电动工具和电池组及系统的制作方法

本发明涉及一种电动工具系统，所述电动工具系统包括电动工具，该电动工具设置有例如是钻头的部分，当向电动工具供电时，该部分被驱动以在工件上执行工作操作。本发明特别涉及从电池组(batterypack)接收电力的电动工具，这类电动工具的电池组通常通过机械接合装置和电连接装置安装到电动工具上，以允许电力从电池组输送到电动工具以操作电动工具。

背景技术：

通常，当需要对电池组充电时，电池组被设置为能够从电力工具脱开，并且为了这样做，电池组然后连接到充电器部件，所述充电器部件又被连接到主电源，经由该主电源提供电力对电池组中的电池单元进行充电。

众所周知，将电动工具设置成从位于其上的电池组接收电力，并且通常来说，与特定电动工具连接的电池组的电容量被设置成与特定电动工具的电力需求相匹配。例如，某些执行相对轻的工作的电动工具将仅需要由电池组供应的较小程度的电力，而承担较重工作的电动工具可能需要向其供给较大程度的电力以允许执行工作功能。因此，对于具有多个电动工具的人来说如下情况并不罕见：具有多个不同的电池组，并且所述电池组选择性地与特定电动工具一起使用。

此外，已知不同的电动工具制造商在各自的电池组和它们的电动工具之间具有不同的机械和/或电连接构造。因此，尽管一种类型的电池组可以选择性地用于由同一制造商制造的并且需要相同电平的电力的任何电动工具，但对于为特定制造商的电动工具提供的电池组而言，能够与另一制造商的电动工具一起使用是不常见的。

最近，已知制造商提供了一种电池组，其用于和该电池组的电动工具一起使用，且该电池组可与需要不同电平的电力的电动工具一起使用，从而例如同一电池组可以选择性地向一个电动工具提供"n"伏，而向另一个电动工具提供"2n"伏。

由此，从相同的电池组提供不同电力电平的能力减少了用户对于不同供电需求具有不同电池组的需要。这通常可以以两种方式之一来实现。

通常地，那些希望其新的电池组能够与之前的电动工具(通常称为传统电动工具)一起使用的制造商通常提供如下的电池组：该电池组具有用于在电池组中的电池单元组(groupofpowercell)之间进行电连接的能力，并且当电池组连接到特定电动工具时，由于电动工具和电池组之间的机械相互作用，实现了电池单元组之间的连接的改变。例如，需要从电池组供给较低电压的电动工具将具有引起电池组上的电连接的移动从而仅连接一组电池单元的第一机械构造，需要较高电平电压以便进行操作的电动工具将具有如下的机械构造：当与电池组接合时，机械构造改变电池组上的电连接从而引起电池组中的两组电池单元的连接，从而允许向该电动工具提供更高的电压。该系统的优点在于，其允许电池组与来自该制造商的先前制造的电动工具一起使用，因此避免了先前制造的电动工具过时。不过它的缺点是，需要通过相同的机械构造配置允许电池组上连接的改变，使得电池组的制造相对昂贵。

另一种选择是提供呈制造商的所有电动工具共用的形式的电池组，这样就不需要改变电池组的构造，而是通过电动工具本身中设置的电连接装置的构造来确定此时提供给连接到电池组的电动工具的特定电压。因此，电动工具可以以相同的机械构造连接到电池组，而与从电池组汲取以操作该电动工具所需的特定电力电平无关。申请人在他们的专利gb2531178和gb2552868中定义了这种系统。

然而，在提供某些系统时仍存在潜在的问题，例如在电动工具所需的额定电压和由电池组提供的电压之间存在不匹配，那么当需要较高电压的电动工具连接到只能提供较低电压的电池组时，电动工具和电池组之间的电连接可能产生热量和潜在的起火风险的情况。在这种情况下，电动工具将试图从电池组中迅速汲取电力，从而产生热量和起火的风险。因此，这意味着电池组不应该被制成可与电动工具一起使用，或者制造商不应该建议可以实现电池组和电动工具的组合。

