CN219086045U - 电池包及电动工具 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种电池包和电动工具,电池包包括电池组、第二电路板组件和第一电路板组件。第二电路板组件包括电连接的第二电路板和第二器件,第二电路板至少部分覆盖于电池组;第一电路板组件用于实现交流电和直流电之间的转换,第一电路板组件包括电连接的第一电路板和第一器件,第一电路板与第二电路板电连接,第一器件的工作电压比第二器件的大,第一电路板与第二电路板厚度方向间隔设置以形成容纳空间。其中,至少一个第二器件和/或至少一个第一器件位于容纳空间。本公开的电池包的结构更加紧凑,空间利用率高;同时将第二器件和第一器件间隔设置以增大两者之间的爬电距离,从而降低高电压的第一器件对低电压的第二器件的电磁干扰。
Description
技术领域
本公开涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池包及电动工具。
背景技术
由于使用充电器进行充电的电池包,其便利性比较差,在没有充电器的情况下无法进行充电。因此,自身配备有可以插入市电插座的充电插头、无需采用充电器进行充电的电池包重新进入大众的视野。该电池包主要由壳体、电池组和电路板组件组成,壳体用于包裹电池组和电路板组件,因此电池组和电路板组件的布局设计对电池包的整体体积和电容量有着较大影响。由于电池包的体积不能做得太大,否则不利于携带。因此如何提高电池包的结构紧凑性和空间利用率,以提高电池包的体积能量密度是电池包设计的重点。
同时,直接采用市电进行充电意味着电路板组件需要配备有对电芯进行充放电管理的第二器件(例如芯片等)以及将高压交流电转换为低压直流电的第一器件(例如变压器、整流器等)。但是在充放电的过程中第一器件会对第二器件产生较大的电磁干扰,不利于提高电池包的使用寿命。因此在该类电池包的设计工作中,如何在提高空间利用率的同时减少电磁干扰成为了研发重点。
实用新型内容
本公开提供一种电池包及电动工具,能够在提高有效空间利用率的同时降低电磁干扰。
其技术方案如下:
根据本公开实施例的第一方面,提供一种电池包,
电池组;
第二电路板组件,包括第二电路板和电连接于所述第二电路板的第二器件,所述第二电路板至少部分覆盖于所述电池组;以及
第一电路板组件,用于实现交流电和直流电之间的转换,所述第一电路板组件包括第一电路板和电连接于第一电路板的第一器件,所述第一电路板与所述第二电路板电连接,所述第一器件的工作电压大于所述第二器件的工作电压,所述第一电路板与所述第二电路板沿所述第二电路板的厚度方向间隔设置。
可选的,所述第二电路板的面积大于所述第一电路板的面积,所述第二电路板包括相连的第一区域和第二区域,所述第一区域与所述第一电路板相对设置形成所述容纳空间,至少有一个所述第一器件和/或至少有一个所述第二器件位于所述容纳空间,所述第二区域覆盖所述电池组,所述第一电路板与所述第一区域电连接,所述第一电路板与所述电池组沿自所述第一区域指向所述第二区域的方向布置。
可选的,至少部分所述第二器件安装于所述第二区域。
可选的,所述电池组与所述第二器件和/或所述第一器件中的至少部分间隔设置。
可选的,所述电池包还包括壳体、第一充电部和第一放电部,所述电池组、所述第二电路板组件以及所述第一电路板组件安装于所述壳体的内部,所述第一充电部电连接于所述第一电路板并至少部分外露设置,所述第一放电部电连接于所述第二电路板并至少部分外露设置。
可选的,所述壳体包括第一壳体、第二壳体和具有容纳部的中框;所述第一壳体和所述第二壳体可拆卸连接于所述中框;所述第一充电部和所述第一放电部设置于所述中框,且所述电池组、第二电路板组件以及所述第一电路板组件安装于所述中框的容纳部内。
可选的,所述电池包还包括第一卡接结构,所述第一卡接结构包括第一卡凸和第一卡槽,所述第一卡凸和第一卡槽中的一者设于所述第一壳体的侧壁,另一者设于所述第二壳体的侧壁,所述第一卡凸和所述第一卡槽卡接配合。
可选的,所述第一卡凸和第一卡槽均位于所述中框的容纳部;在所述第一卡凸和所述第一卡槽卡接配合后,所述中框夹持设置于所述第一壳体和第二壳体之间。
可选的,所述中框的内侧壁设有与所述第一卡凸相适配的限位槽。
可选的,所述中框设有第一开口,所述第一充电部活动连接于所述中框,且具有第一状态和第二状态,所述第一充电部处于所述第一状态时被收容于所述第一开口内,所述第一充电部处于所述第二状态时至少有部分突出于所述第一开口。
可选的,所述电池包还包括第二卡接结构,所述第二卡接结构包括第二卡凸和第二卡槽,所述第二卡凸和第二卡槽中的一者设于所述第一壳体,另一者设于所述第二壳体,所述第二壳体和所述第二壳体通过所述第二卡凸和所述第二卡槽卡接配合;
其中,所述第二卡接结构设置于所述第一开口和所述容纳空间之间。
可选的,所述第一壳体上设有第一限位部,所述中框上设有第二限位部,所述第一限位部与所述第二限位部相配合以使所述第一壳体限位配合于所述中框。
可选的,所述中框上设有第三定位部,所述第二壳体上设有第四定位部,所述第三定位部与所述第四定位部相互配合以使所述中框定位安装于所述第二壳体。
可选的,所述电池组包括安装支架和电芯,所述电芯安装于所述安装支架,所述第二电路板和/或所述第一电路板安装于所述安装支架上;所述安装支架装配于所述中框。
可选的,所述安装支架包括相对设置的第一安装架和第二安装架,所述第二电路板安装于所述第一安装架和所述第二安装架,所述电芯包括正极端和负极端,所述正极端和所述负极端的一者安装于所述第一安装架,另一者安装于所述第二安装架。
可选的,所述电池包还包括显示装置,所述显示装置连接于所述壳体并外露设置,所述显示装置与所述第二电路板和/或所述第一电路板电连接,所述显示装置用于显示所述电池包的工作参数;和/或,所述电池包还包括开关,所述开关电连接于所述第二电路板和/或所述第一电路板,所述开关用于触发所述电池包在开启状态和关闭状态之间的切换。
可选的,所述开关安装于所述壳体上并外露设置,所述显示装置安装于所述开关上,所述显示装置与所述容纳空间间隔设置。
可选的,所述电池包还包括防护件,所述防护件安装于所述壳体或所述第一放电部,所述防护件用于遮挡所述第一放电部。
可选的,所述第一放电部包括放电通道,所述防护件固定设置于所述放电通道内,所述防护件上设有变形部,所述变形部用于自动开启和关闭所述放电通道。
可选的,所述电池包还包括第二充电部,所述第二充电部电连接于所述第二电路板并至少部分外露设置于壳体。
可选的,所述电池包还包括第二放电部和/或第三放电部,所述第二放电部和/或第三放电部电连接于所述第二电路板并至少部分外露设置于所述壳体。
可选的,所述第二器件还包括电芯管理器,所述电芯管理器用于将所述电池组的输入电压转化为第一目标电流和第二目标电流,所述第一目标电流和所述第二目标电流的电流值不同,所述第一目标电流从所述第一放电部输出,所述第二目标电流从所述第二放电部和/或所述第三放电部输出。
可选的,所述中框的外侧面包括第一侧面、第二侧面和第三侧面,所述第一侧面和所述第三侧面相对设置,所述第二侧面连接所述第一侧面和所述第三侧面,所述第一充电部位于所述第一侧面,所述第一放电部位于所述第二侧面,所述第二放电部至少有部分位于所述第二侧面,所述第二充电部和所述第三放电部位于所述第二侧面或所述第三侧面。
可选的,所述第二器件包括温度监测器,所述温度监测器电连接于所述第二电路板并面向所述电池组,所述温度监测器用于监测所述电池组的温度。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
第二电路板至少部分覆盖于电池组以及将至少有一个第二器件和/或有一个第一器件放置于第二电路板和第一电路板间隔设置所形成的容纳空间,第二电路板和第一电路板之间的间隙,可以使得电池包结构更加紧凑,避免了空间的浪费,能够提高空间利用率;同时将第二器件和第一器件分别安装在了间隔设置且电连接的第二电路板和第一电路板上,工作电压不同的第二器件和第一器件不再是被集成在一块电路板上,相当于增大了第二器件和第一器件之间的爬电距离,有利于降低高电压的第一器件对低电压的第二器件的电磁干扰。因此,本公开技术方案能够在提高有效空间利用率的同时降低电磁干扰。
