WO2020125210A1 - 电能储存装置及电动工具系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电能储存装置，包括四个额定电压相同的能量单元，四个能量单元均分成为两个能量模块，每个能量模块内设有两个能量单元，每一能量模块设有正极及负极，电能储存装置设有插座，插座包括分别与两个能量模块的正极及负极连接的四个电压输出端子，插座还设置有两个控制部，控制部分别控制相应的能量模块内的两个能量单元在并联和串联之间切换。本发明还提供了使用该电能储存装置的电动工具系统，电动工具具有与插座对接的插头，不同的插头可将这四个所述能量单元连接于不同的状态。本发明电能储存装置具有多种输出电压，可与多种额定电压不同的电动工具配合，增加了电能储存装置的适应性，降低了使用成本。

Description

电能储存装置及电动工具系统 技术领域
本发明涉及电动工具技术领域，尤其涉及一种电能储存装置及使用该电能储存装置的电动工具系统。
背景技术
在园林机械、动力工具行业，电动工具通常具有一个额定的工作电压，即，不同电压平台的整机需要不同电压平台的电池包来提供动力，如此，需要准备不同的电池包以适配不同额定工作电压的电动工具，增加了使用成本，造成了资源浪费。
有鉴于此，有必要设计一种改进的电能储存装置及使用该电能储存装置的电动工具系统，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提供三种输出电压的电能储存装置及使用该电能储存装置的电动工具系统。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案，一种电能储存装置，包括四个额定电压相同的能量单元，四个所述能量单元均分成为两个能量模块，每个所述能量模块内设有两个能量单元，每一所述能量模块设有正极及负极，所述电能储存装置设有插座，所述插座包括分别与两个所述能量模块的正极及负极连接的四个电压输出端子，所述插座还设置有两个控制部，所述控制部分别控制相应的所述能量模块内的两个所述能量单元在并联和串联之间切换。
作为一个实施方式，所述控制部设置有两个并联开关及1个串联开关，所述并联开关并联相应的所述能量模块内的两个所述能量单元，所述串联开关串联 相应的所述能量模块内的两个所述能量单元，初始状态时，所述并联开关及所述串联开关中的一种处于导通状态，另一种为处于断开状态。
作为一个实施方式，四个所述电压输出端子分为上下两排两列设置或者前后两排两列设置，位于同一列的两个所述电压输出端子的极性相同；或者四个所述电压输出端子排成一排。
作为一个实施方式，两个所述控制部的所有所述并联开关及所有所述串联开关排成一排；或者两个所述控制部的所有所述并联开关及所有所述串联开关排成多排。
作为一个实施方式，每一所述并联开关或所述串联开关设有左右分隔的两个部分，每一部分设有一个接触臂，其中处于导通状态的所述并联开关或所述串联开关的两所述接触臂相互接触，其中处于断开状态的所述并联开关或所述串联开关的两所述接触臂相互分离。
作为一个实施方式，每一所述控制部的两个所述并联开关位于同一列；或者两个所述控制部的四个所述并联开关位于同一列；或者每一所述控制部的两个所述并联开关及所述串联开关位于同一列；或者两个所述控制部的四个所述并联开关及两个所述串联开关均位于同一列。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案，一种电动工具系统，包括电动工具及前述电能储存装置，所述电动工具设有与所述插座对接的插头，所述插头设有与四个所述电压端子电性连接的多个连接片，以并联或串联两个所述能量模块。
作为一个实施方式，所述并联开关与所述串联开关中的其中一种为常闭开关，另一种为常开开关，所述插头上设置有与所述控制部配合的切换部，所述切换部包括与常闭开关对应设置的绝缘部及与常开开关对应设置的导电部，所述绝缘部断开常闭开关，所述导电部导通常开开关，以切换所述能量模块内的两个能量单元的连接状态。
作为一个实施方式，所述插头包括多个所述导电部，多个所述导电部设置为一体结构，相邻所述导电部之间设有绝缘的分隔部。
作为一个实施方式，所述切换部对应同一所述控制部的所述导电部及所述绝缘部设置为一体结构；或者所述插头对应不同所述控制部的所述导电部或所述绝缘部设置为一体结构；或者所述切换部对应两个所述控制部的所有所述导电部及所有所述绝缘部设置为一体结构。
作为一个实施方式，所述插头包括两个所述两个连接片，每一所述连接片与同极性的两个所述电压端子接触，所述连接片为单片结构或者双接触臂结构。
作为一个实施方式，所述插头包括三个所述连接片，其中一个所述连接片具有双接触臂，分别与对应不同所述能量模块的不同极性的两个所述电压端子接触，另外两个所述连接片与另外两个所述电压端子接触。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案，一种电动工具系统，包括低压电动工具、中压电动工具、高压电动工具及前述电能储存装置，所述低压电动工具设有低压插头，所述低压插头与所述插座对接并使四个所述能量单元处于全并联状态；所述高压电动工具设有高压插头，所述高压插头与所述插座对接并使四个所述能量单元处于全串联状态；所述中压电动工具设有中压插头，所述中压插头与所述插座对接并使四个所述能量单元处于两两并联或串联或两两串联后并联的状态。
