一种电压自动转换电池组的制作方法

1.本实用新型涉及一种电压自动转换电池组，属于电池技术领域。


背景技术：

2.电动工具作为一个包含电机的电气负载，在家庭和工业应用中得到广泛应用。随着电池制造技术的不断发展，越来越多的电动工具采用电池作为电源，形成无电源线的电池式电动工具。
3.不同类型的电池式电动工具通常具有不同的电压和电流要求，如果每类电池式电动工具都配备一个单一电压等级的电池为电动工具提供电压和电流，对于同一制造商生产的电动工具而言电池就缺乏可利用性和便捷性。
4.针对不同工具对电池组输出电压及输出电流有不同要求的特点，当电池组内部有两组以上电池组时，其并联输出电压不变可以获得较大输出电流或者说在电流也不变的情况下获得较长工作时间，其串联输出电流不变可以获得较高输出电压输出或者说在功率不变情况下获得较长工作时间，那么，如何设计出一款电池组同时具备串并联两种电压输出，并能稳定地与不同电压电动工具进行配合，实现电压输出的转换是本领域技术人员急需要解决的技术问题，现有技术中多采用在电池组外部增加串并联转换模块或在工具里增加转换接口，结构复杂、成本高、可靠性低。


技术实现要素：

5.目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种电压自动转换电池组。
6.技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种电压自动转换电池组（2），包括：壳体（1）、电池组连接座（101）、具有一个正极和一个负极输出的第一电芯组（10）、具有一个正极和一个负极输出的第二电芯组（11）。
8.还包括：
9.正极输出端子a（6）、正极输出端子b（7）、负极输出端子c（8）及负极输出端子d（9），所述正极输出端子或负极输出端子通过电池组连接座（101）上电池组插片口（15）向外可与工具上的插片端子电连接，所述正极输出端子a（6）、正极输出端子b（7）分别电连接所述第一电芯组（10）及所述第二电芯组（11）的正极，所述负极输出端子c（8）、负极输出端子d（9）分别电连接所述第一电芯组（10）及所述第二电芯组（11）的负极；
10.端子a（13）与所述正极输出端子a（6）保持电连接，端子nb（3）与所述正极输出端子b（7）保持电连接，所述端子a（13）与所述端子nb（3）的开口方向一致且呈上下并排；
11.端子d（14）与所述负极输出端子d（9）保持电连接，端子nc（5）与所述负极输出端子c（8）保持电连接，所述端子d（14）与所述端子nc（5）的开口方向一致且呈上下并排，并且所述端子d（14）、端子nc（5）开口方向与所述端子a（13）、端子nb（3）的开口方向一致；
12.端子mb（4）与所述正极输出端子b（7）保持电连接，端子mc（12）与所述负极输出端
子c（8）保持电连接，所述端子mb（4）与所述端子mc（12）的开口方向一致且呈上下并排，并且所述端子mb（4）、端子mc（12）开口方向与所述端子a（13）、端子nb（3）的开口方向一致；
13.由导电材料制成的第一短接端子（18），所述第一短接端子（18）安装于沿所述端子a（13）或端子nb（3）开口方向延伸设置的第一滑槽（23）内并可沿滑槽来回移动，当所述第一短接端子（18）滑动至靠近所述端子a（13）或端子nb（3）的这端时所述第一短接端子（18）同时插入所述端子a（13）和端子nb（3）而处于短接位置，此时所述端子a（13）和所述端子nb（3）通过所述第一短接端子（18）保持电连接；
14.由导电材料制成的第二短接端子（19），所述第二短接端子（19）安装于沿所述端子d（14）或端子nc（5）开口方向延伸设置的第二滑槽（30）内并可沿滑槽来回移动，当所述第二短接端子（19）滑动至靠近所述端子d（14）或端子nc（5）的这端时所述第二短接端子（19）同时插入所述端子d（14）和端子nc（5）而处于短接位置，此时所述端子d（14）和所述端子nc（5）通过所述第二短接端子（19）保持电连接；
15.由导电材料制成的第三短接端子（20），所述第三短接端子（20）安装于沿所述端子mc（12）或端子mb（4）开口方向延伸设置的第三滑槽（27）内并可沿滑槽来回移动，当所述第三短接端子（20）滑动至靠近所述端子mc（12）或端子mb（4）的这端时所述第三短接端子（20）同时插入所述端子mc（12）和端子mb（4）而处于短接位置，此时所述端子mc（12）和所述端子mb（4）通过所述第三短接端子（20）保持电连接；