技术实现要素：

本发明的目的是能够防止在电动工具和其所连接的电池组之间的额定电压不匹配而引起发生起火和/或发热的风险，同时仍然提供一种能够实现提供不同电压要求的电池组和电动工具系统的可能性。

在本发明的第一方面，提供了一种电动工具和至少一个可选择性地连接的电池组，所述电池组中包括电池单元，并且所述电动工具与所述电池组机械地接合，以允许在使用期间和从所述电池组向所述电动工具供电期间所述电池组被所述电动工具固定并承载，其中，所述电动工具设置有电连接装置，所述电池组设置有电连接装置，使得当电连接装置电连接时，从所述电池组向所述电动工具供电，并且所述电连接装置和所述电动工具以如下的形式设置：具有大于所述电池组的电压供应能力的电压要求的电动工具不可能以会引起所述电动工具以所需电压电平从所述电池组汲取电压的方式电连接到所述电池组。

在一个实施例中，电池组可以被设置为包括至少一组电池单元，而在另一个实施例中，电池组可以设置为包括至少两组电池单元。

通常，当电池组设置为包括仅一组电池单元时，则电池组的电连接装置设置为允许该组中的电池单元仅串联连接并且提供低电平的电压。

通常，当电池组包括两组电池单元时，则组中的每个电池单元串联连接，并且电池组的电连接装置以如下的形式设置：允许与其连接的电动工具根据电动工具的电连接装置的构造接收第一电压"nv"和第二电压"2nv"的电力。

通常，电动工具的电连接端子数量保持相同，而与操作该电动工具所需的特定电压无关。

通常，电池组的电连接端子在设置有一组电池单元的电池组和设置有两组电池单元的电池组之间是不同的，在一个实施例中，具有两组电池单元的电池组包括两个附加端子。

在一个实施例中，当电池组连接到电动工具时，电动工具的电连接装置的端子之间的连接确定从包括两组电池单元的电池组接收"nv"电压或"2nv"电压中的哪一个。

通常，电动工具中的端子的电连接装置的构造在制造时是预先确定的，并且在电池组和电动工具之间的连接时不需要用户干预，以便为电动工具操作提供适当的电压。

在本发明的另一方面，提供了一种电池组和电动工具系统，其允许电动工具和系统设置有相同数量的电端子，而与操作所述电动工具所需的特定电压电平无关，同时在所述电池组上设置关于所述电池组的容量的选择性端子构造以提供不同的电压电平，确保了防止如下的电动工具被电连接的可能性：该电动工具为了正确操作而需要从处于比电池组的能够向所述电动工具提供的电平高的电平的电池组供给电压。

因此，根据本发明，提供了电池组和电动工具系统，其允许系统中的电动工具设置有相同数量的电端子，而与操作电动工具所需的特定电压电平无关，同时在电池组上设置关于该电池组的容量的选择性端子构造以提供不同的电压电平，确保了由于电池组的防止连接的电端子的特定构造而防止需要从电池组供给较高电压电平的电动工具被连接到不能提供较高电压的电池组的可能性。

附图说明

现在参考附图说明本发明的具体实施例，其中：

图1a和图1b示出了设置在分别包括两组电池单元和一组电池单元的电池组上的端子；

图2a和图2b示出了在根据本发明的一个实施例中设置在电动工具上的电端子；

图3a-图3e示出了根据本发明的电动工具和电池组之间的可接受的连接构造；以及

图4a和图4b示出了根据本发明的防止发生的电连接构造。

具体实施方式

如上所述，本发明涉及允许从同一电池组向电动工具提供两个电压电平中的一个，从而当连接到电池组时，如果电池组具有这样做的能力，则可以为需要两个电压中的特定一个的电动工具提供该一个电压，而可以为需要所述两个电压中的另一个电压的电动工具提供所述另一个电压。同时，本发明旨在确保要求较高电压电平的电动工具不可能试图从无法安全地提供较高电压电平的电池组中汲取电力。