本发明的有益效果是：本发明电能储存装置具有多种输出电压中，可与多种额定电压不同的电动工具配合，增加了电能储存装置的适应性，降低了使用成本。
附图说明
图1为本实用新型电能储存装置的实施例一的四个能量单元的连接示意图。
图2为本实用新型电能储存装置的实施例一的四个能量单元的初始电路连接示意图。
图3为本实用新型电能储存装置的实施例一的端子排布图。
图4为实施例一的电能储存装置与低压插头配合时的结构示意图。
图5为实施例一的电能储存装置与低压插头配合时的电路示意图。
图6为实施例一的电能储存装置与中压插头配合时的结构示意图。
图7为实施例一的电能储存装置与中压插头配合时的电路示意图。
图8为实施例一的电能储存装置与高压插头配合时的连接示意图。
图9为实施例一的电能储存装置与高压插头配合时的结构示意图。
图10为实施例一的电能储存装置与高压插头配合时的意图。
图11为实施例一的电能储存装置与高压插头配合时的电路示意图。
图12为本实用新型电能储存装置的实施例二与低压插头配合时的结构示意图。
图13为实施例二的电能储存装置与中压插头配合时的结构示意图。
图14为本实用新型电能储存装置的实施例三与低压插头配合时的结构示意图。
图15为实施例三的电能储存装置与中压插头配合时的结构示意图。
图16为绝缘部与导电部分开设置的结构示意图。
图17为绝缘部与导电部一体设置的结构示意图。
图18为本实用新型电能储存装置的实施例四的四个能量单元的连接示意图。
图19为本实用新型电能储存装置的实施例四的四个能量单元的初始电路连接示意图。
图20为本实用新型电能储存装置的实施例四的端子排布图。
图21为实施例四的电能储存装置与低压插头配合时的电路连接示意图。
图22为实施例四的电能储存装置与低压插头配合时的剖面示意图。
图23为实施例四的电能储存装置与低压插头配合时的电路示意图。
图24为实施例四的电能储存装置与中压插头配合时的结构示意图。
图25为实施例四的电能储存装置与中压插头配合时的电路示意图。
图26为实施例四的电能储存装置与高压插头配合时的结构示意图。
图27为实施例四的电能储存装置与高压插头配合时的电路示意图。
图28为本实用新型电能储存装置的实施例五的端子排布图。
图29为与实施例五的电能储存装置配合的低压插头的结构示意图。
图30为实施例五的电能储存装置与低压插头配合时的剖面示意图。
图31为绝缘部与导电部全部一体设置的结构示意图。
图32为绝缘部与导电部部分一体设置的结构示意图。
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。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本发明提供了一种电能储存装置，包括四个电压相等的能量单元，四个能量单元通过串并联组合可提供三种输出电压。能量单元是指能够提供电能的物体，例如电芯、锂电池或者其他能量载体，当然，也可以将多个电池电性组合以形成为一个能量单元；所述的电池包括但不限于为锂电池、镍氢电池、镉镍电池等可充电电池。四个能量单元的额定电压均为nV。需要说明的是，每个能量单元的实测电压为n±5％V均可视为相等。
在本发明中，四个能量单元均等分为两个能量模块。每个能量模块内的两个能量单元之间的电路连接存在并联与串联两种可选状态，两个能量模块之间的电路连接也存在并联与串联两种可选状态。于是，电能储存装置的四个能量单元存在以下四种连接状态：1.能量模块内的两个能量单元并联连 接，两个能量模块之间并联连接，使四个能量单元全部并联连接，此状态可简称为全并联状态，输出电压为nV；2.能量模块内的两个能量单元串联连接，两个能量模块串联连接，使四个能量单元全部串联连接，此状态可简称为全串联状态，输出电压为4*nV；3.能量模块内的两个能量单元串联连接，两个能量模块之间并联连接，此状态可简称为内串外并状态，输出电压为2*nV；4.能量模块内的两个能量单元并联连接，两个能量模块之间串联连接，此状态可简称为内并外串状态，输出电压也为2*nV。第3种及第4种输出电压相同，故该电能储存装置能够输出3种额定电压。除了初始的连接状态外，其他的连接状态可由对接的相应插头进行切换。请留意，在前述任何一种连接状态下，全部能量单元均参与工作。
下面将结合附图对本发明的具体实施例进行说明。
实施例一
请参阅图1至图2所示，在本发明实施例一中的电能储存装置的四个能量单元分为能量模块10和能量模块20，每个能量模块10、20包括两个能量单元。
每一个能量模块10、20各自设有正、负两个电极，电能储存装置设有插座(未图示)，插座包括对应每个电极设置有四个电压输出端子，分别为：与能量模块10正电极连接的第一正极端子101、与能量模块10的负电极连接的第一负极端子102，与能量模块20正电极连接的第二正极端子201、与能量模块20的负电极连接的第二负极端子202。可以理解的是，通过控制这四个电压输出端子之间的连接方式可控制两个能量模块10、20之间的串并联连接状态，并且这四个电压输出端子的连接方式可由对接的插头确定，此部分内容将在后面详述。
