电池组和电动工具的组合制造技术

电池组和电动工具的组合包括多电压电池组，其用于与不同操作电压的工具一起使用；以及高电压电动工具，其被配置为与所述多电压电池组一起使用，使得所述组合包括所述多电压电池组和所述高电压电动工具两者。所述多电压电池组还被配置为与低电压电动工具一起使用，所述低电压电动工具包括第一电池组接口并被配置为在第一操作电压下操作，其中，所述高电压电动工具包括第二电池组接口，并被配置为在第二操作电压下操作，其中，所述第二操作电压高于所述第一操作电压。于所述第一操作电压。于所述第一操作电压。

【技术实现步骤摘要】
电池组和电动工具的组合
[0001]本申请是分案申请，原案的申请号为201580038681.3，申请日为2015年 05月18日，专利技术名称为“电动工具系统”。


[0002]本申请涉及一种电池组和电动工具的组合，其包括各种电动工具和可以被 配置为与不同操作电压的工具一起使用的多电压电池组。

技术介绍

[0003]各种类型的电动工具通常被使用在建筑、家居装修、户外和自己动手的项 目中。电动工具通常分为两类——可以使用一个或多个AC电源(比如AC主电 源或发电机)来操作的AC电动工具(通常也称为有绳电动工具)，以及可以 使用一个或多个DC电源(比如可移除和可充电电池组)来操作的DC电动工具 (通常也称为无绳电动工具)。
[0004]与无绳电动工具应用相比，有绳或AC电动工具通常用于要求较高功率和/ 或较长运行时间的重负载应用，诸如重负载锯切，重负载钻孔和锤击，以及重 负载金属加工。然而，顾名思义，有绳工具需要使用可以连接到AC电源的电 线。在许多应用中，例如在建筑工地上，连接到AC电源是不实际的和/或AC 功率必须由单独的交流发电机例如汽油发电机来产生。
[0005]与有绳电动工具应用相比，无绳或DC电动工具通常用于要求较低功率和/ 或较短运行时间的轻负载应用，例如轻负载锯切，轻负载钻孔，紧固。因为无 绳工具在其功率和/或运行时间上可能更受限制，所以它们一般不被针对许多 较重负载应用的工业所接受。无绳工具也受重量的限制，因为较高电压和/或 容量的电池倾向于具有较大的重量，产生人机工程学的缺点。
[0006]AC电动工具和DC电动工具也可以使用许多不同类型的电机和电机控制电 路来操作。例如，有绳或AC电动工具可以使用AC有刷电机，通用有刷电机(其 可以使用AC或DC来操作)或无刷电机来操作。有绳工具中的电机可以使其结 构被优化或额定运行在具有与AC市电(例如，在美国为120V，欧洲的大部分 地区为230V)近似相同的额定电压的AC电压源上。通常使用可以包含双位开 关(on
‑
off switch)的AC控制电路(例如，用于以基本上恒定的空载速度操 作的工具)或者使用诸如三端双向可控硅开关控制电路(triac controlcircuit)之类的变速控制电路(例如，用于以可变空载速度操作的电动工具) 来控制AC或有线工具中的电机。三端双向可控硅开关控制电路的示例可以在 美国专利No.7,928,673中找到，该专利通过引用并入本文。
[0007]无绳或DC电动工具也可以使用许多不同类型的电机和控制电路来操作。 例如，无绳或DC电动工具可以使用DC有刷电机，通用有刷电机或无刷电机操 作。由于无绳电动工具的电池倾向于是在比AC电源较低的额定电压(例如， 12V，20V，40V等)，所以用于无绳或DC电动工具的电机通常使其结构被优化 或额定以与具有这些较低电压中的一个或多个的DC电源一起使用。用于无绳 或DC电动工具的控制电路可以包括双位开关(例如，用于以基本
上恒定的空 载速度操作的工具)或者变速控制电路(例如，用于以可变空载速度操作的工 具)。变速控制电路可以包括例如模拟电压调节器或数字脉冲宽度调制(PWM) 控制以控制到电机的功率递送。PWM控制电路的示例可以在美国专利 No.7,821,217中找到，该专利通过引用并入本文。

