如上所述，壳体812容纳多个电池单元。如上所述，在电池单元串中电池单元串联连接。电池包800可以包括两串或更多串电池单元。每个电池单元串可以包括两个或更多个电池单元。如上所述，每串电池单元具有正端子和负端子。在该示例性实施例中，每个正串端子电气连接到端子节点816。电池包800包括连接端子节点816的电池单元互连(也称为电池单元条带)820。端子节点816和电池单元互连820之间的连接有效地操作为开关(SW1，SW2)。电池包800包括位于电池单元互连820和端子节点816之间的拉片824。拉片824由绝缘材料制成并且有效地打开了端子节点816和电池单元互连820之间的开关。如图61A所示，拉片824从电池包壳体812内部延伸到电池包壳体812的外部。用户可以拉动拉片824以将它从端子节点816和电池单元互连820之间移除。一旦用户将拉片824移除(在箭头C的方向)，电池单元互连820将与端子节点816电气耦合，从而有效地闭合开关SW1，SW2。
图62示出了电池单元串834a，834b，834c和连接串端子的开关SW1，SW2的简化电路图。在图62所示的配置中，拉片824位于端子节点816和电池单元互连820之间，使得开关SW1和SW2打开，并且电池单元串被解耦合/断开。
图63示出了电池单元串834a，834b，834c和开关SW1，SW的简化电路图。在图63所示的配置中，已经从端子节点816和电池单元互连820之间移除了拉片824(在箭头C的方向上)，使得开关SW1和SW2闭合，并且电池单元串被耦合/连接。
图64-图65示出了与电池包800’结合使用的电池包800’和运输耦合器的替代实施例。电池包800’包括壳体812’。壳体812’容纳多个电池单元，如上所述。在电池单元串中电池单元串联连接，如上所述。电池包800’可以包括两串或更多串电池单元。每个电池单元串可以包括两个或更多个电池单元。如上所述，每串电池单元具有正端子和负端子。在该示例性实施例中，每个正串端子电气连接到端子节点816’。电池包800’包括连接端子节点816’的电池单元互连(也称为电池单元条带)820’。终端节点816’和电池单元互连820’之间的连接有效地操作为开关(SW1，SW2)。电池包800’包括位于电池单元互连820’和端子节点816’之间的一对拉片824a’，824b’。拉片824a’，824b’由绝缘材料制成，并且有效地打开了端子节点816’和电池单元互连820’之间的开关。如图64A所示，拉片824a’，824b’从电池包壳体812’内部延伸到电池包壳体812’的外部。用户可以拉动拉片824a’，824b’以从端子节点816’和电池单元互连820’之间移除它们。一旦用户将拉片824a’，824b’(在箭头C的方向上)移除，电池单元互连820’将与端子节点816或相邻的电池单元互连820’电气耦合，从而有效地闭合开关SW1，SW2。
图64C示出了电池单元串834a，834b，834c和连接串端子的开关SW1，SW2的简化电路图。在图64C所示的配置中，拉片824a’，824b’被定位在端子节点816’和电池单元互连820’之间，使得开关SW1和SW2打开，并且电池单元串被解耦合/断开。
图65C示出了电池单元串834a，834b，834c和开关SW1，SW的简化电路图。在图65C所示的配置中，已经从端子节点816’和电池单元互连820’之间移除了拉片824a’，824b’(在箭头C的方向上)，使得开关SW1和SW2闭合并且电池单元串被耦合/连接。
利用这种布置，电池包810’符合运输规定，因为每个电池单元具有等于或小于20瓦特小时的能量，并且电池包的能量等于或小于100瓦特小时，因为电池单元48的不同串A，B，C(CA1-CA5，CB1-CB5和CC1-CC5)被电气地和/或机械地断开。为了使最终用户使用电池包800’，最终用户仅需要从电池包810’的壳体812’中移除拉片824a’，824b’。这将允许接触和连接条带820a’，820b’如上所讨论地闭合和操作。
图66和图67示出了用于图61A所示的电池包的替代运输解决方案。类似于图64和图65所示的实施例，该实施例包括拉片以解耦合(分离)和耦合(连接)电池单元互连从而解耦合和耦合电池单元串。在这样的示例性实施例中，每个电池单元32具有等于或小于20瓦特小时的能量。当如图66a和图66b所示被定位在示例性电池包800”中时，临时耦合器包括四个拉片SS1，SS2，SS3和SS4(而不是如关于图64和图65所述的两个拉片)。本领域技术人员将认识到：拉片SS1，SS2，SS3和SS4由绝缘(非导电)材料制成并且将互连PS解耦合，使得电力不能在电池单元串之间流动。如图66A-图66B所示，拉片SS1，SS2，SS3和SS4延伸到电池包800”的壳体的外部。
