CN108206307B - 用于将电池组可操作地连接到机器的方法和系统 - Google Patents

用于将电池组可操作地连接到机器的方法和系统 Download PDF

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Abstract

用于将电池组可操作地连接到机器的方法和系统。一种电池组系统，其用于将电池组连接到机器的电池组接收构件，使得电池组可操作用于将适当的电量经由电路路径供应到机器，以操作机器，该电路路径可构造用于将该电池组电连接到该机器，该系统包括：第一电连接器构件，该第一电连接器构件沿着电路路径的第一区域布置；以及第二电连接器构件；其中，响应于电池组被连接到机器的电池组接收构件，第二电连接器构件构造为相对于第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，该第一构造电气地接通电路路径，适当的电量能够从电池组经由该电路路径供应到机器；并且其中，响应于电池组从机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造为相对于第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开电路路径，适当的电量不能够从电池组经由该电路路径供应到机器。

Description

用于将电池组可操作地连接到机器的方法和系统
技术领域
本发明涉及电池组，其可以包括可移除的电池组，诸如在手持电动工具等中使用的电池组。
背景技术
手持式电动工具等通常包括电池接收室，可以经由该电池接收室来附接电池组。通常，电池组可以被可移除地与电动工具连接，这样的方便之处在于，当电池组出现故障且需要更换或者需要再充电时，其可易于移除并用另一电池组替代。随着近些年手持式电动工具的额定功率容量增加，这些工具中使用的电池组的电力输出也明显增加，其中一些电池组能够在一些情形中输出超过100Wh的电力。不幸的是，鉴于这些电池组的电力输出容量的这种增加，如果电池端子不慎短路，例如当这些电池组储存或运输时，存在更大的火灾爆发风险，这已经引起了关注。
如果以上短路情况在空运时发生，结果可能是灾难性的。出于该原因，现在要求商业航空公司限制超过阈值额定输出功率的电池组的运输。一个解决该问题的方法是手动断开电池组内的、将多个电池模块连接在一起的电路，使得在短路的情形中，电池组的总体潜在电力输出容量可被最小化。然而，由于该解决方案需要在运输之前手动操纵电池组内的电路，并且在运输后马上再次手动连接电池组内的电路，这样的解决方案被视为过分地复杂并且高成本。
发明内容
本发明旨在缓解至少上述问题之一。
本发明可以包含若干个宽泛的形式。本发明的实施例可以包括本文描述的不同宽泛形式中的一种或任意组合。
在一个宽泛形式中，本发明提供一种系统，所述系统用于将电池组连接到机器的电池组接收构件，使得所述电池组可操作以经由电路路径将适当的电量供应到机器，用于操作所述机器，其中所述电路路径可构造用于将所述电池组电连接到所述机器，所述系统包括：
第一电连接器构件，所述第一电连接器构件沿着所述电路路径的第一区域布置；以及
第二电连接器构件，所述第二电连接器构件对应于所述第一电连接器构件；
其中，响应于所述电池组连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件构造为相对于所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器，并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造为相对于所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
优选地，所述机器可以包括电动工具或电气园艺工具。
优选地，所述电路路径可以包括主电路路径，所述主电路路径可构造用于当所述电池组连接到所述机器的电池组接收构件时，将所述电池组电连接到所述机器。
优选地，所述电池组可以包括多个离散的电池单元，所述多个离散的电池单元构造用于经由副电路路径串联或并联地电连接。
替代地和/或另外，所述电路路径可以包括所述副电路路径。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述主电路路径的区域布置，所述主电路路径的所述区域位于所述电池组上，并且所述第二电连接器构件布置在所述机器上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述主电路路径的区域布置，所述主电路路径的所述区域位于所述电池组上，并且所述第二电连接器构件布置在所述电池组上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述主电路路径的区域布置，所述主电路路径的所述区域位于所述机器上，并且所述第二电连接器构件布置在所述机器上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述副电路路径的区域布置，并且所述第二电连接器构件可以布置在所述电池组上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述副电路路径的区域布置，并且所述第二电连接器构件可以布置在所述机器上。