根据本公开实施例的第二方面,还提供了一种电动工具,包括上述任一实施例中的电池包。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
由于应用于电动工具的电池包的空间利用率得到了提升并其内部的电磁干扰得到了减弱,电池包的能量密度和使用寿命都得到了提升,因此使用了该电池包的电动工具可以有更长的工作时间和使用寿命。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
附图说明构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例所示的电池包。
图2为本公开一些实施例的电池包的电路原理图。
图3为图1中的A向视图。
图4为图1的局部爆炸图。
图5为本公开另一实施例所示的电池包的结构示意图。
图6为图5所示的电池包的局部爆炸图。
图7为本公开一实施例所示的中框的结构示意图。
图8为本公开一实施例所示的第二壳体的结构示意图。
图9为本公开一实施例所示的第一壳体的结构示意图。
图10为第一壳体和第二壳体的连接示意图。
图11为图5所示的壳体的B-B剖视图。
图12为图5中C区域的放大图。
图13为本公开一实施例所示的电动工具的剖视示意图。
图14为一实施例所示的电池包的充电示意图。
图15为另一实施例所示的电池包的充电示意图。
图16为其他一实施例所示的电池包的充电示意图。
图17为又一实施例所示的电池包的充电示意图。
附图标记说明:
1电池包,1a容纳空间,10电池组,10a安装支架,11第一安装架,111第一安装槽,12第二安装架,121第二安装槽,10b电芯,101第一安装孔,102第二安装孔,103第一定位部,13第一导电件,14第二导电件,20第二电路板组件,21第二电路板,21a第一区域,21b第二区域,22第二器件,221温度监测器,222电芯管理器,20a电芯管理模块,200a管理芯片,200bMCU主控,23PD模板,23a升降压集成芯片,30第一电路板组件,31第一电路板,32第一器件,31a整流降压模块,40壳体,41第一壳体,411第一限位部,42第二壳体,421第四定位部,43中框,431容纳部,432第二定位部,433第三定位部,434第二限位部,435第一侧面,436第二侧面,437第三侧面,438第三安装孔,439限位槽,401第一开口,402第二收容槽,51第一充电部,52第一放电部,521放电通道,53第二充电部,54第二放电部,541导线,542接头,55第三放电部,60卡接结构,61第一卡凸,62第一卡槽,60a第一卡接结构,60b第二卡接结构,63第二卡凸,64第二卡槽,71显示装置,72开关,73防护件,731变形部,2电动工具,200插槽,3数据线,4直流充电器,5直流电源。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方式,对本公开进行进一步的详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本公开,并不限定本公开的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本公开。
近年来,随着人们对电动工具和电子设备的依赖程度越来越高,能够使电动工具和电子设备的正常工作摆脱电源插头的位置限制的电池包逐渐得到普及。需要说明的是,上述电动工具包括但不局限于园林工具、吸尘器、手持电锯、手持电钻、直流空压机等采用二次电池作为动力源的动力设备。因此,其自身的内部设置有能够将交流电转换为直流电的电子器件、能够直接使用交流电源插座进行充电的电池包开始走进人们的视野。
但是,该类电池包的内部由于设置了能够将交流电转换为直流电的电子器件,这些电子器件既包括对电池包内部的电芯(一次电池或一次电池内部的集流体)进行充放电管理的、使用直流电进行工作的第二器件,例如电阻、MCU主控等;也包括将交流电转换为直流电的变压器、整流器和电容等第一器件。第一器件的体积和工作电压往往大于第二器件的体积和电压。在电池包充电的过程中,安装在电路板上的第一器件会对第二器件产生比较强的电磁干扰,从而影响第二器件对电芯的充放电管理功能,严重的情况下甚至会直接击穿第二器件,进而影响电池包的使用寿命。同时,由于电池包的体积有限,需要尽可能地提高电芯对电池包的空间利用率,以提高电池包的能量密度。相互矛盾的是,提高电芯对电池包的空间利用率,则意味着用于容纳第二器件和第一器件的空间将会变得更加狭窄、安装在电路板上的第二器件和第一器件之间的距离更小,进而使得第二器件和第一器件之间的爬电距离和电气间隙都变得更小,这将会导致得第一器件对第二器件的传导型电磁干扰和辐射型电磁干扰变得更加严重。因此,在该类电池包的设计工作中,如何在提高有效空间利用率的同时减少电磁干扰成为了研发重点。
基于此,本公开提供一种电池包,该电池包能够在提高有效空间利用率的同时降低电磁干扰,也即能够使电芯对电池包内部空间的利用率得到提高的同时降低电池包存在的电磁干扰。
需要说明的是,本公开一些实施例提供的电池包1可以是电池组10被包裹于壳体40的内部、便于携带或者插拔使用的的电池包1;也可以是不配备壳体40,而是可以被安装于用电设备的电池仓内进行使用的电池包1,例如图1所示的电池包1。
请参照图1至图2,本公开的一个实施例提供的电池包1包括电池组10、第二电路板组件20和第一电路板组件30;第二电路板组件20包括第二电路板21和电连接于第二电路板21的第二器件22,第二电路板21至少部分覆盖于电池组10;第一电路板组件30用于实现交流电和直流电之间的转换,第一电路板组件30包括第一电路板31和电连接于第一电路板31的第一器件32,第一电路板31与第二电路板21电连接,第一器件32的工作电压大于第二器件22的工作电压,第一电路板31与第二电路板21沿第二电路板21的厚度方向间隔设置以形成容纳空间1a;其中,至少有一个第二器件22和/或至少有一个第一器件32位于容纳空间1a。由于第二电路板21至少部分覆盖于电池组10以及将至少一个第二器件22和/或一个第一器件32放置于第二电路板21和第一电路板31间隔设置所形成的容纳空间1a,充分利用了第二电路板21和第一电路板31之间的间隙,可以使得电池包1的结构更加紧凑,避免了空间的浪费,能够提高电池组10的空间利用率;同时将第二器件22和第一器件32分别安装在了间隔设置且电连接的第二电路板21和第一电路板31上,工作电压不同的第二器件22和第一器件32不再是被安装在一块电路板上,增大了第二器件22和第一器件32之间的爬电距离,有利于降低高电压的第一器件32对低电压的第二器件22的电磁干扰。因此,本公开技术方案能够在提高有效空间利用率的同时降低电磁干扰,从而有利于提高电池包1的电容量和使用寿命。
具体地,请参照图1和图2,第一电路板组件30包括整流降压模块31a,其被配置为将外界交流电流(图2中的AC端口)转化为适配电池组10再充电的直流电流。
在一实施例中,整流降压模块31a包括电压检测电路,电压检测电路适于在电池包1利用交流电源充电期间检测是否存在交流电源接入,若存在则启动充电电路以供电池组10充电。
在另一实施例中,整流降压模块31a还可以包括另一电压检测电路,另一电压检测电路检测到经整流降压后的输入电压高于预设的阈值时,则关闭充电电路以停止充电,使得第一电路板组件30具有充电保护功能。
第二电路板组件20包括电芯管理模块20a,其至少被配置为监测电池组10的电压,具有过流、短路、过放、过充、输出过压、高低温充放电、信号干扰等保护功能。具体地,电芯管理模块20a包括电连接至电池组10的管理芯片200a,以及与管理芯片相连接的MCU主控200b,其中,MCU主控200b与整流降压模块31a相连接。
在一实施例中,为了降低功耗,MCU主控200b具有休眠功能,在电池包1接入交流电源时MCU主控被高电平信号唤醒并开始运行。
在另一实施例中,第二电路板组件还括括配置与第一放电部52共用第二电路板的PD模块23,PD模块23具有PD协议及升降压集成芯片23a,如图2所示。
可以理解的是,上述整流降压模块31a是某些第一器件32与第一电路板31中的导电线路所组成的功能模块;电芯管理模块20a则是第二器件22与第二电路板21中的导电线路所组成的功能模块,例如管理芯片200a和MCU主控200b均属于第二器件22。
