WO2020125213A1

WO2020125213A1 - 电能储存装置及电动工具系统

Info

Publication number: WO2020125213A1
Application number: PCT/CN2019/114239
Authority: WO
Inventors: 刘传君; 郭新忠; 严安
Original assignee: 常州格力博有限公司
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-06-25
Also published as: US11855299B2; WO2020125211A1; EP3890146A4; AU2019410335A1; WO2020125209A1; US20240079707A1; EP3890144A4; US20210305653A1; EP3890144A1; EP3890145A4; EP3890084A1; US20220069407A1; US11641043B2; US20210313662A1; AU2019410333A1; US11637347B2; EP3890084A4; EP3890145A1; AU2019400237A1; US20220115731A1

Abstract

本发明提供了一种电能储存装置，包括N个额定电压相同的能量单元并设有插座，所述N个能量单元均分成为M个能量模块，每个所述能量模块包括K个能量单元，其中M≥2，且K≥2，每个所述能量模块内的K个所述能量单元具有串联和并联两种连接状态，并且能够在并联和串联连接状态之间切换。本发明还提供了一种使用该电能储存装置的电动工具系统，不同额定电压的电动工具具有不同的插头，与插座对接后使电能储存装置输出不同的电压。本发明电能储存装置具有多种输出电压，可适应于多种额定电压不同的电能储存装置，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，不同电压平台的电动工具需要不同电压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多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，本发明提供了一种电能储存装置，包括N个额定电压相同的能量单元并设有插座，N个所述能量单元均分成为M个能量模块，每个所述能量模块包括K个能量单元，其中M≥2，且K≥2，每个所述能量模块内的K个所述能量单元具有串联和并联两种连接状态，并且能够在并联和串联连接状态之间切换。

作为一个实施方式，所述插座包括对应所述能量模块设有模块内控制部，所述模块内控制部对应每一个所述能量模块设置有并联K个所述能量单元的多个并联开关及串联K个所述能量单元的1个或多个串联开关，当所述并联开关闭合且所述串联开关断开时，K个所述能量单元并联；当所述并联开关断开且所述串联开关闭合时，K个所述能量单元串联。

作为一个实施方式，所述模块内控制部包括2*(K-1)个所述并联开关，所述并联开关分别两两连接K个所述能量单元的相同极性的电极；所述模块内控制部包括(K-1)个所述串联开关，所述串联开关分别两两连接K个所述能量单元的不同极性的电极。

作为一个实施方式，所述并联开关为常闭开关，所述串联开关为常开开关，所述能量模块内的K个所述能量单元初始状态下并联连接；或者所述并联开关为常开开关，所述串联开关为常闭开关，所述能量模块内的K个所述能量单元初始状态下串联连接。

作为一个实施方式，所述插座还包括模块间控制部，所述模块间控制部包括并联M个所述能量模块的并联开关以及串联M个所述能量模块的串联开关，当所述模块间控制部的所述并联开关闭合且所述串联开关断开时，M个所述能量模块并联；当所述模块间控制部的所述并联开关断开且所述串联开关闭合时，M个所述能量模块串联。

作为一个实施方式，所述插座还包括两个电压输出端子。

作为一个实施方式，每一所述能量单元设有正极及负极，所述插座包括八个独立设置的电极端子，八个所述电极端子包括分别与四个所述能量单元的正极连接的四个正极端子及分别与四个所述能量单元的负极连接的四个负极端子。

作为一个实施方式，所述电能储存装置的输出电压的种类等于N的因子数目。

作为一个实施方式，当N≥8时，所述能量单元可以均为多级模块，每级模块包括2个或3个次级模块，最低一级的能量模块包括2个或3个能量单元。

本发明提供了一种电动工具系统，包括电动工具及电能储存装置，所述电能储存装置，包括N个额定电压相同的能量单元，N个所述能量单元均分成为M个能量模块，每个所述能量模块包括K个能量单元，其中M≥2，且K≥2，每个所述能量模块内的K个所述能量单元具有串联和并联两种连接状态，并且能够在并联和串联连接状态之间切换，所述电能储存装置设有插座，所述电动工具设有与所述插座配合的插头。

作为一个实施方式，所述电能储存装置设有插座，所述插座包括对应每一个所述能量模块设置的模块内控制部，所述模块内控制部包括并联K个所述能量单元的多个并联开关及串联K个所述能量单元的1个或多个串联开关，当所述并联开关闭合且所述串联开关断开时，K个所述能量单元并联；当所述并联开关断开且所述串联开关闭合时，K个所述能量单元串联。

作为一个实施方式，所述插头设有内切换部，所述内切换部与所述模块内控制部配合，同时切换所述模块内控制部的所述并联开关及所述串联开关的状态，使所述能量模块内的K个所述能量单元由并联切换为串联或者由串联改切换为并联。

作为一个实施方式，所述内切换部包括绝缘部及导电部，所述模块内控制部的所述并联开关和所述串联开关的其中一种初始时处于闭合状态并由所述绝缘部断开，另一种初始时处于断开状态并由所述导电部导通。

作为一个实施方式，所述插座还包括模块间控制部，所述模块间控制部包括并联M个所述能量模块的并联开关以及串联M个所述能量模块的串联开关，当所述并联开关闭合且所述串联开关断开时，M个所述能量模块并联；当所述并联开关断开且所述串联开关闭合时，M个所述能量模块串联。

作为一个实施方式，所述插头设有外切换部，所述外切换部与所述模块间控制部配合，同时切换所述模块间控制部的所述并联开关及所述串联开关的状态，使M个所述能量模块由并联切换为串联或者由串联改切换为并联。

作为一个实施方式，所述外切换部包括绝缘部及导电部，所述模块间控制部的所述并联开关和所述串联开关的一种初始时处于闭合状态并由所述绝缘部断开，另一种初始时处于断开状态并由所述导电部导通。

作为一个实施方式，每个所述能量模块设有正极及负极，所述插座包括分别与每个所述能量模块的正极及负极连接的2*M个电压输出端子，所述插头设有与所述电压输出端子连接的连接片，由所述连接片确定M个所述能量模块串联或并联。

本发明提供了一种电动工具系统，包括低压电动工具、中压电动工具及高压电动工具，所述电动工具系统包括如权利要求1至7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N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N个所述能量单元处于全串并联状态；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N个所述能量单元处于一中压状态。

作为一个实施方式，所述中压状态指所述能量模块内K个所述能量单元串联，M个所述能量模块并联，对应输出电压K*nV；或者所述能量模块内K个所述能量单元并联，M个所述能量模块串联，对应输出电压M*nV。

作为一个实施方式，所述电动工具系统还包括与所述低压电动工具配接的低压电池包、与所述中压电动工具配接的中压电池包或与所述高压电动工具配接的高压电池包。

本发明的有益效果是：本发明电能储存装置及电动工具系统具有多种输出电压，增加了电能储存装置的适用范围，降低了使用成本。

附图说明

图1为本发明电能储存装置的实施例一的内部四个能量单元的连接示意图。

图2为实施例一的电能储存装置与一种低压插头配合时的电路示意图。

图3为实施例一的电能储存装置与一种中压插头配合时的电路示意图。

图4为实施例一的电能储存装置与一种高压插头配合的电路示意图。

图5为实施例一高压插头的立体分解图。

图6为实施例一的电能储存装置与一种高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高压插头配合时的电路示意图。

