本发明涉及便携式电动工具，特别涉及与这种电动工具一起使用的电池组以及与其协作的充电器。
背景技术：
便携式电动工具通常用于工业上的所有领域以及建筑业、花园打理和家务中。通过配置可再充电的电池组，便携式电动工具能便于用户的操作，而不会受到由电线施加的任何限制，同时也能为这种操作提供足够的输出功率和理想的电池使用寿命。
然而，常规的电动工具电池组被设计为仅能通过使用匹配该电池组的形状因数的专用电池充电器，以及为电池组充电提供所需的电流/电压，来进行充电。通常，这样的电池充电器由制造电池组的相同制造商制造。此外，也需要电池组能够向诸如智能手机或平板电脑的外部电子设备提供电源，因为电动工具的用户将具有至少一个这样的电子设备，并且这样的电子设备需要不时地充电。
技术实现要素：
根据前述背景，本发明的目的是提供一种消除或至少减轻上述技术问题的替代性电池组。
上述目的通过独立权利要求的特征的组合来实现；从属权利要求公开了本发明的其他有利实施例。
本领域技术人员将从以下描述中得出本发明的其它目的。因此，上述目的之陈述不是完整的，并且仅用于示出本发明的许多目的中的一些。
因此，在一个方面，本发明是一种电池组，包括壳体和位于壳体内的多个电池单元。该电池组还包括在壳体上的usbtype-c介面。
优选地，该电池组中的usbtype-c介面电连接到该多个电池单元，使得多个电池单元适于通过在usbtype-c介面处接收的外部电力而被充电。
在一个变化实施方式中，所述usbtype-c介面兼容usb电力传输powerdelivery规范。
优选地，所述usbtype-c介面适于在5v-20v的电压范围内供电。
在另一个变化实施方式中，所述usbtype-c介面使用专有协议传输电力，该专有协议允许具有5v-20v范围之外的电压的电力，通过所述usbtype-c介面传输。
优选地，所述usbtype-c介面适于在4.2v-60v的电压范围内供电。
在一个具体实施方式中，usbtype-c介面被配置为与外部设备通信以传输电池组的操作参数和/或状态。
在另一个具体实施方式中，电池组被配置为与电动工具一起使用，并且还包括用于电连接到所述电动工具的电池端子。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电池组充电器，包括用于接收电动工具电池组的插座，其中该电池组充电器还包括usbtype-c介面。
在一个变化实施方式中，所述usbtype-c介面兼容usb电力传输powerdelivery规范。
优选地，所述usbtype-c介面适于在5v-20v的电压范围内供电。
在另一个变化实施方式中，所述usbtype-c介面使用专有协议传输电力，该专有协议允许具有5v-20v范围之外的电压的电力，通过所述usbtype-c介面传输。
优选地，所述usbtype-c介面适于在4.2v-60v的电压范围内供电。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于电动工具的电池组套件，包括如上所述的电池组以及如上所述的电池组充电器。
本发明有许多优点。通过利用在usbtype-c介面上实现的usb电力传输(powerdelivery，简称pd)规范，配备有usbtype-c接口的电池组可以通过任何连接到该电池组的外部充电器进行充电–而对于该外部充电器的唯一要求是其提供与电池组相同的usbtype-c类型的介面。由于市场上存在许多支持usbtype-c介面的电源装置，所以只要方便，可以使用任何的这样的电源装置对电动工具的电池组进行充电，而不需要考虑电池的任何机械结构。这意味着即使电源装置外表并不具备与电动工具电池组的外形相适配的插座或者传统充电端子，而是具有不兼容的插座/端子或者是除了usbtype-c介面之外根本没有任何插座/端子定义的电源装置，都可以用于对电池组充电，因为这两者都具有usbtype-c介面。即使是原本设计用于笔记本电脑或者平板电脑的电源适配器，只要其能够支持usbtype-c介面输出所需的充电电压/电流，也可以用于为本发明中的电动工具的电池组充电。
本发明的另一个优点在于，基于本发明的电动工具电池组或是充电器，可以选择性地支持usbpd规范或和/或用于电动工具电池组的充电专有协议，而它们都基于usbtype-c的硬件介面。诸如5v(即传统usb1.1或2.0端口所支持的电压)、9v、12v、15v和20v的电压可以基于usbpd规范实现，而超过5v-20v范围的电压，例如电动工具领域常见的36v、48v、54v则需要通过专有协议实现，因为当前的usbpd规范并不支持这些大电压的电力传输。但是，本发明的优点在于可以在具有不同额定电压的电池组上配置物理结构完全相同的usbtype-c介面，并且一条相同的usbtype-c类型的电缆可以同时用于所有这些电池组及其相应的电源装置。诸如电动工具电池充电器的电源装置，以及电动工具电池组，可以在它们的usbtype-c介面相互连接时，自适应充电操作所需的电压。