进一步地,请继续参照图1,在另一实施例中,第二电路板21的面积大于第一电路板31的面积,第二电路板21包括相连的第一区域21a和第二区域21b,第一区域21a与第一电路板31相对设置形成容纳空间1a,第二区域21b覆盖电池组10,第一电路板31与第一区域21a电连接。也即第二电路板21沿其长度方向或者宽度方向被划分为第一区域21a和第二区域21b,第一电路板31的面积小于或等于第一区域21a的面积,至少有一个第二器件22和/或至少有一个第一器件32位于第一区域21a与第一电路板31相对设置形成容纳空间1a内。由于电路板具有一定的柔韧性,能够起到一定的缓冲作用,第二电路板21的第二区域21b覆盖电池组10,如此当电池包1摔落或受撞击时第二电路板21的第二区域21b能够避免电池组10直接受力。同时,由于第二电路板21和第一电路板31面积不同,第一电路板31既能够与第二电路板21的第一区域21a形成足够的容纳空间1a以用于安装第二器件22和/或第一器件32,满足了设计要求的同时减少了第一电路板31对空间的占用。
当然,为了更好地保护电池组10,防止电池组10在摔落或受外力撞击时受到损坏,第二电路板21的面积与第一电路板31的面积也可以相同,第二电路板21和第一电路板31的至少部分同时覆盖电池组10,电池组10位于第二电路板21和第一电路板31之间。如此,由于电池组10同时被第二电路板21和第一电路板31的至少部分所覆盖,能够降低电池包1跌落或受外力撞击时电池组10直接受力的的几率。
可以理解的是,第二电路板21和第一电路板31通常有两个较平坦的安装面,第二电路板21和/或第一电路板31的至少部分覆盖于电池组10时一者面向于电池组10、另一者则会背离电池组10。由于第二电路板21和第一电路板31能够起到一定的缓冲作用,因此在本公开一些实施例中,也可以将至少部分第二器件22安装在第二电路板21中面向电池组10的一面上,也即至少部分第二器件22位于第二电路板21和电池组10之间;和/或将至少部分第一器件32安装在第一电路板31中面向电池组10的一面上,也即至少部分第一器件32位于第一电路板31和电池组10之间。如此,第二电路板21和/或第一电路板31能够对第二器件22或第一器件32起到一定的保护作用,防止电池包1在摔落或者受外力撞击时第二器件22和/或第一器件32直接受到外力的直接撞击而被破坏。
为了进一步降低第一器件32对第二器件22的电磁干扰程度,在上述第一电路板31的面积小于或等于第二电路板21的面积的基础上,在另一个实施例中,至少部分第二器件22安装于第二区域21b,如图1所示。如此,第二器件22和第一器件32之间的距离将会变大,同时增大了第二器件22和第一器件32之间的爬电距离和电气间隙,意味着第一器件32对第二器件22的传导型电磁干扰和辐射型电磁干扰都会得到一定程度上的减弱,从而更进一步地降低了第一器件32对第二器件22的电磁干扰。
具体地,安装于第二区域21b的第二器件22可以面向电池组10,以利用第二电路板21的柔性性保护该第二器件22;或者是安装于第二区域21b的第二器件22背离电池组10,以避免第二器件22产生的热量对电池组10造成不良影响;又或者,可以是安装于第二区域21b的第二器件22有部分面向电池组10,部分则背离电池组10,例如可以将第二器件22中发热量小但不耐摔的面向电池组10,而将发热量相对较大但是比较耐摔的背离电池组10,以此提高电池包1的耐率性能。
请参照图3,由于第二电路板组件20、第一电路板组件30和电池组10长时间工作或以短时间内以大功率工作后,均会产生较大的热量。覆盖着电池组10的第二电路板组件20和/或第一电路板组件30如果紧贴着电池组10的表面,那么不仅会使得第二电路板组件20和第一电路板组件30所产生的热量直接传递至电池组10的表面,在温度较高的情况下不利于电池组10的正常工作。因此,为了便于电池包1的散热,在一实施例中,电池组10与第二器件22和/或第一器件32中的至少部分间隔设置。也即电池组10与第二器件22和/或第一器件32之间存在一定的间隙空间,该间隙空间不仅可以作为第二电路板组件20和/或第一电路板组件30受外力撞击时的缓冲空间,还可以作为电池组10、第二电路板组件20和/或第一电路板组件30的散热空间,防止热量在电池组10或第二电路板组件20或第一电路板组件30中聚集,有利于提高电池包1的使用寿命。
具体地,为了使得电池组10与第二器件22和/或第一器件32中的至少部分之间能够存在一定的间隙,以降低第二电路板组件20和/或第一电路板组件30产生的热量对电池组10的影响,请参照图3,在一个实施例中,电池组10包括安装支架10a和电芯10b,电芯10b安装于安装支架10a上,第二电路板21和/或第一电路板31安装于安装支架10a上。也即,电芯10b与第二器件22和/或第一器件32中的至少部分间隔设置,电芯10b与第二器件22和/或第一器件32中的至少部分之间存在间隙。一方面,安装支架10a不仅能够对电芯10b进行固定,提高电池组10的稳固性;另一方面,第二电路板21和/或第一电路板31安装于安装支架10a上后,除了电芯10b与第二器件22和/或第一器件32中的至少部分之间存在的间隙有利于散热外,安装支架10a也可以在一定程度上降低第二电路板21和/或第一电路板31产生的热量直接传递给电芯10b。
可以理解的是,“第二电路板21和/或第一电路板31安装于安装支架10a”可以包括三个具体的安装方案:第二电路板21安装于安装支架10a上,第一电路板31不安装于安装支架10a上;第一电路板31安装于安装支架10a上,第二电路板21不安装于安装支架10a上;第二电路板21和第一电路板31均安装于安装支架10a上。此处不做具体限定。
可选地,在上述第二电路板21和第一电路板31中只有一者安装于安装支架10a上,另一者不安装于安装支架10a上的技术方案的基础上,为了更好地简化电池包1的结构。在本公开一实施例中,第二电路板21和第一电路板31可以通过具有导电性能的金属支撑件进行连接固定。也即第二电路板21安装在安装支架10a上,第一电路板31悬挂固定于第二电路板21;或者第一电路板31安装在安装支架10a上,第二电路板21悬挂固定于第一电路板31,如图1所示。如此,既实现了第二电路板21和第一电路板31的安装,又同时实现了第二电路板21和第一电路板31之间的电连接,能够简化电池包1内各零部件之间的安装连接结构,从而提高电池包1的有效空间利用率。
由于有效空间利用率的高低对电池包1整体的体积能量密度有着重要的影响,因此在满足设计要求的前提下尽可能地减少其他零部件的体积以增大电芯10b的有效空间利用率,是提高电池包1体积能量密度的有效途径。为此,请参照图3至图4,在上述电池包1包括安装支架10a和电芯10b的实施例的基础上,本公开还提供了一种技术方案,在该技术方案中安装支架10a包括相对设置的第一安装架11和第二安装架12,第二电路板21安装于第一安装架11和第二安装架12,电芯10b包括正极端和负极端,正极端和负极端的一者安装于第一安装架11,另一者安装于第二安装架12。在本技术方案中,由于安装支架10a包括两个相对设置的第一安装架11和第二安装架12,电芯10b的正极端和负极端的一者安装于第一安装架11、另一者安装于第二安装架12,也即电芯10b的正极端和负极端之间的外表面至少会有部分区域没有被安装支架10a所直接支撑。因此在保证了电芯10b的安装稳定性的前提下减小了安装支架10a的体积,这部分减小的体积即可直接用作电芯10b的散热空间,从而无需再额外占用其他空间进行散热,进而能够提高电池包1的空间利用率。
进一步地,为了使得电芯10b与第一安装架11和第二安装架12之间的连接更加可靠,以提高电池组10的结构稳定性。请参照图4,在本公开一个实施例中,第一安装架11上设有第一安装槽111,第二安装架12上设有第二安装槽121,第一安装槽111和第二安装槽121的结构形状分别与电芯10b的正极端和负极端的形状相匹配。
例如,当电芯10b为圆柱型电池时,由于圆柱型电池的正极端和负极端均为圆柱状,因此为了使得电芯10b与第一安装架11和第二安装架12之间的连接更加紧密牢靠,第一安装槽111和第二安装槽121为圆孔,该圆孔的直径与圆柱型电池的直径相匹配。当将电芯10b安装到第一安装架11和第二安装架12上以后,由于第一安装槽111和第二安装槽121的形状分别与电芯10b的正极端和负极端的形状相匹配,电芯10b在第一安装架11和第二安装架12上不会产生松动,能够提高电池组10整体的结构稳定性。