图8为本发明电能储存装置的实施例二的内部四个能量单元的连接示意图。

图9为实施例二的电能储存装置与一种低压插头配合时的电路示意图。

图10为实施例二的电能储存装置与一种中压插头配合的连接示意图。

图11为实施例二的电能储存装置与中压插头配合时的电路示意图。

图12为实施例二的电能储存装置与一种高压插头配合的连接示意图。

图13为图12中高压插头的结构示意图。

图14为实施例二的电能储存装置与高压插头配合时的结构示意图。

图15为实施例二的电能储存装置与高压插头配合时的电路示意图。

图16为本发明电能储存装置的实施例三的内部四个能量单元的连接示意图。

图17为实施例三中一种低压插头的结构示意图。

图18为实施例三中电能储存装置与低压插头配合时的结构示意图。

图19为实施例三中电能储存装置与低压插头配合时的连接示意图。

图20实施例三中电能储存装置与低压插头配合时的电路示意图。

图21实施例三中电能储存装置与一种中压插头配合时的电路示意图。

图22实施例三中电能储存装置与一种高压插头配合时的电路示意图。

图23为本发明电能储存装置的实施例四的内部四个能量单元的连接示意图。

图24为本发明电能储存装置的实施例四的电路示意图。

图25为实施例四的电能储存装置与一种低压插头配合时的连接示意图。

图26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27为实施例四的电能储存装置与一种中压插头配合时的连接示意图。

图28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29为实施例四的电能储存装置与一种高压插头配合的电路示意图。

图30为本发明电能储存装置的实施例五的内部四个能量单元的连接示意图。

图31为本发明电能储存装置的实施例五的电路示意图。

图32为实施例五的电能储存装置与一种低压插头配合时的连接示意图。

图33为实施例五的电能储存装置与低压插头配合时的电路示意图。

图34为实施例五的电能储存装置与一种中压插头配合时的电路示意图。

图35为实施例五的电能储存装置与一种高压插头配合的连接示意图。

图36为实施例五的电能储存装置与高压插头配合时的电路示意图。

图37为本发明电能储存装置的实施例六的内部六个能量单元的连接示意图。

图38为实施例六的电能储存装置与一种低压插头配合时的电路示意图。

图39为实施例六中电能储存装置与一种第一中压插头配合时的电路示意图。

图40为实施例六中电能储存装置与一种第二中压插头配合的电路示意图。

图41为实施例六中电能储存装置与第二中压插头配合时的电路示意图。

图42为实施例六中电能储存装置与一种高压插头配合的连接示意图。

图43为实施例六中电能储存装置与高压插头配合时的电路示意图。

图44为本发明电能储存装置的实施例七的内部十二个能量单元的连接示意图。

图45为实施例七的电能储存装置与一种低压插头配合时的电路示意图。

图46为实施例七中电能储存装置与一种第一中压插头配合时的连接示意图。

图47为实施例七中电能储存装置与一种第一中压插头配合时的电路示意图。

图48为实施例七中电能储存装置与一种第二中压插头配合的连接示意图。

图49为实施例七中电能储存装置与一种第二中压插头配合时的电路示意图。

图50为实施例七中电能储存装置与一种第三中压插头配合时的连接示意图。

图51为实施例七中电能储存装置与第三中压插头配合时的电路示意图。

图52为实施例七中电能储存装置与一种第四中压插头配合时的连接示意图。

图53为实施例七中电能储存装置与第四中压插头配合时的电路示意图。

图54为实施例七中电能储存装置与一种高压插头配合的连接示意图。

图55为实施例七中电能储存装置与高压插头配合时的电路示意图。

图56为实施例八中电能储存装置导电端子与低压插片的配合示意图。

图57为实施例八中低压插片的低压插片结构图。

图58为实施例八中电能储存装置导电端子与中压插片的配合示意图。

图59为实施例八中中压插头的中压插片结构图。

图60为实施例八中电能储存装置导电端子与高压插片的配合示意图。

图61为实施例八中高压插头的高压插片结构图。

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，其包括N个电压相等的能量单元，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。该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。其中，N为合数，合数指自然数中除了能被1和本身整除外，还能被其他数(0除外)整除的数。N个能量单元均等分为M个能量模块，每个能量模块包括K个能量单元，其中N＝M*K，M≥2，K≥2，即N的最小值为4，4个能量单元可均为2组，每组两个能量单元。

能量模块内的K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，M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N个能量单元存在以下四种连接状态：1.能量模块内的K个能量单元并联连接，M个能量模块之间并联连接，使N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K个能量单元串联连接，M个能量模块串联连接，使N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N*nV；3.能量模块内的K个能量单元串联连接，M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K*nV；4.能量模块内的K个能量单元并联连接，M个能量模块之间串联连接，此状态可简称为内并外串状态，输出电压为M*nV。

此电能储存装置能够依据不同的对接电动工具输出与之相匹配的额定电压。当N为最小值4时，第3种内串外并连接状态及第4种内并外串连接状态输出的电压均为2nV，即，这四种连接状态具有3种输出电压。因此，电能储存装置可提供至少三种输出电压。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7所示，在本发明实施例一中的电能储存装置包括4个电压相同的能量单元，每个能量单元的额定电压均为nV；4个能量单元均等分为两个能量模块，分别为能量模块10a和能量模块20a；每个能量模块10a、 20a包括两个能量单元，即对应前述N＝4，M＝2，K＝2的情况，电能储存装置能够提供3种输出电压。

电能储存装置的插座(未图示)包括多个电压输出端子。每一个能量模块10a、20a各自设有正、负两电极，多个电压输出端子对应每一个能量模块的正、负两电极设置，即设置为2*M个，在本实施例中，M为2，故设置4个电压输出端子。4个电压输出端子分别为：与能量模块10a正电极连接的电压输出端子101a，与能量模块10a的负电极连接的电压输出端子102a、与能量模块20a正电极连接的电压输出端子201a，与能量模块20a的负电极连接的电压输出端子202a。可以理解的是，通过控制这4个电压输出端子之间的连接方式可控制M个能量模块之间的连接状态，并且这4个电压输出端子的连接方式可由对接的插头的1个或多个连接片确定，此部分内容将在后面详述。

电能储存装置的插座(未图示)包括模块内控制部。模块内控制部对应每一个能量模块设置，即设置为M个，在本实施例中，M为2，故设置有两个模块内控制部。模块内控制部用于控制能量模块内的K个能量单元的连接状态，模块内控制部可以由对接插头的内切换部进行切换，此部分内容将在后面详述。

每个控制部与能量模块内的两能量单元的连接方式是相同的，下面以其中一控制部为例进行说明。

模块内控制部包括并联开关和串联开关，并联开关并联各个能量单元的正极及负极两端，故，并联开关数量对应能量单元的数量K设置为(K-1)对，即2*(K-1)；串联开关串联连接各个能量单元，其数量对应能量单元的数量K设置为(K-1)个。本实施例中，K等于2，于是模块内控制部包括1个串联开关30a、两个并联开关41a、42a。

串联开关30a及各并联开关41a、42a均包括两个与能量单元的电极连接的接触部(未标号)，并联开关41a、42a的两个接触部均分别与能量模块10a的两个能量单元的极性相同的电极连接，例如图1所示：并联开关41a的两个接触部分别与两个能量单元的负极相连，并联开关42a的两个接触部分别与两个能量单元的正极相连。串联开关30a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101a、102a分别连接。串联开关30a导通时可以实现两个能量单元的串联连接；并联开关41a、42a导通时可以实现两个能量单元的并联连接。

在本实施中，并联开关41a、42a为常闭开关，串联开关30a为常开开关，即初始状态时，并联开关41a、42a处于导通状态，串联开关30a处于断开状态，每一个能量模块10a、20a内的两个能量单元最初处于并联连接状态。

