充电器及充电系统的制作方法
【专利摘要】一种充电器及充电系统，充电系统包括电池包及为电池包充电的充电器。充电器包括：充电器壳体，形成有内部腔室；充电回路，收容于所述内部腔室，产生充电电流；充电器电极端子，与所述充电回路电性连接，用于向所述电池包传递所述充电电流；所述充电器还包括：串联设置于所述充电回路和所述充电器电极端子之间的开关单元，当所述开关单元未被触发时，所述充电回路和所述充电器电极端子之间的连接断开，当所述开关单元被触发时，所述充电回路和所述充电器电极端子之间的连接导通。用户无法接触到带电的充电器电极端子，防止用户因触碰充电器电极端子而触电。
【专利说明】充电器及充电系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种充电器及充电系统。
【背景技术】
[0002] 随近年来，随着电池材料技术的发展，电池的工作能力大幅度的提升，其应用范围 也已经从一些小功率的电子类电气装置而延伸到一些大功率的动力类电气装置，如电动工 具等。
[0003] 采用电池包的电动工具可以摆脱线缆的束缚而可随时、随地地使用，这些电池包 通常是可充电的，如镍镉（Nickel-cadmium, NiCd)电池、镍氢（Nickel-Metal Hydride, NiMH)电池、锂离子（Lithium-ion, L-ion)电池等，电池包通过充电器进行充电，充电完成 后为电气设备提供电能，电能耗尽后再次通过充电器进行充电，循环使用。
[0004] 为了提供更高的功率，并且减小大电流工作带来的发热等不良影响，人们更多的 选择高电压的电池包。在使用充电器给此类电池包充电时，由于充电电压较高，例如大于 40V时，在充电器上未配接电池包时，外露的带电的电极端子容易被人们意外的接触到，或 者被物体意外的导通，存在触电或者短路、火花等危险。 实用新型内容
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种能有效防止用户接触到带电的充电器 的端子的充电器。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种充电器，用于为电池包进 行充电，包括：充电器壳体，形成有内部腔室；充电回路，收容于所述内部腔室，产生充电电 流；充电器电极端子，与所述充电回路连接，用于向所述电池包传递所述充电电流；所述充 电器还包括：串联设置于所述充电回路和所述充电器电极端子之间的开关单元，当所述开 关单元未被触发时，所述充电回路和所述充电器电极端子之间的连接断开，当所述开关单 元被触发时，所述充电回路和所述充电器电极端子之间的连接导通。
[0007] 优选的，所述开关单元为微动开关。
[0008] 优选的，所述微动开关为双断型微动开关。
[0009] 优选的，所述充电器壳体包括第一凹陷和第二凹陷，所述第一凹陷用于收容至少 部分所述电池包，所述第二凹陷自设置于所述第一凹陷的表面上的开口向所述充电器壳体 内部延伸，所述开关单元包括自所述内部腔室中穿过所述充电器壳体延伸至所述第二凹陷 内且未越过所述开口的触发单元。
[0010] 优选的，所述开口的最大宽度尺寸不大于3毫米。
[0011] 优选的，所述电池包上设有用于触发所述开关单元的凸起，所述凸起与所述第二 凹陷相匹配。
[0012] 优选的，所述充电器提供的充电电压不小于40V。
[0013] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种能有效防止用户接触到带电的充电器 的端子的充电系统。
[0014] 为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种充电系统，包括充电器及电 池包，所述充电器包括：充电器壳体，形成有内部腔室；充电回路，收容于所述内部腔室，产 生充电电流；充电器电极端子，与所述充电回路连接，用于向所述电池包传递所述充电电 流；开关单元，串联设置于所述充电回路和所述充电器电极端子之间，控制所述充电回路与 所述充电器电极端子之间的连接；所述电池包包括：电池包壳体；电池单元，收容于所述电 池包壳体内部；以及电池包端子，与所述电池单元连接，接收所述充电器电极端子传递的充 电电流；所述电池包具有与所述充电器分离的第一位置以及与所述充电器配接的第二位 置，当所述电池包位于第一位置时，所述开关单元断开，所述充电回路和所述充电器电极端 子之间的连接断开，当所述电池包位于第二位置时，所述开关单元闭合，所述充电回路和所 述充电器电极端子之间的连接导通。
[0015] 优选的，所述充电器壳体上设置有收容所述电池包的第一凹陷以及至少部分收容 至少部分所述开关单元的第二凹陷，所述电池包壳体上设置有用于触发所述开关单元的凸 起，当所述电池包位于第二位置时，所述凸起完全收容于所述第二凹陷内。