同时,由于第二电路板21安装于第一安装架11和第二安装架12,可以使得电芯被限位在第一安装架11和第二安装架12之间,电芯无法沿其轴向方向进行移动,进一步提高了电池组10的结构稳定性。人们在使用电池包1时,无需担心电芯10b会发生掉落,也无需顾虑第一安装架11和第二安装架12与电芯10b之间发生脱落,进而使得电池包1的安装和使用更加方便快捷。
按照目前的科技水平,单体电芯10b的电压具有一定局限性,难以随意做大。例如,单体锂离子电池的电压一般在3.7V左右,即使该单体锂离子的体积被做得更大,其电压也基本维持在3.7V左右的范围内。也即,单体电池的电压并不会随其体积的增大而增大。但是多数日常生活中需要用到的电动工具2的额定电压通常都大于3.7V,因此为了使电池包1更好地适应各种各样的电动工具2,在本公开一些实施方式中,电芯10b的数量至少为两个或至少为三个,从而可以丰富电池包1的电压的输出参数以适配不同的电动工具2。
作为一个示例,电芯10b的数量至少为两个,至少两个电芯10b之间的电连接关系为并联或串联。如此,当至少两个电芯10b之间并联时,电池包1可以输出更大的电流;当至少两个电芯之间串联时,电池包1可以输出更大的电压。从而可以满足不同性能参数的电动工具2的使用要求。
作为另一个示例,电芯10b的数量至少为三个,至少三个电芯10b之间的电连接关系为并联和/或串联。也即,至少三个电芯10b之间的电连接关系可以为并联,从而输出更大的电流以满足电动工具2对电压参数需求;或者,至少三个电芯10b之间的电连接关系可以为串联,从而输出更大的电压以满足电动工具2对电流参数需求;又或者,至少三个电芯10b之间的电连接关系既有串联也有并联。由于所有电芯10b以串联的方式电连接时,一旦某个电芯10b无法正常工作,那么也就意味着整个电池包1都无法输出电流。虽然所有电芯10b并联使用可以避免这种因单个电芯10b损坏而导致整个电池包1无法正常工作的情况发生,但是所有电芯10b并联的方案又导致电池组10的输出电压与单体电芯10b的电压相当(不使用变压器的情况下),电池包1的输出电压难以满足电动工具2的需求。而至少三个电芯10b之间的电连接关系既有串联也有并联的技术方案,既有串联和并联的优势,又能够较好地规避掉了串联和并联的缺点,使得电池包1的输出稳定性更好。
请参照图4,必要时可参照图1。为了实现上述不同电芯10b之间的电连接关系,在本公开一个实施例中,电池组10还包括第一导电件13和第二导电件14,第一导电件13和第二导电件14分别安装于第一安装架11和第二安装架12上。第一导电件13将第二电路板21与电芯10b的正极端(或负极端)电连接,第二导电件14则将第二电路板21与电芯10b的负极端(或正极端)电连接。第二电路板21上设有相应的电路和开关72器件。至少两个电芯10b或至少三个电芯10b的正负极端连接到第二电路板21后便可以实现串联和/或并联。如此,第一导电件13和第二导电件14不仅实现了电芯10b与第二电路板21之间的电连接,而且由于第一导电件13安装在第一安装架11上、第二导电件14安装在第二安装架12上,第一导电件13和第二导电件14不会占用第一安装架11和第二安装架12之间的空间(也即电芯10b的安装空间),因此有利于提高电池包1的有效空间利用率。
具体地,第一导电件13和第二导电件14的材质可以为镍。由于镍具有良好的导电性、相对较小的密度以及良好的焊接性能。因此,不仅可以减轻电池组10的整体重量;而且由于镍具有良好的焊接性能,有利于第一导电件13和第二导电件14与电芯10b之间的焊接固定、以及第一导电件13和第二导电件14与第二电路板21之间的焊接固定,进而有利于提高电芯10b与第二电路板21之间的连接可靠性。
进一步地,为了减少第一导电件13和第二导电件14与第二电路板21的焊接位置的数量,以简化第二电路板21上的电路和降低出现接触不良的风险。请参照图1,在本公开另一实施例中,一个第一导电件13同时连接至少两个电芯10b的正极端(或负极端),而另一个第二导电件14则同时连接该至少两个电芯10b的负极端(或正极端)。如此,相较于每个电芯10b都通过一个第一导电件13和一个第二导电件14与第二电路板21连接的技术方案,减少了第一导电件13和第二导电件14与第二电路板21的焊接点位,有利于降低出现虚焊或者接触不良的几率,从而提高电芯10b与第二电路板21的电连接可靠性。
进一步的,在另一些实施例中,第二器件22还包括可调节开关,该可调节开关用于实现至少两个电芯10b之间在串联和并联之间相互切换,以使电池包1能够根据电动工具2的作业要求选择性地输出不同的电流或电压参数,从而有利于提高电动工具2的适用性。具体地,该可调节开关可以是常见的开关按钮,也可以是自动化程度较高的单片机等,此处不做具体限制。
在一些没有配备防护用的外壳体的电池包1的实施例中(例如图1所示的电池包),该电池包1在使用时为了保证操作安全性,需要要求用电设备上设有一个相对密闭的电池仓,将该没有外壳体的电池包1固定安装到电池仓内。相对密闭的电池仓虽然能够起到保护电池包1的作用,但是也限制了电池包1的使用范围,电池包1与用电设备的连接安装和拆卸过程也比较繁琐。
为了方便电池包1的携带和使用,同时防止外部灰尘等杂物对电池组10、第二电路板组件20和第一电路板组件30造成破坏。请参照图5至图6,必要时可参阅图1,在上述任一实施例的基础上,本公开提供的电池包1还包括壳体40、第一充电部51和第一放电部52,电池组10、第二电路板组件20以及第一电路板组件30置于壳体40的内部,电池组10通过安装支架10a固定于壳体40,第一电路板31固定于壳体40或安装支架10a,第一充电部51电连接于第一电路板31并至少部分外露设置,第一放电部52电连接于第二电路板21并至少部分外露设置。如此,将电池组10、第二电路板组件20以及第一电路板组件30置于壳体40的内部,使得壳体40能够对电池组10、第二电路板组件20以及第一电路板组件30进行保护,既能有效防止杂物对电池包1造成损害,又方便了电池包1的携带;同时,由于第一充电部51和第一放电部52至少部分外露设置,使得电池包1的充电操作或者与用电设备的连接操作也更加简便。
具体地,第一充电部51为交流电插头,也即俗称的AC插头。如此,当电池包1存储的电能耗尽后,可以将电池包1通过第一充电部51直接插到交流电源插座上进行充电,无需借助直流充电器4。
可以理解的是,AC插头的种类可以包括但不限于中国标准的、欧洲标准的或者美国标准的,以此满足不同国家的电气标准,提高电池包1的市场适应性。
进一步地,请参照图5至图6,在一个实施例中,壳体40包括第一壳体41、第二壳体42和具有容纳部431的中框43,第一充电部51和第一放电部52设置于中框43,电池组10通过安装支架10a安装于中框43的容纳部431内,第一壳体41和第二壳体42可拆卸连接于中框43。一方面,将电池组10安装于中框43的容纳部431内,既能够实现对电池组10的限位,防止其在电池包1的携带过程中产生晃动或者电池包1连接到电动工具2上以后随电动工具2的振动而振动;而且,中框43能够对电池组10起到一定的缓冲保护作用。另一方面,将电池组10安装于中框43的容纳部431内,而第一壳体41和第二壳体42可拆卸连接于中框43以封闭容纳部431,第一壳体41和第二壳体42起到封盖中框43以密闭电池组10的作用而无需专门设置有用于容纳电池组10的空间,有利于降低第一壳体41和第二壳体42的加工成本。同时,第一壳体41和第二壳体42可拆卸连接于中框43,也有利于电池包1的拆卸和组装。
需要说明的是,第一壳体41和第二壳体42可拆卸连接于中框43后,中框43位于第一壳体41和第二壳体42之间,第一壳体41和第二壳体42盖设于中框43之上,中框43至少有部分外露设置,如图5所示。
进一步,请参照图7,为了减轻电池包1的重量,在一些实施例中,容纳部431的底面采用镂空设置,也即容纳部431的底面至少设有一个通孔,从而达到减轻电池包1的重量的效果,一方面有利于电池包1的携带和电动工具2的使用;另一方面镂空设置可以使得中框的底部设有一定弹性,能够对电池组10起到一定的缓冲减震的功能。