通常，所述第一电连接器构件可以包括沿着所述电路路径的区域布置的电气开关的固定电气接触构件，并且第二电气接触构件包括所述电气开关的可移动电气接触构件：
其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件构造为相对于所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器，并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造为相对于所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
通常，所述第一电连接器构件可以包括凹入型电气接触件，并且所述第二电连接器构件包括沿着所述电路路径的区域布置的电气开关的凸出型电气接触件：
其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件的凸出部构造为被接收在所述第一电连接器的凹入部内，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器；并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件的凸出部不被接收在所述第一电连接器构件的凹入部内，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
通常，所述电气开关可以包括致动器构件，所述致动器构件被可操作地联接到所述第二电连接器构件，其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述致动器构件构造成沿着移动轴线在第一方向上移动，以致动所述第二电连接器构件移动到与所述第一电连接器构件成所述第一构造，并且其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述致动器构件构造成沿着所述移动轴线在第二方向上移动，以致动所述第二电连接器构件移动到与所述第一电连接器构件成所述第二构造。
通常，本发明可以包括一对第一电连接器构件和一对第二电连接器构件，所述一对第二电连接器构件对应于所述一对第一电连接器构件：
其中，响应于所述电池组连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件构造成相对于其对应的第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器；并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造成相对于其对应的第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
以另一宽泛的形式，本发明提供一种用于与机器的电池组接收构件连接的电池组，使得电池组可操作用于将适当的电量经由电路路径供应到所述机器，用于操作所述机器，所述电路路径可构造成将所述电池组电连接到所述机器：
其中，响应于所述电池组连接到所述机器的电池组接收构件，第二电连接器构件构造成相对于沿着所述第一电路路径的区域布置的第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器；并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造成相对于所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
优选地，所述机器可以包括电动工具或电气园艺工具。
优选地，所述电路路径可以包括主电路路径，所述主电路路径可构造用于当所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件时，将所述电池组电连接到所述机器。
优选地，所述电池组可以包括多个离散的电池单元，所述多个离散的电池单元构造用于经由副电路路径串联或并联地电连接。
可替代地和/或另外，所述电路路径可以包括所述副电路路径。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述主电路路径的区域布置，所述主电路路径的所述区域位于所述电池组上，并且所述第二电连接器构件布置在所述机器上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述主电路路径的区域布置，所述主电路路径的所述区域位于所述电池组上，并且所述第二电连接器构件布置在所述电池组上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述主电路路径的区域布置，所述主电路路径的所述区域位于所述机器上，并且所述第二电连接器构件布置在所述机器上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述副电路路径的区域布置，并且所述第二电连接器构件布置在所述电池组上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述副电路路径的区域布置，并且所述第二电连接器构件布置在所述机器上。