附图说明
参照本说明书的余下部分和附图可以对本发明的性能和优点作进一步的理解；这些附图中同一个组件的标号相同。在某些情况下，子标记被放在某个标号与连字符后面以表示许多相似组件的其中一个。当提到某个标号但没有特别写明某一个已有的子标记时，就是指所有这些类似的组件。
图1是根据本发明的一个实施例的用于电动工具的电池组的透视图。
图2是根据本发明的另一实施例的用于电动工具电池组的电池充电器的透视图。
图3示出了图1中的电池组和图2中的电池充电器通过usbtype-c线缆连接到一起的示意图。
图4示出了根据本发明的另一实施例的支持专有协议的usbtype-c充电器的外观。
在附图中，相似的附图标记表示贯穿本说明书所述的若干实施例中相似的部件。
具体实施方式
如本文和权利要求中所使用的，“耦合”或“连接”是指直接或间接地经由一个或多个电气装置的电耦合或连接，除非另有说明。
现在参考图1。如图1所示，本发明的第一实施例是用于电钻等电动工具的电池组。电池组20具有容纳有多个电池单元(未示出)的壳体22。这些电池单元被串联/并联连接，以便提供整个电池组20的所需输出电压和电流。在壳体22的一侧上，具有用于电池组20的物理接口24，其可用于可拆卸地将电池组20安装到相应的电动工具或电池充电器(均未示出)。这里所指的物理接口是指其具有允许将电池组20牢固安装在相应的电动工具或电池充电器上的某些几何特征，并且在物理接口24上还存在用于将电池组20电连接到相应的电动工具或电池充电器的电池端子(未示出)。无论是上述的几何特征还是电池端子的具体结构，例如电池端子的类型、尺寸、排列等，都是基于特定的标准的。电池组20可以在小于或约为20v的直流电压下充电。例如，电池组可以在21v下充电。
可以看到，在壳体22的前侧上还配置有作为电池组20的usbtype-c介面的usbtype-c接口26。该接口26是一个内凹的插孔，其适于连接外部的usbtype-c标准的公头。usctype-c是一种24针的、完全可反插的usb连接器系统，其允许传输数据和电力。usbtype-c接口26经由usbpd控制器(未示出)耦合到电池组20中的电池单元。重要的是，电池组20上的usbtype-c接口26支持在usbtype-c接口上实现的usb电力传输(pd)规范，用于传输等于或大于由诸如usb1.1和usb2.0的传统usb标准提供的电压/电流。例如，usbpd规范2.0版定义了四个标准电压水平，分别是5v、9v、15v和20v，并且支持0.5w至100w的任何最大源输出功率。usbtype-c介面规范和usbpd规范在相关领域中是公知的，并且将不在此进一步详细描述。
除了上述的标准化的usbpd规范之外，电池组20还支持专有协议以及与之相关的控制器(未示出)。该控制器可以是独立于usbpd控制器的部件，也可以是同时兼容usbpd规范和专有协议的唯一的控制器。该专有协议独立于usbpd规范，由电池组20以及专门用于其的外部充电器(未示出)所支持。通过该专有协议，电池组20能够从usbtype-c接口26接收处于usbpd2.0规范制定的电压范围，也就是5v-20v之外的其它水平的电压。具体而言，该专有协议支持从4.5v到60v范围内之内的直流电压从外部装置传输到电池组20或者从电池组20传输到外部装置。特别是，该专有协议支持36v、48v和54v的电压传输。
上述的专有协议虽然使用了标准的usbtype-c介面及针脚定义，但是却不一定被其它市面上的usbtype-c支持。但是，由于电池组20既支持usbpd规范，又支持专有协议，因此当电池组20连接到外部电源装置时，这两者能够协定使用最适合的、同时被双方所支持的一种电力传输标准。例如，如果电池组20和外部电源装置都支持上述的专有协议的时候，那么双方将以该专有协议进行电力传输，以实现最高效率的充电。如果外部电源装置不支持专有协议，而只支持标准化的usbpd规范时，则电池组20和外部电源装置将以符合usbpd规范的电压进行对电池组20的充电。这样的协定过程是自动的，不需要用户干涉。