请参照图4,安装支架10a上设有同轴设置的第一安装孔101和第二安装孔102,第二电路板21通过第一安装孔101安装于安装支架10a,安装支架10a通过第二安装孔102安装于中框43。一方面,由于第一安装孔101和第二安装孔102同轴,在加工制造安装支架10a的时候,可以一次性同时加工出第一安装孔101和第二安装孔102,能够减少安装支架10a的加工工序和成本,也有利于提高安装支架10a的制造精度。例如,当第一安装孔101和第二安装孔102是铸造成型的时候,第一安装孔101和第二安装孔102同轴设计,可以使得制造安装支架10a的模具的结构得到简化。或者,若第一安装孔101和第二安装孔102是通过钻孔工艺形成的的话,由于第一安装孔101和第二安装孔102同轴设计,直接钻穿安装支架10a即可加工出同轴设计的第一安装孔101和第二安装孔102,不仅能够提高安装支架10a的加工效率以及降低加工成本,还能避免多次加工所造成的加工误差。
进一步地,请参照图6和图7,必要时可参照图1,安装支架10a上设有第一定位部103,中框43上设有第二定位部432,第一定位部103和第二定位部432相配合以使电池组10定位配合于中框43的容纳部431。通过第一定位部103和第二定位部432的配合,可以快速实现电池组10与中框43的定位,从而能够提高电池包1的组装精度和组装效率。
具体地,第一定位部103可以包括但不限于凹槽(例如定位孔、V型槽)、台阶面,相应地第二定位部432可以包括但不限于凸起(例如定位柱、V型块)、台阶面,此处不再一一举例说明。
例如,在一个实施例中,第一定位部103包括凹槽,第二定位部432包括凸起,且凸起的高度大于凹槽的深度,凸起与凹槽相配合以使电池组10与容纳部431的底面间隔设置。由于凸起的高度大于凹槽的深度,电池组10安装到中框43上以后,电池组10与中框43之间会存在间隔空间,该间隔空间的存在有利于电池组10的散热。
可以理解的是,在安装支架10a包括第一安装架11和第二安装架12的实施例中,第一安装架11和/或第二安装架12上设有同轴设置的第一安装孔101和第二安装孔102。相应地,中框43上也设有与第二安装孔102相对应的第三安装孔438,如图7所示。安装支架10a通过第二安装孔102和第三安装孔438螺接固定,方便装配和拆装。同理,第一安装架11和/或第二安装架12上设有第一定位部103,此处不再详细说明。
请参照图7和图8,在一个实施例中,中框43上设有第三定位部433,第二壳体42上设有第四定位部421,第三定位部433与第四定位部421相互配合以使中框43定位安装于第二壳体42。通过第三定位部433和第四定位部421的配合,可以快速实现中框43与第二壳体42的定位,从而能够提高电池包1的组装精度和组装效率。
具体地,第三定位部433为方形孔,第四定位部421为方形块,通过方形孔和方形块的配合,不仅可以实现中框43与第二壳体42的定位,而且还可以对中框43进行限位从而限制中框43相对第二壳体42产生位移,提高中框43和第二壳体42的安装稳定性。
当然,第三定位部433和第四定位部421的具体结构也可以参考上述第一定位部103和第二定位部432的具体结构,此处亦不再一一举例。
需要说明的是,“第一壳体41和第二壳体42可拆卸连接于中框43”的技术方案可以有多种。
例如,请参照图8至图11,在一个实施例中,第一壳体41和第二壳体42通过卡接结构60连接,卡接结构60包括第一卡凸61和第一卡槽62,第一卡凸61和第一卡槽62中的一者设于第一壳体41,另一者设于第二壳体42,中框43位于第一壳体41和第二壳体42之间,第一壳体41和第二壳体42通过第一卡凸61和第一卡槽62卡接配合后固定中框43。如此,一方面第一壳体41和第二壳体42通过第一卡凸61和第一卡槽62实现可拆卸连接的方式,便于电池包1的组装和拆卸,另一方面中框43位于第一壳体41和第二壳体42之间也可以提高壳体40的抗压强度。
或者,请参照图10至图11,在上述“第一壳体41和第二壳体42通过卡接结构60连接”和/或“第二壳体42和中框43通过第三定位部433和第四定位部421的配合实现定位”的实施例的基础上,第二壳体42上还设有第二卡凸63和第二卡槽64中的一者,另一者则设于中框43上,第二壳体42与中框43通过第二卡凸63和第二卡槽64可拆卸连接,第一壳体41与第二壳体42通过第一卡凸61和第一卡槽62可拆卸连接并固定中框43。如此,一方面,第二壳体42与中框43卡接,第二壳体42又与第一壳体41卡接并夹持固定中框43,增大了第一壳体41、第二壳体42和中框43之间的连接紧密性,增大了第一壳体41和第二壳体42的卡接配合出现脱落的难度;另一方面,即使第一壳体41和第二壳体42之间的卡接配合出现脱落,也不会造成其他零部件的脱落,能够提高电池包1的结构可靠性。
又或者,第一卡凸61和第一卡槽62中的一者设于第一壳体41和第二壳体42,另一者设于中框43,第一壳体41和第二壳体42通过第一卡凸61和第一卡槽62卡接固定于中框43。如此,可以使得第一壳体41和第二壳体42的拆装更加容易。
在上述实施例中,所述第一卡凸61和第一卡槽62均位于所述中框43的容纳部;在所述第一卡凸61和所述第一卡槽62卡接配合后,所述中框43夹持设置于所述第一壳体41和第二壳体42之间。作为一种可选的实施方式,所述中框的内侧壁设有与所述第一卡凸相适配的限位槽439。如此设置,使得第一壳体41、第二壳体42和中框43之间的装配更为容易。
请参照图6至图9,将第一壳体41与中框43和第二壳体42装配时,由于第一壳体41和第二壳体42的连接固定是通过第一卡凸61和第一开槽之间的弹性配合实现的,若是在将第一壳体41连接到第二壳体42和/或中框43上时用力过度,很可能会导致已经配合到一起的第一卡凸61和第一开槽出现脱落,从而导致第一壳体41出现安装不牢固的情况。为了避免这种情况的出现,在上述任一实施例的基础上,第一壳体41上设有第一限位部411,中框43上设有第二限位部434,第一限位部411与第二限位部434相配合以使第一壳体41限位配合于中框43。在第一壳体41在安装的过程中,当第一限位部411和第二限位部434限位配合时,第一壳体41不再可以沿靠近中框43的方向继续移动,由此可以避免已经配合到一起的第一卡凸61和第一卡槽62出现脱落。同时,由于第一限位部411和第二限位部434限位配合时,第一壳体41不再可以沿靠近中框43的方向继续移动,意味着即使电池包1受到外力冲击,第二限位部434能够对第一壳体41起到支撑作用,第一壳体41也不会沿靠近中框43的方向移动,增强了壳体40的结构强度。
具体地,第一限位部411为沿第一壳体41厚度方向延伸的凸起,第二限位部434为容纳部431的某一区域的表面,该表面与容纳部431的底面相对设置。
当然,在另一些实施例中,也可以在第二壳体42上设置第一限位部411,以进一步增强壳体40的结构强度,此处不再赘述。
可以理解的是,在另一些实施例中,中框43也可以位于第一壳体41和第二壳体42所围成的空间内部,以进一步提高电池包1的密封性能。例如,第一壳体41为具有开口的盒体结构,第二壳体42为盖板,将电池组10、第二电路板组件20和第一电路板组件30组装完成后再整体安装到中框43上,然后再将中框43放入第一壳体41的内部,最后将第二壳体42盖设到第一壳体41的开口上,从而实现电池包1的装配。该技术方案能够减少了第一壳体41和第二壳体42的连接缝隙长度,有利于提高电池包1的密封可靠性。
请参照图3,由于电池组10在使用的过程中会处于一个相对密闭的空间内,空间内的热量较难散发,较大的热量聚集容易对电池组10造成一定的影响。为了防止电池组10受热损坏,请参照图3,在一些实施例中,第二器件22包括温度监测器221,温度监测器221电连接于第二电路板21并面向电池组10,温度监测器221用于监测电池组10的温度,从而能够避免电池组10因为温度过高而发生损坏或自燃。
示例性地,该温度监测器221抵接电芯10b的表面,以更好地监测电芯10b的表面温度。或者,该温度监测器221也可以靠近但不抵接电芯10b的表面,温度监测器221与电芯10b的表面之间具有一定的间隙。该间隙的存在,可以避免电池包1在受到外力撞击时温度监测器221和电芯10b之间能够存在一定的缓冲空间,有利于避免温度监测器221直接与电芯10b发生碰撞而损坏。