通常，所述第一电连接器构件可以包括沿着所述电路路径的区域布置的电气开关的固定电气接触构件，并且所述第二电连接器构件可以包括所述电气开关的可移动电气接触构件：
其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件构造为相对所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器；并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造为相对于所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
通常，所述第一电连接器构件可以包括凹入型电气接触件，并且所述第二电连接器构件可以包括沿着所述电路路径的区域布置的电气开关的凸出型电气接触件：
其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件的所述凸出部构造为被接收在所述第一电连接器的所述凹入部内，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器，并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件的所述凸出部不被接收在所述第一电连接器构件的所述凹入部内，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
通常，所述电气开关可以包括致动器构件，所述致动器构件被可操作地联接到所述第二电连接器构件，其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述致动器构件构造成沿着移动轴线在第一方向上移动，以致动所述第二电连接器构件移动到与所述第一电连接器构件成所述第一构造，并且其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述致动器构件构造成沿着所述移动轴线在第二方向上移动，以致动所述第二电连接器构件移动到与所述第一电连接器构件成所述第二构造。
通常，本发明可以包括一对第一电连接器构件和一对第二电连接器构件，所述一对第二电连接器构件对应于所述一对第一电连接器构件：
其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件构造成相对于其对应的第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器；并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造成相对于其对应的第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由所述电路路径供应到所述机器。
在另一宽泛形式中，本发明提供一种用于将电池组连接到机器的电池组接收构件的方法，使得所述电池组可操作用于将适当的电量经由电路路径供应到所述机器，用于操作所述机器，所述电路路径可构造成将所述电池组电连接到所述机器，所述方法包括步骤：
(i)提供沿着所述电路路径的第一区域布置的第一电连接器构件；以及
(ii)提供第二电连接器构件；
其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，第二电连接器构件构造成相对于第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够经由所述电路路径从该电池组供应到所述机器；并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造成相对于所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
优选地，所述机器可以包括电动工具或电气园艺工具。
优选地，所述电路路径可以包括主电路路径，所述主电路路径可构造用于当所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件时，将所述电池组电连接到所述机器。
优选地，所述电池组可以包括多个离散的电池单元，所述多个离散的电池单元可以构造用于经由副电路路径串联或并联地电连接。
替代地和/或另外，所述电路路径可以包括所述副电路路径。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述主电路路径的区域布置，所述主电路路径的所述区域位于所述电池组上，并且所述第二电连接器构件布置在所述机器上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述主电路路径的区域布置，所述主电路路径的所述区域位于所述电池组上，并且所述第二电连接器构件布置在所述电池组上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述主电路路径的区域布置，所述主电路路径的所述区域位于所述机器上，并且所述第二电连接器构件布置在所述机器上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述副电路路径的区域布置，并且所述第二电连接器构件布置在所述电池组上。