16.所述第一短接端子（18）与所述第三短接端子（20）之间设有第一联动拨杆（24），所述第二短接端子（19）与所述第三短接端子（20）之间设有第二联动拨杆（26），所述第一联动拨杆（24）安装于转轴（25）上并可绕所述转轴（25）转动，所述第二联动拨杆（26）安装于转轴（22）上并可绕所述转轴（22）转动，所述第一联动拨杆（24）的两头分别作用于所述第一短接端子（18）及所述第三短接端子（20）上带动其滑动，所述第二联动拨杆（26）的两头分别作用于所述第二短接端子（19）及所述第三短接端子（20）上带动其滑动；
17.当所述第一短接端子（18）处于短接位置时，所述第二短接端子（19）同时处于短接位置，此时所述第三短接端子（20）处于分离位置；
18.当所述第一短接端子（18）或所述第二短接端子（19）由短接位置变为分离位置时，在所述第一联动拨杆（24）及第二联动拨杆（26）作用下所述第三短接端子（20）将由分离位置切换为短接位置。
19.作为优选方案，所述第一联动拨杆（24）的两头分别穿过所述第一短接端子（18）及所述第三短接端子（20）上的第一过孔（29）和第三过孔（32），所述第二联动拨杆（26）的两头分别穿过所述第二短接端子（19）及所述第三短接端子（20）上的第二过孔（28）和第三过孔（32）。
20.作为优选方案，还包括：电池包锁扣（16）、电池包按钮（17），所述电池包锁扣（16）将工具与电池包锁紧，按压电池包按钮（17）后则电池包从工具上分离。
21.作为优选方案，第一短接端子（18）、第二短接端子（19）至少其中之一的一端上设置有推块（31、34），第三短接端子（20）的一端上设置有推块（33）。
22.作为优选方案，还包括：第一电压工具（36）、第二电压工具（40），第一电压工具（36）上设有推杆（39），第二电压工具（40）上设置至少一个与所述推块（34、31）对应的推杆（35、21）；当所述第一电压工具（36）接入所述电池组（2）时其上第一正极插片（37）及第二负
极插片（38）分别插入所述正极输出端子b（7）和所述负极输出端子c（8），与此同时所述推杆（39）推动所述推块（33）使得所述第三短接端子（20）处于分离位置，当所述第二电压工具（40）接入所述电池组（2）时其上第二正极插片（41）及第二负极插片（42）分别插入所述正极输出端子a（6）和所述负极输出端子d（9），与此同时所述推杆（35、21）推动所述推块（34、31）使得所述第一短接端子（18）及所述第二短接端子（19）由短接位置变为分离位置。
23.作为优选方案，所述第一电芯组（10）或者所述第二电芯组（11）分别由若干电芯组成。
24.作为优选方案，所述第一电芯组（10）及所述第二电芯组（11）分别由数量相同、电压相同、容量相同的电芯串联或并联组成。
25.作为优选方案，所述第一电芯组（10）与所述第二电芯组（11）的电芯数量为5-20节，所述电芯电压为3.2-4.0v。
26.有益效果：本实用新型提供的一种电压自动转换电池组，在电池组内部实现串并联两种电压的联动切换，具有自动转换且结构紧凑、简单、可靠，成本低等优点。
附图说明
27.图1为本实用新型电压自动转换电池组结构示意图。
28.图2为本实用新型电压自动转换电池组实施例内部结构示意图。
29.图3为本实用新型电压自动转换电池组实施例输出端子、短接端子、滑槽及拨杆排布示意图。
30.图4为本实用新型电压自动转换电池组实施例导电端子与内部电芯组电连接示意图。
31.图5为本实用新型电压自动转换电池组实施例与第一电压工具连接方式示意图。
32.图6为本实用新型电压自动转换电池组实施例接入第一电压工具后示意图。
33.图7为本实用新型电压自动转换电池组实施例连接第一电压工具状态内部结构示意图。
34.图8为本实用新型电压自动转换电池组实施例连接第一电压工具状态电路导通示意图。
35.图9为本实用新型电压自动转换电池组实施例与第二电压工具连接方式示意图。
36.图10为本实用新型电压自动转换电池组实施例接入第二电压工具后示意图。
37.图11为本实用新型电压自动转换电池组实施例连接第二电压工具状态内部结构示意图。
38.图12为本实用新型电压自动转换电池组实施例连接第二电压工具状态电路导通示意图。
具体实施方式
39.下面结合具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。
40.如图1及图2所示，一种电压自动转换电池组2优选实施例，包括：壳体1、电池组连接座101、电池组锁扣16、电池组按钮17、由若干电芯组成具有一个正极和一个负极输出的第一电芯组10、由若干电芯组成具有一个正极和一个负极输出的第二电芯组11，电池组连
接座101为壳体1的一部分用于与工具的连接，电池组锁扣16将工具与电池组锁紧，按压电池组按钮17后则电池组可以从工具上分离。