请参照图5,为了减少电池包1在非充电状态下的占用空间,在一实施例中,壳体40上设有第一开口401,第一充电部51活动连接于壳体40,第一充电部51具有第一状态(图5中虚线表示的51)和第二状态(图5中实线表示的51),第一充电部51处于第一状态时被收容于第一开口401内,第一充电部51处于第二状态时至少有部分突出于第一开口401。如此,当需要交流电源插头对电池包1进行充电时,可以使第一充电部51至少部分离开第一开口401内,以将第一充电部51插入交流电源插头内,从而开始对电池包1进行充电。当电池包1充电完毕后或者不再需要充电时,可以将第一充电部51收纳于第一开口401内,避免第一充电部51因为突出于壳体40的表面而导致电池包1占用过大的空间,有利于电池包1的存储、携带和使用。
然而,在上述技术方案中,在电池包1的整个生命周期内,第一充电部51需要多次在第一状态和第二状态之间切换;并且若电池包1在充电的时候呈现竖直状态的话,第一充电部51与壳体40的连接处也会因为受到较大的扭矩而容易导致可拆卸连接的第一壳体41和第二壳体42出现松脱的情况。因此,为了强化壳体40的结构强度,以降低第一壳体41和第二壳体42出现松脱的风险。请参照图8至图11,必要时可参考图1和图5在本公开一实施例中,卡接结构60包括第一卡接结构60a和第二卡接结构60b,第一卡接结构60a和第二卡接结构60b均包括第一卡凸61和第一卡槽62,第一卡接结构60a设置于第一壳体41和第二壳体42的四周,第二卡接结构60b设置于第一开口401和容纳空间1a之间。设置于第一壳体41和第二壳体42的四周的第一卡接结构60a实现了第一壳体41和第二壳体42的卡接配合;而由于第二卡接结构60b又设置于第一开口401和容纳空间1a之间,第二卡接结构60b与第一充电部51之间的距离较小,相当于降低了第一充电部51对壳体40的作用力矩,从而能够强化的壳体40的结构强度。
请参照图6,在前文任一实施例的基础上,电池包1还可以包括显示装置71,显示装置71连接于壳体40并外露设置,显示装置71与第二电路板21和/或第一电路板31电连接,显示装置71用于显示电池包1的工作参数。通过设置显示装置71实时显示电池包1的工作参数,便于人们及时了解电池包1工作状况。
可以理解的是,显示装置71可以是能够显示更多参数的显示屏或者人机交互屏;也可以是只能显示单一性能参数的指示灯,例如用于显示电池包1的电量的指示灯,此处不做具体限定。
进一步地,请继续参考图6,电池包1还可以包括开关72,开关72电连接于第二电路板21和/或第一电路板31,开关72用于触发电池包1在开启状态和关闭状态之间的切换。如此,当需要电池包1工作时,可以通过开关72将电池包1的工作状态由关闭状态切换至开启状态;当电池包1不需要向外输出电流时或电压时,可以通过开关72将电池包1的工作状态由开启状态切换至关闭状态,以避免电池包1的电量被浪费,也可以因此避免电池包1需要频繁充电,从而提高电池包1的使用寿命。
具体地,该开关72可以是外露的物理开关72,以使人们可以根据需要手动切换电池包1的工作状态。或者,该开关72也可以是集成在第二电路板21和/或第一电路板31上的其他元器件(例如MCU),能够自动感应电池包1与用电设备的连接状态并据此自动切换电池包1的工作状态,例如当将电池包1连接至用电装置时该开关72自动将电池包1由关闭状态切换至开启状态,当将电池包1与用电装置断开连接时该开关72自动将电池包1由开启状态切换至关闭状态,无需人们手动操作。
进一步地,请继续参考图6,当电池包1上同时设有开关72和显示装置71时,开关72安装于壳体40上并外露设置,显示装置71安装于开关72上,显示装置71与容纳空间1a间隔设置。将显示装置71安装于开关72上,有利于降低电池包1的空间占用;同时显示装置71与容纳空间1a间隔设置,有利于降低安装在容纳空间1a内的第二器件22和/或第一器件32对显示装置71产生的电磁干扰,提高显示装置71的工作准确性。
请参照图3,在具有第一放电部52的实施例的基础上,电池包1还可以包括防护件73,防护件73安装于壳体40或第一放电部52,防护件73用于遮挡第一放电部52。从而可以避免外界的灰尘等杂物影响第一放电部52的正常工作。
进一步地,请继续参照图12,在一个示例中,第一放电部52包括放电通道521,防护件73固定设置于放电通道521内,防护件73上设有变形部731,变形部731用于自动开启和关闭放电通道521。如此,当将电池包1插入用电设备以使电池包1通过第一放电部52向用电设备供电时,变形部731自动开启放电通道521;当将电池包1从用电设备中拔出时,变形部731又可以自动关闭放电通道521,可有效防止灰尘等进入电池包1内部。
具体地,防护件73可以是变形能力和自恢复能力比较强的硅胶,而变形部731可以是在硅胶表面开设的、贯穿硅胶的“十字”划线,当电池包1通过第一放电部52与用电设备连接,也即用电设备上的接头插入放电通道521内时,该“十字”划线自动被撑开。当用电设备与电池包1相互分离后,该“十字”划线自动恢复到闭合的状态。
由于在需要频繁更换电池包1以支撑长时间作业的情况下,电池包1的充电时间越短越好。并且,目前的直流快充技术也较之前取得了很大的进步。因此,为了使得电池包1的充电速度能够更快,请参照图5,在一些实施例中,电池包1除了具有能够将交流电转换为直流电的第一充电部51外,还包括第二充电部53,第二充电部53电连接于第二电路板21并至少部分外露设置。由于第一电路板31与第二电路板21电连接,第一电路板组件30将交流电转换为直流电后输入到第二电路板组件20,因此第二电路板组件20的工作电流为直流电流。连接到第二电路板21的第二充电部53,能够被允许连接直流充电器4(尤其是具有快充功能的直流充电器4),如图5所示,不仅可以提高电池包1的充电方式的可选择性,还能够提高电池包1的充电速度。
进一步地,请继续参照图5和图6,必要时可参阅图11,在一些实施例中,壳体40还包括第二收容槽402,电池包1还包括第二放电部54,第二放电部54包括相连接的导线541和接头542,导线541电连接于第二电路板组件20,第二放电部54可被收容于第二收容槽402。如此,可以增加电池包1的放电端口,使得电池包1可以同时为更多的用电设备提供电能。同时,第二放电部54可被收容于第二收容槽402,也可以使得电池的使用、携带和收纳更加方便。
具体地,第二放电部54的接头542可以包括但不限于A型USB插头,B型USB插头,M in i B型USB插头,Type C插头,L ightn i ng插头中的一种或数种的组合,以使得电池包1可以为各种主流的电子设备提供电能,提高电池包1的市场适用性。
或者,请继续参照图5,在另一些实施例中,电池包1还包括第三放电部55,第三放电部55电连接于第二电路板21并至少部分外露设置。如此,进一步增加了电池包1的放电端口,使得电池包1可以同时为更多的用电设备提供电能。
具体的,第三放电部55可以为标准的USB端口,以使得电池包1可以适应更多的数据线3,从而可以为不同的电子设备提供电能。
由于不同的用电设备的额定工作电流可能会不一样,如果电池包1只能提供一种大小的电流,会使得电池包1的使用范围受到限制。为此,为了使得电池包1可以适配更多的用电设备,请参照图1和图5,在一些实施例中,第二器件22还包括电芯管理器222,电芯管理器222用于将电池组10的输入电压转化为第一目标电流或第二目标电流,第一目标电流和第二目标电流的电流值不同,第一目标电流从第一放电部52输出,第二目标电流从第二放电部54和/或第三放电部55输出。如此,当用电设备的额定电流为第一目标电流时,可以将电池包1通过第一放电部52与用电设备连接;当用电设备的额定电流为第二目标电流时,可以将电池包1通过第二放电部54或第三放电部55与用电设备连接,进而提高电池包1的适应范围。