通常，所述第一电连接器构件可以沿着所述副电路路径的区域布置，并且所述第二电连接器构件布置在所述机器上。
通常，所述第一电连接器构件可以包括沿着所述电路路径的区域布置的电气开关的固定电气接触构件，并且所述第二电连接器构件可以包括所述电气开关的可移动电气接触构件：
其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件构造为相对于所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器；并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造为相对于所述第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
通常，所述第一电连接器构件可以包括凹入型电气接触件，并且所述第二电连接器构件可以包括沿着所述电路路径的区域布置的电气开关的凸出型电气接触件：
其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件的所述凸出部构造为被接收在所述第一电连接器的所述凹入部内，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器，并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件的所述凸出部不被接收在所述第一电连接器构件的所述凹入部内，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
通常，所述电气开关可以包括致动器构件，所述致动器构件被可操作地联接到所述第二电连接器构件，其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述致动器构件构造成沿着移动轴线在第一方向上移动，以致动所述第二电连接器构件移动到与所述第一电连接器构件成所述第一构造，并且其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述致动器构件构造成沿着所述移动轴线在第二方向上移动，以致动所述第二电连接器构件移动到与所述第一电连接器构件成所述第二构造。
通常，本发明可以包括步骤：设置一对第一电连接器构件和一对第二电连接器构件，所述一对第二电连接器构件对应于所述一对第一电连接器构件：
其中，响应于所述电池组被连接到所述机器的电池组接收构件，所述第二电连接器构件构造成相对于其对应的第一电连接器构件移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通所述电路路径，所述适当的电量能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器；并且
其中，响应于所述电池组从所述机器的电池组接收构件断开，所述第二电连接器构件构造成相对于其对应的第一电连接器构件移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开所述电路路径，所述适当的电量不能够从所述电池组经由该电路路径供应到所述机器。
优选地，参考本文所述的本发明的所有宽泛形式，所述电池组可以包括构造用于可移除地连接到和离开机器的电池组。
附图说明
根据以下结合附图对本发明的优选但非限制性实施例的详细描述，将更充分地理解本发明。
图1示出根据本发明的第一实施例的位于电动工具的基部上的电池组接收构件的底部透视图；
图2示出根据本发明的第一实施例的彼此分离的可移除电池组和电动工具的基部的透视图；
图3示出根据本发明的第一实施例的彼此分离的可移除电池组和电动工具的基部的顶部透视剖视图；
图4示出根据本发明的第一实施例的如在位于电动工具的基部上的电池组接收构件内可滑动地连接的可移除电池组的顶部透视图；
图5示出根据本发明的第一实施例的可移除电池组的透视剖视图，其中所述可移除电池组被可移除地连接到位于电动工具的基部上的电池组接收构件；
图6示出根据本发明的第二实施例的、彼此分离的可移除电池组和电动工具的基部的顶部透视图；
图7示出根据本发明的第二实施例的可操作地彼此连接的可移除电池组和电动工具的基部的顶部透视图；
图8示出第二实施例的可移除电池组，其中可选的保护盖处于与可移除电池组可滑动地接合的过程中；
图9示出第二实施例的可移除电池组，其中可选的保护盖与可移除电池组完全地可滑动接合；
图10示出根据本发明的实施例的电路路径的示例性电路框图，该电路路径包括将电池组连接到电动工具的马达或螺线管的主电路路径以及连接电池组的电池单元的副电路路径；