技术实现思路

[0008]在一个方面中，电动工具系统包括具有低电动工具额定电压的第一电动工 具，具有高于低电动工具额定电压的中等电动工具额定电压的第二电动工具， 具有高于中等电动工具额定电压的高电动工具额定电压的第三电动工具，具有 对应于低电动工具额定电压的低电池组额定电压的第一电池组，以及可转换电 池组。可转换电池组可操作在第一配置中，其中可转换电池组具有对应于第一 电动工具额定电压的可转换电池组额定电压，并且可转换电池组可操作在第二 配置中，其中可转换电池组具有对应于第二电动工具额定电压的第二可转换电 池组额定电压。第一电池组可耦合到第一电动工具以使得能够操作第一电动工 具。可转换电池组在第一配置中可耦合到第一电动工具，以使得能够操作第一 电动工具。可转换电池组在第二配置中可耦合到第二电动工具，以使得能够操 作第二电动工具。多个可转换电池组在它们的第二配置中可耦合到第三电动工 具，以使得能够操作第三电动工具。
[0009]此方面的实现可以包括以下特征中的一个或多个。第三电动工具可以可替 代地可耦合到具有与AC市电电源的电压额定值相对应的额定电压的AC电源， 以使得能够使用多个可转换电池组或AC电源来操作第三电动工具。AC市电电 压额定值可以是大约100伏特至120伏特或大约220伏特至240伏特。高电动 工具额定电压可以对应于AC市电电源的电压额定值。系统还可以包括电池组 充电器，其具有对应于低电池组额定电压和可转换电池组额定电压的低充电器 电压，其中电池组充电器被配置为耦合到第一电池组以对第一电池组充电，并 且当可转换电池组处于第一配置中时耦合到可转换电池组以对可转换电池组 充电。
[0010]中等电动工具额定电压可以是低电动工具额定电压的整数倍，并且高额定 电动工具额定电压可以是中等电动工具额定电压的整数倍。低电动工具额定电 压可以在大约17伏特至20伏特之间，中等电动工具额定电压可以在大约51 伏特至60伏特之间，并且高电动工具额定电压可以在大约102伏特至120伏特 之间。第一电动工具可以在2014年5月18日之前已经在销售，并且第二电动 工具和第三电动工具可以在2014年5月18日之前未被销售。第一电动工具可 以是仅DC的电动工具，第二电动工具可以是仅DC的电动工具，并且第三电动 工具可以是AC/DC电动工具。
[0011]可转换电池组当被耦合到第一电动工具时可以被自动地配置在第一配置 中，并且当被耦合到第二电动工具或第三电动工具时可以被自动地配置在第二 配置中。该系统可以包括具有中等电池组额定电压的第三电池组。第三电池组 可以可耦合到第二电动工具以使得能够操作第二电动工具。多个第三电池组可 以可耦合到第三电动工具以使得能够操作第三电动工具。第一电池组可能不能 够使得能操作第二电动工具或第三电动工具。
[0012]在另一方面中，一种电动工具系统包括具有第一电池组额定电压的第一电 池组和可转换电池组，所述可转换电池组可操作在第一配置中，其中可转换电 池组具有第一电
池组额定电压，并且所述可转换电池组可操作在第二配置中， 其中可转换电池组具有高于第一可转换电池组额定电压的第二可转换电池组 额定电压。第一电动工具具有第一电机，第一电机控制电路和第一电源接口。 第一电动工具具有与第一电池组额定电压和第一可转换电池组额定电压相对 应的第一电动工具额定电压。当第一电源接口耦合到第一电池组时第一电动工 具可以使用第一电池组来操作或者当第一电源接口被耦合到可转换电池组使 得可转换电池组处于第一配置中时第一电动工具可以使用可转换电池组来操 作。第二电动工具具有第二电机，第二电机控制电路和第二电源接口。