CN111816816A - 电池包、工具系统及充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池包、工具系统及充电系统。所述电池包包括壳体组件、收容在壳体组件内的电池组以及与电池组电性连接的控制组件，所述控制组件旋转设置且具有至少三个目标区域，当控制组件旋转至第一目标区域时，电池包输出第一电压值；当控制组件旋转至第二目标区域时，电池包输出第二电压值；当控制组件旋转至第三目标区域时，电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。相较于现有技术，本发明的电池包利用控制组件的旋转来与不同目标区域的连接件进行对接，实现电池包内各个电芯模组的串并联状态切换，继而改变电池包的输出电压，提高了具有该电池包的工具系统的适配性。

Description

电池包、工具系统及充电系统

技术领域

本发明涉及电池包技术领域，尤其涉及一种电池包、工具系统及充电系统。

背景技术

在园林机械、动力工具行业，具有不同额定电压的工具通常需要由不同额定电压的电池包来提供动力，这造成了电池包种类的增多和成本的增加。

有鉴于此，确有必要设计一种改进的电池包、工具系统及充电系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现快捷切换、三种电压输出的电池包、工具系统及充电系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种电池包，包括壳体组件、收容在所述壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置且具有至少三个目标区域，当所述控制组件旋转至第一目标区域时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件旋转至第二目标区域时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组之间串并联连接，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件旋转至第三目标区域时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

作为本发明的进一步改进，所述控制组件包括固定组件和相对于固定组件可旋转的转动组件，所述固定组件上形成有与电池组电性连接的连接件，所述连接件包括位于第一目标区域的第一连接件、位于第二目标区域的第二连接件及位于第三目标区域的第三连接件，所述转动组件上形成有触发件，当所述转动组件旋转至第一目标区域时，所述触发件与所述第一连接件电性连接；当所述转动组件旋转至第二目标区域时，所述触发件与所述第二连接件电性连接；当所述转动组件旋转至第三目标区域时，所述触发件与所述第三连接件电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述转动组件包括转动主体和形成在转动主体上的转动件，所述触发件嵌入所述转动主体并在转动主体的面向固定组件一侧表面暴露，所述转动件自转动主体的背离固定组件一侧表面向外突伸，以便在扳动所述转动件时，带动所述转动主体和所述触发件同步转动。

作为本发明的进一步改进，所述转动主体的周向外边缘上设有凸起，所述壳体组件的内侧壁上对应设有收容槽，且所述收容槽开设有至少三个，以分别对应三个目标区域，以便所述转动组件在第一目标区域、第二目标区域及第三目标区域之间进行转动切换时，所述凸起限位收容于对应目标区域的收容槽。

作为本发明的进一步改进，所述第一连接件、第二连接件及第三连接件均包括与第一电芯模组的正极相连的第一正凸柱、与第一电芯模组的负极相连的第一负凸柱、与第二电芯模组的正极相连的第二正凸柱、与第二电芯模组的负极相连的第二负凸柱、与第三电芯模组的正极相连的第三正凸柱、与第三电芯模组的负极相连的第三负凸柱、与第四电芯模组的正极相连的第四正凸柱以及与第四电芯模组的负极相连的第四负凸柱。

作为本发明的进一步改进，所述第一目标区域内，所述第一正凸柱、第二正凸柱、第三正凸柱及第四正凸柱排布于第一列，第一负凸柱、第二负凸柱、第三负凸柱及第四负凸柱排布于第二列，所述第一列与第二列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第一目标区域时，所述触发件分别与所述第一列和第二列电性接触，使所述第一列的各正凸柱相互连接、第二列的各负凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联。

作为本发明的进一步改进，所述第二目标区域内，所述第三负凸柱与第四正凸柱排布于第一列、第一负凸柱与第二正凸柱排布于第二列、第二负凸柱与第四负凸柱排布于第三列、第三正凸柱与第一正凸柱排布于第四列，所述第一列、第二列、第三列及第四列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第二目标区域时，所述触发件分别与所述第一列、第二列、第三列及第四列电性接触，使所述第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接、第四列的各凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组与第二电芯模组串联连接形成第一电池串，第三电芯模组与第四电芯模组串联连接形成第二电池串，所述第一电池串与第二电池串并联连接。

