CN117525735A - 可变电压电池包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变电压电池包，包括壳体及位于壳体内的电池组件、电路板与调节机构，电池组件包括第一电池组及第二电池组。调节机构包括固定于电路板上的固定件、位于固定件上方的活动件及连接于电路板的两个连接片，固定件设有绝缘支架、露出于绝缘支架的铜片及两个定位柱。活动件设有套设于定位柱的支撑板及两个金属嵌件，金属嵌件设有露出于支撑板的上、下表面的上接触部与下接触部，两个下接触部电性连接于第一、二电池组的一极。两个连接片电性连接于第一、二电池组的另一极，活动件通过支撑板沿定位柱运动，以使金属嵌件接触连接片或铜片，使得第一、二电池组在串联与并联之间切换，从而使可变电压电池包提供两种不同的输出电压。

Description

可变电压电池包

技术领域

本发明涉及电池包技术领域，特别涉及一种能够输出两种电压的可变电压电池包。

背景技术

电动工具等电动机器越来越多地使用锂离子电池等可充电的电池组驱动，电动机器的无线化成为一个重要的发展趋势。在由马达驱动的电动工具中，通常使用由多个电池单元组成的电池组，并通过电池组中储存的电能来驱动马达。使用后电压降低，可将电池组自电动工具拆下，使用外部充电装置对电池组进行充电。

在无线型的电动工具或电动机器中，需要可充电电池能够确保规定的工作时间或规定的输出，因此电池的性能也要满足高输出化或高电压化。另外，随着对将无线型电动机器的开发，具有各种输出电压的电池组也已逐渐商品化。通常，电池组的输出电压是固定的，但目前已出现通过设置多个电池组件，并通过连接部件来选择将电池组件串联来输出、或者将电池组件并联来输出，以此来应对需要不同电压的电动工具或电动机器。然而，对使用者而言，当使用多个电动工具或电动机器时，要准备多种电池组以因应不同的电压需求，如此会比较繁琐。

鉴于此，确有必要提供一种改进的可变电压电池包，以克服现有技术存在的缺陷。

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可变电压电池包，能够实现两个电池组在串联或并联中自由切换，以调节相应的电压。

本发明解决现有技术问题可采用如下技术方案：一种可变电压电池包，包括壳体及位于所述壳体内的电池组件、电路板与调节机构，所述壳体设有位于顶部的插接部，所述插接部用于插接至一电动工具的接线座上，所述电池组件包括第一电池组及第二电池组，所述电路板设置于所述电池组件的上方，所述调节机构位于所述插接部内且电性连接于所述第一电池组与所述第二电池组之间，所述调节机构被调节以使所述第一电池组与所述第二电池组在串联与并联之间切换。所述调节机构包括固定于所述电路板上的固定件、位于所述固定件的上方的活动件及连接于所述电路板的两个连接片，所述固定件设有绝缘支架、露出于所述绝缘支架的上表面的铜片及位于所述铜片的横向两侧的两个定位柱，所述活动件设有套设于所述定位柱上的支撑板及固定于所述支撑板内的两个金属嵌件，所述支撑板沿所述定位柱相对所述固定件运动，所述金属嵌件设有露出于所述支撑板的上表面的上接触部及露出于所述支撑板的下表面的下接触部，所述下接触部在竖直方向上至少部分与所述铜片重叠，且两个所述下接触部分别电性连接于所述第一电池组与所述第二电池组的一极，两个所述连接片分别电性连接于所述第一电池组与所述第二电池组的另一极且设有向上延伸至所述上接触部的上方的连接部，所述活动件通过所述支撑板沿定位柱运动，以使所述金属嵌件接触所述连接片的所述连接部或所述铜片，进而使得所述第一电池组与所述第二电池组在串联与并联之间切换。

进一步改进方案为：两个所述连接片分别位于所述绝缘支架的横向两侧，且所述连接片的所述连接部延伸固定至所述定位柱的顶部，所述活动件的所述支撑板位于所述绝缘支架与所述连接部之间。

进一步改进方案为：所述支撑板沿所述定位柱运动至上方时，所述金属嵌件的所述上接触部抵接于所述连接片的所述连接部，此时所述第一电池组与所述第二电池组并联；所述支撑板沿所述定位柱运动至下方时，所述金属嵌件的所述下接触部抵接于所述铜片，此时所述第一电池组与所述第二电池组串联。