第二电 动工具具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合，包括：多电压电池组，其用于与不同操作电压的工具一起使用；以及高电压电动工具，其被配置为与所述多电压电池组一起使用，使得所述组合包括所述多电压电池组和所述高电压电动工具两者，其中，所述多电压电池组还被配置为与低电压电动工具一起使用，所述低电压电动工具包括第一电池组接口并被配置为在第一操作电压下操作，其中，所述高电压电动工具包括第二电池组接口，并被配置为在第二操作电压下操作，其中，所述第二操作电压高于所述第一操作电压，其中，所述多电压电池组包括：壳体，其中包括多个槽隙，第一电池单元串，其以电气串联的方式布置并且设置在所述壳体内，所述第一电池单元串具有第一正电压端子和第一负电压端子，第二电池单元串，其以电气串联的方式布置并且设置在所述壳体内，所述第二电池单元串具有第二正电压端子和第二负电压端子，以及电气设备接口，其被成形和配置为可互换地(1)与被配置为在所述第一操作电压下操作的所述低电压电动工具的所述第一电池组接口机械地和电气地耦合，以及(2)与被配置为在所述第二操作电压下操作的所述高电压电动工具的所述第二电池组接口机械地和电气地耦合，其中，当所述多电压电池组的所述电气设备接口与所述低电压电动工具的所述第一电池组接口耦合时，所述第一正电压端子和所述第二正电压端子彼此电连接，并且所述第一负电压端子和所述第二负电压端子彼此电连接，使得所述第一电池单元串和所述第二电池单元串以并联配置彼此电连接，以便向所述低电压电动工具提供所述第一操作电压，其中，当所述多电压电池组的所述电气设备接口与所述高电压电动工具的所述第二电池组接口耦合时，所述第一正电压端子电连接到所述第二负电压端子，使得所述第一电池单元串和所述第二电池单元串以串联配置彼此电连接，以便向所述高电压电动工具提供所述第二操作电压，其中，所述多电压电池组的所述电气设备接口包括多个电气端子，所述多个电气端子被成形并配置为物理地和电气地接触所述低电压电动工具的所述第一电池组接口的对应电气端子或所述高电压电动工具的所述第二电池组接口的对应电气端子，其中，所述多电压电池组的所述电气设备接口的所述多个电气端子包括第一对电池功率端子、第二对电池功率端子、信号端子和附加端子，所述第一对电池功率端子包括与所述第一电池单元串的所述正电压端子电连接的第一正功率端子和与所述第一电池单元串的所述负电压端子电连接的第一负功率端子，所述第二对电池功率端子包括与所述第二电池单元串的所述正电压端子电连接的第二正功率端子和与所述第二电池单元串的所述负电压端子电连接的第二负功率端子，所述第二对电池功率端子能够经由所述壳体中的相应的一对槽隙访问，并且所述附加端子与所述壳体中的监控电路电耦合，其中，所述壳体具有相对的第一侧边和第二侧边，所述第一对电池功率端子的所述第一正功率端子被定位成相比于所述第二侧边更靠近所述第一侧边，并且所述第一对电池功率端子的所述第一负功率端子被定位成相比于所述第一侧边更靠近所述第二侧边；
其中，所述附加端子和所述信号端子被定位成比所述第一正功率端子更远离所述第一侧边，并且比所述第一负功率端子更远离所述第二侧边，其中，所述第一对电池功率端子、所述信号端子和所述附加端子能够经由所述壳体中的所述槽隙访问，并且其中，所述高电压电动工具的所述第二电池组接口包括多个工具端子，所述多个工具端子被成形和配置为与所述多电压电池组的所述电气设备接口的所述电气端子中的对应电气端子物理地和电气地耦合，其中，所述高电压电动工具的所述多个工具端子包括：第一工具功率端子、第二工具功率端子、第三工具功率端子、第四工具功率端子和工具信号端子，其中，所述第一工具功率端子被配置为与所述第一对电池功率端子的所述第一正功率端子电耦合，其中，所述第二工具功率端子被配置为与所述第一对电池功率端子的所述第一负功率端子电耦合，其中，所述第三工具功率端子被配置为与所述第二对电池功率端子的所述第二正功率端子电耦合；其中，所述第四工具功率端子被配置为与所述第二对电池功率端子的第二负功率端子电耦合，其中，所述第二工具功率端子和所述第三工具功率端子电耦合以建立所述串联配置；以及其中，所述工具信号端子被配置为当与所述电池组的所述信号端子电耦合时接收电池信息，所述工具信号端子位于所述第一工具功率端子和所述第四工具功率端子之间。