41.如图1、2、3及4所示，一种电压自动转换电池组2优选实施例，还包括：正极输出端子a6、正极输出端子b7、负极输出端子c8及负极输出端子d9，正极输出端子或负极输出端子通过电池组插片口15向外可与工具上的插片端子电连接；正极输出端子a6、正极输出端子b7分别电连接第一电芯组10及第二电芯组11的正极，负极输出端子c8、负极输出端子d9分别电连接第一电芯组10及第二电芯组11的负极；端子a13与正极输出端子a6保持电连接，端子nb3与正极输出端子b7保持电连接，端子a13与端子nb3的开口方向一致且呈上下并排；端子d14与负极输出端子d9保持电连接，端子nc5与负极输出端子c8保持电连接，端子d14与端子nc5的开口方向一致且呈上下并排，并且端子d14、端子nc5开口方向与端子a13、端子nb3的开口方向一致；端子mb4与正极输出端子b7保持电连接，端子mc12与负极输出端子c8保持电连接，端子mb4与端子mc12的开口方向一致且呈上下并排，并且端子mb4、mc12开口方向与端子a13、端子nb3的开口方向一致。
42.如图2、3、7及11所示，一种电压自动转换电池组2优选实施例，还包括：由导电材料制成的第一短接端子18、由导电材料制成的第二短接端子19及由导电材料制成的第三短接端子20；第一短接端子18安装于沿端子a13或端子nb3开口方向延伸设置的第一滑槽23内并可沿滑槽来回移动，当第一短接端子18滑动至靠近端子a13或端子nb3的这端时第一短接端子18同时插入端子a13和端子nb3，第一短接端子18处于短接位置，此时端子a13和端子nb3通过第一短接端子18保持电连接；第二短接端子19安装于沿端子d14或端子nc5开口方向延伸设置的第二滑槽30内并可沿滑槽来回移动，当第二短接端子19滑动至靠近端子d14或端子nc5的这端时第二短接端子19同时插入端子d14和端子nc5，第二短接端子19处于短接位置，此时端子d14和端子nc5通过第二短接端子19保持电连接；第三短接端子20安装于沿所述端子mc12或端子mb4开口方向延伸设置的第三滑槽27内并可沿滑槽来回移动，当第三短接端子20滑动至靠近端子mc12或端子mb4的这端时第三短接端子20同时插入端子mc12和端子mb4，第三短接端子20处于短接位置，此时端子mc12和端子mb4通过第三短接端子20保持电连接。
43.如图2、3、7及11所示，一种电压自动转换电池组2优选实施例， 第一短接端子18与第三短接端子20之间设有第一联动拨杆24，第二短接端子19与第三短接端子20之间设有第二联动拨杆26，第一联动拨杆24安装于转轴25上并可绕转轴25转动，第二联动拨杆26安装于转轴22上并可绕转轴22转动，第一联动拨杆24的两头分别穿过第一短接端子18及第三短接端子20上的第一过孔29和第三过孔32，第二联动拨杆26的两头分别穿过第二短接端子19及第三短接端子20上的第二过孔28和第三过孔32。当第一短接端子18处于短接位置时，第二短接端子19同时处于短接位置，此时第三短接端子20处于分离位置，此时电池组2向外输出第一电压；当第一短接端子18或第二短接端子19由短接位置变为分离位置时，在第一联动拨杆24及第二联动拨杆26作用下第三短接端子20将由分离位置切换为短接位置，此时电池组2向外输出第二电压。
44.如图1、2、3、5、6、7、9、10及11任一所示，第一短接端子18及第二短接端子19至少一个前端可与推杆相接触，为了更好的推动短接端子，第一短接端子18及第二短接端子19上设置至少一个设有推块，本实施例为第一短接端子18上设有推块34，第二短接端子19上设
有推块31。第三短接端子20前端可与推杆相接触，为了更好的推动短接端子，本实施例为第三短接端子20上设有推块33；第一电压工具36上设有推杆39，第二电压工具40上设置至少一个与推块34或推块31对应的推杆35及推杆21；当第一电压工具36接入电池组2时其上第一正极插片37及第一负极插片38分别插入正极输出端子b7和负极输出端子c8，与此同时推杆39推动推块33使得第三短接端子20处于分离位置，当第二电压工具40接入电池组2时其上第二正极插片41及第二负极插片42分别插入正极输出端子a6和负极输出端子d9，与此同时第一推杆35及第二推杆21分别推动第一推块34及第二推块31使得第一短接端子18及第二短接端子19由短接位置变为分离位置，在拨杆作用下第三短接端子20将分离位置变为短接位置。