作为本发明的进一步改进，所述第三目标区域内，所述第二负凸柱与第三正凸柱排布于第一列、第一负凸柱与第二正凸柱排布于第二列、第三负凸柱与第四正凸柱排布于第三列，所述第一列、第二列及第三列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第三目标区域时，所述触发件分别与所述第一列、第二列及第三列电性接触，使所述第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联。

作为本发明的进一步改进，所述壳体组件包括上壳体、下壳体及形成在上壳体与下壳体之间的收容空间，所述电池组和所述控制组件均收容在所述收容空间内。

作为本发明的进一步改进，所述上壳体上开设有通孔，所述转动主体上的转动件自所述通孔突伸出所述上壳体，以便在扳动所述转动件时，带动所述转动主体和所述触发件同步在所述第一目标区域、第二目标区域及第三目标区域之间转动切换。

为实现上述目的，本发明提供了一种工具系统，包括：

电池包，所述电池包包括壳体组件、收容在壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置且具有至少三个目标区域；

第一电动工具，所述第一电动工具能够在第一额定电压下运行，所述第一电动工具设置有第一外部耦合件；

第二电动工具，所述第二电动工具能够在第二额定电压下运行，所述第二电动工具设置有第二外部耦合件；

第三电动工具，所述第三电动工具能够在第三额定电压下运行，所述第三电动工具设置有第三外部耦合件；

当所述电池包与第一电动工具的第一外部耦合件连接时，将所述控制组件旋转至第一目标区域，所述电池包输出第一电压值；

当所述电池包与第二电动工具的第二外部耦合件连接时，将所述控制组件旋转至第二目标区域，所述电池包输出第二电压值；

当所述电池包与第三电动工具的第三外部耦合件连接时，将所述控制组件旋转至第三目标区域，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

作为本发明的进一步改进，所述第一电压值为“n”V，所述第二电压值为“2n”V，所述第三电压值为“4n”V。

作为本发明的进一步改进，所述控制组件包括固定组件和相对于固定组件可旋转的转动组件，所述固定组件上形成有与电池组电性连接的连接件，所述连接件包括位于第一目标区域的第一连接件、位于第二目标区域的第二连接件及位于第三目标区域的第三连接件，所述转动组件上形成有触发件，当所述转动组件旋转至第一目标区域时，所述触发件与所述第一连接件电性连接；当所述转动组件旋转至第二目标区域时，所述触发件与所述第二连接件电性连接；当所述转动组件旋转至第三目标区域时，所述触发件与所述第三连接件电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述转动组件包括转动主体和形成在转动主体上的转动件，所述触发件嵌入所述转动主体并在转动主体的面向固定组件一侧表面暴露，所述转动件自转动主体的背离固定组件一侧表面向外突伸，以便在扳动所述转动件时，带动所述转动主体和所述触发件同步转动。

作为本发明的进一步改进，所述转动主体的周向外边缘上设有凸起，所述壳体组件的内侧壁上对应设有收容槽，且所述收容槽开设有至少三个，以分别对应三个目标区域，以便所述转动组件在第一目标区域、第二目标区域及第三目标区域之间进行转动切换时，所述凸起限位收容于对应目标区域的收容槽。

作为本发明的进一步改进，所述第一连接件、第二连接件及第三连接件均包括与第一电芯模组的正极相连的第一正凸柱、与第一电芯模组的负极相连的第一负凸柱、与第二电芯模组的正极相连的第二正凸柱、与第二电芯模组的负极相连的第二负凸柱、与第三电芯模组的正极相连的第三正凸柱、与第三电芯模组的负极相连的第三负凸柱、与第四电芯模组的正极相连的第四正凸柱以及与第四电芯模组的负极相连的第四负凸柱。

作为本发明的进一步改进，所述第一目标区域内，所述第一正凸柱、第二正凸柱、第三正凸柱及第四正凸柱排布于第一列，第一负凸柱、第二负凸柱、第三负凸柱及第四负凸柱排布于第二列，所述第一列与第二列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第一目标区域时，所述触发件分别与所述第一列和第二列电性接触，使所述第一列的各正凸柱相互连接、第二列的各负凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联。