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。

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4个电压输出端子101a、102a、201a、202a可产生不同的连接方式使两个能量模块10a、20a处于串联或并联状态，模块内控制部的串联开关30a及并联开关41a、42a的状态可以选择性被切换，使能量模块10a、20a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2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并具有低压插头(未图示)，低压插头具有并联连接4个电压输出端子中极性相同的电压输出端子的两个连接片D1、D2，这两个连接片D1、D2同时作为低压插头的电压输入端。例如图2所示，当低压插头与插座配合时，连接片D1连接正极的电压输出端子101a与电压输出端子201a，连接片D2 连接负极的电压输出端子102a与电压输出端子202a，使两个能量模块10a、20a并联连接，每个能量模块10a、20a内的两个能量单元保持并联，输出低压nV。

即，低压电动工具的低压插头与电能储存装置配合时，每一个能量模块内的K个能量单元通过模块内控制部保持并联连接，能量模块之间通过低压插头的连接片实现M能量模块并联连接，对应前述第1种全并联状态，以输出低压nV至该低压电动工具。

请参阅图3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并具有中压插头(未图示)，中压插头设有与电压输出端子201a与102a分别连接的一对连接片D3、D4，连接片D3、D4同时作为中压插头的电压输入端。中压插头还具有一连接片(未图示)，用于连接两个能量模块10a、20a中的极性不同的电压输出端子，例，连接片将电压输出端子101a与202a连接。当中压电动工具的中压插头与插座插接配合时，使两个能量模块10a、20a串联连接，每个能量模块10a、20a内的两个能量单元保持并联，输出中压2nV。

即，中压电动工具的中压插头与电能储存装置配合时，同一能量模块内的K个能量单元通过模块内控制部保持并联连接，能量模块之间通过中压插头的连接片实现M能量模块串联连接，对应前述第4种内并外串状态，以输出中压M*nV至该中压电动工具。

请参阅图4至图7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700，高压插头700设有连接片71a，连接两个能量模块10a、20a中的极性不同的电压输出端子，以使两个能量模块10a、20a串联连接。高压插头上还另外设有一对连接片D5、D6，用于与两个能量模块10a、20a中另外两个极性不同的电压输出端子分别连接，作为高压插头的电压输入端。

高压插头上700还设有基座701及与模块内控制部配合的内切换部，内切换部与模块内控制部对应设置，本实施中模块内控制部为两个，故内切换部也为两个。内切换部包括对应并联开关41a、42a设置的绝缘部51a及对应串联开关30a设置的导电部61a。当高压插头与插座插接配合时，绝缘部51a与并联开关41a、42a接触，使并联开关41a、42a断开处于非导通状态，导电部61a与串联开关30a的两个接触部接触，使串联开关30a处于导通状态，以使能量模块10a、20a内的两个能量单元由并联连接切换为串联连接，每个能量模块10a、20a的输出电压为2nV。如前述，两个能量模块10a、20a又之间通过连接片71a串联连接，故可输出高压4nV至该高压电动工具，图7为对应的电路图。

即，高压电动工具的高压插头与电能储存装置配合时，每一个能量模块内的K个能量单元通过模块内控制部与内切换部的配合由并联连接切换为串联连接，能量模块之间通过高压插头的连接片实现M能量模块串联连接，对应前述第2种全串联状态，以输出高压N*nV至该高压电动工具。

对应实施例一，本发明还提供一种电动工具系统，包括前述低压电动工具、中压电动工具、高压电动工具及电能储存装置，该电动工具系统还可以包括额定电压为nV的常规低压电池包、额定电压为2nV的常规中压电池包及额定电压为4nV的常规高压电池包。如前所述，本发明电能储存装置与低压电动工具、中压电动工具及高压电动工具均可以配合，并相应提供不同的输出电压，使低压电动工具、中压电动工具及高压电动工具能够正常工作。同时，低压电动工具也可以与常规的低压电池包配合，常规的低压电池包对应设有与低压电动工具的连接片D1、D2连接的输出端。中压电动工具也可以与常规的中压电池包配合，常规的中压电池包对应设有与中压电动工具连接片D3、D4连接的输出端。高压电动工具也可以与常规的高压电池包配合，常规的高压电池包对应设有与高压电动工具的连接片D5、D6连接的输出端。

实施例二

请参阅图8至图13所示，本发明电能储存装置还提供了实施例二，在实施例二中的电能储存装置同样包括4个电压相等的能量单元，每个能量单元的电压均为nV；4个能量单元均等分为两个能量模块10b、20b，每个能量模块10b、20b包括两个能量单元。即，仍然对应前述N＝4，M＝2，K＝2的情况，电能储存装置能够提供3种输出电压。

与实施例一相同的是，该电能储存装置的插座包括与M值相等的两个模块内控制部，用于能量模块10b、20b内的两个能量单元的连接状态。与实施例一不同的是，1.该电能储存装置的插座仅设有两个电压输出端子301b、302b。两个电压输出端子301b、302b与两个能量模块连接后的总的正、负电极对应连接。2.该电能储存装置的插座设有模块间控制部，用于控制能量模块10b、20b的连接状态，可以理解的是，模块间控制部的数量为M-1个，本实施中M为2，故，模块间控制部为1个。

模块内控制部包括一个串联开关30b和两个并联开关41b、42b，其中并联开关41b、42b为常闭开关，串联开关30b为常开开关，故，初始状态时，能量模块10b、20b内的能量单元处于并联连接状态。模块内控制部的结构及与能量单元的连接关系与实施例一相同，可参考之前的介绍，在此不再赘述。

模块间控制部的工作原理与模块内控制部相似，可以理解为将能量模块视为能量单元去理解，下面将对模块间控制部进行具体描述：参考图8所示，每个能量模块10b、20b作为整体设有正、负两个电极。在本实施例中，模块间控制部包括一个串联开关31b和两个并联开关43b、44b，并联开关43b、44b的两个接触部均分别与两个能量模块10b、20b的极性相同的电极连接，例如：并联开关43b的两个接触部分别与两个能量模块10b、20b的两负极相连，并联开关44b的两个接触部分别与两个能量模块10b、20b的两正极相连，并联开关43b、44b导通后可以实现能量模块10b、20b的并联连接；串联开关31b的两个接触部分别与两个能量模块10b、20b的极性相反的两电极连接，两个能量模块10b、20b中另两个极性相反的电极与前述电压输出端子301b、302b分别连接，串联开关31b导通可以实现能量模块10b、20b的串联连接。

模块间控制部的串联开关31b为常开开关，即初始时位于断开状态，并联开关43b、44b为常闭开关，即初始时位于导通状态，故，初始状态时，能量模块10b、20b处于并联连接状态。结合前述，初始状态时，模块内控制部将能量模块10b、20b内的能量单元也控制在并联连接状态，故，初始时的电能储存装置的能量单元处于全并联状态，输出电压为nV，图9为对应的电路图。

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，其模块内控制部及模块间控制部的状态均可被选择性切换，使能量模块10b、20b内的能量单元由并联改为串联，使两能量模块10b、20b由并联改为串联，下面将结合图面进行说明。

请参阅图9所示，一种低压电动工具(未图示)，其工作电压为低压nV并具有低压插头，低压插头具有两个连接片D7、D8，用于与两个电压输出端子301b、302b。如前所述，初始状态下，电能储存装置的4个能量单元处于并联连接状态，其输出电压为nV。因此，当低压电动工具与电能储存装置配接时，低压插头上的两个连接片与两个电压输出端子301b、302b分别连接即可实现输出低压nV至使用该低压电动工具。

请参阅图10至图11所示，一种中压电动工具(未图示)，其工作电压为中压2nV并具有中压插头，中压插头上设置有分别与两个电压输出端子301b、302b连接的两个连接片D9、D10。中压插头还设有与模块内控制部对应设置的内切换部，本实施例中，模块内控制部为两个，则内切换部也设置有两个。