图67A示出了图66的电池的简化电路图，其中拉片被定位在互连之间，并且因此在电池单元串的正端子和负端子之间存在开路开关。更具体地，将拉片SS1定位在互连PS1和互连PS2之间断开了电池单元的C串的正端子与电池单元的B串的正端子，从而有效地打开了在电池单元的C串的正端子和电池单元的B串的正端子之间的开关SW2。
将拉片SS3定位在互连PS4和互连PS5之间断开了电池单元的C串的负端子和电池单元的B串的负端子，从而有效地断开电池单元的C串的负端子和电池单元的B串的负端子之间的开关SW4。
将拉片SS2定位在互连PS2和互连68之间断开了电池单元的B串的正端子和电池单元的A串的正端子，从而有效地断开电池单元的B串的正端子和电池单元的A串的正端子之间的开关SW1。
将拉片SS4定位在互连PS5和互连69之间断开了电池单元的B串的负端子和电池单元的A串的负端子，从而有效地断开电池单元的B串的负端子和电池单元的A串的负端子之间的开关SW3。
利用这种布置，电池包800”符合运输规定，因为每个电池单元具有等于或小于20瓦特小时的能量，并且电池包的总能量等于或小于每电池包100瓦特小时，因为电池单元48的不同子集A，B，C(CA1-CA5，CB1-CB5和CC1-CC5)被电气地断开。
为了使最终用户使用电池包800”，最终用户仅需要从电池包800”的壳体中移除拉片SS1，SS2，SS3和SS4。图67B示出了图66的电池的简化电路图，其中从互连之间移除拉带，并且因此在电池单元串的正端子和负端子之间存在闭合开关。更具体地，从互连PS1和互连PS2之间移除拉片SS1连接了电池单元的C串的正端子和电池单元的B串的正端子，从而有效地闭合在电池单元的C串的正端子和电池单元的B串的正端子之间的开关SW2。
从互连PS4和互连PS5之间移除拉片SS3连接了电池单元的C串的负端子和电池单元的B串的负端子，从而有效地闭合在电池单元的C串的负端子和电池单元的B串的负端子之间的开关SW4。
从互连PS2和互连68之间移除拉片SS2连接了电池单元的B串的正端子和电池单元的A串的正端子，从而有效地闭合在电池单元的B串的正端子和电池单元的A串的正端子之间的开关SW1。
从互连PS5和互连69之间移除拉片SS4连接了电池单元的B串的负端子和电池单元的A串的负端子，从而有效地闭合在电池单元的B串的负端子和电池单元的A串的负端子之间的开关SW3。
本领域技术人员应当认识到，电池单元48的每个不同的子集A，B，C(CA1-CA5，CB1-CB5和CC1-CC5)可以是单独的UN38.3测试的子组件，而不是分立的电池单元或组成更大的电池包以进行测试的电池单元集合。
[图68-71-实施例C4]
图72和图73示出了与电池包900一起使用的电池包900和运输耦合器的替代示例性实施例。电池包900包括电池单元的两串(组)934a，934b。每个串——A串和B串——包括串联连接的五个电池单元932。每串电池单元934具有正端子936和负端子938。在替代实施例中，电池包900可以包括更多串的电池单元，并且每串可以包括更少或更多的电池单元。电池包900包括保持电池单元932的壳体912。电池包900还包括电池单元保持器，其保持每个电池单元932相对于其他电池单元932的位置。电池包900还包括电池包端子块940。电池包端子块940容纳多个(组)电池包端子950。在该实施例中，多个电池包端子950包括与每串电池单元相对应的一对正电池包端子和与每串电池单元相对应的一对负端子。在该实施例中，存在用于A串电池单元950a的一对正电池包端子，用于B串电池单元950b的一对正电池包端子，用于A串电池单元950c的一对负电池包端子，以及用于B串电池单元950d的一对负电池包端子。
电池包端子950电气耦合到电池单元串的相应端子。更具体地，正A串电池包端子950a电气连接到A串电池单元936a的正端子，正B串电池包端子950b电气连接到B串电池单元936b的正端子，负A串电池包端子950c电气连接到A串电池单元938a的负端子，负B串电池包端子950d电气连接到B串电池单元的负端子938b。此外，在默认状态下，正电池包端子550a，550b彼此电气解耦合/断开，并且负电池包端子550c，550d彼此电解耦合/断开。以这种方式，电池单元934的各个串彼此不耦合(解耦合/断开)，因此，电池包具有与电池单元934的串彼此耦合时相比更低的功率容量。正端子和负端子可以形成为郁金香型接触配置。本公开考虑了其它配置。
如图73所示，当电动工具966与电池包900连接时，一对工具端子970a，970b与相应的电池包端子950连接。具体地，正工具端子970a与正A串电池包端子950a以及正B串电池包端子950b连接并电气耦合，并且负工具端子970b与负A串电池包端子950c和负B串电池包端子950d连接并电气耦合。工具端子970有效地用作电池单元串的端子之间的电开关SW1，SW2。换言之，如图73A1，73A2，73A3和73A4所示，当正工具端子970a与正电池包端子950a，950b连接并耦合时，电池单元串的正端子936a，936b被耦合，从而有效地闭合开关SW2，并且当负工具端子970b与负电池包端子950c，950d连接并耦合时，电池单元串的负端子938a，938b被耦合，从而有效地闭合开关SW1。