2.根据权利要求1所述的组合，其中，所述第一工具功率端子、所述第二工具功率端子、所述第三工具功率端子和所述第四工具功率端子在所述多个工具端子内水平地间隔开，所述第一工具功率端子、所述第二工具功率端子、所述第三工具功率端子和所述第四工具功率端子之间的水平间隔对应于所述多电压电池组的所述电气设备接口的所述第一对电池功率端子和所述第二对电池功率端子的端子之间的水平间隔。3.根据权利要求2所述的组合，其中，所述第二工具功率端子和所述第三工具功率端子两者均设置在所述第一工具功率端子与所述第四工具功率端子之间。4.根据权利要求3所述的组合，其中，所述第二工具功率端子和所述第三工具功率端子经由跳线彼此连接，所述跳线连接所述第一电池单元串的所述第一负电压端子和所述第二电池单元串的所述第二正电压端子，以在其间创建串联连接。5.根据权利要求1所述的组合，其中，所述第一工具功率端子和所述第四工具功率端子各自具有比所述工具信号端子更大的高度。6.根据权利要求5所述的组合，其中，所述第一工具功率端子和所述第四工具功率端子中的每一个的高度近似等于所述第一对电池功率端子的所述第一正功率端子和所述第二对电池功率端子的所述第二负功率端子的高度，并且所述工具信号端子的高度近似等于所述电池组的所述信号端子的高度。7.根据权利要求5所述的组合，其中，所述电池组的所述信号端子与所述电池组的所述壳体内的热敏电阻电连接，以在与所述高电压电动工具电耦合时，通过所述工具信号端子
传递所述电池组的温度信息。8.根据权利要求1所述的组合，其中，当所述电池组耦合到电池充电器时，所述第二对电池功率端子充当第二信号端子和第三信号端子。9.根据权利要求1所述的组合，其中，所述高电压电动工具和所述低电压电动工具没有与所述电池组的所述附加端子的连接。10.根据权利要求1所述的组合，其中，所述监控电路被配置为监控电池单元的充电或过电压中的至少一者。11.根据权利要求1所述的组合，还包括低电压电池组，所述低电压电池组被配置为与所述低电压电动工具耦合，以提供所述第一操作电压。12.一种组合，包括：多电压电池组，其用于与不同操作电压的工具一起使用；以及高电压电动工具，其被配置为与所述多电压电池组一起使用，使得所述组合包括所述多电压电池组和所述高电压电动工具两者，其中，所述多电压电池组还被配置为与低电压电动工具一起使用，所述低电压电动工具包括第一电池组接口并被配置为在第一操作电压下操作，其中，所述高电压电动工具包括第二电池组接口，并被配置为在第二操作电压下操作，其中，所述第二操作电压高于所述第一操作电压，其中，所述多电压电池组包括：壳体，其中包括多个槽隙，第一电池单元串，其以电气串联的方式布置并且设置在所述壳体内，所述第一电池单元串具有第一正电压端子和第一负电压端子，第二电池单元串，其以电气串联的方式布置并且设置在所述壳体内，所述第二电池单元串具有第二正电压端子和第二负电压端子，以及电气设备接口，其被成形和配置为可互换地(1)与被配置为在所述第一操作电压下操作的所述低电压电动工具的所述第一电池组接口机械地和电气地耦合，以及(2)与被配置为在所述第二操作电压下操作的所述高电压电动工具的所述第二电池组接口机械地和电气地耦合，其中，当所述多电压电池组的所述电气设备接口与所述低电压电动工