CN112109047A - 一种电池包及电动工具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池包及电动工具。电池包具有正极端子、负极端子、开关装置、不同数量电芯构成的第一电池单元及第二电池单元，且所述第二电池单元的电芯数量小于所述第一电池单元的电芯数量，所述开关装置包括切换端子及至少两个固定连接端子，所述切换端子一端连接于所述正极端子，所述固定连接端子分别电连接于所述第一电池单元或第二电池单元，通过拨动所述切换端子的另一端以与任一固定连接端子闭合，输出至少两个不同的电压。本发明专利通过开关装置实现多个电压的切换，结构简单，且切换方便。

Description

一种电池包及电动工具
【技术领域】
本发明涉及一种锂电池的技术领域，尤其涉及一种可应用于不同电压平台的电池包及电动工具。
【背景技术】
随着锂电的发展，锂电工具的应用越来越广泛，但不同的电动工具具有不同的额定工作电压，因此，需要为每种电动工具都配置相对应的电池包。当用户使用多个不同的工具，其需要配备多个对应的电池包，携带不方便，且单个电池只能适用对应的平台，电池的利用率不高，且对于不使用的工具，存放众多电池包需要占用较大的空间，容易混乱。
请参阅于2015年11月18日公告的中国发明专利申请第CN102554885B号，其揭示了一种蓄电池，其具有将三个电池单体串联，输出第一运行电压的第一配备模式，和将四个电池单体串联，输出第二运行电压的第二配备模式，该蓄电池没有将电压直接切换的开关装置，且没有处于不同输出电压的提醒装置，安全性不高。
【发明内容】
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电压切换方便且安全性高的电池包及电动工具。
本发明解决现有技术问题可采用如下技术方案：包括：壳体、正极端子、负极端子、安装于所述壳体内的电路板及数个电芯，一电芯的正极与另一电芯的负极相连形成电池组，所述负极端子电连接于所述电池组的最后一节电芯的负极，所述电池包具有开关装置，所述电池组包括具有不同数量电芯构成的第一电池单元、第二电池单元，且所述第二电池单元的电芯数量小于所述第一电池单元的电芯数量，所述开关装置包括切换端子及至少两个固定连接端子，所述切换端子一端连接于所述正极端子，所述固定连接端子分别电连接于所述第一电池单元或所述第二电池单元，通过拨动所述切换端子的另一端以与任一所述固定连接端子闭合，输出至少两个不同的电压。
进一步改进方案为：所述电池包具有电压检测端子，所述电压检测端子分别连接于每个电芯的正极。
进一步改进方案为：所述切换端子在所述壳体上对应有拨扭，所述拨扭突出于所述壳体。
进一步改进方案为：所述每个电芯为由多个单节电池串联的单排电池组成或由多个单节电池串联的多排电池并联组成。
本发明解决现有技术问题还可采用如下技术方案：一种电动工具包括：主壳体、安装于所述主壳体内的电机及控制器，所述电池包包括：正极端子、负极端子、电路板及数个电芯，一电芯的正极与另一电芯的负极相连形成电池组，所述负极端子电连接于电池组的最后一节电芯的负极，所述电池包具有开关装置，所述电池组包括具有不同数量电芯构成的第一电池单元、第二电池单元，且所述第二电池单元的电芯数量小于所述第一电池单元的电芯数量，所述开关装置包括切换端子及至少两个固定连接端子，所述切换端子一端连接于所述正极端子，所述固定连接端子分别电连接于所述第一电池单元或所述第二电池单元，通过拨动所述切换端子的另一端以与任一所述固定连接端子闭合，输出至少两个不同的电压，所述电动工具具有允许工作电压，通过拨动所述切换端子选择与所述允许工作电压相对应的输出电压，所述控制器控制将所述电池包与所述电动工具匹配连接。
进一步改进方案为：所述控制器检测所述每个电芯的电压值，且当任意两个电芯的电压差超过预定电压值时，所述控制器控制所述电动工具与所述电池包断开。
进一步改进方案为：所述预定电压值为0.5V。
进一步改进方案为：所述电池包的切换端子在所述壳体上对应有拨扭，所述拨扭突出于所述壳体，所述电动工具的壳体具有与所述拨扭匹配的凹槽。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：电池包具有开关装置、不同数量电芯构成的第一电池单元及第二电池单元，且所述第二电池单元的电芯数量小于所述第一电池单元的电芯数量，所述开关装置包括切换端子及至少两个固定连接端子，所述切换端子一端连接于所述正极端子，所述固定连接端子分别电连接于所述第一电池单元或第二电池单元，通过拨动所述切换端子的另一端以与任一固定连接端子闭合，输出至少两个不同的电压，该开关装置结构简单，且切换方便。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明:
图1是本发明电池包示意图；
图2a和图2b是本发明电池包电池组示意图；
图3a和图3b是本发明电池包的放电电路图；
图4是本发明电池包的充电电路图。
图中附图标记的含义：