电能储存装置的插座(未图示)还包括对应能量模块10、20设置的两个控制部，包括第一控制部和第二控制部，分别用于控制每一个能量模块10、20内的两个能量单元的串并联连接状态，控制部可以由对接插头的切换部进行控制切换，此部分内容将在后面详述。
第一控制部包括第一串联开关31、第一并联开关41及第二并联开关42。第二控制部包括第二串联开关32、第三并联开关43及第四并联开关44。每个控制部与能量模块10、20内的两个能量单元的连接方式是相同的，下面以第一控制部为例进行说明。
第一控制部的第一串联开关31、第一并联开关41及第二并联开关42均包括两个与能量单元的电极连接的接触部(未标号)，第一并联开关41及第二并联开关42的两个接触部均分别与能量模块10的两个能量单元的极性相同的电极连接，例如图1所示：第一并联开关41的两个接触部分别与两个能量单元的负极相连，第二并联开关42的两个接触部分别与两个能量单元的正极相连。第一串联开关31的两个接触部分别与两个能量单元的极性相反的电极连接，两个能量单元中另两个极性相反的电极与前述电压输出端子101、102分别连接。第一并联开关41及第二并联开关42导通时可以并联能量模块10内的两个能量单元，第一串联开关31导通时可以串联能量模块10内的两个能量单元。
相应的，第三并联开关43及第四并联开关44导通时可以并联能量模块20内的两个能量单元，第二串联开关32导通时串联能量模块20内的两个能量单元。
在本实施中，四个并联开关41、42、43、44为常闭开关，两个串联开关31、32为常开开关，即初始状态时，并联开关41、42、43、44处于导通状态，串联开关31、32处于断开状态，每一个能量模块10、20内的两个能量单元处于并联连接状态，如图2所示。
下面结合图3所示介绍并联开关与串联开关的端子结构，两种开关的结构基本相同，每一开关包括间隔设置的左右两个部分，每一部分包括主体及自主体向前延伸的接触臂，两接触臂共同形成接触部。主体的横截面为n形并设有向下延伸的连接脚，用于与能量单元的正、负极连接。在本实施例中，并联开关为常闭开关，即并联开关的两接触臂处于接触导通状态，串联开关为常开开关，即串联开关的两接触臂处于不接触断开状态。
在本实施例中，第一控制部的第一串联开关31设置为一列，第一及第二并联开关41、42前后对齐设置为另一列；同样的第二控制部的第二串联开关32单独设置为一列，第三及第四并联开关43、44前后对齐设置为另一列，且两控制部并排设置，具体的排布为，由左向右依次为第一串联开关31、第一及第二并联开关41、42、第二串联开关32、第三及第四并联开关43、44。
需要说明的是，本实施例中的串联开关与并联开关的排布可以根据需要设置排布，不应以此为限。例如，可以将四个并联开关41、42、43、44设置于一列，两个串联开关31、32设置于一列；或者将两个控制部的四个常闭开关41、42、43、44和两个常开开关31、32设置于一列；或者将并联开关41、42、43、44设置于一列，两个并联开关31、32分设于两列；或者将两个控制部的四个并联开关41、42、43、44两两设置于一列，两个并联开关31、32设置于一列；或者将第一控制部的两个并联开关41、42与并联开关31设置于一列，将第一控制部的两个并联开关43、44与并联开关32设置于另一列。总之，电能储存装置上的并联开关、串联开关的排布方式变化多样，在此不一一列举，本领域技术人员应该理解，排布方式的变化均在此专利的保护范围内。
在本实施例中，四个电压输出端子101、102、201、202分为两排两列设置在靠近第三及第四并联开关43、44的最外端，分别为位于最外侧列上排的第二正极端子201、最外侧列下排的第一正极端子101、位于内侧列上排的第一负极端子102和位于内侧列下排的第二负极端子202，使同一列的电压端子极性相同。每一电压端子101、102、201、202包括一对接触臂，并且位于上排的接触臂向前延伸至下排接触臂的正上方，以便能够与同一对接连接片接触。
本发明电能储存装置的插座在与对接电动工具的插头对接过程中，其四个电压输出端子101、102、201、202可产生不同的连接方式使两个能量模块10、20处于串联或并联状态，控制部的串联开关31、32及并联开关41、42、43、44的状态可以选择性被切换，使能量模块10、20内部的能量单元 由初始的并联改为串联。下面将结合图面进行说明。
请参阅图4并结合图1所示，一种低压电动工具(未图示)，其工作电压为nV并具有与电能储存装置的插头互配的低压插头(未图示)。低压插头设有两个单片结构的连接片71d、72d，两连接片71d、72d分别连接四个电压端子中极性相同的两个。在本实施例中，低压插头与插座配合时，连接片71d同时与最外侧列的第一正极端子101与第二正极端子连接201连接，连接片72d同时与内侧列的第一负极端子102与第二负极端子202连接，以并联连接电能储存装置的两个能量模块10、20。这两个连接片71d、72d同时作为低压插头的电压输入端。每个能量模块10、20内的两个能量单元通过控制部保持并联，电能储存装置输出低压nV，相应的电路图如图5所示。