图11示出根据本发明的实施例的电路路径的另一个示例性电路框图，该电路路径包括：主电气开关，该主电气开关位于将电池组连接到电动工具的马达的主电路路径的区域上；和一对副电气切断开关，该一对副电气切断开关位于连接电池组的电池单元的副电路路径的区域上，主电气开关和该一对副电气切断开关在可移除电池组与电动工具的电池组接收构件的可滑动连接之前，均布置为通常断路状态；
图12示出根据本发明的实施例的图11的示例性电路框图，其中，该一对副电气切断开关被示出为随着可移除电池组与电动工具的电池组接收构件部分地可滑动连接，且在当可移除电池组已经与电动工具的电池组接收构件完全地可滑动连接时主开关接通之前，被首先接通；
图13示出了图11的示例性电路框图，其中可移除电池组已经与电动工具的电池组接收构件完全地可滑动连接，由此在该一对副电气切断开关已经接通之后，主电气开关已经随后接通，以能够使来自可移除电池组的电力经由电路路径被供应到电动工具的马达；
图14示出组成可移除电池组的各个电池单元和将这些电池单元相互串联连接的副电路路径的示例性三层构造；
图15A和15B示出组成可移除电池组的各个电池单元和将这些电池单元相互串联连接的副电路路径的示例性三层构造的反向侧视图；
图16示出了单个副电气切断开关的示例性实施例，其沿着连接可移除电池组内的电池单元的副电路路径位于至少一个电池单元的正极电池端子处，从而当可移除电池从电动工具的电池组接收构件分离时，该副电气切断开关处于通常断路状态，并且构造成用于当可移除电池组与电动工具的电池组接收构件可滑动地连接时接通；
图17A和17B示出组成可移除电池组的各个电池单元和将电池单元相互串联连接的副电路路径的另一个示例性三层构造的反向侧视图；并且
图18示出一对副电气切断开关的另一个示例性实施例，该一对副电气切断开关沿着连接可移除电池组内的电池单元的副电路路径位于至少一个电池单元的正极电池端子及负极电池端子处，从而当可移除电池与电动工具的电池组接收构件分离时，该一对副电气切断开关处于通常断路状态，并且构造用于当可移除电池组与电动工具的电池组接收构件可滑动地连接时接通。
具体实施方式
现在这里将参考图1至图18来描述本发明的优选实施例。实施例包括可移除电池组100，以及用于将可移除电池组与电动工具200连接的系统和方法。电动工具200可以例如包括手持电气工具，诸如具有用于使钻头转动的电动马达的钻孔机，但将明白并理解，这仅是用于示意性的目的，本发明的替代实施例当然可以适于构造成与其它类型的电气工具相关地使用，诸如研磨机、打磨机、锯、旋转驱动工具，以及电气园艺工具等。通常，另外的电路，诸如控制电路模块和过流电路模块，触发开关等，可以沿着在电动工具上的电路路径布置在电动工具的输入电力端子和电动工具的电动马达或致动器(例如，螺线管)之间。
可移除电池组100包括壳体，多个单独的电池单元130以三层构造牢固地布置在壳体中，在该三层构造中，电池单元130的电气端子通过副电路路径150以串联构造连接。在该实施例中，可移除电池组100还包括PCB 190，该PCB 190具有用于提供包括例如过流保护和高温保护的一定范围功能的电子电路。
首先参考图1，示出位于电动工具200的基部上的电池组接收构件200A的底部透视图。电池组接收构件200A包括凹部200B，该凹部200B的形状轮廓包括一体地形成在凹部200B的壁中的定位轨道200C，用以在实施可移除电池组100与电动工具200的连接时，允许可移除电池组100的对应的形状轮廓能够沿着轨道200C滑动。将应用另外的锁定机构(未示出)，以将电池组100相对于电池组接收构件200A以可释放方式锁定到位，并且防止其不慎滑出凹部200B中的轨道200C。多个导电叉在电池组接收构件200A的凹部200B内平行地突出。三个最内部的导电叉包括电力输入端子220，该电力输入端子220构造用于当电池组100被连接到电动工具200时，与位于可移除电池组100上的相应的电力输出端子120接合，以实现它们之间的电连通。最外部的导电叉包括第一电连接器构件210，该第一电连接器构件210构造用于与位于可移除电池组100上的对应的第二电连接器构件110连接。取决于电池组100连接到电动工具200还是从电动工具200断开，第一电连接器构件210及其对应的第二电连接器构件110能够相对于彼此移动到至少第一接通构造(诸如，在图5中示出)和第二断路构造(诸如，在图3中示出)，并且共同地用作主切断开关110、210的接触构件，用于在电池从电动工具200断开时，使主电路路径250断路，以及在电池组100连接到电动工具200时，接通主电路路径250。第二电连接器构件110沿着布置在电池组100上的主电路路径250的区域布置(如在图10中示出的)，并且包括凹入部，用于在电池组100连接到电动工具200时可靠地接收对应的第一电连接器构件210的凸起部。当第一电连接器构件210的凸起部不被容纳在布置于电池组100上的第二电连接器构件110的凹入部内时，第二电连接器构件100沿着主电路路径250布置的区域被有效地断路，使得来自电池组100的合适的电量不能从电池组输出动力端子120经由电路路径流到电动工具用以驱动电动工具的部件。仅当第一电连接器构件210被适当地接纳在对应的第二电连接器构件110内时，所连接的第一和第二电连接器构件110、210协作以电气地接通主电路路径250中布置有它们的区域。图5的剖视图示出了被接收在对应的第二电连接器构件110的凹入部内的、第一电连接器构件210的凸起部，同时也示出了连接在电池组100和电动工具200之间的电力连接端子120、220。虽然在该实施例中，沿着主电路路径250设置两个主切断开关110、120(由成对的第一电连接器构件和第二电连接器构件形成)，但将理解，这是设计选择，并且替代地，沿着主电路路径250可以布置仅一个主切断开关，诸如在图11-13的示例性电路图中示出的。