请继续参照图5,在一些实施例中,为了便于电池包1的操作和使用,中框43的外侧面包括第一侧面435、第二侧面436和第三侧面437,第一侧面435和第三侧面437相对设置,第二侧面436连接第一侧面435和第三侧面437,第一充电部51位于第一侧面435,第一放电部52位于第二侧面436,第二放电部54至少有部分位于第二侧面436,第二充电部53和第三放电部55位于第二侧面436。由于第一充电部51和第一放电部52、第二充电部53、第二放电部54、第三放电部55均不再同一表面,当电池包1通过第一充电部51插入到交流电源插座上进行充电时,第一放电部52、第二充电部53、第二放电部54和第三放电部55不会被遮挡、可以正常被使用。
可以理解的是“第二放电部54至少有部分位于第二侧面436”包括但不限于“第二放电部54全部位于第二侧面436”,由此第二收容槽402位于一个表面上,第二收容槽402的加工难度得到降低,有利于电池包1的加工制造;和“第二放电部54一部分位于第二侧面436、另一部分位于第三侧面437”,由于第二收容槽402跨越第二侧面436和第三侧面437,第二放电部54被收容于第二收容槽402内时会被局部弯曲以跨越第二侧面436和第三侧面437,第二充电部53与第二收容槽402之间的配合可以更加紧密。
具体地,第一侧面435和第三侧面437的长度方向(图5中的Y方向)与电池包1的长度方向相一致,如此当电池包1竖直着插入交流电源插座时(如图16所示),电池包1对交流电源插座的倾覆力矩较小,有利于避免交流电源插座受到破坏或者电池包1在充电过程中发生掉落。
或者,在另一些实施例中,第二充电部53和第三放电部55位于第二侧面436,如此即使电池包1竖直着插入交流电源插座时,第二充电部53和第三放电部55依然可以面向人们,方便电池包1的使用。
请参照图13,在又一些实施例中,本公开还提供一种电动工具2,该电动工具2可以使用上述任一实施例提供的电池包1作为电源。由于应用于电动工具2的电池包1的空间利用率得到了提升并其内部的电磁干扰得到了减弱,电池包1的能量密度和使用寿命都得到了提升,因此使用了该电池包1的电动工具2可以有更长的工作时间和使用寿命。
进一步地,在一些实施例中,电动工具2还包括用于安装电池包1的插槽200,第一充电部51具有收纳于壳体40的第一状态和突出于壳体40的第二状态,电池包1具有放电状态和充电状态;电池包1处于放电状态时,电池包1至少有部分位于插槽200内并通过第一放电部52为电动工具2提供电能,第一充电部51收纳于壳体40;电池包1处于充电状态时,电池包1与插槽200分离,第一充电部51突出于壳体40,并能够与外界交流电源直接连接以对电池组10进行充电。
请结合图5,当将电池包1插入电动工具2的插槽200内时,以第二侧面436面向插槽200的方位插入,如此当电池包至少部分位于插槽200内时,第一充电部51、第二放电部54至少部分会被插槽200的内表面所遮挡,可有效防止电池包1处于放电状态时第一充电部51和第二放电部54被误用。
请参照图14至图17,本公开一些实施例提供的电池包1至少具备以下充电状态之一:
第一状态,电池包1连接至外置电源,通过第二充电部53供电池组10再充电,如图14所示。具体地,第二充电部53通过一数据线3配合一直流充电器4插入交流电源插座充电。或者,参照图15所示,第二充电部53通过一数据线3配合连接至直流电源5充电(例如插座上自带的USB充电端口)。
第二状态,电池包1连接至交流电源,通过第一充电部51供电池组10再充电,如图16所示。
本公开所提供的电池包1,一方面配备有能够与外界交流电源直接相连接的第一充电部51,当电池包1电量耗尽需要充电时,直接通过第一充电部51与外界的交流电源相连接,以供电池组10再充电,而无需再配置专设的充电器。另一方面,还可以通过第二充电部53供电池组10再充电,例如,采用双向type-c接口配合数据线3连接外置电源以供电池组10再充电。
在一些实施例中,第一充电部51和第二充电部53禁止同时供电池组10再充电,以避免电池包1过度发热。
在另一些实施例中,请参照图17,第一充电部51和第二充电部53具有大小不同的充电功率,当二者同时连接电源,优先采用充电功率较大的一者供电池组10再充电。
例如,若第二充电部53的充电功率45W,第一充电部51的充电功率20W,当二者同时连接电源,优先采用充电功率较大的45W第二充电部53供电池组10再充电,第一充电部51虽然插入交流电源插座依旧将被禁止,不被允许对电池组10再充电。
此外,当充电功率较大的一者供电池组10再充电出现断开时,将自动开启另一充电功率较小者继续供电池组10再充电。
例如,当充电功率较大的45W第二充电部53由于某种原因,如直流电源5的电量被耗完或交流电源被断开导致电池包1的充电作业被切断,20W的第一充电部51将自动开启以继续供电池组10再充电。
又或者,请继续参照图17,第一充电部51和第二充电部53具有相同的充电规格及充电功率,例如具有相同的充电电压和充电电流,二者可以同时供电池组10再充电,如此可以提高充电功率,减小充电时间。
另一方面,本公开还提供了一种电池包的装配方法,该电池包可以为本公开上述任一实施例中的电池包1,此处不做具体限制,该装配方法至少包括以下步骤:
S1:将第二电路板组件安装于电池组;
S2:将第一电路板和第一充电部安装于中框上,并将第一电路板和第一充电部电连接,其中中框具有容纳部,第一电路板被安装于容纳部内,第一充电部被安装于容纳部的外表面;
S3:将电池组安装到中框的容纳部内,并将第二电路板组件和第一电路板组件电连接;
S4:提供第一壳体和第二壳体,将第一壳体和第二壳体连接到一起以固定中框;其中,中框位于第一壳体和第二壳体之间。
作为一种可选的实施方式;所述步骤S1还包括:提供安装支架和电芯,将所述电芯安装于所述安装支架上;提供第一镍片和第二镍片,将所述第一镍片的一端焊接于所述电芯的正极端、另一端焊接于所述第二电路板组件,将所述第二镍片的一端焊接于所述电芯的负极端、另一端焊接于所述第二电路板组件;
和/或,所述中框上注塑有灯条,在所述步骤S4之前、所述装配方法还包括步骤S31:提供开关、第二放电部和灯条电路板中的至少一者,将所述开关和所述第二放电部安装在所述中框上并外露设置,将所述灯条电路板安装在所述中框的容纳部内并电连接于所述灯条。
需要说明的是,该“第一卡接结构60a”可以为“第一壳体41的一部分”,即“第一卡接结构60a”与“第一壳体41的其他部分”一体成型制造;也可以是与“第一壳体41的其他部分”可分离的一个独立的构件,即“第一卡接结构60a”可以独立制造,再与“第一壳体41的其他部分”组合成一个整体。
等同的,“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分,即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造;也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件,即“某体”、“某部”可以独立制造,再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本公开对上述“某体”、“某部”的表达,仅是其中一个实施例,为了方便阅读,而不是对本公开的保护的范围的限制,只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本公开等同的技术方案。
等同的,本公开“单元”、“组件”、“机构”、“装置”所包含的构件亦可灵活进行组合,即可根据实际进行模块化生产,作为一个独立的模块进行模块化组装;也可以分别进行组装,在本装置中构成一个模块。本公开对上述构件的划分,仅是其中一个实施例,为了方便阅读,而不是对本公开的保护的范围的限制,只要包含了上述构件且作用相同应当理解是本公开等同的技术方案。
在本公开的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开的限制。