请参阅图6并结合图1所示，一种中压电动工具(未图示)，其工作电压为2nV并具有与电能储存装置的插座互配的中压插头(未图示)，中压插头上设有第一连接片81d和两个第二连接片82d。第一连接片81d具有两个接触臂811d和连接两个接触臂811d的连接臂812d，用于连接四个电压端子中对应不同能量模块10、20且极性不同的其中两个；两第二连接片82d为单片结构，用于连接剩余的两个电压端子，并作为中压插头的电压输入端。
在本实施例中，第一连接片81d位于下排，两第二连接片82d位于上排。中压电动工具的中压插头与插接配合时，第二连接片82d将位于下排的第一正极端子101与第二负极端子202连接，第一连接片81d的两个接触臂811d分别与位于上排的第二正极端子连接201及第一负极端子102对应连接，使两个能量模块10、20串联连接，每个能量模块10、20内的两个能量单元通过控制部保持并联，输出中压2nV，相应的电路图如图7所示。
请参阅图8至图11并结合图1所示，一种高压电动工具(未图示)，其工作电压为4nV并具有与电能储存装置的插座互配的高压插头，高压插头上设置有与控制部配合的切换部及与四个电压输出端子配合的输出部。
高压插头上还设有基座(未标号)及切换部。切换部包括对应第一及第二控制部设置的第一切换部及第二切换部。第一切换部包括第一绝缘部61d 及第一导电部91d，第一绝缘部61d对应处于接触状态的常闭开关设置，在本实施例中，对应第一及第二并联开关41、42设置；第一导电部91d对应处于断开状态的常开开关设置，在本实施例中，对应第一串联开关31设置。相应的第二切换部包括对应第三及第四并联开关43、44设置的第二绝缘部62d及对应第二串联开关32设置的第二导电部92d。
当高压插头与插座插接配合时，第一切换部的第一绝缘部61d与第一及第二并联开关41、42接触，使第一及第二并联开关41、42处于非导通状态，第一导电部91d与第一串联开关31的两个接触部接触，使第一串联开关31处于导通状态，以使能量模块10内的两个能量单元由并联连接切换为串联连接。第二切换部的第二绝缘部62d与第三及第四并联开关43、44接触，使第三及第四并联开关43、44处于非导通状态，第二导电部92d与第二串联开关32的两个接触部接触，使第二串联开关32处于导通状态，以使能量模块20内的两个能量单元由并联连接切换为串联连接。即切换部将每个能量模块10、20内的两个能量单元由并联改为串联，使每个能量模块10的输出电压为2nV。
高压插头的输出部与前面中压插头结构相似，包括第三连接片51d和两个第四连接片52d。第三连接片51d具有两个接触臂511d和连接两个接触臂511d的连接臂512d，用于连接四个电压端子中对应不同能量模块10、20且极性不同的其中两个；两个第四连接片52d为单片结构，用于分别连接剩余的两个电压输出端子，并作为中压插头的电压输入端。第三连接片51d的具体结构可参考中压插头的第一连接片81d，第四连接片51d的具体结构可参考中压插头的第二连接片82d。
在本实施例中，第三连接片51d位于下排，两第四连接片52d位于上排。高压电动工具的高压插头与插座插接配合时，第三连接片51d将位于下排的第一正极端子101与第二负极端子202连接，两个第四连接片52d分别与位于上排的第二正极端子连接201及第一负极端子102对应连接，使两个能量模块10、20串联连接。结合前述，高压插头的切换部将每个能量模块10、20内的两个能量单元由并联改为串联，即四个能量单元全部串联连接，输出 高压4nV，图11为相应的电路图。
实施例二
请参阅图12至图13所示，实施例二中的电能储存装置与实施例一中的电能储存装置基本相同，可参考实施例一中的相关内容，实施例二与实施例一的区别仅在于电压输出端子的排布方式的不同。实施例二中的插座的四个电压输出端子101b、102b、201b、202b横向排成一排，依次为第一负极端子102b、第二负极端子202b、第一正极端子101b以及第二正极端子201b。相应的各电动工具对接的插头结构需相应调整。
请参阅图12并结合图5所示，一种低压电动工具(未图示)，其工作电压为nV并具有低压插头(未图示)，低压插头上设有两个连接片71b、72b，两连接片71b、72b结构相同，连接片71b具有两个接触臂711b、712b和连接两个接触臂711b、712b的连接臂713b；连接片72b具有两个接触臂721b、722b和连接两个接触臂721b、722b的连接臂723b。接触臂711b、712b、721b、722b为插片结构。两连接片71b、72b同时还作为低压插头的电压输入端。
当低压插头与插座配合时，连接片71b的两个接触臂711b、712b分别与第一负极端子102b及第二负极端子202b接触，连接片72b的两个接触臂721b、722b分别与第一正极端子101b及第二正极端子201b接触，以将两个能量模块10b、20b并联连接；能量模块10b、20b内的两个能量单元通过控制部保持并联连接状态，四个能量单元的电路连接可参图5所示，以输出低压nV至该电动工具。
请参阅图13并结合图7所示，一种中压电动工具(未图示)，其工作电压为2nV并具有中压插头(未图示)。中压插头上设有第一连接片81b及设置于第一连接片81b两侧的两个第二连接片82b。第一连接片81b具有两个接触臂811b与连接两个接触臂811b的连接臂812b；两个第二连接片82b各设有一个接触臂(未标号)，接触臂均为单片结构。