现在参考图2，其示出了彼此分离的可移除电池组100和电动工具200的基部的顶部透视图。图3进一步示出了电动工具200基部的顶部的剖视图，其中导电叉(即，最外部的一对第一电连接器构件，和最内部的输入电力端子)在电池组接收构件200A的凹部200B内突出。图3还示出电池组100的顶部透视图，其中顶盖被移除以露出电池组的第二电连接器构件110和输出电力端子120。如图2中示出的，电池组100的顶盖使得电力输出叉120和第二电连接器构件110的暴露最小化，同时仍适当地成形且定尺寸为允许通过分别布置在顶盖中的一系列槽状切口120A、110A与电动工具200的连接器电连接。
电池组100还包括一对副电气切断开关140，该一对副电气切断开关140沿着电池组100上的副电路路径150的区域定位，该副电路路径150串联地连接电池单元130。图3和图5示出电池组100的剖视图，其中能够观察到一个副电气切断开关140物理地布置在电池组100的与串联连接的电池端子相邻的一侧上。副电气切断开关140包括相应的致动器140A，当电池组100从电动工具200断开时，该致动器140A被偏置到如在图3中示出的通常断路构造。副电气切断开关140构造成当电池组100连接到电动工具200时，布置成处于在图5中示出的接通构造。副电气切断开关140的开关致动器140A由复位弹簧(未示出)偏置，使得当电池组100从电动工具200断开时，致动器140A通常被向开关壳体140的外部推动，并且副电气切断开关140的开关致动器140A构造成当在连接期间电动工具200的基部的表面邻接开关140的致动器140A时，被相对地向着开关壳体140的内部推动，从而致动器140A致动副电气切断开关140中的可移动电气接触构件的移动，使其与对应的固定电气接触构件接触，从而导致沿着副电气电路路径150布置的副电气切断开关140的接通。应理解，在本发明的替代实施例中，可以适当地采用任意数目的其它致动器机构，包括磁基致动机构，等等。
图6和图7示出本发明的另一个实施例，其中，位于电池组100上的副电路路径150上的副电气切断开关140包括不同的致动机构。在该替代实施例中，框架构件170围绕电池组100的周部区域布置，该电池组构造成当电池组100如图7所示被可滑动地连接到电动工具时，用于沿着移动轴线至少在第一方向X上以可滑动方式移动。框架构件170由于驱动构件160在与框架构件170移动的第一方向X正交的方向上抵着该框架构件170向下推压，而沿着移动轴线在第一方向X上滑动。驱动构件160本身凭借在与电池组100连接期间与其邻接的、电动工具200的一表面，而抵着框架构件170被向下推动。驱动构件160及框架构件170的、与驱动构件160邻接的区域被适当地成形和定轮廓，以便于该相互作用及引起的移动。由于框架构件170沿着移动轴线在第一方向X上移动(如在图7中示出)，所以框架构件170的框架臂170A压靠副电气切断开关140的致动器构件140A，以便接通被沿着串联地电连接电池单元130的端子的副电路路径150布置的副电气切断开关140。相反地，当电池组100从电动工具200的基部断开时，可操作地联接到框架构件170的复位弹簧170B沿着移动轴线Y在第二方向上推动框架构件170(如在图6中示出的)回到其初始位置，从而副电气切断开关140的致动器140A能够再次延伸到开关壳体140的外部以断开电气开关140，并且由此在电池组100中的至少一部分电池单元130之间切断完全的电连接。有利地，由于框架构件170包括独立的复位弹簧170B，并且位于副电路路径150上的副电气切断开关140每个均包括其本身的复位弹簧(未示出)，所以多个复位弹簧的联合操作有助于当电池组100从电动工具200断开时，确保将副电气切断开关140推动到断路构造，以便最小化或至少减缓例如在储存或运输期间，在电池组100的端子不慎短路的情况中出现的相对高的电池输出容量以及潜在的损坏。所述多个复位弹簧布置进一步提供冗余的有利性，使得如果一个复位弹簧失效，则剩下的复位弹簧将有助于缓解位于电池组100上的副电气切断开关140在储存和运输期间接通的风险。
当可移除电池组100与位于电动工具200的基部中的电池组接收构件200A连接时，来自电池组100的电力可以从电池组100经由电路路径供应到电动工具200，该电路路径包括主电路路径250以及副电路路径150，主电路路径250位于电池组的电力端子和电动工具马达的输入端子之间，副电路路径150电连接电池组100内的各个电池单元130。