100、电池包 101、壳体 102、电池组 103、电路板 1031、正极端子 1032、负极端子1033、第一电压检测端子 1034、第二电压检测端子 1035、第三电压检测端子 1036、温度检测端子 104、开关装置 1041、第一固定连接端子 1042、第二固定连接端子 105、固定架 1、第一电芯 2、第二电芯 3、第三电芯 4、第四电芯 11、第一连接片 12、第二连接片 13、第三连接片 14、第四连接片 15、第五连接片 200、200'、电动工具 201、201'、温度检测接收端子 202、202'、控制器 203、第三电压检测接收端子 300、充电装置
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1和图2所示，为本发明公开的一种电池包100，包括壳体101、安装于所述壳体101内的由数个电芯形成的电池组102及电路板103、安装于所述壳体101的接电端子及开关装置104。所述每个电芯的正极及负极安装有连接片，且所述连接片将所述一电芯的正极与另一电芯的负极相连，所述电池组102包括具有不同数量电芯构成的第一电池单元及第二电池单元，且所述第二电池单元的电芯数量小于所述第一电池单元的电芯数量，所述开关装置104包括切换端子及至少两个固定连接端子，所述切换端子一端连接于所述正极端子，所述固定连接端子分别电连接于所述第一电池单元或第二电池单元，通过拨动所述切换端子的另一端以与任一固定连接端子闭合，输出至少两个不同的电压。
请参阅图2和图3所示，所述电池组102包括多个电芯及固定架105，本实施方式中，所述电池组102具有四个电芯，分别为第一电芯1、第二电芯2、第三电芯3及第四电芯4，且每个电芯的正负极互为交错的排列位于所述固定架105内，所述第一电芯1的负极电连接有第一连接片11，所述第一电芯1的正极与所述第二电芯2的负极通过第二连接片12电连接，所述第二电芯2的正极与所述第三电芯3的负极通过第三连接片13电连接，所述第三电芯3的正极与所述第四电芯4的负极通过第四连接片14电连接，所述第四电芯4的正极电连接有第五连接片15。所述电池组102上安装有电路板103，所述电路板103上电连接有接电端子，所述接电端子包括正极端子1031、负极端子1032、通过第一电阻R1连接于所述第一电芯1正极的第一电压检测端子1033、通过第二电阻R2连接于所述第二电芯2正极的第二电压检测端子1034、连接于所述第三电芯3正极的第三电压检测端子1035及温度检测端子1036，所述电压检测端子用于检测每个电芯的电压，所述温度检测端子1036检测所述电池包的温度。
所述开关装置104包括切换端子及至少两个固定连接端子，所述至少两个固定连接端子分别电连接于所述连接片，切换端子可至少在两个位置切换，选择与任一固定连接端子闭合，输出至少两个不同的电压。本实施方式中，所述第一电池单元为四个电芯串联，所述第二电池单元为三个电芯串联，所述开关装置104为单刀双掷开关，包括切换端子、第一固定连接端子1041及第二固定连接端子1042，所述切换端子一端电连接于所述正极端子1031，所述负极端子1032电连接于串联的最后一个电芯的负极，即所述负极端子1032通过所述第一连接片11电连接于所述第一电芯1的负极，所述第一固定连接端子1041通过第五连接片15电连接于所述第四电芯4的正极，形成第一电池单元；所述第二固定连接端子1042通过第四连接片14电连接于所述第三电芯3及所述第四电芯4，形成第二电池单元。所述切换端子在所述壳体101上对应有拨扭，所述拨扭可在第一位置和第二位置之间切换，所述第一位置对应为所述切换端子与所述第一固定连接端子1041闭合，所述第二位置对应为所述切换端子与所述第二固定连接端子1042闭合。本实施方式中，所述每个电芯的标称电压为4V，其可由多个单节电池串联的单排电池组成或由多个单节电池串联的多排电池并联组成，改变所述电芯的容量，当所述拨扭拨到所述第一位置时，所述电池包100输出16V电压；当所述拨扭拨到所述第二位置时，所述电池包100输出12V电压。当然，所述第二固定连接端子1042还可以通过所述第三连接片13电连接于所述第二电芯2及所述第三电芯3，形成第二电池单元，可输出8V电压；或通过所述第二连接片12电连接于所述第一电芯1及所述第二电芯2，形成第二电池单元，可输出4V电压。所述拨扭突出于所述壳体101，与所述电池包100连接的电动工具200壳体及充电装置300壳体上具有与所述拨扭位置适配的凹槽，当所述电池包100的输出电压与电动工具200的允许工作电压不匹配时，所述电池包100与所述电动工具200不可实现安装。
以电压为12V和16V可调的电池包100为例，所述电池包100可拆卸地连接于所述电动工具，所述电动工具包括：主壳体、安装于所述主壳体内的电机及控制器，当所述电池包100拨至16V匹配16V电动工具200时，如图3a所示，所述电动工具200包括正极、负极、第三电压检测接收端子203、温度检测端子201、连接于所述正极的第一开关K1及控制器202。当使用者将电池包拨至12V先使用，再拨至16V进行放电，所述16V电池包的所述控制器202通过第三电压检测接收端子203及负极检测并计算第一电芯1、第二电芯2、第三电芯3的电压值，且通过正极检测第四电芯的电压值，并计算所述每个电芯之间的电压差，若所述电压差超过预定电压值时，如所述预定电压值为0.5V，所述控制器202控制所述第一开关K1断开，所述电动工具200与所述电池包100断开连接。当所述电池包100拨至12V匹配12V电动工具200'时，如图3b所示，所述电动工具200'包括正极、负极、温度检测接收端子201'、连接于所述正极的第一开关K1'及控制器202'，所述控制器202'通过正极及负极检测所述电池包100电压并计算单节电芯电压值，当所述单节电芯电压值小于欠压保护电压值时，如2.5V，所述控制器202'控制所述第一开关K1'断开，所述电动工具200'与所述电池包100断开连接。