当中压插头与电能储存装置配合时，第一连接片81b的两个接触臂811b分别与第二负极端子202b及第一正极端子101b接触并通过连接臂812b连接， 两个第二连接片82b分别与第一负极端子102b及第二正极端子201接触，以控制两个能量模块10b、20b串联连接；同一能量模块内的两个能量单元通过控制部保持并联连接，四个能量单元的连接电路可参图7所示，以输出中压2nV至该电动工具。
可以理解的是，一种高压电动工具(未图示)，其工作电压为4nV并具有高压插头(未图示)。高压插头上设置有与控制部配合的切换部及与四个电压输出端子配合的输出部。切换部与控制部的配合关系及相互作用与实施例一中使用高压插头时基本相同，使能量模块10b、20b内两个能量单元由并联改为串联，请参考图10所示，在此不再赘述。输出部的结构及与四个电压输出端子配合的关系，与本实施例二中的中压插头与四个电压输出端子配合的方式基本相同，使能量模块10b、20b之间串联，请参考图13所示，在此不再赘述。高压插头使四个能量单元串联连接，以输出高压4nV至该电动工具，相应电路可参图11所示。
实施例三
请参阅图14至图15，实施例三中的电能储存装置与实施例一中的电能储存装置基本相同，可参考实施例一中的相关内容，实施例三与实施例一的区别仅在于电压输出端子的排布方式的不同。实施例三中，四个电压输出端子101c、102c、201c、202c分为两排两列，但不是上下排，而是前后两排，同极性的设置在一列。在本实施例中，第一负极端子102c与第二正极端子201c位于一列，第二负极端子202c与第一正极端子101c位于另一列。
请参阅图14并结合图5所示，一种低压电动工具(未图示)，其工作电压为nV并具有低压插头(未图示)，低压插头上设有两个连接片71c、72c，两个连接片71c、72c均为单片结构。
当低压插头与电能储存装置配合时，连接片71c与第一负极端子102c及第二负极端子202c接触以连接第一负极端子102c与第二负极端子202c；连接片72c与第一正极端子101c及第二正极端子201c接触以连接第一正极端子101c与第二正极端子201c，以控制两个能量模块10c、20c并联连接； 能量模块10c、20c内的两个能量单元通过控制部保持并联连接状态，以输出低压nV至该低压电动工具，相应的电路连接可参图5所示。
请参阅图15并结合图7所示，一种中压电动工具(未图示)，其工作电压为2nV并具有中压插头(未图示)，中压插头上设有设于第一排的第一连接片81c及设置于第二排的两个第二连接片82c，第一连接片81c与第二连接片82c不接触。第一连接片81c具有两个接触臂811c与连接两个接触臂811c的连接臂812c。
当中压插头与电能储存装置配合时，第一连接片81c的两个接触臂811c分别对应的与第一负极端子102c及第二正极端子201c接触并通过连接臂812c连接，两个第二连接片82c对应的与设置于第二排的第二负极端子202c与第一正极端子101c分别接触，以控制两个能量模块10c、20c串联连接；两个能量模块10c、20c内的两个能量单元通过控制部保持并联连接，以输出中压2nV至该中压电动工具，相应电路图可参图7所示。
请参阅图15所示，一种高压电动工具(未图示)，其工作电压为4nV并具有高压插头(未图示)，高压插头上设置有与控制部配合的切换部及与四个电压输出端子配合的输出部。切换部与控制部的配合关系及相互作用与实施例一中使用的高压插头时基本相同，请参考图10所示，使能量模块10c、20c内两个能量单元由并联改为串联，在此不再赘述。输出部的结构及与四个电压输出端子配合的关系，与实施例三中的中压插头与四个电压输出端子配合的方式基本相同，使能量模块10c、20c之间串联，在此不再赘述。即，高压插头使四个能量单元串联连接，以输出高压4nV至该电动工具，相应电路可参图11所示。
需要说明的是，实施例例一至实施例三中的控制部的串联开关与并联开关的初始状态可以根据需要设置排布，不应作具体限制。
还需要说明的是，为了方便清楚说明本发明的实现，前述实施例中插头的切换部中的对应于每一个串联开关设有一个绝缘部，对应于每一个并联开关设置有一个导电部。例如参图8，实施例一中的高压插头设置有分别与两 个串联开关31、32配合的两个导电部91d、92d，以及分别与四个并联开关41、42、43、44对应配合的两个绝缘部61d、62d。
应当理解，实施例一至实施例三中的导电部与绝缘部可以分开设置，也可以一体设置在同一绝缘基座上，如图10所示；两导电部91d、92d也可以设置在一起，相邻导电部91d、92d之间通过绝缘部90d分隔，相应的可以将两个并联开关41、42设置在同一列，如图16所示；导电部与绝缘部也可以一体设置，例如，如图17所示，一段为绝缘材料制成的绝缘部61d，一段为导电材料制成的导电部91d，相应的将并联开关41、42和串联开关31排在同一列，将并联开关43、44和串联开关33排在同一列；各个绝缘部可以分开设置也可以一体或部分一体设置，每个绝缘部61d、62d同时与两个并联开关41、42断开。总之，绝缘部与导电部的设置可以根据电能储存装置上串联开关、并联开关的排布相应设置，排布方式变化多样，在此不一一列举了，本领域技术人员应该理解，排布方式的变化均在此专利的保护范围内。