[0016] 优选的，当所述电池包从所述充电器分离时，所述开关单元自动复位至断开状态。
[0017] 优选的，当所述开关单元闭合时，所述充电器电极端子完全收容于所述充电器和 所述电池包连接形成的内部空间。
[0018] 与现有技术相比，本实用新型提供的充电器及充电系统通过在充电器的壳体上设 置开关单元，在电池包未配接至充电器时，充电器电极端子外露，开关单元断开充电器电极 端子与充电回路的电性连接，充电器电极端子不带电；当电池包配接至充电器时，充电器电 极端子不外露，开关单元闭合充电器电极端子与充电回路的电性连接。从而达到了使用户 无法接触到带电的充电器电极端子的效果，有效防止了用户因触碰充电器电极端子而导致 触电。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明；
[0020] 图1是本实用新型实施方式提供的充电系统的示意图，此时电池包处于第一位 置；
[0021] 图2是本实用新型实施方式提供的充电器的示意图；
[0022] 图3是本实用新型实施方式提供的充电器的原理示意图；
[0023] 图4是本实用新型实施方式提供的充电系统中电池包的示意图；
[0024] 图5是本实用新型实施方式提供的充电系统中电池包的剖视图；
[0025] 图6是本实用新型实施方式提供的充电系统的示意图，此时电池包处于第二位 置；
[0026] 图7是本实用新型实施方式提供的充电系统剖视图。
[0027] 其中：
[0028] 1.充电器壳体 100.充电器
[0029] 3.充电回路 200.电池包
[0030] 5.充电器电极端子 201.电池包壳体
[0031] 7.开关单元 203.电池单元
[0032] 9.电源线 205.电池包电极端子
[0033] 11.第一凹陷 207.开口
[0034] 13.滑轨 209.凸起
[0035] 15.公极片 211.滑轨
[0036] 17.第二凹陷 215.母极片
[0037] 19.触发单元 300.充电系统
【具体实施方式】
[0038] 请参见图1，为本实用新型实施方式提供的充电系统300,充电系统300包括充电 器100以及电池包200。电池包200具有与充电器100分离的第一位置，以及与充电器100 可靠的配接的第二位置。
[0039] 在本实施方式中，电池包200的输出电压不小于40V，用于为电动工具提供电力， 电动工具可以是修枝剪、割草机、链锯等花园工具，也可以是电圆锯，电锤，电钻，往复锯，曲 线锯等手持式工具，在此不一一列举，当电池包200与电动工具连接时，进行放电以驱动电 动工具工作，当电池包200存储的电力不足时，连接至充电器100进行充电。
[0040] 请参见图2和图3,充电器100包括充电器壳体1，壳体1形成有收容充电器100 的部分元器件的内部腔室，收容于充电器壳体1内部的充电回路3,与充电回路3电性连接 的充电器电极端子5,串联设置于充电回路3和充电器电极端子5之间的开关单元7以及电 源线9。
[0041] 电源线9可与外部交流电源连接，为充电器100提供交流电源；充电回路3与电源 线9电性连接，将电源线9提供的交流电源，转换为可为电池包200进行充电的直流电源； 充电器电极端子5设置于充电器壳体1上，将充电回路3产生的直流电源提供给电池包进 行充电。
[0042] 本领域的普通技术人员易于理解的是，充电器壳体1内部设置有印刷电路板，充 电回路3设置于印刷电路板上，充电器电极端子5以及开关单元7,可以直接设置在印刷电 路板上与充电回路3电性连接，也可以通过电线与充电回路3电性连接。
[0043] 充电器壳体1上设置有第一凹陷11，当电池包200安装至充电器100上时，第一凹 陷11至少部分的收容电池包200。第一凹陷11的侧面上形成有滑轨13,用于引导并固定 电池包200,安装电池包200时，滑轨13引导电池包200沿预设的安装方向移动直至第二位 置，并且能够限制电池包200沿垂直于预设的安装方向的位移。
[0044] 充电器壳体1上还设置有第二凹陷17,第二凹陷17自设置于第一凹陷11的表面 上的开口向充电器壳体1的内部延伸，在本实施方式中，第二凹陷17的开口设置于第一凹 陷11的侧壁上，沿电池包200的安装方向向充电器壳体1内部延伸。当然，第二凹陷17的 开口也可以设置于第一凹陷11的底面上，沿垂直于电池包200的安装方向向充电器壳体1 内部延伸。
[0045] 在本实施方式中，第二凹陷17的开口及横截面呈长方形，在未示出的实施方式 中，第二凹陷17的开口及横截面也可以是具有一定防误差功能的其他形状，例如正方形， 圆形，凸字形，或者多边形等。