进一步改进方案为：所述连接片包括连接于所述第一电池组的正极的第一接触片及连接于所述第二电池组的负极的第一接触片，所述金属嵌件包括连接于所述第一电池组的负极的第一金属嵌件及连接于所述第二电池组的正极的第二金属嵌件；所述第一电池组与所述第二电池组并联时，所述第一金属嵌件的所述上接触部抵接于所述第一连接片的所述连接部，所述第二金属嵌件的所述上接触部抵接于所述第二连接片的所述连接部；所述第一电池组与所述第二电池组串联时，所述第一金属嵌件与所述第二金属嵌件的所述下接触部抵接于所述铜片，而所述第一连接片与所述第二连接片断开连接。

进一步改进方案为：所述定位柱自所述绝缘支架的上表面向上延伸形成，所述调节机构包括套设于所述定位柱上的弹簧，所述弹簧的一端抵接于所述绝缘支架的上表面且另一端抵接于所述支撑板的下表面，是以所述弹簧向上抵推所述支撑板。

进一步改进方案为：所述插接部设有位于纵向前端的插接口，所述支撑板设有朝向所述插接口的倾斜面以引导所述接线座的插接；所述接线座分为第一接线座与第二接线座，所述可变电压电池包插接至所述第一接线座时，所述第一接线座的对接端子不与所述倾斜面接触，此时所述支撑板位于上方，所述第一电池组与所述第二电池组并联；所述可变电压电池包插接至所述第二接线座时，所述第二接线座的对接端子抵推所述倾斜面，此时所述支撑板沿所述定位柱运动至下方，所述第一电池组与所述第二电池组串联。

进一步改进方案为：所述第二接线座具有基座及位于所述基座上的对接端子，至少部分所述对接端子在纵向上延伸超出所述基座，所述可变电压电池包插接至所述第二接线座时，所述第二接线座的所述对接端子抵推所述倾斜面，以使所述支撑板沿所述定位柱运动至下方。

进一步改进方案为：所述可变电压电池包包括固定于所述电路板上的数个导电端子，所述导电端子收容于所述插接部内且在纵向上位于所述固定板的前方，所述可变电压电池包插接至所述接线座时，所述导电端子与所述对接端子对接。

进一步改进方案为：所述导电端子包括分别位于横向两侧的正极端子与负极端子及位于所述正极端子与所述负极端子之间的其他端子，所述第一连接片电性连接于所述正极端子，所述第二连接片电性连接于所述负极端子。

进一步改进方案为：所述电池组件包括位于壳体内的电芯支架、由所述电芯支架支撑的数个电芯及位于所述电芯支架的外侧的数个接触片，所述接触片连接于数个所述电芯之间，以使数个所述电芯形成所述第一电池组与所述第二电池组。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：所述调节机构包括固定于电路板上的固定件、位于固定件的上方的活动件及连接于电路板的两个连接片，所述固定件设有绝缘支架、露出于绝缘支架的上表面的铜片及位于铜片的横向两侧的两个定位柱。所述活动件设有套设于定位柱上的支撑板及固定于支撑板内的两个金属嵌件，所述支撑板沿定位柱相对固定件运动，所述金属嵌件设有露出于支撑板的上表面的上接触部及露出于支撑板的下表面的下接触部，所述下接触部在竖直方向上至少部分与铜片重叠，且两个所述下接触部分别电性连接于第一电池组与第二电池组的一极。两个所述连接片分别电性连接于第一电池组与第二电池组的另一极且设有向上延伸至上接触部的上方的连接部，所述活动件通过支撑板沿定位柱运动，以使所述金属嵌件接触连接片的连接部或铜片，进而使得所述第一电池组与第二电池组在串联与并联之间切换。通过所述活动件沿竖向的运动，从而使得所述可变电压电池包可以提供两种不同的输出电压；如此设置，拓展了可变电压电池包的使用范围，提高了产品的兼容性，降低了使用成本。