实施例四
参考图18及图19所示，本发明还提供实施例四，能量存储装置包括两个能量模块10a、20a，每一个能量模块10a、20a包括两个能量单元。插座还设置分别对应能量模块10a、20a设置的第一及第二控制部，第一控制部包括第一串联开关31a及第一及第二并联开关41a、42a，第二控制部包括第二串联开关32a及第三及第四并联开关43a、44a。结合实施例一的图1所示，实施例四中的能量存储装置与前面三个实施例中的能量存储装置在能量单元连接上的不同是，其两个串联开关31a、32a为常闭开关处于导通状态，并联开关41a、42a、43a、44a为常开开关处于断开状态，初始状态下，能量模块10a、20a内的两个能量单元处于串联状态。
能量存储装置的插座设有四个电压输出端子，分别为：与能量模块10a的正负电极对应连接的第一正极端子101a与第一负极端子102a及与能量模块20a的正负电极对应连接的第二正极端子201a与第二负极端子202a。
在本实施例中，两个串联开关31a、32a排在前排，四个并联开关41a、 42a、43a、44a排在后排，每个串联开关31a、32a和每个并联开关41a、42a、43a、44a各自单独位于一列；四个电压输出端子也位于后排，同时排成上下两排。
请参阅图20所示，四个并联开关41a、42a、43a、44a和两个串联开关31a、32a排列为一排，依次为第一并联开关41a、第一串联开关31a、第二并联开关42a、第三并联开关43a、第二串联开关32a及第四并联开关44a。四个电压输出端子101a、102a、201a、202a呈上下两排设置，分别为设置于上排的第一负极端子102a与第二正极端子201a和设置于下排的第二负极端子202a与第一正极端子101a。
请参阅图21至图23并结合图20所示，一种低压的电动工具，其工作电压为nV且具有低压插头。低压插头上设置有与两个控制部配合的两个切换部及与四个电压输出端子101a、102a、201a、202a配合的输出部。输出部包括两个连接片71a、72a，连接片71a、72a均为单片结构。切换部包括绝缘部及导电部，绝缘部对应接触状态的常闭开关设置，在本实施例中，对应串联开关设置；导电部对应断开状态的常开开关设置，在本实施例中，对应并联开关设置。绝缘部包括两个绝缘部51a、52a，分别与两串联开关31a、32a对应设置并配合。导电部61a、62a、63a、64a，分别与四个并联开关41a、42a、43a、44a对应设置并配合。
低压插头与电能储存装置配合时，切换部的四个导电部61a、62a、63a、64a分别导通并联开关41a、42a、43a、44a，切换部的两个绝缘部51a、52a分别断开串联开关31a、32a，使能量模块10a、20a内的两个能量单元的状态由串联改为并联。切换部与控制部具体的配合方式可参考实施一，此处不再赘述。连接片71a与第一正极端子101a与第二正极端子201a连接，连接片72a与第一负极端子102a与第二负极端子202a连接，使两个能量模块10、20之间并联，故，电能储存装置为该低压电动工具提供低压nV，电路图如图23所示。
请参阅图24至图25并结合图20所示，一种中压的电动工具，其工作 电压为2nV且具有中压插头。中压插头上设有两个连接片81a、82a，连接片81a、82a均为单片结构。中压插头与电能储存装置配合时，连接片81a、82a并联连接两个能量模块10a、20a，连接片81a、82a与四个电压端子101a、102a、201a、202a并联的具体方式可参考实施一，此处不再赘述。能量模块10a、20a内的两个能量单元通过控制部保持串联连接，故，电能储存装置输出中压2nV至该电动工具，电路图如图25所示。
请参阅图26至图27，一种高压的电动工具，其工作电压为4nV且具有高压插头。高压插头上设有第一连接片91a和两个第二连接片92a，第一连接片91a具有两个接触臂911a和连接两个接触臂911a的连接臂912a。当高压插头与电能储存装置配合时，连接片91a、92a使两个能量模块10a、20a串联，连接片91a、92a与四个电压端子101a、102a、201a、202a串联的具体方式可参考实施一，此处不再赘述。能量模块10a、20a内的两个能量单元通过控制部保持串联连接，以输出高压4nV至该高压电动工具，电路图如图27所所示。
实施例四中的四个电压端子101a、102a、201a、202a可以排成一排，类似前面的实施例二，相应的插头的连接片的设置方式可相应调整，可参考实施例二，此处不再赘述。
实施例四中的四个电压端子101a、102a、201a、202a可以排成前、后两排，类似前面的实施例三，相应的插头的连接片的的设置方式可相应调整，可参考实施例上，此处不再赘述。
实施例五