内切换部包括绝缘部51b及导电部61b。当中压插头与插座插接配合时，绝缘部51b与模块内控制部中的并联开关41b、42b的两个接触部接触，使并联开关41b、42b处于非导通状态，导电部61b与相应模块内控制部中的串联开关30b的两个接触部接触，使串联开关30b处于导通状态，使能量模块10b、20b内的能量单元由并联改为串联，使每个能量模块10b、20b的输出电压为2nV。同时，模块间控制部保持不变，即能量模块10b、20b仍然保持并联，电能储存装置输出中压2nV至该中压电动工具。

请参阅图12至图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70b，高压插头70b设有与两个电压输出端子301b、302b连接的两连接片D11、D12。高压插头70b上还设置有与模块内控制部对应设置的内切换部、与模块间控制部对应设置的外切换部。在本实施例中，模块内控制部为两个，则内切换部也设置有两个，模块间控制部为1个，则外切换部也设置有1个。每一内切换部包括第一绝缘部52b和第一导电部62b，外切换部包括第二绝缘部53b和第二导电部63b。

当高压插头与插座插接配合时，第一绝缘部52b与模块内控制部中的并联开关41b、42b的两个接触部接触，使并联开关41b、42b断开，第一导电部62b与模块内控制部中的串联开关30b的两个接触部接触，使串联开关30b导通，使每个能量模块10b、20b内的两个能量单元由并联改为串联，每个能量模块10b、20b的输出电压为2nV。

第二绝缘部53b与模块间控制部中的并联开关43b、44b的两个接触部接触，使并联开关43b、44b断开，第二导电部63b与模块间控制部中的串联开关31b的两个接触部接触，使串联开关31b导通，使能量模块10b、20b由并联改为串联连接，以输出高压4nV，图15为相应的电路图。

对应实施例二，本发明还提供一种电动工具系统，包括前述低压电动工具、中压电动工具、高压电动工具及电能储存装置，该电动工具系统还可以包括额定电压为nV的常规低压电池包、额定电压为2nV的常规中压电池包及额定电压为4nV的常规高压电池包。如前所述，本发明电能储存装置与低压电动工具、中压电动工具及高压电动工具均可以配合，并相应提供不同的输出电压，使低压电动工具、中压电动工具及高压电动工具能够正常工作。同时，低压电动工具也可以与常规的低压电池包配合，常规的低压电池包对应设有与低压电动工具的连接片D7、D8连接的输出端。中压电动工具也可以与常规的中压电池包配合，常规的中压电池包对应设有与中压电动工具连接片D9、D10连接的输出端。高压电动工具也可以与常规的高压电池包配合，常规的高压电池包对应设有与高压电动工具的连接片D11、D12连接的输出端。

实施例三

上述实施例一及实施例二中的电能储存装置的模块内控制部在初始状态时均将能量模块内的能量单元控制在并联状态。依据需要，模块内控制部也可以在初始时将能量单元设定在串联状态。

请参阅图16至图22所示，本发明电能储存装置还提供了实施例三，实施例三的电能储存装置同样包括4个电压相等的能量单元，每个能量单元的电压均为nV，均等分为两个能量模块10c、20c。实施例三与实施例一基本相同，电能储存装置的插座设有4个电压输出端子101c、102c、201c、202c及两个模块内控制部，每一模块内控制部包括1个串联开关30c和2个并联开关41c、42c。与实施例一不同的是，初始状态时，模块内控制部的串联开关30c为常闭开关，初始时处于导通状态，并联开关41c、42c为常开开关，初始时处于断开状态，使每一个能量模块10c、20c内的两个能量单元处于串联连接状态，每个能量模块10c、20c的输出电压为2nV。

参考图17至图19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70c，低压插头70c设置2个内切换部，每个内切换部包括2个导通部61c及1个绝缘部51c，绝缘部51c用于断开串联开关30c，导通部61c用于导通并联开关41c、42c，以将每一个能量模块10c、20c内的两个能量单元由串联改为并联。低压插头还设置两连接片71c，以并联连接4个电压输出端子101c、102c、201c、202c，使能量模块10c、20c并联连接，使电能储存装置可对外输出低压nV，图20为相应的电路示意图。

参考图21所示，一种中压电动工具(未图示)，其工作电压为2nV并设有中压插头，中压插头设置有并联连接4个电压输出端子101c、102c、201c、202c的连接片，可使能量模块10c、20c并联连接，每一个能量模块10c、20c内的两个能量单元保持串联，使电能储存装置可对外输出低压2nV。

参考图22所示，一种高压电动工具(未图示)，其工作电压为4nV并设有高压插头，高压插头设置有串联连接4个电压输出端子101c、102c、201c、202c的连接片，使能量模块10c、20c串联连接，每一个能量模块10c、20c内的两个能量单元保持串联，使电能储存装置可对外输出低压4nV。

关于对接的各种插头的连接片的具体连接方式可参考实施例一，不再赘述。

本实施例中的低压电动工具、中压电动工具、高压电动工具及该能储存装置可共同形成一种电动工具系统，该电动工具系统还可以包括常规的低压、中压及高压电池包，类似前述实施例一，不再赘述。

实施例四

参考图23及图24，本发明电能储存装置还提供了实施例四，实施例四的电能储存装置同样包括4个电压相等的能量单元，每个能量单元的电压均为nV，均等分为两个10d、20d。实施例四与实施例二类似，电能储存装置的插座仅设置了两个电压输出端子301d、302d。插座包括两个模块内控制部及1个模块间控制部，每一模块内控制部包括1个串联开关30d和2个并联开关41d、42d。模块间控制部包括1个串联开关31d和2个并联开关43d、44d。关于电压输出端子301d、302d、模块内控制部及模块间控制部的各种连接方式可参考实施例二，此处不再赘述。

实施例二中，模块内控制部初始时将能量模块10b、20b内的两个能量单元控制在并联状态，模块间控制部初始时将能量模块10b、20b之间控制在并联状态。而在本实施四中，模块内控制部初始时将能量模块10d、20d内的两个能量单元控制在串联状态，模块间控制部初始时也将能量模块10d、20d之间控制在串联状态。具体的，模块内控制部的串联开关30d为常闭开关，初始时处于导通状态，模块内控制部并联开关41d、42d为常开开关，初始时处于断开状态，使每一个能量模块10d、20d内的两个能量单元处于串联连接状态，每个能量模块10d、20d的输出电压为2nV。模块间控制部的串联开关31d为常闭开关，初始时处于导通状态，模块间控制部的并联开关43d、44d为常开开关，初始时处于断开状态，使能量模块10d、20d控制在串联状态。故，初始状态时，电能储存装置的输出电压为4nV。

参考图25及图26所示，一种低压电动工具(未图示)，其工作电压为nV并设有低压插头，低压插头设有分别与两个电压输出端子301d、302d连接的连接片。低压插头还设置了2个内切换部，每个内切换部包括1个绝缘部51d及2个导通部61d，绝缘部51d用于断开模块内控制部的串联开关30d，导通部61d用于导通模块内控制部的并联开关41d、42d，以将每一个能量模块10d、20d内的两个能量单元由串联改为并联。低压插头还设置有外切换部，外切换部包括2个导通部62d及1个绝缘部52d，绝缘部52d用于断开模块间控制部的串联开关31d，导通部62d用于导通模块间控制部的并联开关43d、44d，以将能量模块10d、20d由串联改为并联，使电能储存装置可对外输出低压nV。

参考图27及图28所示，一种中压电动工具(未图示)，其工作电压为2nV并设有中压插头，中压插头设有分别与两个电压输出端子301d、302d连接的连接片。中压插头还设置有2个内切换部，每个内切换部包括1个绝缘部53d及2个导通部63d，绝缘部53d用于断开模块内控制部的串联开关30d，导通部63d用于模块内控制部的导通并联开关41d、42d，以将每一个能量模块10d、20d内的两个能量单元由串联改为并联，能量模块10c、20c之间保持串联，使电能储存装置可对外输出低压2nV。