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是本发明较佳实施例的可变电压电池包的立体示意图；

图2是图1所示的可变电压电池包插接至20V接线座时内部的立体示意图；

图3是图2所示的内部的剖面图；

图4是图1所示的可变电压电池包插接至40V接线座时内部的立体示意图；

图5是图4所示的内部的剖面图；

图6是图2所示的内部的调节机构的固定件的立体示意图；

图7是图2所示的内部的调节机构的活动件的立体示意图；

图8是图7所示的活动件另一角度的立体示意图；

图9是图2所示的20V接线座的立体示意图；

图10是图4所示的40V接线座的立体示意图；

图11是图2所示的可变电压电池包的内部的主视图。

图中附图标记的含义：

可变电压电池包 100 壳体 10

插接部 11 插接口 110

电路板 20 导电端子 30

正极端子 31 负极端子 32

其他端子 33 调节机构 40

固定件 41 绝缘支架 411

铜片 412 定位柱 413

弹簧 42 连接片 43

第一连接片 431 第二连接片 432

活动件 50 支撑板 51

通孔 511 倾斜面 512

金属嵌件 52 第一金属嵌件 521

第二金属嵌件 522 导线 53

第一接线座 200 基座 210

对接端子 220 电源端子 221

中间端子 222 第二接线座 300

基座 310 对接端子 320

电源端子 321 中间端子 322

具体实施方式

在本发明中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图11所示为本发明较佳实施例涉及的一种可变电压电池包100，所述可变电压电池包100通常用于连接至电动工具，尤其是手持式电动工具(未图示)。所述可变电压电池包100能够输出两种电压且包括壳体10及位于壳体10内的电池组件(未图示)、电路板20、数个导电端子30与调节机构40，所述电池组件包括第一电池组及第二电池组，所述调节机构40连接于第一电池组与第二电池组之间，且所述调节机构40被调节以使得所述第一电池组与第二电池组在串联与并联之间切换。

所述壳体10设有位于顶部的插接部11，所述插接部11用于插接至电动工具的接线座上，所述插接部11设有位于纵向前端且朝向接线座开口的插接口110，使得所述可变电压电池包100插接至电动工具的接线座时，所述插接座的对接端子可通过插接口110延伸至插接部11内且与导电端子30相接触，进而所述可变电压电池包100可为电动工具供电。

所述电池组件包括位于壳体内的电芯支架、由电芯支架支撑的数个电芯及位于电芯支架的外侧的数个接触片，所述接触片连接于数个电芯之间，以使数个电芯形成上述第一电池组与第二电池组；本实施方式中，各个电池组的电压均为20V。结合图11所示，所述电路板20设置于电池组件的上方，且数个所述导电端子30固定于电路板20上，所述导电端子30包括分别位于横向两侧的正极端子31与负极端子32及位于正极端子31与负极端子32之间的其他端子33。

结合图9及图10所示，所述接线座分为第一接线座200与第二接线座300，本实施方式中，所述第一接线座200为20V电动工具的接线座，所述第二接线座300为40V电动工具的接线座。所述第一接线座200包括基座210及位于基座210上的对接端子220，所述对接端子220包括对接正极端子31与负极端子32的电源端子221及对接其他端子33的中间端子222，所述中间端子222的结构与电源端子221的结构相同。所述第二接线座300包括基座310及位于基座310上的对接端子320，所述对接端子320包括对接正极端子31与负极端子32的电源端子321及对接其他端子33的中间端子322，所述中间端子322在纵向上的长度大于电源端子321的长度，即至少部分所述对接端子320在纵向上延伸超出基座310。

结合图6至图8所示，所述调节机构40位于插接部11内且包括固定于电路板20上的固定件41、位于固定件41的上方的活动件50及连接于电路板20的两个连接片43，所述活动件50可相对固定件41在竖向上运动。所述固定件41设有固定于电路板20上的绝缘支架411、露出于绝缘支架411的上表面的铜片412及位于铜片412的横向两侧的两个定位柱413。

所述定位柱413自绝缘支架411的上表面向上延伸形成，所述调节机构40包括套设于定位柱413上的弹簧42，所述弹簧42的一端抵接于绝缘支架411的上表面且另一端抵接于活动板50的支撑板51的下表面，是以所述弹簧42向上抵推活动板50的支撑板51。

所述活动件50设有套设于定位柱413上的支撑板51及固定于支撑板51内的两个金属嵌件52，所述支撑板51沿定位柱413相对固定件41运动。所述支撑板51设有供定位柱413穿过的两个通孔511及位于两个通孔511之间的倾斜面512，所述倾斜面512朝向插接口110设置以引导接线座的插接。所述金属嵌件52设有露出于支撑板51的上表面的上接触部及露出于支撑板51的下表面的下接触部，所述上接触部设置于通孔511的外周。

所述下接触部在竖直方向上至少部分与铜片412重叠，且两个所述下接触部分别电性连接于第一电池组与第二电池组的一极。具体地，所述金属嵌件52包括连接于第一电池组的负极的第一金属嵌件521及连接于第二电池组的正极的第二金属嵌件522；进一步地，所述第一金属嵌件521的下接触部通过导线53连接至第一电池组的负极，所述第二金属嵌件522的下接触部通过导线53连接至第二电池组的正极。