Claims (24)

1.一种用于向电气装置提供电力的可拆卸的二次电池包，所述电池包包括：
主壳体，所述主壳体配置有机械接口，以将所述电池包机械地耦合到电气设备系统内的多个电气装置中的每一个，其中所述电气装置系统内的所述多个电气装置中的每一个都包括壳体，所述壳体配置有机械接口以将所述电气装置与所述电池包机械地耦合；
容纳在所述主壳体内的多个电池组，每个所述电池组包括电气连接的多个电池单元；
切换网络，所述切换网络具有将所述电池组彼此电气连接的第一状态和在其中将所述电池组彼此电气断开的第二状态；和
耦合器，所述耦合器使得所述切换网络在所述第一状态和所述第二状态之间进行转换。
2.根据权利要求1所述的电池包，其中，所述电池组包括多个组，以及来自处于所述第一状态中的所述电池包的输出功率在所述多组电气连接的电池单元上为1。
3.根据权利要求1所述的电池包，其中，所述耦合器在所述电池包的运输期间将所述切换网络保持在特定状态。
4.根据权利要求1所述的电池包，其中，所述耦合器包括帽和转换器元件，其中所述帽接合所述转换器元件，以及所述转换器元件连接所述切换网络的接触。
5.根据权利要求1所述的电池包，其中，所述耦合器包括螺钉。
6.根据权利要求1所述的电池包，其中，所述耦合器包括突片。
7.根据权利要求1所述的电池包，其中，所述耦合器包括跳线。
8.根据权利要求1所述的电池包，其中，所述耦合器包括绝缘体。
9.根据权利要求4所述的电池包，其中，所述帽耦合到所述主壳体的外表面。
10.根据权利要求1所述的电池包，其中，每个所述电池组包括正端子和负端子，以及所述切换网络包括所述电池组的至少一个正端子和负端子，以及用以连接所述电池组的正端子和负端子中的至少一个的相应的接触组。
11.一种用于向电气装置提供电力的可拆卸电池包，所述电池包包括：
壳体，所述壳体被配置为与电气装置机械地连接；
容纳在所述壳体内的多个电池组，每个所述电池组包括电气连接的多个电池单元；
切换网络，所述切换网络被配置为将所述电池组彼此电气连接和将所述电池组彼此电气断开；以及
耦合器，用于使所述切换网络从所述第一状态转换到所述第二状态并在所述电池包的运输期间将所述切换网络保持在所述第一状态。
12.根据权利要求11所述的电池包，其中，所述耦合器用于将所述电池组彼此电气断开。
13.根据权利要求11所述的电池包，其中，所述耦合器是用于将所述电池组彼此电气断开的分离装置。
14.根据权利要求11所述的电池包，其中，所述耦合器操作所述切换网络。
15.根据权利要求13所述的电池包，其中，所述分离装置被配置为以与所述电气装置相同的方式与所述电池包壳体连接。
16.根据权利要求13所述的电池包，其中，当所述分离装置与所述电池包壳体连接时，所述电池组被电气断开。
17.根据权利要求11所述的电池包，其中，所述电池组在默认配置下在所述壳体内彼此电气连接。
18.一种用于向电气装置提供电力的可拆卸的二次电池包，所述电池包包括：
壳体，所述壳体被配置为与电气装置机械地连接；
容纳在所述壳体内的多个电池组，所述电池组包括电气连接的多个电池单元；
切换网络，所述切换网络被容纳在所述壳体内并且被配置为将所述电池组彼此电气连接并且将所述电池组彼此电气断开；和
转换器，用于操作所述切换网络以将所述电池组彼此电气连接。
19.根据权利要求18所述的电池包，其中，所述转换器操作所述切换网络。
20.根据权利要求18所述的电池包，其中，所述转换器是螺钉。
21.根据权利要求18所述的电池包，其中，所述转换器是拉片。
22.根据权利要求18所述的电池包，其中，所述转换器是用于将所述电池组彼此电气连接的耦合装置。
23.根据权利要求18所述的电池包，其中，所述电池组在默认配置下在所述壳体内彼此电气断开。
24.一种电池包，包括：
壳体，
容纳在所述壳体内的多个电池组，所述电池组包括多个电池单元，每个所述电池组具有正端子和负端子，
从所述壳体延伸的一组电池包端子，
其中，
所述一组电池包端子中的第一端子从所述壳体延伸以与电气装置连接，并电气耦合到第一组电池单元的正端子，
所述一组电池包端子中的第二端子从所述壳体延伸以与所述电气装置连接，并电气耦合到第二组电池单元的正端子，
所述一组电池包端子中的第三端子从所述壳体延伸以与所述电气装置连接，并电气耦合到所述第一组电池单元的负端子，
所述一组电池包端子中的第四端子从所述壳体延伸以与所述电气装置连接，并且电气耦合到所述第二组电池单元的负端子，使得所述第一组电池单元与所述第二组电池单元电气隔离。
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