参考图29所示，一种高压电动工具(未图示)，其工作电压为4nV并设有高压插头，高压插头设有分别与两个电压输出端子301d、302d连接的连接片，能量模块10c、20c之间保持串联，能量模块10c、20c内的两个能量单元保持串联，使电能储存装置可对外输出低压4nV。

实施例五

请参阅图30至图31所示，在实施例五中，电能储存装置包括四个电压相同的能量单元，电压均为nV，均分为两个能量模块10e、20e；与上面的实施例四相似，电能储存装置的插座包括模块内控制部、模块间控制部以及两个电压输出端子301e、302e。模块内控制部包括1个串联开关30e和两个并联开关41e、42e，模块间控制部包括一个串联开关31e和两个并联开关43e、44e。关于电压输出端子301e、302e、模块内控制部及模块间控制部的各种连接方式可参考实施例二，此处不再赘述。

实施例二中，模块内控制部初始时将能量模块10b、20b内的两个能量单元控制在并联状态，模块间控制部初始时将能量模块10b、20b之间控制在并联状态。在本实施例五中，模块间控制部初始时也是将能量模块10d、20d之间控制在并联状态，但是模块内控制部初始时是将能量模块10d、20d内的两个能量单元控制在串联状态。

具体的说，模块间控制部的串联开关31e为常开开关，初始时处于断开状态，模块间控制部的并联开关43e、44e为常闭开关，初始时处于导通状态，使能量模块10e、20e控制在并联状态。模块内控制部的串联开关30e为常闭开关，初始时处于导通状态，模块内控制部并联开关41e、42e为常开开关，初始时处于断开状态，使每一个能量模块10e、20e内的两个能量单元处于串联连接状态，每个能量模块10e、20e的输出电压为2nV。

参考图32及图33所示，一种低压电动工具(未图示)，其工作电压为nV并设有低压插头，低压插头设有分别与两个电压输出端子301e、302e连接的连接片。低压插头还设置2个内切换部，每个内切换部包括1个绝缘部51e及2个导通部61e，绝缘部51e用于断开串联开关30e，导通部61e用于导通并联开关41e、42e，以将每一个能量模块10e、20e内的两个能量单元由串联改为并联，能量模块10e、20e之间保持并联，使电能储存装置可对外输出低压nV。

参考图34所示，一种中压电动工具(未图示)，其工作电压为2nV并设有中压插头，中压插头设有分别与两个电压输出端子301e、302e连接的连接片，使电能储存装置可对外输出中压2nV。

参考图35及图36所示，一种高压电动工具(未图示)，其工作电压为4nV并设有高压插头，高压插头设有分别与两个电压输出端子301e、302e连接的连接片。高压插头还对应模块间控制部设置有外切换部，外切换部包括绝缘部52e和导电部62e，绝缘部52e用于断开串联开关31e，导通部62e用于导通并联开关43e、44e，以将能量模块10e、20e由并联改为串联，能量模块 10e、20e内的两个能量单元保持串联，使电能储存装置可对外输出低压4nV。

另外，可以理解的是，电能储存装置在设置有模块间控制部及模块内控制部的情况下，也可以将初始状态设置为模块内控制部控制每一能量模块内的电池单元并联，模块间控制部控制两个能量模块之间串联。具体的控制方式可以结合参考前面的实施例二及实施例四。

实施例六

前面五个实施例中，电能储存装置均包括4个电压相同的能量单元，均分为2组，每组2个能量单元。即，N＝4，M＝2，K＝2，由于M与K相同，故第3种及第4中连接状态所对应的中压值相同，再加上第1种连接状态对应的低压和第2种连接状态对应的高压，可对外输出3种电压。本发明还提供了M与K不同值的实施例六，可对应多个中压值。

请参阅图37所示，在实施例六中，电能储存装置包括6个电压相同的能量单元，电压均为nV。6个能量单元平均分为两个能量模块10f、20f，每个能量模块10f、20f包括3个能量单元10f1、10f2及10f3。即，在实施例六中，N＝6，M＝2，K＝3。

电能储存装置的插座设有4个电压输出端子，包括与能量模块10f的正、负电极对应连接的电压输出端子101f、102f及与能量模块20f的正、负电极对应连接的电压输出端子201f、202f。电压输出端子的设置规则及方式与实施例一中的电压输出端子相同，可参考其内容。

电能储存装置的插座还设有对应每个能量模块10f、20f的模块内控制部。总体而言，实施例六与前述实施例一比较类似，区别在于每个能量模块10f、20f内的能量单元数量不同，相应的模块内控制部的串联开关和并联开关的数量会不同。

依据之前的设置规律，并联开关数量对应能量单元的数量K设置为2*(K-1个)，串联开关的数量对应能量单元的数量K设置为(K-1)，在实施例六中，K等于3时，故，串联开关为2个，并联开关为4个。具体来讲，模块内控制部包括两个串联开关31f、32f和4个并联开关41f、42f、43f、44f。在本实施例中，串联开关31f、32f、并联开关41f、42f、43f、44f均包括两个与能量单元的电极连接的接触部(未标号)，并联开关41f、42f、43f、44f的两个接触部均分别与能量单元的极性相同的电极连接，串联开关31f、32f的两个接触部与能量单元的极性相反的电极连接。

以能量模块10f为例说明，并联开关41f的两个接触部连接能量单元10f1及能量单元10f2的负极，并联开关42f连接能量单元10f1及能量单元10f3的负极，并联开关43f的两个接触部与连接能量单元10f1及能量单元10f2的正极相连，并联开关44f的两个接触部与连接能量单元10f1及能量单元10f3的正极相连；即，并联开关41f、42f通过两两连接的方式分别将3个能量单元10f1、10f2、10f3的正极并联连接，并联开关43f、44f通过两两连接的方式分别将3个能量单元10f1、10f2、10f3的正极并联连接。

串联开关31f连接能量单元10f1的正极及能量单元10f2的负极，串联开关32f连接能量单元10f2的正极及能量单元10f3的负极。即，串联开关31f、32f串联在3个能量单元10f1、10f2、10f3之间。

其中，并联开关41f、42f、43f、44f可以为常闭开关，初始时位于导通状态，串联开关31f、32f可以为常开，初始时位于断开状态。故，初始时，每个能量模块10f、20f内的三个能量单元10f1、10f2、10f3处于并联状态，对外输出电压为nV。

请参阅图38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，低压插头具有连接两个能量模块的极性相同的电极的两个连接片L1、L2。当低压插头与插座插接配合时，一个连接片将两个能量模块10f、20f的正极对应的电压输出端子101f、201f连接，另一个连接片将两个能量模块的负极对应的电压输出端子102f、202f连接，使两个能量模块10f、20f并联连接，该电能储存装置输出低压nV至该低压电动工具。

请参阅图39，一种中压电动工具(未图示)，其工作电压为2nV并具有第一中压插头，第一中压插头上设置有串联连接两个能量模块10f、20f的连接片(未图示)。当该中压电动工具使用该电能储存装置时，第一中压插头与插座插接配合，连接片将4个电压输出端子中不同能量模块10f、20f的极性不同的两个电压输出端子相连接，例，将能量模块10f的正极电压输出端子101f与能量模块的负极电压输出端子202f连接，以使两个能量模块10f、20f串联连接。第一中压插头上还设有两个连接片L3、L4，分别连接两个能量模块10f、20f的另外两个不同极性电压输出端子201f，102f。同时，每一个能量模块10f、20f内的三个能量单元10f1、10f2、10f3通过模块内控制部保持并联连接，使该电能储存装置输出第一中压2nV至该中压电动工具。