主电气切断开关110、210和副电气切断开关140在该系统中定位成使得：位于副电路路径150上的副电气切断开关140在电池组100与电动工具200的电池组接收构件200A可滑动地连接时首先接通，随后位于主电路路径250上的主电气切断开关110、210接通。一旦主电气切断开关110、210和副电气切断开关140两者均接通，则例如通过挤压电动工具200的触发器，可以将电力从与电动工具200连接的电池组100供应到电动工具200。图11-13示出表示随着电池组100逐渐连接到电动工具200，主和副电气切断开关的接通顺序的电路图。在图11中，电池组100尚未与电动工具100连接，并且所有主电气切断开关110、210和副电气切断开关140因此仍处于其通常断路状态。图12示出当电池组100已经部分滑动到与电动工具200连接时，副电气切断开关140现在均处于接通状态，而其中由于布置在电动工具200上的第一电连接器构件210尚未与位于电池组100上的第二电连接器构件110完全连接，主电气切断开关110、210仍处于其通常断路状态。此后，图13示出响应于电池组100完全与电动工具200连接，主电气切断开关110、210和副电气切断开关140现在接通，以使电力能够经由电路路径被供应到电动工具200。虽然在图中未示出，当然应容易理解，开关的断路顺序将与图11-13中所示的次序相反地发生。
将理解，在本发明的替代实施例中，没有必要包括分别位于主电路路径250和副电路路径150上的多个主电气切断开关或副电气切断开关140。例如，举例来说，图16示出一种电路构造，其中，仅一个副电气切断开关140位于电池组100内的电池单元130的正极端子处，用以断开一个或多个电池单元，由此在储存或运输期间，降低在电池端子不慎短路的情况下电池组100的潜在总输出电力容量。图18示出了一种优选电路构造，其中一对副电气切断开关140中的每一个位于与电池组100内的至少一个电池单元130的正极端子和负极端子相邻的、副电路路径150的区域上。该构造对于副电气切断开关140之一失效的情况下的冗余是优选和有利的，并且降低了在电池组100上的单个副电气切断开关失效的情况下着火的总体风险。
当可移除电池组100从电动工具200断开时，驱动构件160露出，并且如果驱动构件160被不慎挤压，则可能在串联地连接电池单元130的副电路路径150的区域处导致副电气切断开关140接通。为缓解驱动构件160不慎移动的该潜在问题，设置有保护器构件300，该保护器构件包括构造成与电池组的至少一部分可滑动接合的形状轮廓，使得当电池组100从电动工具200分离时，该刚性的保护器构件坐置在框架构件170的顶部上。具体而言，保护器构件300包括凹部300A，该凹部300A被适当地定尺寸、成形和定位，以当保护器构件300与断开的电池组100接合时，允许驱动构件160延伸到这些凹部中。以该方式，驱动构件160难以被不慎挤压而导致副电气切断开关140的不慎接通。图8示出了在与断开的电池组100可滑动地接合之前的保护器构件300，同时图9示出了与电池组300接合以覆盖驱动构件160的保护器构件300，并且通过以剖视图示出的图9，在电池组的一侧上，驱动构件160可见地向上延伸到保护器构件300的凹部中。
显而易见的是，本发明的实施例可以提供各种优点，包括其可有助于提供一种系统，该系统最小化或至少缓解在储存或运输期间在电池端子不慎短路的情况下来自电池组的相对高的电力输出。因此，电池组，诸如能够根据本发明实施例操作的那些电池组，可以比某些现有的电池组更安全。此外，在某些实施例中，凭借构造成在电池组100与电动工具200连接时自动接通的副电气切断开关，这避免了在将电池组100插入电动工具200之前，焊接或以其它方式重连接电池组100内的配线(其在电池组的储存或运输之前，已经在工厂被手动断开)以使电池组可操作所需的时间和人工的不便性。因此，在电池组制造过程中以及在电池组已经被运输到终端用户时在用户端上引入了另外的效率。
此外，由于本发明实施例允许将副电气切断开关布置在连接电池组100内的电池单元130的端子的副电路路径的区域处，可以对在运输期间在电池端子不经意短路的情况下来自电池组100的最大潜在电力进行配置。这可以因此有助于遵守关于电池装置的最大电力输出额定值的国际运输要求。副电气切断开关沿着相互连接电池单元的电池端子的副电路路径的数目和位置是一种设计选择，以考虑到必需固守的电池组的总阈值电力输出。
此外，在某些实施例中，由于包括主电气切断开关的开关接触构件可以部分位于电动工具上且部分位于电池组上，因此除非电池组100实际地连接到电动工具200，否则主切断开关不能接通。
此外，本发明实施例中使用多个复位弹簧机构以用于冗余，这有助于缓解当电池组从电动工具断开时，位于电池组上的切断开关不慎接通的风险。此外，本发明实施例实现一种新颖机构，通过该新颖的机构，仅通过如上所述将电池组100滑动到与电动工具200的电池组接收构件200A连接，可以自动地且以一个动作使可移除电池组能操作，以将适当的电量供应到电动工具200的马达。
应理解，虽然本文描述的本发明实施例引用可以多次可移除地连接到电动工具以及从电动工具移除的可移除电池组，但在替代实施例中可能的是，电池组可以旨在用于到电动工具的一次连接。