[0046] 充电器电极端子5设置于充电器壳体1上，包括绝缘材料制成的底座13以及固定 设置于底座上的公极片15,公极片15自底座13沿电池包200的安装方向，向第一凹陷11 内延伸，至少包括向电池包200传递电力的正极极片和负极极片。进一步的，公极片15还 可以包括一些功能性极片，例如与电池包200内的控制电路实现数据传输的通信极片，检 测电池包200内部温度的检测极片，识别电池包200的种类的识别极片等等。
[0047] 开关单元7用于控制充电回路3和充电器电极端子5之间的电力传输，优选的，开 关单元7为微动开关，包括开关主体（图中未示出）以及活动的设置于开关主体上的触发 单元19,开关主体内设置有用于支撑触发单元19的弹性元件，例如弹簧，当有压力施加于 触发单元19时，触发单元19挤压弹性元件产生位移，当施加于触发单元19上的压力移除 时，触发单元19在弹性元件的弹力作用下，自动复位。开关主体固定设置于充电器壳体1 上或者充电器壳体1内部设置的印刷电路板上，触发单元19自充电器100的内部腔室中穿 过充电器壳体1延伸至第二凹陷17内，且触发单元19的任何部分都未超出第二凹陷17的 开口，以防止开关单元7被意外的触发。优选的，第二凹陷17的开口的最大宽度尺寸不大 于3毫米，足够窄的开口宽度能更好的避免开关单元7被手指等物体意外的触发。
[0048] 根据开关单元7在充电器100的内部腔室的不同的设置方式，触发单元19可以自 第二凹陷17的不同侧面穿过，并且可以通过不同方向施加的压力被触发。在本实施方式 中，第二凹陷17具有垂直于电池包200的安装方向的端面以及平行于电池包200的安装方 向的侧面，触发单元19从第二凹陷17的端面穿过，并且可以通过沿平行于电池包200的安 装方向所施加的压力进行触发。在其他未示出的本实施方式中，触发单元19从第二凹陷17 的侧面穿过，并且可以通过沿垂直于电池包200的安装方向所施加的压力进行触发。
[0049] 在常规状态下，触发单元19未被触发时，开关单元7处于断开状态，充电回路3和 所述充电器电极端子5之间的连接被断开，外露于充电器壳体1的充电器电极端子5不带 电，免除了用户触电的危险；当触发单元19被触发时，开关单元7闭合，充电回路4和充电 器电极端子5之间的电性连接被导通。优选的，开关单元7为双断开关，能够同时接通或者 切断充电回路3和充电器电极端子5正极和负极的电性连接，可靠性更高。
[0050] 请参见图4和图5,电池包200包括电池包壳体201，收容于电池包壳体201内的 电池单元203,以及与电池单元203电性连接的电池包电极端子205。
[0051] 在本实施方式中，电池单元203为锂离子电池单元，具有金属锂氧化物和/或锂离 子磷酸盐和/或其他锂基化学成分；电池单元203具有大约在范围3. 3至4. 6伏的标称电 压范围，当然，根据电池单元的充电状态（电池是否充满电）以及电池的特定化学特性，这 些值可以变化。电池单元整体呈圆柱形，具有侧面和两个相对侧上的大致呈圆形的端面，具 有大约65mm的长度以及大约18mm的横截面直径。多节电池单元203通过串联或者并联的 方式，使得电池包200达到预定的电压或者容量，在本实施方式中，电池包200具有10节串 联连接的电池单元，具有约40V的标称电压。当然，电池单元203也可以由其他化学成分 组成，具有不同的标称电压范围，但是总的来说，其都可以通过串联的方式，使得电池包200 具有较高的标称电压，例如40V，42V，48V，60V等等。
[0052] 电池包电极端子205设置于电池包壳体201内，包括绝缘材料制成的底座以及固 定设置于底座上并朝向电池包壳体201外侧开口的母极片215,母极片215沿电池包200的 安装方向纵长延伸，至少包括正、负极极片，进一步的，母极片215还可以包括一些功能性 极片，例如与充电器或者工具内的控制电路实现数据传输的通信极片，检测电池包200内 部温度的检测极片，识别电池包200的种类的识别极片等等。
[0053] 电池包壳体201整体呈船型，包覆与电池单元203和电池包电极端子205外，电池 包壳体201上与母极片215相对应的位置设置有开口 207,当电池包200安装至充电器100 时，充电器电极端子5的公极片15通过开口 207进入电池包壳体内，与电池包电极端子205 的母极片相接触。
[0054] 电池包壳体201上设置有滑槽211，用于与充电器上的滑轨13相适配，引导电池包 200沿预设的安装方向移动直至第二位置。
[0055] 电池包壳体201上设置有凸起209,用于触发充电器100上的开关单元7。凸起 209自电池包壳体201上设置有开口 207的表面沿电池包200安装至充电器100的方向向 外纵长延伸，具有与充电器壳体1上第二凹陷17相匹配的形状以及尺寸。当电池包200安 装至充电器100时，凸起209的位置与充电器壳体1上的第二凹陷17的位置相对应。