请参阅图28所示，能量存储装置包括两个能量模块，每一个能量模块包括两个能量单元，实施例五中的能量存储装置与实施例四中的能量存储装置基本相同，可结合图20所示。实施例五中的能量存储装置与实施例四中的能量存储装置的区别仅在于，能量存储装置的控制部的四个并联开关设置于一列、两个串联开关分设于两列，具体来讲，四个并联开关41d、42d、43d、44d呈前后排布于第一列，两个串联开关31d、32d分设于第二列与第三列。 四个电压输出端子101d、102d、201d、202d呈上下两排两列设置，分别为位于上排的第一负极端子102d与第二正极端子201d和位于下排的第二负极端子202d与第一正极端子101d，与实施例四相同，相关内容可参考实施例四。其中，并联开关41d、42d、43d、44d为常开开关，两个串联开关31d、32d为常闭开关。初始时，两个能量模块10d、20d内的两个能量单元处于串联状态。
参考图29至图30所示，一种低压电动工具，其工作电压为nV且具有低压插头，低压插头上设置有的切换部及与四个电压输出端子101d、102d、201d、202d配合的输出部。切换部包括对应并联开关41d、42d、43d、44d设置的绝缘部和对应串联开关31d、32d设置的导电部。绝缘部包括分别与串联开关31d、32d配合的绝缘部51d、52d；导电部包括分别与四个并联开关41d、42d、43d、44d对应配合的导电部61d、62d、63d、64d。其中，导电部61d、62d、63d、64d设置在一起，且相邻之间设置有绝缘材料制成的分隔部60d，避免导电部61d、62d、63d 64d之间电连接造成电能储存装置内部短路。当低压插头与电能储存装置配合时，切换部的绝缘部51d、52d分别断开串联开关31d、32d，导电部61d、62d、63d、64d分别导通并联开关41d、42d、43d、44d，使能量模块10d、20d内的能量单元由串联改为并联。低压插头的输出部设有两个连接片，可将能量模块10d、20d之间并联，以输出低压nV至该电动工具。低压插头结构及其与四个电压输出端子配合的关系与实施例四中的低压插头的结构及其与四个电压输出端子配合的方式基本相同，不再赘述。
一种中压电动工具，其工作电压为2nV且具有中压插头，该中压插头的连接片使能量模块10d，20d之间并联，能量模块10d，20d内的两个能量单元通过控制部保持串联连接，以输出中压2nV至该中压电动工具。中压插头结构及其与四个电压输出端子配合的关系与该实施例四中的中压插头的结构及其与四个电压输出端子配合的方式基本相同，在此不再赘述。
一种高压电动工具，其工作电压为4nV且具有高压插头，高压插头的连 接片使能量模块10d，20d之间串联，能量模块10d，20d内的两个能量单元通过控制部保持串联连接，以输出中压4nV至该中压电动工具。高压插头的结构及其与四个电压输出端子配合的关系与实施例四中的高压插头的结构及其与四个电压输出端子配合的方式基本相同，在此不再赘述。
需要说明的是，实施例五的四个电压输出端子也可以设置为实施例二中的一排或者实施例三中的前后两排设置的形式，与之对应的调整低压插头、中压插头及高压插头中的连接片的设置方式，可分别参考实施二及实施三中的相关内容，使低压插头及中压插头能够并联两能量模块，高压插头能够串联两能量模块即可
需要说明的是，实施例四至实施例五中的控制部串联开关与并联开关的排布可以根据需要设置排布，不应以此为限。例如，还可以将两个控制部的四个并联开关设置于一列，两个控制部的两个串联开关设置于一列；或者将两个控制部的四个并联开关和两个串联开关设置于同一列；或者将两个控制部的四个并联开关两两设置于一列，两个控制部的两个串联开关设置于一列；或者将一个控制部的两个并联开关与一个串联开关设置于一列，另一个控制部的两个并联开关与一个串联开关设置于一列。总之，电能储存装置上的并联开关、串联开关的排布方式变化多样，在此不一一列举了，本领域技术人员应该理解，排布方式的变化均在此专利的保护范围内。
还需要说明的是，为了方便清楚说明本发明的实现，前述实施例中切换部对应于每一个常闭开关设置有一个导电部，对应于每一个常开开关设置有一个绝缘部。应当理解，这里的绝缘部及导电部可以每个独立设置，也可以全部整合或者部分整合成一体。例如图31所示：同一个插片，一段为绝缘材料制成的绝缘部50，一段为导电材料制成的导电部65，将与两个为常闭开关的串联开关31、32配合的两个绝缘部50及与四个为常开开关的并联开关41、42、43、44对应配合的四个导电部65全部一体设置为60e。或者将对应同一个控制部的绝缘部50、导电部61与导电部62为一体设置的，另一绝缘部50、第三导电部63与第四导电部64为一体设置的为60f，总之，绝缘部与导电 部的设置可以根据电能储存装置上并联开关、串联开关的排布相应设置，排布方式变化多样，在此不一一列举，本领域技术人员应该理解，排布方式的变化均在此专利的保护范围内。
另外需要说明的是，常闭开关是指在初始状态下，其两个接触部是处于接触状态以实现与两个接触部电性连接的电极处于连接状态，且可通过外物作用改变两个接触部的电性连接状态，使两个接触部从接触状态切换为断开状态，例如，常闭端子。常开开关是指在初始状态下，其两个接触部是处于断开状态以实现与两个接触部电性连接的电极处于断开状态，且可通过外物作用改变两个接触部的电性连接状态，使两个接触部从断开状态切换为连接状态，例如，常开端子。当然，常开开关并不限于为常开端子，常闭开关也不限于为常闭端子，能够实现相同功能的实施方式均在此发明的保护范围内。