作为本发明的进一步改进，所述第二目标区域内，所述第三负凸柱与第四正凸柱排布于第一列、第一负凸柱与第二正凸柱排布于第二列、第二负凸柱与第四负凸柱排布于第三列、第三正凸柱与第一正凸柱排布于第四列，所述第一列、第二列、第三列及第四列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第二目标区域时，所述触发件分别与所述第一列、第二列、第三列及第四列电性接触，使所述第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接、第四列的各凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组与第二电芯模组串联连接形成第一电池串，第三电芯模组与第四电芯模组串联连接形成第二电池串，所述第一电池串与第二电池串并联连接。

作为本发明的进一步改进，所述第三目标区域内，所述第二负凸柱与第三正凸柱排布于第一列、第一负凸柱与第二正凸柱排布于第二列、第三负凸柱与第四正凸柱排布于第三列，所述第一列、第二列及第三列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第三目标区域时，所述触发件分别与所述第一列、第二列及第三列电性接触，使所述第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联。

作为本发明的进一步改进，每个外部耦合件上均设有正极插接片和负极插接片，所述电池包的壳体组件上开设有插接口，所述插接口处设有与电池组电性连接的正极端子和负极端子，所述正极插接片与所述正极端子插接，所述负极插接片与所述负极端子插接。

为实现上述目的，本发明提供了一种充电系统，包括：

电池包，所述电池包包括壳体组件、收容在壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置且具有至少三个目标区域，当所述控制组件旋转至第一目标区域时，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件旋转至第二目标区域时，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件旋转至第三目标区域时，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值；

充电器，用于给所述电池包充电，当所述充电器与所述电池包对接进行充电时，所述控制组件旋转至第一目标区域，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联。

本发明的有益效果是：本发明的电池包利用控制组件的旋转来与不同目标区域的连接件进行对接，以此来实现电池包内各个电芯模组的串并联状态切换，继而改变电池包的输出电压，提高了具有该电池包的工具系统的适配性。

附图说明

图1是本发明工具系统的立体图。

图2是图1所示工具系统的分解图。

图3是图2中壳体组件的分解图。

图4是图3中上壳体的另一角度立体图。

图5是图2中控制组件与导电片连接时的部分分解图。

图6是图5中固定组件的立体图。

图7是图6所示固定组件的另一角度立体图。

图8是图5中转动组件的立体图。

图9是图8所示转动组件的另一角度立体图。

图10是图2中外部耦合件的立体图。

图11是图10所示的外部耦合件插入后，将转动组件旋转至第一目标区域时的电路原理图。

图12是图10所示的外部耦合件插入后，将转动组件旋转至第二目标区域时的电路原理图。

图13是图10所示的外部耦合件插入后，将转动组件旋转至第三目标区域时的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1与图2所示，本发明揭示了一种电池包，包括壳体组件10、收容在所述壳体组件10内的电池组20、PCB板30以及与所述电池组20电性连接的控制组件40。所述电池组20包括若干电芯模组，所述控制组件40与每个电芯模组都电性连接。本发明的电池包使用于一工具系统上，该工具系统还包括可插入所述电池包以与电池包进行对接的外部耦合件50。

如图2至图4所示，所述壳体组件10包括上壳体11和下壳体12，电池组20、PCB板30及控制组件40均收容在由上壳体11与下壳体12围成的收容空间13内。所述上壳体11的顶部开设有一通孔14，上壳体11的侧壁上开设有两个插接口15，所述插接口15处设有与电池组20电性连接的正极端子16和负极端子17，所述正极端子16与电池组20的正极相连，以作为一个总正输出端与外部耦合件50进行对接，所述负极端子17与电池组20的负极相连，以作为一个总负输出端与外部耦合件50进行对接，以此来实现电池包内电压的输出。

所述电池组20至少包括第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D，且第一电芯模组A的正极与负极、第二电芯模组B的正极与负极、第三电芯模组C的正极与负极以及第四电芯模组D的正极与负极均通过导电片21与控制组件40相连，方便通过控制组件40来控制各个电芯模组之间的连接方式，改变电池包的输出电压。

所述第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D均由数个电池单体串联和/或并联连接形成，四个电芯模组具有相等的额定输出电压，假定每个电芯模组的额定输出电压为“n”V，则第一电芯模组A的额定输出电压u₁＝第二电芯模组B的额定输出电压u₂＝第三电芯模组C的额定输出电压u₃＝第四电芯模组D的额定输出电压u₄＝“n”V。PCB板30位于控制组件40的下方、电池组20的上方，用于连接控制组件40和电池组20，正极端子16和负极端子17焊接固定在PCB板30上。