两个所述连接片43分别位于绝缘支架411的横向两侧且分别电性连接于第一电池组与第二电池组的另一极。所述连接片43包括连接于第一电池组的正极的第一接触片及431连接于第二电池组的负极的第一接触片432；进一步地，所述连接片43设有向上延伸至金属嵌件52的上接触部的上方的连接部，且所述连接部延伸固定至定位柱413的顶部，使得所述活动件50的支撑板51位于绝缘支架411与连接部之间。

本实施方式中，所述导电端子30收容于插接部11内且在纵向上位于固定板41的前方，所述可变电压电池包100插接至接线座时，所述导电端子30与对接端子对接，进而使得所述可变电压电池包100为上述电动工具供电。同时，所述第一连接片431电性连接于正极端子31，所述第二连接片432电性连接于负极端子32。所述活动件50通过支撑板51沿定位柱413运动，以使所述金属嵌件52接触连接片43的连接部或铜片412，进而使得所述第一电池组与第二电池组在串联与并联之间切换，从而使得所述可变电压电池包100可以提供两种不同的输出电压。

请参阅图2至图3所示，揭示了本发明的可变电压电池包100插接至第一接线座200。所述可变电压电池包100插接至第一接线座200时，由于中间端子222不会延伸至支撑板51处，是以所述第一接线座200的对接端子220不与倾斜面512接触，此时所述支撑板51沿定位柱413运动至上方，所述金属嵌件52上接触部抵接于连接片43的连接部，以形成所述第一电池组与第二电池组的并联，即所述可变电压电池包100的电压为20V。具体地，所述第一电池组与第二电池组并联时，所述第一金属嵌件521的上接触部抵接于第一连接片431的连接部，所述第二金属嵌件522的上接触部抵接于第二连接片432的所述连接部。

请参阅图4至图5所示，揭示了本发明的可变电压电池包100插接至第二接线座300。所述可变电压电池包100插接至第二接线座300时，由于中间端子322延伸至支撑板51处，是以所述第二接线座300的对接端子320的中间端子322抵推倾斜面512，此时所述支撑板51沿定位柱413运动至下方，所述金属嵌件52的下接触部抵接于铜片412，以形成所述第一电池组与第二电池组的串联，即所述可变电压电池包100的电压为40V。具体地，所述第一电池组与第二电池组串联时，所述第一金属嵌件521与第二金属嵌件522的下接触部抵接于铜片412，而所述第一连接片431与第二连接片432断开连接。

本发明中，所述活动件50设有套设于定位柱413上的支撑板51及固定于支撑板51内的两个金属嵌件52，所述支撑板51沿定位柱413相对固定件运动，所述金属嵌件52设有露出于支撑板51的上表面的上接触部及露出于支撑板51的下表面的下接触部，所述下接触部在竖直方向上至少部分与铜片412重叠，且两个所述下接触部分别电性连接于第一电池组与第二电池组的一极。两个所述连接片43分别电性连接于第一电池组与第二电池组的另一极且设有向上延伸至上接触部的上方的连接部，所述活动件50通过支撑板51沿定位柱413运动，以使所述金属嵌件52接触连接片43的连接部或铜片412，进而使得所述第一电池组与第二电池组在串联与并联之间切换。通过所述活动件50沿竖向的运动，从而使得所述可变电压电池包100可以提供两种不同的输出电压；如此设置，拓展了可变电压电池包100的使用范围，提高了产品的兼容性，降低了使用成本。

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，在不脱离本发明的原理和范畴的前提下，本发明的可变电压电池包还有很多的替代方案。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (10)

1.一种可变电压电池包，包括壳体及位于所述壳体内的电池组件、电路板与调节机构，所述壳体设有位于顶部的插接部，所述插接部用于插接至一电动工具的接线座上，所述电池组件包括第一电池组及第二电池组，所述电路板设置于所述电池组件的上方，所述调节机构位于所述插接部内且电性连接于所述第一电池组与所述第二电池组之间，所述调节机构被调节以使所述第一电池组与所述第二电池组在串联与并联之间切换；其特征在于：所述调节机构包括固定于所述电路板上的固定件、位于所述固定件的上方的活动件及连接于所述电路板的两个连接片，所述固定件设有绝缘支架、露出于所述绝缘支架的上表面的铜片及位于所述铜片的横向两侧的两个定位柱，所述活动件设有套设于所述定位柱上的支撑板及固定于所述支撑板内的两个金属嵌件，所述支撑板沿所述定位柱相对所述固定件运动，所述金属嵌件设有露出于所述支撑板的上表面的上接触部及露出于所述支撑板的下表面的下接触部，所述下接触部在竖直方向上至少部分与所述铜片重叠，且两个所述下接触部分别电性连接于所述第一电池组与所述第二电池组的一极，两个所述连接片分别电性连接于所述第一电池组与所述第二电池组的另一极且设有向上延伸至所述上接触部的上方的连接部，所述活动件通过所述支撑板沿定位柱运动，以使所述金属嵌件接触所述连接片的所述连接部或所述铜片，进而使得所述第一电池组与所述第二电池组在串联与并联之间切换。