综上所述，本发明的电能储存装置包括四个电压相等的能量单元，四个能量单元均等分为两个能量模块，每一个能量模块内具有控制部，在初始状态下，控制部将同一个能量模块内的两个能量单元并联连接。通过使用不同的插头与该电能储存装置插接以使四个能量单元呈全部并联连接、全部串联连接、或者同一模块内的能量单元串联或者并联连接，能量模块之间串联或者并联连接中的一种以输出至少三种输出电压中的一种电压至使用该电能储存装置的电动工具。如此设置，增加了电能储存装置的适用范围，降低了使用成本。
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 (13)

  1. 一种电能储存装置，包括四个额定电压相同的能量单元，四个所述能量单元均分成为两个能量模块，每个所述能量模块内设有两个能量单元，其特征在于：每一所述能量模块设有正极及负极，所述电能储存装置设有插座，所述插座包括分别与两个所述能量模块的正极及负极连接的四个电压输出端子，所述插座还设置有两个控制部，所述控制部分别控制相应的所述能量模块内的两个所述能量单元在并联和串联之间切换。
  2. 根据权利要求1所述的电能储存装置，其特征在于：所述控制部设置有两个并联开关及1个串联开关，所述并联开关并联相应的所述能量模块内的两个所述能量单元，所述串联开关串联相应的所述能量模块内的两个所述能量单元，初始状态时，所述并联开关及所述串联开关中的一种处于导通状态，另一种为处于断开状态。
  3. 根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于：四个所述电压输出端子分为上下两排两列设置或者前后两排两列设置，位于同一列的两个所述电压输出端子的极性相同；或者四个所述电压输出端子排成一排。
  4. 根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于：两个所述控制部的所有所述并联开关及所有所述串联开关排成一排；或者两个所述控制部的所有所述并联开关及所有所述串联开关排成多排。
  5. 根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于：每一所述并联开关或所述串联开关设有左右分隔的两个部分，每一部分设有一个接触臂，其中处于导通状态的所述并联开关或所述串联开关的两所述接触臂相互接触，其中处于断开状态的所述并联开关或所述串联开关的两所述接触臂相互分离。
  6. 根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于：每一所述控制部的两个所述并联开关位于同一列；或者两个所述控制部的四个所述并联开关位于同一列；或者每一所述控制部的两个所述并联开关及所述串联开关位于同一列；或者两个所述控制部的四个所述并联开关及两个所述串联开关均位于同一列。
  7. 一种电动工具系统，包括电动工具，其特征在于：所述电动工具系统包 括如权利要求2至6中任意一项的所述电能储存装置，所述电动工具设有与所述插座对接的插头，所述插头设有与四个所述电压端子电性连接的多个连接片，以并联或串联两个所述能量模块。
  8. 根据权利要求7所述的电动工具系统，其特征在于：所述并联开关与所述串联开关中的其中一种为常闭开关，另一种为常开开关，所述插头上设置有与所述控制部配合的切换部，所述切换部包括与常闭开关对应设置的绝缘部及与常开开关对应设置的导电部，所述绝缘部断开常闭开关，所述导电部导通常开开关，以切换所述能量模块内的两个能量单元的连接状态。
  9. 根据权利要求8所述的电动工具系统，其特征在于：所述插头包括多个所述导电部，多个所述导电部设置为一体结构，相邻所述导电部之间设有绝缘的分隔部。
  10. 根据权利要求8所述的电动工具系统，其特征在于：所述切换部对应同一所述控制部的所述导电部及所述绝缘部设置为一体结构；或者所述插头对应不同所述控制部的所述导电部或所述绝缘部设置为一体结构；或者所述切换部对应两个所述控制部的所有所述导电部及所有所述绝缘部设置为一体结构。
  11. 根据权利要求7所述的电动工具系统，其特征在于：所述插头包括两个所述两个连接片，每一所述连接片与同极性的两个所述电压端子接触，所述连接片为单片结构或者双接触臂结构。
  12. 根据权利要求7所述的电动工具系统，其特征在于：所述插头包括三个所述连接片，其中一个所述连接片具有双接触臂，分别与对应不同所述能量模块的不同极性的两个所述电压端子接触，另外两个所述连接片与另外两个所述电压端子接触。
  13. 一种电动工具系统，包括低压电动工具、中压电动工具及高压电动工具，其特征在于：所述电动工具系统包括如权利要求1至6中任意一项所述的电能储存装置，所述低压电动工具设有低压插头，所述低压插头与所述插座对接并使四个所述能量单元处于全并联状态；所述高压电动工具设有高压插头，所述高压插头与所述插座对接并使四个所述能量单元处于全串联状态；所述中压电 动工具设有中压插头，所述中压插头与所述插座对接并使四个所述能量单元处于两两并联或串联或两两串联后并联的状态。
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