如图5至图9所示，所述控制组件40旋转设置且具有至少三个目标区域，当所述控制组件40旋转至第一目标区域a时，所述第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互并联，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件40旋转至第二目标区域b时，所述第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D之间串并联连接(即先串联连接后并联连接或者先并联连接后串联连接)，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件40旋转至第三目标区域c时，所述第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互串联，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

具体来讲，所述控制组件40包括固定组件41和相对于固定组件41可旋转的转动组件42，所述固定组件41上形成有与电池组20电性连接的连接件，所述连接件包括位于第一目标区域a的第一连接件43、位于第二目标区域b的第二连接件44及位于第三目标区域c的第三连接件45，所述转动组件42上形成有触发件420，当所述转动组件42旋转至第一目标区域a时，所述触发件420与所述第一连接件43电性连接；当所述转动组件42旋转至第二目标区域b时，所述触发件420与所述第二连接件44电性连接；当所述转动组件42旋转至第三目标区域c时，所述触发件420与所述第三连接件45电性连接。

本实施例中，所述第一连接件43、第二连接件44及第三连接件45均属于一端形成在导电片21上、另一端穿插固定在固定组件41上。

所述固定组件41包括呈圆盘状设置的第一固定部411和第二固定部412以及连接第一固定部411和第二固定部412的连接部413，第一固定部411的直径小于第二固定部412的直径，第一固定部411嵌入PCB板30内，以实现固定组件41与PCB板30的固定连接。所述连接部413垂直于PCB板30设置，以使得第二固定部412与PCB板30之间存在间距。第二固定部412的中心位置处开设有孔洞414，第一目标区域a、第二目标区域b及第三目标区域c分布在固定组件41的第二固定部412上，且第一目标区域a、第二目标区域b及第三目标区域c内均开设有若干过孔415，这些过孔415均贯穿第二固定部412设置，以供对应的第一连接件43、第二连接件44和第三连接件45穿过并暴露于第二固定部412的上表面。

所述转动组件42上的触发件420呈矩形条状设置并设置有四个，该四个触发件420相互平行且间隔设置，用于与第二固定部412上的第一连接件43、第二连接件44或第三连接件45电性连接，以此来实现触发件420与电池组20的电性连接。

所述第一连接件43、第二连接件44及第三连接件45均包括与第一电芯模组A的正极相连的第一正凸柱A+、与第一电芯模组A的负极相连的第一负凸柱A-、与第二电芯模组B的正极相连的第二正凸柱B+、与第二电芯模组B的负极相连的第二负凸柱B-、与第三电芯模组C的正极相连的第三正凸柱C+、与第三电芯模组C的负极相连的第三负凸柱C-、与第四电芯模组D的正极相连的第四正凸柱D+以及与第四电芯模组D的负极相连的第四负凸柱D-，其中第一正凸柱A+与正极端子16电性连接、第四负凸柱D-与负极端子17电性连接。

所述第一目标区域a内，所述第一正凸柱A+、第二正凸柱B+、第三正凸柱C+及第四正凸柱D+排布于第一列，第一负凸柱A-、第二负凸柱B-、第三负凸柱C-及第四负凸柱D-排布于第二列，所述第一列与第二列相互平行且间隔设置，当所述转动组件42旋转至第一目标区域a时，其中两个触发件420分别与第一列和第二列电性接触，使得第一列的各正凸柱相互连接、第二列的各负凸柱相互连接，此时第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互并联，电池包输出的第一电压值为“n”V。

所述第二目标区域b内，所述第三负凸柱C-与第四正凸柱D+排布于第一列、第一负凸柱A-与第二正凸柱B+排布于第二列、第二负凸柱B-与第四负凸柱D-排布于第三列、第三正凸柱C+与第一正凸柱A+排布于第四列，所述第一列、第二列、第三列及第四列相互平行且间隔设置，当所述转动组件42旋转至第二目标区域b时，四个触发件420分别与第一列、第二列、第三列及第四列电性接触，使得第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接、第四列的各凸柱相互连接，此时第一电芯模组A与第二电芯模组B串联连接形成第一电池串，第三电芯模组C与第四电芯模组D串联连接形成第二电池串，之后第一电池串与第二电池串再并联连接(即“先串后并”的连接方式)，电池包输出的第二电压值为“2n”V。