因此，提供了根据本发明的电池组和电动工具平台，其中电动工具的端子接口可以根据电动工具所需的电压电平与电池组中设置的诸如锂电池单元的电池单元串联或并联连接。然而，如果存在包括不能通过电动工具的端子接口选择性地串联和并联连接的一个电池单元组的电池组平台，则产生的问题在电池组的操作安全性方面是特殊的问题，例如，当包括在平台中的电动工具仅在产品端子接口与电池组的两个电池单元组串联连接时起作用时，单个电池单元组的电池组不允许与需要电池组中存在两个电池单元组以使它们能够串联连接的那些电动工具连接。

根据本发明，当提供具有仅单个电池单元组的电池组时，其在电池组接口处具有的端子比包括两个电池单元组的电池组的接口少两个，并且因为这两个电端子没有设置在具有单个电池单元组的电池组的接口上，所以电池组不能与需要串联连接的两个电池单元组来提供足够的电压电平的那些电动工具电连接，并且因此避免了风险情况。

图1a示出了用于具有两个电池单元组的电池组接口的端子接口4的端子配置，并且在图1b中示出了用于根据本发明的具有一个电池单元串或组的电池组的接口的电池组端子。

在图1a和图3a中，a1为串联的电池单元串或组1的负极端子，a2是串联的电池单元串或组2的负极端子，t是温度端子，id是此时连接到电池组的电动工具的识别端子，b1是电池单元串或组1的正极端子，b2是电池单元串或组2的正极端子。

在图1b和图3b中，可以看到，具有仅一个电池单元串或组1的电池组在接口6处仅具有端子a1、t、id和b1。

在图2a中示出了用于需要从串联的电池组中的两个电池单元组1、2提供电力的电动工具的接口8的端子构造，在图2b中，示出了用于需要从并联的电池组中的两个电池单元组1、2提供电力的电动工具的接口10的端子构造。可以看到，两个电动工具接口8、10具有相同的端子，并且如后述将说明的那样，电动工具内的相同端子的连接被改变。

因此，根据本发明，具有两个电池单元串或组1、2的电池组可以连接到需要以两个电压电平之一提供电压的电动工具，但是具有一个电池单元串或组的电池组仅可以连接到需要较低电压电平的电力的电动工具。

这如图3c-图3e和图4a-图4b所示。图3c-图3d示出了具有两个电池单元串或组1、2的电池组12。图3c中示出了用于电动工具16的马达14额定为使用电池组的串联的两个电池单元串或组1、2，并且接口8的端子a1和b2通过电动工具内的连接路径18连接以实现这一点。

在图3d和图3e中，电动工具16的马达20被额定为如图3d所示使用电池组12的并联的两个电池单元串或组1、2，或者如图3e所示使用具有端子接口6的电池组26的单个电池单元串或组1，并且接口10的端子a1和a2以及b1和b2分别通过电动工具内的连接路径22、24电连接以实现这一点，因为接口6、10的端子a1和接口6、10的端子b1之间仍然可以实现连接，其中接口6的a1和b1与电池组26中的仅有的电池单元串或组1连接。

根据本发明，在具有马达14的电动工具16需要电池组的串联设置的两个电池单元串或组以提供更高的电压、并且该电动工具16试图与仅具有一个电池单元串或组1的电池组26一起使用的情况下，则电动工具的端子接口8与电池组端子接口6的电连接不能实现，因为电动工具接口8的端子b2在电池组端子接口6上没有匹配的端子，因此如图4b所示，在电池组和电动工具之间没有电连接配置。

因此，本发明确保在使用同一机械连接平台的电池组和电动工具(该电池组和电动工具可以被设置为相同的通用平台的一部分)不正确地被用户选择机械连接在一起时，在电动工具和电池组之间能实现仅有安全的电连接。