请参阅图40至图41所示，另一种中压电动工具(未图示)，其工作电压为3nV并具有第二中压插头，第二中压插头上设有并联连接两个能量模块的两个连接片L5、L6，其中一个连接片与两个能量模块10f、20f的正极对应的电压输出端子101f、201f连接，另一个与两个能量模块10f、20f的负极对应的电压输出端子102f、202f连接，使两个能量模块10f、20f并联连接。

第二中压插头还设置有内切换部，内切换部对应模块内控制部设置，包括绝缘部51f和导电部61f。当第二中压插头与插座插接配合时，绝缘部51f与并联开关41f、42f、43f、44f的两个接触部接触，使并联开关41f、42f、43f、44f断开，导电部61f与串联开关31f、32f的两个接触部接触，使串联开关31f、32f导通，使每个能量模块10f、20f内的3个能量单元10f1、10f2、10f3由并联改为串联，每个能量模块10f、20f的输出电压为3nV。两个能量模块10f、20f通过连接片L5、L6并联连接。故，该电能储存装置输出第二中压3nV至该第二中压电动工具。

请参阅图42至图43所示，一种高压电动工具(未图示)，其工作电压为6nV并具有高压插头，高压插头上设置串联连接两个能量模块的连接片(未图示)。连接片将4个电压输出端子中不同能量模块10f、20f的极性不同的电压输出端子相连接，例如，能量模块10f的正极101f与能量模块的负极202f连接，以使两个能量模块10f、20f串联连接。高压插头上还设有两个连接片L7、L8，分别连接2个能量模块10f、20f的另外两个不同极性电压输出端子201f，102f。

高压插头上还设有与模块内控制部配合的内切换部，内切换部包括绝缘部52f与导电部62f。当高压插头与插座插接配合时，绝缘部52f插入并联开关41f、42f、43f、44f的两个接触部之间，使并联开关41f、42f、43f、44f断开，导电部62f与串联开关31f、32f的两个接触部接触，使串联开关31f、32f导通，即，使每个能量模块10f、20f内的3个能量单元10f1、10f2、10f3串联连接，且能量模块10f、20f之间通过连接片串联连接。故，该电能储存装置输出高6nV至该高压电动工具。

对应实施例六，本发明还提供一种电动工具系统，包括前述低压电动工具、第一中压电动工具、第二中压电动工具、高压电动工具及电能储存装置，该电动工具系统还可以包括额定电压为nV的常规低压电池包、额定电压为2nV的常规第一中压电池包、额定电压为3nV的常规第二中压电池包及额定电压为6nV的常规高压电池包。本发明电能储存装置与低压电动工具、第一中压电动工具、第二中压电动工具及高压电动工具均可以配合，并相应提供不同的输出电压，使低压电动工具、第一中压电动工具、第二中压电动工具及高压电动工具能够正常工作。同时，低压电动工具也可以与常规的低压电池包配合，常规的低压电池包对应设有与低压电动工具的连接片L1、L2连接的输出端。第一中压电动工具也可以与常规的第一中压电池包配合，常规的第一中压电池包对应设有与第一中压电动工具连接片L3、L4连接的输出端。第二中压电动工具也可以与常规的第二中压电池包配合，常规的第二中压电池包对应设有与第二中压电动工具连接片L5、L6连接的输出端。高压电动工具也可以与常规的高压电池包配合，常规的高压电池包对应设有与高压电动工具的连接片L7、L8连接的输出端。

实施例七

参考图44，实施例七中，电能储存装置包括12个电压相同的能量单元，电压均为nV。12个能量单元平均分为2个模块10g、20g。即，N＝12，M＝2，K＝6。

为了便于理解，可以将每一个模块10g、20g视为一个子电能储存装置，其连接方式与实施例六中的电能储存装置相同。每一模块10g、20g包括2个能量模块11g、12g、21g、22g，每个能量模块11g、12g、21g、22g内又包括3个能量单元。电能储存装置的插座设有2个分别与两个模块10g、20g的总正电极连接的电压输出端子101g、102g，及2个分别与两模块10g、20g的总负电极连接的电压输出端子201g、202g。

两个模块10g、20g的结构是相同的，下面以模块10g进行说明。电能储存装置的插座对应模块10g、20g内的每一个能量模块11g、12g设有2个模块内控制部及1个模块间控制部。模块内控制部包括两个串联开关31g、32g和4个并联开关41g、42g、43g、44g，控制每个能量模块11g、12g内的3个能量单元的连接状态，具体的连接方式可以参考实施例六。

模块间控制部包括1个串联开关33g和2个并联开关45g、46g，控制能量模块11g、12g之间的连接状态，其连接方式也与之前的实施方式相同，串联开关33g用于连接两能量模块11g、12g中极性不同的2个电极形成串联，并联开关45g、46g用于连接两能量模块11g、12g中极性相同的2个电极形成并联。即，初始时，能量模块11g、12g之间并联。

在本实施方式中，模块内控制部的并联开关41g、42g、43g、44g、45g、46g为常闭开关，初始时位于导通状态，串联开关31g、32g、33g为常开开关，初始时位于断开状态，即，初始时，能量模块11g、12g内的三个能量单元并联。故，初始时，每个模块10g、20g内的6个能量单元全部并联。

参考图45所示，一种低压电动工具(未图示)，其工作电压为nV并设有低压插头，低压插头具有并联连接电压输出端子101g、102g、201g、202g的两个连接片，使模块10g、20g之间并联。故，每个模块10g、20g内的6个能量单元保持并联，以输出低压nV至低压电动工具。

参考图46及图47所示，一种第一中压电动工具(未图示)，其工作电压为2nV并设有第一中压插头，第一中压插头上对应每一模块10g、20g的模块间控制部设置有外切换部，外切换部包括用于断开模块间控制部的并联开关45g、46g的绝缘部54g及用于导通模块间控制部的串联开关33g的导电部 66g，使每一个模块10g、20g内的两个能量模块11g、12g、21g、22g之间由并联改为串联，每个能量模块11g、12g、21g、22g内的3个能量单元保持并联，每一个模块10g、20g的输出电压为2nv。第一中压插头还具有并联连接电压输出端子101g、102g、201g、202g的连接片，使模块10g、20g之间并联，以输出第一中压2nV至第一中压电动工具。

参考图48及图49所示，一种第二中压电动工具(未图示)，其工作电压为3nV并设有第二中压插头。第二中压插头上还设有对应每一模块10g、20g的模块内控制部设置的内切换部，内切换部包括用于断开模块内控制部的并联开关41g、42g、43g、44g的绝缘部52g及用于导通模块内控制部的串联开关31g、32g的导电部62g，使每一个能量模块11g、12g、21g、22g内的3个能量单元由并联改为串联，每一个模块10g、20g内的两个能量模块11g、12g、21g、22g之间保持并联，每一个模块10g、20g的输出电压为3nv。模块间控制部保持不变，第二中压插头还具有并联连接电压输出端子101g、102g、201g、202g的连接片，使模块10g、20g之间并联，以输出第二中压3nV至第二中压电动工具。

参考图50及图51所示，一种第三中压电动工具(未图示)，其工作电压为4nV并设有第三中压插头。第三中压插头上还设有对应每一模块10g、20g的模块间控制部设置的外切换部，外切换部包括用于断开模块间控制部的并联开关45g、46g的绝缘部53g及用于导通模块间控制部的串联开关33g的导电部63g，使每一模块10g、20g内的2个能量模块11g、12g、21g、22g之间由并联改为串联，每个能量模块11g、12g、21g、22g内的3个能量单元保持并联，每一个模块10g、20g的输出电压为2nv。第三中压插头还具有串联连接电压输出端子101g、102g、201g、202g的连接片，使模块10g、20g之间串联，以输出第三中压4nV至第三中压电动工具。