所述第三目标区域c内，所述第二负凸柱B-与第三正凸柱C+排布于第一列、第一负凸柱A-与第二正凸柱B+排布于第二列、第三负凸柱C-与第四正凸柱D+排布于第三列，所述第一列、第二列及第三列相互平行且间隔设置，当所述转动组件42旋转至第三目标区域c时，其中三个触发件420分别与第一列、第二列及第三列电性接触，使得第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接，此时第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互串联，电池包输出的第三电压值为“4n”V。

当然，在转动组件42旋转至第二目标区域b时，也可根据实际情况将第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D设计成“先并后串”的连接方式，此时电池包也能输出第二电压值“2n”V。

此外，第二固定部412上还设有第四目标区域d，该第四目标区域d属于第二固定部412的一部分，没有设置任何的凸柱来与电池组20电性连接，从而当转动组件42旋转至第四目标区域d时，电池包无电压输出，此时可在有保护的状态下对电池包进行长途运输或其他不带电操作，保护了电池包和操作人员。

所述转动组件42包括转动主体421和形成在转动主体421上的转动件422，所述触发件420嵌入所述转动主体421并在转动主体421的面向固定组件41一侧表面暴露，如此，才能在转动时实现触发件420与对应第一连接件43、第二连接件44或第三连接件45的电性接触。所述转动主体421的底部形成有限位杆423，该限位杆423用于穿过第二固定部412上的孔洞414，以此来实现转动组件42与固定组件41的连接，并在扳动转动件422时使转动组件42能够灵活的转动。

结合图4所示，所述转动主体421的周向外边缘上设有凸起424，所述上壳体11的内侧壁上对应设有收容槽18，所述收容槽18开设有至少三个，以分别对应第一目标区域a、第二目标区域b及第三目标区域c，以便所述转动组件42在第一目标区域a、第二目标区域b及第三目标区域c之间进行转动切换时，所述凸起424限位收容于对应目标区域的收容槽18。本实施例中，凸起424设置有四个且均匀分布在转动主体421的周向外边缘上；所述上壳体11的内侧壁上对应设有四个凸块19，每个凸块19上均开设有一个收容槽18，从而转动组件42在第一目标区域a、第二目标区域b、第三目标区域c及第四目标区域d之间进行转动切换时，均可利用四个凸起424与四个收容槽18的相互限位来固定转动组件42，增强了转动组件42的结构稳定性。

当然，在其他实施例中，凸起424也可以只设置一个或两个或三个、收容槽18设置有三个或四个，只要能够实现对转动组件42的固定即可，此处不作限制。

所述转动件422自转动主体421的背离固定组件41一侧表面向外突伸，以便在扳动所述转动件422时，带动所述转动主体421和所述触发件420同步转动。本实施例中，所述转动件422自所述上壳体11顶部的通孔14突伸出，以便在扳动所述转动件422时，带动所述转动主体421和所述触发件420同步在第一目标区域a、第二目标区域b、第三目标区域c及第四目标区域d之间转动切换。

所述外部耦合件50包括第一外部耦合件、第二外部耦合件及第三外部耦合件，为了方便描述，定义工具系统包括第一电动工具、第二电动工具及第三电动工具，第一电动工具能够在第一额定电压下运行，第一外部耦合件设置在第一电动工具上；第二电动工具能够在第二额定电压下运行，第二外部耦合件设置在第二电动工具上；第三电动工具能够在第三额定电压下运行，第三外部耦合件设置在第三电动工具上。以下将以这三种外部耦合件为例，对本发明电池包的电压切换原理进行详细说明。定义每个电芯模组均由5节电池单体串联而成，每个电芯模组的电压为20V。

本实施例中，转动组件42的旋转是通过手动旋转转动件422来实现的，故第一外部耦合件、第二外部耦合件及第三外部耦合件的结构可以完全相同，也可以不相同。为了描述方便，以下将以相同结构的外部耦合件来举例说明。

如图10所示，所述外部耦合件50包括本体部51及与本体部51一体成型的正极插接片52和负极插接片53，插入外部耦合件50后，所述正极插接片52与所述正极端子16插接，所述负极插接片53与所述负极端子17插接，以此来实现电池包与外部耦合件50的电性连接和机械连接，实现电流与电压的传输。