请参阅图4所示，为本发明电池包100的充电电路图，所述充电装置300包括至少两个充电控制模块，本实施方式中，以电压为12V和16V可调的电池包100为例，当对所述电池包100充电时，将所述电池包100的拨扭拨至最大电压的位置，如16V位置，所述充电装置300包括对所述第一至第三电芯3进行充电的12V充电控制模块及对所述第四电芯4进行充电的4V充电控制模块，所述充电装置300包括与所述电池包100的第一电压检测端子1033、第二电压检测端子1034及第三电压检测端子1035连接的电压检测接收端子，所述4V充电控制模块包括第二开关K2，所述12V充电控制模块括第三开关K3，所述充电控制模块通过所述电压检测接收端子检测每个电芯的电压值，且当任意电芯电压值超过满电电压值时，所述充电控制模块分别控制所述第二开关K2及所述第三开关K3断开，所述充电装置300与所述电池包100断开连接。
本发明的电池包100具有开关装置、不同数量电芯构成的第一电池单元及第二电池单元，且所述第二电池单元的电芯数量小于所述第一电池单元的电芯数量，所述开关装置包括切换端子及至少两个固定连接端子，所述切换端子一端连接于所述正极端子，所述固定连接端子分别电连接于所述第一电池单元或第二电池单元，通过拨动所述切换端子的另一端以与任一固定连接端子闭合，输出至少两个不同的电压，该开关装置结构简单，且切换方便。
本发明不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本发明原理和范畴的前提下，本发明的电池包及电动工具还有其他很多的替代方案。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (8)

1.一种电池包，包括：壳体、正极端子、负极端子、安装于所述壳体内的电路板及数个电芯，一电芯的正极与另一电芯的负极相连形成电池组，所述负极端子电连接于所述电池组的最后一节电芯的负极；其特征在于：所述电池包具有开关装置，所述电池组包括具有不同数量电芯构成的第一电池单元、第二电池单元，且所述第二电池单元的电芯数量小于所述第一电池单元的电芯数量，所述开关装置包括切换端子及至少两个固定连接端子，所述切换端子一端连接于所述正极端子，所述固定连接端子分别电连接于所述第一电池单元或所述第二电池单元，通过拨动所述切换端子的另一端以与任一所述固定连接端子闭合，输出至少两个不同的电压。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述电池包具有电压检测端子，所述电压检测端子分别连接于每个电芯的正极。
3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述切换端子在所述壳体上对应有拨扭，所述拨扭突出于所述壳体。
4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于：所述每个电芯为由多个单节电池串联的单排电池组成或由多个单节电池串联的多排电池并联组成。
5.一种电动工具，可拆卸地与电池包连接，包括：主壳体、安装于所述主壳体内的电机及控制器，所述电池包包括：正极端子、负极端子、电路板及数个电芯，一电芯的正极与另一电芯的负极相连形成电池组，所述负极端子电连接于电池组的最后一节电芯的负极，所述电池包具有开关装置，所述电池组包括具有不同数量电芯构成的第一电池单元、第二电池单元，且所述第二电池单元的电芯数量小于所述第一电池单元的电芯数量，所述开关装置包括切换端子及至少两个固定连接端子，所述切换端子一端连接于所述正极端子，所述固定连接端子分别电连接于所述第一电池单元或所述第二电池单元，通过拨动所述切换端子的另一端以与任一所述固定连接端子闭合，输出至少两个不同的电压；其特征在于：所述电动工具具有允许工作电压，通过拨动所述切换端子选择与所述允许工作电压相对应的输出电压，所述控制器控制将所述电池包与所述电动工具匹配连接。
6.根据权利要求5所述的电动工具，其特征在于：所述控制器检测所述每个电芯的电压值，且当任意两个电芯的电压差超过预定电压值时，所述控制器控制所述电动工具与所述电池包断开。
7.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于：所述预定电压值为0.5V。
8.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于：所述电池包的切换端子在所述壳体上对应有拨扭，所述拨扭突出于所述壳体，所述电动工具的壳体具有与所述拨扭匹配的凹槽。
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