参考图52及图53所示，一种第四中压电动工具(未图示)，其工作电压为6nV并设有第四中压插头。第四中压插头上还设有对应每一模块10g、20g的模块内控制部设置的内切换部，内切换部包括用于断开模块内控制部的并联开关41g、42g、43g、44g的绝缘部51g及用于导通模块内控制部的串联开关31g、32g的导电部61g，使每一个能量模块11g、12g、21g、22g内的3个能量单元由并联改为串联，每一个模块10g、20g内的能量模块11g、12g、21g、22g之间保持并联，每一个模块10g、20g的输出电压为3nv。第二中压插头还具有串联连接电压输出端子101g、102g、201g、202g的连接片，使模块10g、20g之间串联，以输出第四中压6nV至第四中压电动工具。

参考图54及图55所示，一种高压电动工具(未图示)，其工作电压为12nV并设有高压插头。高压插头上还设有对应每一模块10g、20g的模块内控制部设置的内切换部，内切换部包括用于断开模块内控制部的并联开关41g、42g、43g、44g的绝缘部55g及用于导通模块内控制部的串联开关31g、32g的导电部65g，使每一个能量模块11g、12g、21g、22g内的3个能量单元由并联改为串联。高压插头上还设有对应每一模块10g、20g的模块间控制部设置的外切换部，外切换部包括用于断开模块间控制部的并联开关45g、46g的绝缘部56g及用于导通模块间控制部的串联开关33g的导电部64g，使每一模块10g、20g内的2个能量模块11g、12g、21g、22g之间也由并联改为串联，每一个模块10g、20g的输出电压为6nv。高压插头还具有串联连接电压输出端子101g、102g、201g、202g的连接片，使模块10g、20g之间串联，以输出高压12nV至高压电动工具。

即，当N为12，单个能量单元的电压为nV时，电能储存装置可提供6种电压，分别为低压nV，高压12nV及四种中压2nV、3nV、4nV及6nV。

前面几个实施例中，N的分配层级为：能量单元->能量模块->电能储存装置，而实施例七中N的分配层级为，能量单元->能量模块->模块->电能储存装置，多了一个层级。联系之前的能量单元的分配公式，N＝M*K，即当M≥4或K≥4时，也可以说当N≥8时，可以进一步均分，使N＝k1*k2*k3…，其中k1/k2/k3….的值大于1且小于4，即为2或3。也就是说，所述能量单元可以均分为多级模块，每级模块包括2个或3个次级模块，最低一级的能量模块包括2个或3个能量单元。

N个能量单元的输出电压U＝k1*k2*k3*nV，其中任何一个层级并联时相当于省略了该系数，相当于k1、k2、k3…的各种排列组合，同时需去掉结果相同的值，也就对应N的各个因子，即电能储存装置的输出电压种类与N的因子数量相同，除去最低的低压和最高的高压，中间均为中压值。

实施例七中的12个能量单元对应的分配公式为12＝2*2*3，每个层级均具有并联和串联两种连接方式，当某一层级处于并联时，该级可视为1，即12个能量单元可出现以下组合方式：1*1*1＝1、1*1*3＝3、1*2*1＝2、1*2*3＝6、2*1*1＝2、2*1*3＝6、2*2*1＝4、2*2*3＝12，去掉重复的值，可见12的每一种因子均会出现。故，N个能量单元最多能输出的电压种类与其因子数目相同。

例如本发明所列举的，N为4时，4的因子包括1、2及4，共3个，故有3种输出电压。N为6时，6的因子包括1、2、3及6，共4个，故有3种输出电压。N为12时，12的因子数包括1、2、3、4、6及12，共6个，故有6种输出电压。可以理解的是，当N为8时，8的因子为1、2、4及8，共4个，应有4种输出电压；N为9时，9的因子为1、3及9，共3个，应有3种输出电压。

实施例八

在前述实施例中，能量存储装置均设有模块内控制部，实施例八提供了另一种不设置模块内控制部的方案，请参图56所示，能量存储装置包括四个能量单元及与四个能量单元电性连接的插座。插座包括若干相互独立设置的导电端子，若干导电端子包括与四个能量单元的正极与负极电性连接的八个电极端子，具体为与第一个能量单元的正、负极相连的第一正极端子211及第一负极端子212、与第二个能量单元的正、负极相连的第二正极端子213及第二负极端子214、与第三个能量单元的正、负极相连的第三正极端子215及第三负极端子216以及与第四个能量单元的正负、极相连的第四正极端子217及第四负极端子218。其中第一个个能量单元及第二个能量单元形成第一能量模块，第三个能量单元及第四个能量单元形成第二能量模块。

八个电极端子呈直线排列呈一排，从左到右依次为第四负极端子218、第三负极端子216、第二负极端子214、第一负极端子212、第二正极端子213、第三正极端子215、第四正极端子217及第一正极端子211。

可以理解的是，八个电极端子之间通过对接公插片可以产生不同的连接方式，使四个电池包之间形成不同的电路连接状态，以获得不同的输出电压，类似于前面四个电池包的实施例一或实施例三，不同的是，实施例八中的能量存储装置初始状态时，各个能量单元独立，没有连接。只有与对接的插头连接时，能量单元之间才会有并联或串联的连接状态。

图56中示出了本发明能量存储装置的插座的导电端子与一种低压电动工具的低压插头的低压公插片配合的情形。结合图57所示，低压插头包括两个独立设置的低压公插片221、222，低压公插片221包括并排设置的四个接触臂2211、2212、2213、2214、连接相邻两两接触臂的三个连接部2215、2216、2217以及电压输出部2218。低压公插片222包括并排设置的四个接触臂2221、2222、2223、2224、连接相邻两个接触臂的三个连接部2225、2226、2227以及电压输出部2228。

插座与低压插头插接配合时，低压公插片221的接触臂2211、2212、2213、2214依次与第四负极端子218、第三负极端子216、第二负极端子214及第一负极端子212插接，即，并联连接所述四个能量单元的负极。低压公插片222的接触臂2221、2222、2223、2224依次与第二正极端子213、第三正极端子215、第四正极端子217及第一正极端子211插接，即，并联连接所述四个能量单元的正极。于是，两个低压公插片221、222并联接四个能量单元，相当于两个能量模块内的两个能量单元并联，且两个能量模组之间并联，能量存储装置通过两个电压输出部2218、2228，为低压电动工具输出nV电压。

图58中示出了本发明能量存储装置的插座的导电端子与一种中压电动工具的中压插头的中压公插片配合的情形。

结合图59所示，中压插头230包括并排设置的三个独立设置的中压公插片231、232、233，中压公插片231包括两个相对设置的接触臂2311、2312、连接接触臂2311、2312的连接部2313以及电压输出部2314。中压公插片232 包括两个相对设置的接触臂2321、2322、连接接触臂2321、2322的连接部2323以及电压输出部2324；中压公插片233包括并排设置的四个接触臂2331、2332、2333、2334以及将相邻接触臂2331、2332、2333、2334两两连接的三个连接部2335、2336、2337。

插座与中压插头230插接配合时，中压公插片231的两个接触臂2311、2312分别与第四负极端子218、第三负极端子216插接。中压公插片232的两个接触臂2321、2322分别与第二正极端子213、第一正极端子211插接。中压公插片233的四个接触臂2331、2332、2333、2334依次与第二负极端子214、第一负极端子212、第三正极端子215和第四正极端子217插接。如此，相当于将第一能量模块内的第一能量单元及第二能量单元并联，第二能量模块内的第三能量单元及第四能量单元并联后，然后第一能量模块及第二能量模块之间串联，能量存储装置通过两个电压输出部2314、2324，为中压电动工具输出2nV电压。