如图11所示，当电池包与第一电动工具连接时，手动旋转转动件422，使转动组件42整体转动至第一目标区域a，此时转动主体421底部的第一个触发件420将第一正凸柱A+、第二正凸柱B+、第三正凸柱C+及第四正凸柱D+连接，第四个触发件420将第一负凸柱A-、第二负凸柱B-、第三负凸柱C-及第四负凸柱D-连接，使得第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互并联连接。根据“并联分压、串联分流”的原理，此时电池包输出的第一电压值等于各个电芯模组的额定输出电压，即U＝u₁＝u₂＝u₃＝u₄＝20V。

如图12所示，当电池包与第二电动工具连接时，手动旋转转动件422，使转动组件42整体转动至第二目标区域b，此时转动主体421底部的第一个触发件420将第三负凸柱C-与第四正凸柱D+连接、第二个触发件420将第一负凸柱A-与第二正凸柱B+连接、第三个触发件420将第二负凸柱B-与第四负凸柱D-连接、第四个触发件420将第三正凸柱C+与第一正凸柱A+连接，形成了第一电芯模组A与第二电芯模组B串联连接、第三电芯模组C与第四电芯模组D串联连接，之后再相互并联的连接方式(即先串后并)。根据“并联分压、串联分流”的原理，此时电池包输出的第二电压值等于两个电芯模组的额定输出电压之和，即U＝u₁+u₂＝u₃+u₄＝40V。

如图13所示，当电池包与第三电动工具连接时，手动旋转转动件422，使转动组件42整体转动至第三目标区域c，此时转动主体421底部的第一个触发件420将第二负凸柱B-与第三正凸柱C+连接、第二个触发件420将第一负凸柱A-与第二正凸柱B+连接、第四个触发件420将第三负凸柱C-与第四正凸柱D+连接，使得第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互串联连接。根据“并联分压、串联分流”的原理，此时电池包输出的第三电压值等于四个电芯模组的额定输出电压之和，即U＝u₁+u₂+u₃+u₄＝80V。

根据以上所述，可以看出：将转动组件42旋转至不同的目标区域后，可以实现电池包不同电压的输出，以此来满足三种不同电动工具的电压需求，而且三种电压之间的切换快速、便捷。在电力传输结束后，先将转动组件42整体旋转至第四目标区域d，然后拔出外部耦合件50即可。

当然，在其他实施例中，转动件422的旋转也可设置成自动触发，此时就需要在对应不同电压的第一外部耦合件、第二外部耦合件及第三外部耦合件上设置触发部件，从而在电池包与第一电动工具或第二电动工具或第三电动工具连接时，可利用相应的触发部件来触发转动件422，使转动组件42旋转至对应的目标区域、电池包输出电压。

优选的，该触发部件可以是突设在第一外部耦合件、第二外部耦合件或第三外部耦合件上的突出部，利用该突出部来推动转动件422旋转即可；触发部件也可以是设置在第一外部耦合件、第二外部耦合件或第三外部耦合件上的带齿的齿条，此时只需在转动件422上设置相应的齿，利用两个齿的相互啮合即可实现触发部件推动转动件422旋转。当然，不应以此为限。

本发明的电池包还可应用于一种充电系统(未图示)，该充电系统包括前述电池包和给所述电池包充电的充电器。当所述充电器与所述电池包对接进行充电时，将所述转动组件42旋转至第一目标区域a，此时，第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互并联，充电器输出的充电电压等于单个电芯模组的额定输出电压，为低电压，保护了电池包不受高电流、高电压的冲击。

综上所述，本发明的电池包利用转动组件42的旋转来与不同目标区域的连接件进行对接，以此来实现电池包内各个电芯模组的串并联状态切换，继而改变电池包的输出电压(至少可以输出三种电压)，提高了具有该电池包的工具系统的适配性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (21)