45.如图5-8所示，为本实用新型电压自动转换电池组2优选实施例第一电压输出状态，电池组2内包括第一电芯组10及第二电芯组11，第一电芯组10及第二电芯组11分别由5节电压为3.6v的电芯串联而成，即第一电芯组10的正负极电压为5*3.6=18v，同样第二电芯组11的正负极电压为5*3.6=18v，正极输出端子a6、正极输出端子b7分别电连接第一电芯组10及第二电芯组11的正极，负极输出端子c8、负极输出端子d9分别电连接第一电芯组10及第二电芯组11的负极；图5为电池组2与第一电压工具36连接方式示意图，图6、图7为第一电压工具36插入电池组2后示意图，在第一电压工具36上第一正极插片37及第一负极插片38分别插入正极输出端子b7和负极输出端子c8的同时推杆39将推动推块33至第三短接端子20与端子分离的位置，在拨杆24及拨杆26作用下第一短接端子18及第二短接端子19将由分离位置变为短接位置；图8为电池组2连接第一电压工具36时的电路导通示意图，此时第一短接端子18将端子a13和端子nb3短接，第二短接端子19将端子d14和端子nc5短接，正极输出端子a6的连接部a601与第一电芯组10正极相连接，所述正极输出端子a6与端子a13、端子nb3电位相等，端子nb3的连接部nb301与正极输出端子b7的第二连接部b702相连接，所述第二连接部b702与第一电芯组10正极相连接；正极输出端子b7的第一连接部b701与第二电芯组10正极相连接，这样正极输出端子b7就实现了与第一电芯组10正极、第二电芯组10正极相连接，并与第一电压工具36上第一正极插片37相连接。由于负极输出端子c8的第一连接部c801与第一电芯组10负极相连接；第二电芯组11的负极与负极输出端子d9的连接部d901相连接，所述负极输出端子d9与端子d14、端子nc5电位相等，端子nc5的连接部nc501与负极输出端子c8的第二连接部c802相连接，这样负极输出端子c8就实现了与第一电芯组10负极、第二电芯组10负极相连接，并与第一电压工具36上第一负极插片38相连接。
46.电池组2上正极输出端子b7与负极输出端子c8分别连接第一电芯组10及第二电芯组11的正极和负极，第一电芯组10与第二电芯组11为并联18v输出，此时电池组2具备较高的放电电流能力以及较长的工作时间。
47.如图9-12所示，为本实用新型电压自动转换电池组2优选实施例第二电压输出状态，电池组2内包括第一电芯组10及第二电芯组11，第一电芯组10及第二电芯组11分别由5节电压为3.6v的电芯串联而成，即第一电芯组10的正负极电压为5*3.6=18v，同样第二电芯组11的正负极电压为5*3.6=18v，正极输出端子a6、正极输出端子b7分别电连接第一电芯组10及第二电芯组11的正极，负极输出端子c8、负极输出端子d9分别电连接第一电芯组10及第二电芯组11的负极；图9为电池组2与第二电压工具40连接方式示意图，图10、图11为第二电压工具40插入电池组2后示意图，在第二电压工具40上第二正极插片41及第二负极插片
42分别插入正极输出端子a6和负极输出端子d9的同时推杆35、21将推动推块34、31至第一短接端子18及第二短接端子19与端子分离的位置，在拨杆24及拨杆26作用下第三短接端子20将由分离位置变为短接位置，图12为电池组2连接第二电压工具40时的电路导通示意图，此时第三短接端子20将端子mc12和端子mb4短接，端子mc12的连接部mc1201与负极输出端子c8的第一连接部c801相连接，端子mb4的连接部mb401与正极输出端子b7的第二连接部b702；第一电芯组10的正极经正极输出端子a6的连接部a601与第二电压工具40上第二正极插片41相连接，第一电芯组10的负极经负极输出端子c8的第一连接部c801连接到端子mc12的连接部mc1201，再由端子mc12与端子mb4相短接，经端子mb4的连接部mb401连接到正极输出端子b7的第二连接部b702，再由正极输出端子b7的第一连接部b701与第二电芯组11的正极相串联，第二电芯组11的负极与负极输出端子d9的连接部d901相连接，第二电芯组11的负极通过负极输出端子d9与第二电压工具40上第二负极插片42相连接。
48.电池组2上正极输出端子a6连接第一电芯组10的正极，第一电芯组10的负极经负极输出端子c8、端子mc12、端子mb4及端子b7连接第二电芯组11的正极，第二电芯组11连接分别连接第一电芯组10及第二电芯组11的正极和负极，第一电芯组10及负极输出端子d9，即正极输出端子a6和负极输出端子d9将第一电芯组10与第二电芯组11串联，输出电压为36v，此时电池组2具有较高的放电电压，具备较高的放电功率和放电效率，更适合给大功率工具供电。
49.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。