图60中示出了本发明能量存储装置的插座的导电端子与一种高压电动工具的高压插头的高压公插片配合的情形。结合图61所示，高压插头包括五个独立设置的高压公插片241、242、243、244、245。其中，高压公插片241包括接触臂2411及与电压输出部2412。高压公插片245包括接触臂2451及电压输出部2452。高压公插片242包括两个接触臂2421、2422和连接两个接触臂2421、2422的连接部2423。高压公插片243包括两个接触臂2431、2432和连接接触臂2431、2432的连接部2433。高压公插片244包括两个接触臂2441、2442和连接接触臂2441、2442的连接部2443。

插座与高压插头插接配合时，高压公插片241的接触臂2411与第四负极端子218插接，高压公插片245的接触臂2451与第一正极端子211插接，高压公插片242的接触臂2421、2422分别与第四正极端子217、第三负极端子216插接，以串联第三及第四能量单元，高压公插片243的接触臂2431、2432分别与第三正极端子215、第二负极端子214插接，以串联第三及第二能量单元，高压公插片244的接触臂2441、2442分别与第二正极端子213、第一负极端子212插接，以串联第二及第一能量单元。即高压公插片241、242、243串联四个能量单元，高压公插片241的接触臂2411与第四负极端子218插接，高压公插片245的接触臂2451与第一正极端子211插接，如此四个能量单元全部串联，相当于两个能量模块内的两个能量单元串联，且两个能量模组之间串联，能量存储装置100通过两个电压输出部2412、2452，为高压电动工具输出4nV电压。

需要说明的是，模块内控制部、模块间控制部的具体形式并不限于前述常开开关或者常闭开关，所有能够实现相同功能的部件均在此保护范围内。

还需要说明的是，前述实施例一至实施例七，内切换部和外切换部中用于切换常闭开关的的绝缘部可以单独设置，也可以多个并一体成型，如，多个并联开关上下叠放设置，使用一个绝缘部即可实现绝缘分开多个并联开关。绝缘部可以与导电部成型在一起，例如：一段为绝缘材料制成的绝缘部，一段为导电材料制成的导电部。导电部与绝缘部的结构在此不予限制，只需保证，导电部导通对应的串联开关，绝缘部绝缘分开对应的并联开关即可。

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

一种电能储存装置，包括N个额定电压相同的能量单元并设有插座，其特征在于：N个所述能量单元均分成为M个能量模块，每个所述能量模块包括K个能量单元，其中M≥2，且K≥2，每个所述能量模块内的K个所述能量单元具有串联和并联两种连接状态，并且能够在并联和串联连接状态之间切换。
根据权利要求1所述的电能储存装置，其特征在于：所述插座包括对应所述能量模块设有模块内控制部，所述模块内控制部对应每一个所述能量模块设置有并联K个所述能量单元的多个并联开关及串联K个所述能量单元的1个或多个串联开关，当所述并联开关闭合且所述串联开关断开时，K个所述能量单元并联；当所述并联开关断开且所述串联开关闭合时，K个所述能量单元串联。
根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于：所述模块内控制部包括2*(K-1)个所述并联开关，所述并联开关分别两两连接K个所述能量单元的相同极性的电极；所述模块内控制部包括(K-1)个所述串联开关，所述串联开关分别两两连接K个所述能量单元的不同极性的电极。
根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于：所述并联开关为常闭开关，所述串联开关为常开开关，所述能量模块内的K个所述能量单元初始状态下并联连接；或者所述并联开关为常开开关，所述串联开关为常闭开关，所述能量模块内的K个所述能量单元初始状态下串联连接。
根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于：所述插座还包括模块间控制部，所述模块间控制部包括并联M个所述能量模块的并联开关以及串联M个所述能量模块的串联开关，当所述模块间控制部的所述并联开关闭合且所述串联开关断开时，M个所述能量模块并联；当所述模块间控制部的所述并联开关断开且所述串联开关闭合时，M个所述能量模块串联。
根据权利要求5所述的电能储存装置，其特征在于：所述插座还包括两个电压输出端子。
根据权利要求1所述的电能储存装置，其特征在于：每一所述能量单元设有正极及负极，所述插座包括八个独立设置的电极端子，八个所述电极端子包括分别与四个所述能量单元的正极连接的四个正极端子及分别与四个所述能量单元的负极连接的四个负极端子。
根据权利要求1所述的电能储存装置，其特征在于：所述电能储存装置的输出电压的种类等于N的因子数目。
根据权利要求8所述的电能储存装置，其特征在于：当N≥8时，所述能量单元可以均为多级模块，每级模块包括2个或3个次级模块，最低一级的能量模块包括2个或3个能量单元。
一种电动工具系统，包括电动工具及电能储存装置，其特征在于：所述电能储存装置包括N个额定电压相同的能量单元，N个所述能量单元均分成为M个能量模块，每个所述能量模块包括K个能量单元，其中M≥2，且K≥2，每个所述能量模块内的K个所述能量单元具有串联和并联两种连接状态，并且能够在并联和串联连接状态之间切换，所述电能储存装置设有插座，所述电动工具设有与所述插座配合的插头。
根据权利要求10所述的电动工具系统，其特征在于：所述插座包括对应每一个所述能量模块设置的模块内控制部，所述模块内控制部包括并联K个所述能量单元的多个并联开关及串联K个所述能量单元的1个或多个串联开关，当所述并联开关闭合且所述串联开关断开时，K个所述能量单元并联；当所述并联开关断开且所述串联开关闭合时，K个所述能量单元串联。
根据权利要求11所述的电动工具系统，其特征在于：所述插头设有内切换部，所述内切换部与所述模块内控制部配合，同时切换所述模块内控制部的所述并联开关及所述串联开关的状态，使所述能量模块内的K个所述能量单元由并联切换为串联或者由串联改切换为并联。
根据权利要求12所述的电动工具系统，其特征在于：所述内切换部包括绝缘部及导电部，所述模块内控制部的所述并联开关和所述串联开关的其中一种初始时处于闭合状态并由所述绝缘部断开，另一种初始时处于断开状态并由所述导电部导通。
根据权利要求11所述的电动工具系统，其特征在于：所述插座还包括模块间控制部，所述模块间控制部包括并联M个所述能量模块的并联开关以及串联M个所述能量模块的串联开关，当所述并联开关闭合且所述串联开关断开时，M个所述能量模块并联；当所述并联开关断开且所述串联开关闭合时，M个所述能量模块串联。
根据权利要求14所述的电动工具系统，其特征在于：所述插头设有外切换部，所述外切换部与所述模块间控制部配合，切换所述模块间控制部的所述并联开关及所述串联开关的状态，使M个所述能量模块由并联切换为串联或者由串联改切换为并联。
根据权利要求15所述的电动工具系统，其特征在于：所述外切换部包括绝缘部及导电部，所述模块间控制部的所述并联开关和所述串联开关的一种初始时处于闭合状态并由所述绝缘部断开，另一种初始时处于断开状态并由所述导电部导通。
根据权利要求10所述的电动工具系统，其特征在于：每个所述能量模块设有正极及负极，所述插座包括分别与每个所述能量模块的正极及负极连接的2*M个电压输出端子，所述插头设有与所述电压输出端子连接的连接片，由所述连接片确定M个所述能量模块之间串联或并联。
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9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N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N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N个所述能量单元处于一中压状态。
根据权利要求18所述的电动工具系统，其特征在于：所述中压状态指所述能量模块内K个所述能量单元串联，M个所述能量模块并联，对应输出电压K*nV；或者所述能量模块内K个所述能量单元并联，M个所述能量模块串联，对应输出电压M*nV。
根据权利要求18所述的电动工具系统，其特征在于：所述电动工具系统还包括与所述低压电动工具配接的低压电池包、与所述中压电动工具配接的中压电池包或与所述高压电动工具配接的高压电池包。