1.一种电池包，包括壳体组件、收容在所述壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，其特征在于：所述控制组件旋转设置且具有至少三个目标区域，当所述控制组件旋转至第一目标区域时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件旋转至第二目标区域时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组之间串并联连接，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件旋转至第三目标区域时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述控制组件包括固定组件和相对于固定组件可旋转的转动组件，所述固定组件上形成有与电池组电性连接的连接件，所述连接件包括位于第一目标区域的第一连接件、位于第二目标区域的第二连接件及位于第三目标区域的第三连接件，所述转动组件上形成有触发件，当所述转动组件旋转至第一目标区域时，所述触发件与所述第一连接件电性连接；当所述转动组件旋转至第二目标区域时，所述触发件与所述第二连接件电性连接；当所述转动组件旋转至第三目标区域时，所述触发件与所述第三连接件电性连接。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述转动组件包括转动主体和形成在转动主体上的转动件，所述触发件嵌入所述转动主体并在转动主体的面向固定组件一侧表面暴露，所述转动件自转动主体的背离固定组件一侧表面向外突伸，以便在扳动所述转动件时，带动所述转动主体和所述触发件同步转动。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于：所述转动主体的周向外边缘上设有凸起，所述壳体组件的内侧壁上对应设有收容槽，且所述收容槽开设有至少三个，以分别对应三个目标区域，以便所述转动组件在第一目标区域、第二目标区域及第三目标区域之间进行转动切换时，所述凸起限位收容于对应目标区域的收容槽。

5.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述第一连接件、第二连接件及第三连接件均包括与第一电芯模组的正极相连的第一正凸柱、与第一电芯模组的负极相连的第一负凸柱、与第二电芯模组的正极相连的第二正凸柱、与第二电芯模组的负极相连的第二负凸柱、与第三电芯模组的正极相连的第三正凸柱、与第三电芯模组的负极相连的第三负凸柱、与第四电芯模组的正极相连的第四正凸柱以及与第四电芯模组的负极相连的第四负凸柱。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：所述第一目标区域内，所述第一正凸柱、第二正凸柱、第三正凸柱及第四正凸柱排布于第一列，第一负凸柱、第二负凸柱、第三负凸柱及第四负凸柱排布于第二列，所述第一列与第二列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第一目标区域时，所述触发件分别与所述第一列和第二列电性接触，使所述第一列的各正凸柱相互连接、第二列的各负凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联。

7.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：所述第二目标区域内，所述第三负凸柱与第四正凸柱排布于第一列、第一负凸柱与第二正凸柱排布于第二列、第二负凸柱与第四负凸柱排布于第三列、第三正凸柱与第一正凸柱排布于第四列，所述第一列、第二列、第三列及第四列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第二目标区域时，所述触发件分别与所述第一列、第二列、第三列及第四列电性接触，使所述第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接、第四列的各凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组与第二电芯模组串联连接形成第一电池串，第三电芯模组与第四电芯模组串联连接形成第二电池串，所述第一电池串与第二电池串并联连接。

8.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：所述第三目标区域内，所述第二负凸柱与第三正凸柱排布于第一列、第一负凸柱与第二正凸柱排布于第二列、第三负凸柱与第四正凸柱排布于第三列，所述第一列、第二列及第三列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第三目标区域时，所述触发件分别与所述第一列、第二列及第三列电性接触，使所述第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联。

9.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于：所述壳体组件包括上壳体、下壳体及形成在上壳体与下壳体之间的收容空间，所述电池组和所述控制组件均收容在所述收容空间内。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于：所述上壳体上开设有通孔，所述转动主体上的转动件自所述通孔突伸出所述上壳体，以便在扳动所述转动件时，带动所述转动主体和所述触发件同步在所述第一目标区域、第二目标区域及第三目标区域之间转动切换。

11.一种工具系统，其特征在于，包括：

电池包，所述电池包包括壳体组件、收容在壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置且具有至少三个目标区域；

第一电动工具，所述第一电动工具能够在第一额定电压下运行，所述第一电动工具设置有第一外部耦合件；

第二电动工具，所述第二电动工具能够在第二额定电压下运行，所述第二电动工具设置有第二外部耦合件；

第三电动工具，所述第三电动工具能够在第三额定电压下运行，所述第三电动工具设置有第三外部耦合件；

当所述电池包与第一电动工具的第一外部耦合件连接时，将所述控制组件旋转至第一目标区域，所述电池包输出第一电压值；

当所述电池包与第二电动工具的第二外部耦合件连接时，将所述控制组件旋转至第二目标区域，所述电池包输出第二电压值；

当所述电池包与第三电动工具的第三外部耦合件连接时，将所述控制组件旋转至第三目标区域，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