[0056] 请一并参见图1，图6和图7,当电池包200处于与充电器100分离的第一位置时， 触发单元19在第二凹陷17内未被触发，开关单元7处于断开状态，充电回路3和所述充电 器电极端子5之间无电性连接，外露于充电器壳体1的充电器电极端子5不带电。
[0057] 将电池包200配接至充电器100的过程中以及当电池包200处于与充电器100可 靠的配接的第二位置时，凸起209与第二凹陷17相对应，凸起209在插入第二凹陷17的过 程中，触发单元19被凸起209朝向充电器壳体1内部压下，当触发单元19被触发时，开关 单元7闭合，充电回路4和充电器电极端子5之间的电性连接被接通，此时充电器电极端子 5完全收容于充电器和电池包连接形成的内部空间，不会被用户接触到，避免了给使用者带 来触电的危险。
[0058] 当电池包200从充电器100上分离时，凸起209从第二凹陷17内离开，触发单元 19在弹性元件的作用下自动复位至未被触发的状态，开关单元7恢复至断开状态，充电回 路3和所述充电器电极端子5之间无电性连接，外露于充电器壳体1的充电器电极端子5 不带电。使用户始终不会接触到带电的充电器电极端子，避免了用户因触碰充电器电极端 子而导致触电。
[0059] 本领域技术人员可以想到的是，本实用新型还可以有其他的实现方式，但只要其 采用的技术精髓与本实用新型相同或相近似，或者任何基于本实用新型作出的易于思及的 变化和替换都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种充电器，用于为电池包进行充电，包括： 充电器壳体，形成有内部腔室； 充电回路，收容于所述内部腔室，产生充电电流； 充电器电极端子，与所述充电回路连接，用于向所述电池包传递所述充电电流； 其特征在于，所述充电器还包括： 串联设置于所述充电回路和所述充电器电极端子之间的开关单元，当所述开关单元未 被触发时，所述充电回路和所述充电器电极端子之间的连接断开，当所述开关单元被触发 时，所述充电回路和所述充电器电极端子之间的连接导通。
2. 根据权利要求1所述的充电器，其特征在于：所述开关单元为微动开关。
3. 根据权利要求2所述的充电器，其特征在于：所述微动开关为双断型微动开关。
4. 根据权利要求1所述的充电器，其特征在于：所述充电器壳体包括第一凹陷和第二 凹陷，所述第一凹陷用于收容至少部分所述电池包，所述第二凹陷自设置于所述第一凹陷 的表面上的开口向所述充电器壳体内部延伸，所述开关单元包括自所述内部腔室中穿过所 述充电器壳体延伸至所述第二凹陷内且未越过所述开口的触发单元。
5. 根据权利要求4所述的充电器，其特征在于：所述开口的最大宽度尺寸不大于3毫 米。
6. 根据权利要求1所述的充电器，其特征在于：所述充电器提供的充电电压不小于 40V。
7. -种充电系统，包括充电器及电池包，其特征在于： 所述充电器包括：充电器壳体，形成有内部腔室；充电回路，收容于所述内部腔室，产 生充电电流；充电器电极端子，与所述充电回路连接，用于向所述电池包传递所述充电电 流；开关单元，串联设置于所述充电回路和所述充电器电极端子之间，控制所述充电回路与 所述充电器电极端子之间的连接； 所述电池包包括：电池包壳体；电池单元，收容于所述电池包壳体内部； 以及电池包端子，与所述电池单元连接，接收所述充电器电极端子传递的充电电流； 所述电池包具有与所述充电器分离的第一位置以及与所述充电器配接的第二位置，当 所述电池包位于第一位置时，所述开关单元断开，所述充电回路和所述充电器电极端子之 间的连接断开，当所述电池包位于第二位置时，所述开关单元闭合，所述充电回路和所述充 电器电极端子之间的连接导通。
8. 根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于：所述充电器壳体上设置有收容至少 部分所述电池包的第一凹陷以及至少部分收容所述开关单元的第二凹陷，所述电池包壳体 上设置有用于触发所述开关单元的凸起，当所述电池包位于第二位置时，所述凸起完全收 容于所述第二凹陷内。
9. 根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于：当所述电池包从所述充电器分离时， 所述开关单元自动复位至断开状态。
10. 根据权利要求7所述的充电系统，其特征在于：当所述开关单元闭合时，所述充电 器电极端子完全收容于所述充电器和所述电池包连接形成的内部空间。
【文档编号】H02J7/00GK203871894SQ201420252705
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】高岩松 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司