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本公开中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本公开中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地,当一个元件被认为是“固定传动连接”另一个元件,二者可以是可拆卸连接方式的固定,也可以不可拆卸连接的固定,能够实现动力传递即可,如套接、卡接、一体成型固定、焊接等,在传统技术中可以实现,在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直,但是因制造及装配的影响,可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本公开的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本公开的发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本公开的保护范围。
Claims (25)
1.一种电池包,其特征在于,包括:
电池组;
第二电路板组件,包括第二电路板和电连接于所述第二电路板的第二器件,所述第二电路板至少部分覆盖于所述电池组;以及
第一电路板组件,用于实现交流电和直流电之间的转换,所述第一电路板组件包括第一电路板和电连接于第一电路板的第一器件,所述第一电路板与所述第二电路板电连接,所述第一器件的工作电压大于所述第二器件的工作电压,所述第一电路板与所述第二电路板沿所述第二电路板的厚度方向间隔设置。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述第二电路板的面积大于所述第一电路板的面积,所述第二电路板包括相连的第一区域和第二区域,所述第一区域与所述第一电路板相对设置形成容纳空间,至少有一个所述第一器件和/或至少有一个所述第二器件位于所述容纳空间,所述第二区域覆盖所述电池组,所述第一电路板与所述第一区域电连接,所述第一电路板与所述电池组沿自所述第一区域指向所述第二区域的方向布置。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,至少部分所述第二器件安装于所述第二区域。
4.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述电池组与所述第二器件和/或所述第一器件中的至少部分间隔设置。
5.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括壳体、第一充电部和第一放电部,所述电池组、所述第二电路板组件以及所述第一电路板组件安装于所述壳体的内部,所述第一充电部电连接于所述第一电路板并至少部分外露设置,所述第一放电部电连接于所述第二电路板并至少部分外露设置。
6.根据权利要求5所述的电池包,其特征在于,所述壳体包括第一壳体、第二壳体和具有容纳部的中框;所述第一壳体和所述第二壳体可拆卸连接于所述中框;所述第一充电部和所述第一放电部设置于所述中框,且所述电池组、第二电路板组件以及所述第一电路板组件安装于所述中框的容纳部内。
7.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括第一卡接结构,所述第一卡接结构包括第一卡凸和第一卡槽,所述第一卡凸和第一卡槽中的一者设于所述第一壳体的侧壁,另一者设于所述第二壳体的侧壁,所述第一卡凸和所述第一卡槽卡接配合。
8.根据权利要求7所述的电池包,其特征在于,所述第一卡凸和第一卡槽均位于所述中框的容纳部;在所述第一卡凸和所述第一卡槽卡接配合后,所述中框夹持设置于所述第一壳体和第二壳体之间。
9.根据权利要求8所述的电池包,其特征在于,所述中框的内侧壁设有与所述第一卡凸相适配的限位槽。
10.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述中框设有第一开口,所述第一充电部活动连接于所述中框,且具有第一状态和第二状态,所述第一充电部处于所述第一状态时被收容于所述第一开口内,所述第一充电部处于所述第二状态时至少有部分突出于所述第一开口。
11.根据权利要求10所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括第二卡接结构,所述第二卡接结构包括第二卡凸和第二卡槽,所述第二卡凸和第二卡槽中的一者设于所述第一壳体,另一者设于所述第二壳体,所述第二壳体和所述第二壳体通过所述第二卡凸和所述第二卡槽卡接配合;
其中,所述第二卡接结构设置于所述第一开口和所述容纳空间之间。
12.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述第一壳体上设有第一限位部,所述中框上设有第二限位部,所述第一限位部与所述第二限位部相配合以使所述第一壳体限位配合于所述中框。
13.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述中框上设有第三定位部,所述第二壳体上设有第四定位部,所述第三定位部与所述第四定位部相互配合以使所述中框定位安装于所述第二壳体。
14.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述电池组包括安装支架和电芯,所述电芯安装于所述安装支架,所述第二电路板和/或所述第一电路板安装于所述安装支架上;所述安装支架装配于所述中框。
15.根据权利要求14所述的电池包,其特征在于,所述安装支架包括相对设置的第一安装架和第二安装架,所述第二电路板安装于所述第一安装架和所述第二安装架,所述电芯包括正极端和负极端,所述正极端和所述负极端的一者安装于所述第一安装架,另一者安装于所述第二安装架。
16.根据权利要求5所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括显示装置,所述显示装置连接于所述壳体并外露设置,所述显示装置与所述第二电路板和/或所述第一电路板电连接,所述显示装置用于显示所述电池包的工作参数;和/或,所述电池包还包括开关,所述开关电连接于所述第二电路板和/或所述第一电路板,所述开关用于触发所述电池包在开启状态和关闭状态之间的切换。
17.根据权利要求16所述的电池包,其特征在于,所述开关安装于所述壳体上并外露设置,所述显示装置安装于所述开关上,所述显示装置与所述第一电路板组件间隔设置。
18.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括防护件,所述防护件安装于所述壳体或所述第一放电部,所述防护件用于遮挡所述第一放电部。
19.根据权利要求18所述的电池包,其特征在于,所述第一放电部包括放电通道,所述防护件固定设置于所述放电通道内,所述防护件上设有变形部,所述变形部用于自动开启和关闭所述放电通道。
20.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括第二充电部,所述第二充电部电连接于所述第二电路板并至少部分外露设置于壳体。
21.根据权利要求20所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括第二放电部和/或第三放电部,所述第二放电部和/或第三放电部电连接于所述第二电路板并至少部分外露设置于所述壳体。
22.根据权利要求21所述的电池包,其特征在于,所述第二器件还包括电芯管理器,所述电芯管理器用于将所述电池组的输入电压转化为第一目标电流和第二目标电流,所述第一目标电流和所述第二目标电流的电流值不同,所述第一目标电流从所述第一放电部输出,所述第二目标电流从所述第二放电部和/或所述第三放电部输出。
23.根据权利要求21所述的电池包,其特征在于,所述中框的外侧面包括第一侧面、第二侧面和第三侧面,所述第一侧面和所述第三侧面相对设置,所述第二侧面连接所述第一侧面和所述第三侧面,所述第一充电部位于所述第一侧面,所述第一放电部位于所述第二侧面,所述第二放电部至少有部分位于所述第二侧面,所述第二充电部和所述第三放电部位于所述第二侧面或所述第三侧面。
24.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述第二器件包括温度监测器,所述温度监测器电连接于所述第二电路板并面向所述电池组,所述温度监测器用于监测所述电池组的温度。
25.一种电动工具,其特征在于,包括权利要求1至24中任一所述的电池包。
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