本领域技术人员将理解，在不脱离本发明范围内的情况下，在此描述的本发明易于进行除具体描述的实施例以外的变化和修改。对于本领域技术人员显而易见的所有这些变化和修改应被视为落入如此前宽泛地描述的本发明精神和范围内。将理解，本发明包括所有这些变化和修改。本发明还包括在说明书中单独地或共同地提及和示出的所有步骤和特征，以及所述步骤或特征中的任意两个或更多个的任意及所有组合。
在本说明书中对于任何现有技术的引用不是且不应被视为承认或以任何形式暗示该现有技术形成公知常识的部分。

Claims (6)

1.一种电池组，所述电池组用于机器(200)的电池组接收构件(200A)，使得所述电池组(100)能操作用于将适当的电量供应到所述机器(200)，以用于操作所述机器，所述电池组包括：
电路路径(150，250)，所述电路路径能够构造用于将所述电池组(100)电连接到所述机器(200)，使得所述适当的电量能够供应到所述机器(200)，所述电路路径(150，250)包括主电路路径(250)和副电路路径(150)，所述主电路路径能够构造用于当所述电池组(100)被连接到所述机器(200)的所述电池组接收构件(200A)时，将所述电池组(100)的输出端子电连接到所述机器(200)的可电操作的马达或致动器，所述副电路路径能够构造用于将所述电池组(100)的多个离散的电池单元(130)串联或并联地电连接；和
电气开关(110，210)，所述电气开关包括：
第一电接触构件(210)，所述第一电接触构件沿着所述电路路径(150，250)的第一区域布置；以及
第二电接触构件(110)，所述第二电接触构件能够沿着所述电路路径(150，250)的所述第一区域相对于所述第一电接触构件(210)移动；
其中，响应于所述电池组(100)被连接到所述机器(200)的所述电池组接收构件(200A)，所述第二电接触构件(110)构造为相对于所述第一电接触构件(210)移动，以协作地形成第一构造，其中所述电气开关(110，210)接通所述电路路径(150，250)，所述适当的电量能够从所述电池组(100)经由所述电路路径供应到所述机器(200)，并且
其中，响应于所述电池组(100)从所述机器(200)的所述电池组接收构件(200A)断开，所述第二电接触构件(110)构造为相对于所述第一电接触构件(210)移动，以协作地形成第二构造，其中所述电气开关(110，210)断开所述电路路径(150，250)，使得所述电池组(100)的所述输出端子与所述多个离散的电池单元(130)中的至少一个电隔离，并且适当的电量不能够从所述电池组(100)经由所述电路路径(150，250)供应到所述机器(200)。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电气开关(110，210)包括致动器构件，所述致动器构件被能操作地联接到所述第二电接触构件(110)，其中，响应于所述电池组(100)被连接到所述机器(200)的所述电池组接收构件(200A)，所述致动器构件构造成沿着移动轴线在第一方向上移动，以致动所述第二电接触构件(110)移动到与所述第一电接触构件(210)成所述第一构造，并且其中，响应于所述电池组(100)从所述机器(200)的所述电池组接收构件(200A)断开，所述致动器构件构造成沿着所述移动轴线在第二方向上移动，以致动所述第二电接触构件(110)移动到与所述第一电接触构件(210)成所述第二构造。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的电池组，所述电池组包括一对电气开关，所述一对电气开关包括相应的第一电接触构件(210)和相应的第二电接触构件(110)，所述第二电接触构件(110)对应于所述第一电接触构件(210)：
其中，响应于所述电池组(100)被连接到所述机器(200)的所述电池组接收构件(200A)，所述第二电接触构件(110)构造成相对于其对应的第一电接触构件(110)移动，以协作地形成第一构造，所述第一构造电气地接通沿着所述电路路径的所述相应的电气开关，所述适当的电量能够从所述电池组(100)经由所述电路路径供应到所述机器(200)；并且
其中，响应于所述电池组(100)从所述机器(200)的所述电池组接收构件(200A)断开，所述第二电接触构件(110)构造成相对于其对应的第一电接触构件(210)移动，以协作地形成第二构造，所述第二构造电气地断开沿着所述电路路径的所述相应的电气开关，所述适当的电量不能够从所述电池组(100)经由所述电路路径供应到所述机器(200)。
4.一种电池组系统，所述电池组系统用于将根据权利要求1-3中任一项所述的电池组(100)与机器(200)的电池组接收构件(200A)连接，使得所述电池组(100)能操作用于将适当的电量经由所述电路路径供应到所述机器(200)，以用于操作所述机器(200)，所述电池组系统包括所述电池组(100)和所述电池组接收构件(200A)。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述机器(200)包括电动工具。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述机器(200)包括电气园艺工具。
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