12.根据权利要求11所述的工具系统，其特征在于：所述第一电压值为“n”V，所述第二电压值为“2n”V，所述第三电压值为“4n”V。

13.根据权利要求11所述的工具系统，其特征在于：所述控制组件包括固定组件和相对于固定组件可旋转的转动组件，所述固定组件上形成有与电池组电性连接的连接件，所述连接件包括位于第一目标区域的第一连接件、位于第二目标区域的第二连接件及位于第三目标区域的第三连接件，所述转动组件上形成有触发件，当所述转动组件旋转至第一目标区域时，所述触发件与所述第一连接件电性连接；当所述转动组件旋转至第二目标区域时，所述触发件与所述第二连接件电性连接；当所述转动组件旋转至第三目标区域时，所述触发件与所述第三连接件电性连接。

14.根据权利要求13所述的工具系统，其特征在于：所述转动组件包括转动主体和形成在转动主体上的转动件，所述触发件嵌入所述转动主体并在转动主体的面向固定组件一侧表面暴露，所述转动件自转动主体的背离固定组件一侧表面向外突伸，以便在扳动所述转动件时，带动所述转动主体和所述触发件同步转动。

15.根据权利要求14所述的工具系统，其特征在于：所述转动主体的周向外边缘上设有凸起，所述壳体组件的内侧壁上对应设有收容槽，且所述收容槽开设有至少三个，以分别对应三个目标区域，以便所述转动组件在第一目标区域、第二目标区域及第三目标区域之间进行转动切换时，所述凸起限位收容于对应目标区域的收容槽。

16.根据权利要求13所述的工具系统，其特征在于：所述第一连接件、第二连接件及第三连接件均包括与第一电芯模组的正极相连的第一正凸柱、与第一电芯模组的负极相连的第一负凸柱、与第二电芯模组的正极相连的第二正凸柱、与第二电芯模组的负极相连的第二负凸柱、与第三电芯模组的正极相连的第三正凸柱、与第三电芯模组的负极相连的第三负凸柱、与第四电芯模组的正极相连的第四正凸柱以及与第四电芯模组的负极相连的第四负凸柱。

17.根据权利要求16所述的工具系统，其特征在于：所述第一目标区域内，所述第一正凸柱、第二正凸柱、第三正凸柱及第四正凸柱排布于第一列，第一负凸柱、第二负凸柱、第三负凸柱及第四负凸柱排布于第二列，所述第一列与第二列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第一目标区域时，所述触发件分别与所述第一列和第二列电性接触，使所述第一列的各正凸柱相互连接、第二列的各负凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联。

18.根据权利要求16所述的工具系统，其特征在于：所述第二目标区域内，所述第三负凸柱与第四正凸柱排布于第一列、第一负凸柱与第二正凸柱排布于第二列、第二负凸柱与第四负凸柱排布于第三列、第三正凸柱与第一正凸柱排布于第四列，所述第一列、第二列、第三列及第四列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第二目标区域时，所述触发件分别与所述第一列、第二列、第三列及第四列电性接触，使所述第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接、第四列的各凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组与第二电芯模组串联连接形成第一电池串，第三电芯模组与第四电芯模组串联连接形成第二电池串，所述第一电池串与第二电池串并联连接。

19.根据权利要求16所述的工具系统，其特征在于：所述第三目标区域内，所述第二负凸柱与第三正凸柱排布于第一列、第一负凸柱与第二正凸柱排布于第二列、第三负凸柱与第四正凸柱排布于第三列，所述第一列、第二列及第三列相互平行且间隔设置，当所述转动组件旋转至第三目标区域时，所述触发件分别与所述第一列、第二列及第三列电性接触，使所述第一列的各凸柱相互连接、第二列的各凸柱相互连接、第三列的各凸柱相互连接，此时所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联。

20.根据权利要求11所述的工具系统，其特征在于：每个外部耦合件上均设有正极插接片和负极插接片，所述电池包的壳体组件上开设有插接口，所述插接口处设有与电池组电性连接的正极端子和负极端子，所述正极插接片与所述正极端子插接，所述负极插接片与所述负极端子插接。

21.一种充电系统，其特征在于，包括：

电池包，所述电池包包括壳体组件、收容在壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置且具有至少三个目标区域，当所述控制组件旋转至第一目标区域时，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件旋转至第二目标区域时，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件旋转至第三目标区域时，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值；

充电器，用于给所述电池包充电，当所述充电器与所述电池包对接进行充电时，所述控制组件旋转至第一目标区域，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联。

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