参照图2，根据本发明的另一实施例，提供了一种用于对电动工具电池组充电的电池充电器。电池充电器40具有壳体42，其中容纳有必要的电力输送部件，例如变压器、电压转换器、电池监视模块等。在壳体42的一侧上，具有允许可拆卸地安装电动工具电池组(未示出)的物理接口44。物理接口44具有允许将电池组牢固安装在电池充电器40上的某些几何特征，并且在物理接口44上还存在将电池充电器40电连接到电池组的金属端子(未示出)。此外，电池充电器40能够连接到电源线48，使得电池充电器40可以从市电电源接收交流电。在外壳42上，配置有类似于图1中描述的usbtype-c端口的usbtype-c端口46。电池充电器40还包含usbpd控制器(未示出)，该usbpd控制器连接到电池充电器40中的其他电力输送部件。同时，电池充电器40还包含有使用专有协议的控制器，该专有协议控制器连接到电池充电器40中的其他电力输送部件。该控制器可以是独立于usbpd控制器的部件，也可以是同时兼容usbpd规范和专有协议的唯一的控制器。这里的专有协议和上述针对电池组20描述的专有协议相同。
现在转向如上所述的装置的使用。图3示出了配备有如图1所示的usbtype-c介面26的电池组20如何连接到如图2所示的usbtype-c介面46的电池充电器40充电。一条usbtype-c线缆60连接在电池组20和电池充电器40之间。无论电池充电器40是否被设计为能够使用专门的物理接口来接收和对电池组20充电，该电池充电器40都可以通过使用usbtype-c接口来为电池组20充电。电池充电器40和电池组20如上所述能够自动使用专有协议和/或usbpd规范下所支持的最佳模式来传输电力。
电池组20上的usbtype-c介面也可以用于实现其他功能。例如，电池组20的内部控制电路(未示出)可以将关于电池组20的有用信息(诸如其操作参数和状态)传送到通过usbtype-c介面连接到电池组20的外部装置，例如作为电池充电器，电动工具或电池诊断仪器。另一方面，电池组20上的usbtype-c接口可以用于输出存储在电池组20中的电能，用于对诸如智能手机，walkman，mp3播放器或平板计算机的外部设备(未示出)充电。以这种方式，电池组20被用作移动充电站。特别是，如果外部设备支持多种不同的协议中的任何一种，例如上面所述的usbpd规范、标准usb1.1、标准usb2.0、或者专有协议，那么电池组20都可以使用相应的协议对其供电。
现在来看图4，其示出了根据本发明的另一种电池充电器。和图2中的电池充电器不同的是，图4中的充电器80并不具备物理结构以接收及连接电动工具电池组，也不具备相应的金属端子。相反，在充电器80的壳体82上所具有的唯一对外输出介面就是usbtype-c接口86。可以看到，该充电器80具有如同常见的笔记本电脑的电源适配器一样的外形。在壳体82上，具有可以旋转并收纳在壳体82内部的插头，用于插入常见的市电插座中。充电器80的内部结构和工作原理和图2中的充电器类似，在此不再赘述。
因此，上面已经充分地描述了本发明的示例性实施例。虽然其描述涉及特定实施例，但是本领域技术人员将明了的是，可以通过具体细节的变化来实践本发明。因此，本发明不应被解释为限于本文所阐述的实施例。尽管在附图和前面的描述中已经详细地示出和描述了本发明，但是本发明应当被认为是说明性的而不是限制性的，应当理解，仅示出和描述了示例性实施例，并且不限制本发明的范围，本发明以任何方式。可以理解，本文所描述的任何特征可以与任何实施例一起使用。说明性实施例不排除彼此或本文未记载的其它实施例。因此，本发明还提供包括上述一个或多个说明性实施例的组合的实施例。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本文所阐述的本发明进行修改和变化。
在上述示例性实施例中，特定的电池充电器被设计成与电动工具电池组一起使用。然而，本领域技术人员应当认识到，其他类型的电源设备也可以用于对配备有usbtype-c介面的电动工具电池组充电，只要这样的电源设备可以提供期望的电压/电流。例如，为笔记本，平板电脑，智能手机或任何其他消费电子设备制造的电源适配器也可以用于对电动工具电池组充电。
图1和图2所示的usbtype-c介面以在电池组或电池充电器的某些位置处的母接口的形式存在。然而，本领域技术人员应当认识到，usbtype-c介面可以是其他类型的介面，例如公连接器，或者是以固定方式连接的线缆，其一头连接到电池组或者电池充电器，而另一端具有插头。
而且，在电池组或电池充电器上的usbtype-c介面的位置可以方便地设计在它们的外壳的任何部分上，只要能方便用户进行连接即可。
在电池充电器/电池组上的usbtype-c介面的数量可以是一个或多于一个，以支持进一步的应用。例如，在具有多个usbtype-c介面的情况下，电池组可以同时对两部或更多部智能手机同时充电。