具的所述第一电池组接口耦合时，所述第一正电压端子和所述第二正电压端子彼此电连接，并且所述第一负电压端子和所述第二负电压端子彼此电连接，使得所述第一电池单元串和所述第二电池单元串以并联配置彼此电连接，以便向所述低电压电动工具提供所述第一操作电压，其中，当所述多电压电池组的所述电气设备接口与所述高电压电动工具的所述第二电池组接口耦合时，所述第一正电压端子电连接到所述第二负电压端子，使得所述第一电池单元串和所述第二电池单元串以串联配置彼此电连接，以便向所述高电压电动工具提供所述第二操作电压，其中，所述多电压电池组的所述电气设备接口包括多个电气端子，所述多个电气端子被成形并配置为物理地和电气地接触所述低电压电动工具的所述第一电池组接口的对应电气端子或所述高电压电动工具的所述第二电池组接口的对应电气端子，其中，所述多电压电池组的所述电气设备接口的所述多个电气端子包括第一对电池功
率端子、第二对电池功率端子、信号端子和附加端子，所述第一对电池功率端子包括与所述第一电池单元串的所述正电压端子电连接的第一正功率端子和与所述第一电池单元串的所述负电压端子电连接的第一负功率端子，所述第二对电池功率端子包括与所述第二电池单元串的所述正电压端子电连接的第二正功率端子和与所述第二电池单元串的所述负电压端子电连接的第二负功率端子，所述第二对电池功率端子能够经由所述壳体中的相应的一对槽隙访问，并且所述附加端子与所述壳体中的监控电路电耦合，其中，所述第一对电池功率端子、所述信号端子和所述附加端子能够经由所述壳体中的所述多个槽隙访问，所述附加端子和所述信号端子一个在另一个之上竖直地间隔开，以及其中，所述高电压电动工具的所述第二电池组接口包括多个工具端子，所述多个工具端子被成形和配置为与所述多电压电池组的所述电气设备接口的所述电气端子中的对应电气端子物理地和电气地耦合，其中，所述高电压电动工具的所述多个工具端子包括：第一工具功率端子、第二工具功率端子、第三工具功率端子、第四工具功率端子和工具信号端子，其中，所述第一工具功率端子被配置为与所述第一对电池功率端子的所述第一正功率端子电耦合，其中，所述第二工具功率端子被配置为与所述第一对电池功率端子的所述第一负功率端子电耦合，其中，所述第三工具功率端子被配置为与所述第二对电池功率端子的所述第二正功率端子电耦合；其中，所述第四工具功率端子被配置为与所述第二对电池功率端子的第二负功率端子电耦合，其中，所述第二工具功率端子和所述第三工具功率端子电耦合以建立所述串联配置；以及其中，所述工具信号端子被配置为当与所述电池组的所述信号端子电耦合时接收电池信息，所述工具信号端子位于所述第一工具功率端子和所述第四工具功率端子之间。13.根据权利要求12所述的组合，其中，所述第二工具功率端子和所述第三工具功率端子两者均设置在所述第一工具功率端子与所述第四工具功率端子之间。14.根据权利要求13所述的组合，其中，所述高电压电动工具和所述低电压电动工具没有与所述电池组的所述附加端子的连接。15.根据权利要求13所述的组合，其中，所述监控电路被配置为监控电池单元的充电或过电压中的至少一者。16.根据权利要求12所述的组合，其中，所述第二工具功率端子和所述第三工具功率端子经由跳线彼此连接，所述跳线连接所述第一电池单元串的所述第一负电压端子和所述第二电池单元串的所述第二正电压端子，以在所述第一电池单元串和所述第二电池单元串之间创建串联连接。17.根据权利要求12所述的组合，其中，所述第一工具功率端子和所述第四工具功率端子各自具有比所述工具信号端子更大的高度。18.根据权利要求12所述的组合，其中，所述第一工具功率端...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：百得有限公司，
类型：发明
国别省市：