2.根据权利要求1所述的可变电压电池包，其特征在于：两个所述连接片分别位于所述绝缘支架的横向两侧，且所述连接片的所述连接部延伸固定至所述定位柱的顶部，所述活动件的所述支撑板位于所述绝缘支架与所述连接部之间。

3.根据权利要求2所述的可变电压电池包，其特征在于：所述支撑板沿所述定位柱运动至上方时，所述金属嵌件的所述上接触部抵接于所述连接片的所述连接部，此时所述第一电池组与所述第二电池组并联；所述支撑板沿所述定位柱运动至下方时，所述金属嵌件的所述下接触部抵接于所述铜片，此时所述第一电池组与所述第二电池组串联。

4.根据权利要求3所述的可变电压电池包，其特征在于：所述连接片包括连接于所述第一电池组的正极的第一接触片及连接于所述第二电池组的负极的第一接触片，所述金属嵌件包括连接于所述第一电池组的负极的第一金属嵌件及连接于所述第二电池组的正极的第二金属嵌件；所述第一电池组与所述第二电池组并联时，所述第一金属嵌件的所述上接触部抵接于所述第一连接片的所述连接部，所述第二金属嵌件的所述上接触部抵接于所述第二连接片的所述连接部；所述第一电池组与所述第二电池组串联时，所述第一金属嵌件与所述第二金属嵌件的所述下接触部抵接于所述铜片，而所述第一连接片与所述第二连接片断开连接。

5.根据权利要求3所述的可变电压电池包，其特征在于：所述定位柱自所述绝缘支架的上表面向上延伸形成，所述调节机构包括套设于所述定位柱上的弹簧，所述弹簧的一端抵接于所述绝缘支架的上表面且另一端抵接于所述支撑板的下表面，是以所述弹簧向上抵推所述支撑板。

6.根据权利要求5所述的可变电压电池包，其特征在于：所述插接部设有位于纵向前端的插接口，所述支撑板设有朝向所述插接口的倾斜面以引导所述接线座的插接；所述接线座分为第一接线座与第二接线座，所述可变电压电池包插接至所述第一接线座时，所述第一接线座的对接端子不与所述倾斜面接触，此时所述支撑板位于上方，所述第一电池组与所述第二电池组并联；所述可变电压电池包插接至所述第二接线座时，所述第二接线座的对接端子抵推所述倾斜面，此时所述支撑板沿所述定位柱运动至下方，所述第一电池组与所述第二电池组串联。

7.根据权利要求6所述的可变电压电池包，其特征在于：所述第二接线座具有基座及位于所述基座上的对接端子，至少部分所述对接端子在纵向上延伸超出所述基座，所述可变电压电池包插接至所述第二接线座时，所述第二接线座的所述对接端子抵推所述倾斜面，以使所述支撑板沿所述定位柱运动至下方。

8.根据权利要求6所述的可变电压电池包，其特征在于：所述可变电压电池包包括固定于所述电路板上的数个导电端子，所述导电端子收容于所述插接部内且在纵向上位于所述固定板的前方，所述可变电压电池包插接至所述接线座时，所述导电端子与所述对接端子对接。

9.根据权利要求8所述的可变电压电池包，其特征在于：所述导电端子包括分别位于横向两侧的正极端子与负极端子及位于所述正极端子与所述负极端子之间的其他端子，所述第一连接片电性连接于所述正极端子，所述第二连接片电性连接于所述负极端子。

10.根据权利要求1所述的可变电压电池包，其特征在于：所述电池组件包括位于壳体内的电芯支架、由所述电芯支架支撑的数个电芯及位于所述电芯支架的外侧的数个接触片，所述接触片连接于数个所述电芯之间，以使数个所述电芯形成所述第一电池组与所述第二电池组。