CN212366134U - 电池包、工具***及充电*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池包、工具***及充电***。所述电池包包括壳体组件、收容在所述壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述控制组件旋转设置，当所述控制组件处于第一状态时，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件旋转至第二状态时，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件旋转至第三状态时，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。相较于现有技术，本实用新型的电池包利用控制组件的旋转，来实现电池包内各个电芯模组的串并联状态切换，继而改变电池包的输出电压，提高了具有该电池包的工具***的适配性。

Description

电池包、工具***及充电***

技术领域

本实用新型涉及电池包技术领域，尤其涉及一种电池包、工具***及充电***。

背景技术

在园林机械、动力工具行业，具有不同额定电压的工具通常需要由不同额定电压的电池包来提供动力，这造成了电池包种类的增多和成本的增加。

有鉴于此，确有必要设计一种改进的电池包、工具***及充电***，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够实现快捷切换、三种电压输出的电池包、工具***及充电***。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电池包，包括壳体组件、收容在所述壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置，且当所述控制组件处于第一状态时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件旋转至第二状态时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组之间串并联连接，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件旋转至第三状态时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制组件包括齿轮触发件、与齿轮触发件固定连接的开关组件以及与所述电池组相连的触发组件，所述齿轮触发件旋转设置，且当所述齿轮触发件处于第一状态时，所述开关组件使触发组件触发，所述电池包输出第一电压值；当所述齿轮触发件旋转至第二状态时，所述开关组件同步旋转使触发组件触发，所述电池包输出第二电压值；当所述齿轮触发件旋转至第三状态时，所述开关组件同步旋转使触发组件触发，所述电池包输出第三电压值。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关组件与所述齿轮触发件同轴设置，所述触发组件设置在所述开关组件的外周侧，所述开关组件上开设有凹槽，所述触发组件具有闭合位置和断开位置，当所述触发组件位于闭合位置时，所述触发组件的一端突伸入所述凹槽，当所述触发组件位于断开位置时，所述触发组件的一端脱离所述凹槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关组件至少包括上下排布的第一开关、第二开关及第三开关；所述触发组件至少包括第一触发组件、第二触发组件及第三触发组件，每个触发组件均包括静接触片、与静接触片相对设置的动接触片以及与所述动接触片相连的开关触发块，所述第一开关、第二开关及第三开关上均开设有所述凹槽，当所述触发组件位于闭合位置时，所述开关触发块突伸入对应的凹槽，所述动接触片与所述静接触片电性连接，当所述触发组件位于断开位置时，所述开关触发块脱离对应的凹槽，所述动接触片与所述静接触片断开。

作为本实用新型的进一步改进，当所述齿轮触发件处于第一状态时，所述第一触发组件和第三触发组件均位于闭合位置，所述第二触发组件位于断开位置；当所述齿轮触发件旋转至第三状态时，所述第二触发组件位于闭合位置，所述第一触发组件和第三触发组件均位于断开位置。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制组件还包括用于***述开关组件和触发组件的收容箱，所述收容箱内设有多个收容腔，以供分别***述开关组件和触发组件，所述静接触片贴合所述收容腔的内侧壁设置，每个触发组件还包括限位在动接触片与收容腔内侧壁之间的弹簧，当所述触发组件位于闭合位置时，所述弹簧持续抵顶所述动接触片，使所述动接触片与所述静接触片保持接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述收容腔包括供收容开关组件的第一收容腔和供收容触发组件的第二收容腔，所述第一收容腔大致位于所述收容箱的中心位置处，所述第一收容腔与所述第二收容腔相连通，所述静接触片贴合所述第二收容腔的内侧壁设置，当所述触发组件位于断开位置时，所述开关触发块收容于所述第二收容腔，当所述触发组件位于闭合位置时，所述开关触发块的一端突伸入所述第一收容腔。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二收容腔的底部设有限位槽，所述开关触发块限位于所述限位槽，所述开关触发块的后部设有卡槽，所述动接触片垂直于开关触发块设置并卡持于所述卡槽，所述弹簧也收容于所述卡槽，以在所述开关组件同步旋转时推动所述动接触片和开关触发块沿所述限位槽自断开位置朝向闭合位置移动。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一触发组件包括对应于第一开关设置的第一触发件、对应于第二开关设置的第二触发件以及对应于第三开关设置的第三触发件；所述第二触发组件包括对应于第一开关设置的第四触发件、对应于第二开关设置的第五触发件以及对应于第三开关设置的第六触发件；所述第三触发组件包括对应于第一开关设置的第七触发件、对应于第二开关设置的第八触发件以及对应于第三开关设置的第九触发件。

作为本实用新型的进一步改进，当所述齿轮触发件旋转至第二状态时，所述第二触发件、第四触发件、第六触发件及第八触发件均位于闭合位置，所述第一触发件、第三触发件、第五触发件、第七触发件及第九触发件均位于断开位置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种工具***，包括：

电池包，所述电池包包括壳体组件、收容在壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置；

第一电动工具，所述第一电动工具能够在第一额定电压下运行，所述第一电动工具设置有第一外部耦合件；

第二电动工具，所述第二电动工具能够在第二额定电压下运行，所述第二电动工具设置有第二外部耦合件；

第三电动工具，所述第三电动工具能够在第三额定电压下运行，所述第三电动工具设置有第三外部耦合件；

当所述电池包与第一电动工具的第一外部耦合件连接时，所述控制组件处于第一状态，所述电池包输出第一电压值；

当所述电池包与第二电动工具的第二外部耦合件连接时，所述控制组件旋转至第二状态，所述电池包输出第二电压值；

当所述电池包与第三电动工具的第三外部耦合件连接时，所述控制组件旋转至第三状态，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一电压值为“n”V，所述第二电压值为“2n”V，所述第三电压值为“4n”V。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制组件包括齿轮触发件，所述齿轮触发件旋转设置，所述第二外部耦合件和第三外部耦合件上均设有齿条触发杆，所述齿条触发杆与所述齿轮触发件相对设置，以在电池包与所述第二外部耦合件或第三外部耦合件连接时，所述齿条触发杆与所述齿轮触发件相啮合并带动所述齿轮触发件正向旋转。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二外部耦合件与电池包连接时，所述齿轮触发件正向旋转第一角度，所述第三外部耦合件与电池包连接时，所述齿轮触发件正向旋转第二角度，所述第一角度小于第二角度。

作为本实用新型的进一步改进，所述工具***还包括第四外部耦合件，所述第四外部耦合件上也设有齿条触发杆，且在电池包与所述第四外部耦合件连接时，所述齿条触发杆与所述齿轮触发件相啮合并带动所述齿轮触发件反向旋转。

作为本实用新型的进一步改进，每个外部耦合件上均设有正极插接片和负极插接片，所述电池包的壳体组件上开设有插接口，所述插接口处设有与电池组电性连接的正极端子和负极端子，所述正极插接片与所述正极端子插接，所述负极插接片与所述负极端子插接。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制组件还包括与所述齿轮触发件固定连接的开关组件以及与所述电池组相连的触发组件，当所述电池包与所述第一外部耦合件连接时，所述开关组件使触发组件触发，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联；当所述电池包与所述第二外部耦合件连接时，所述开关组件同步旋转使触发组件触发，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组之间串并联连接；当所述电池包与所述第三外部耦合件连接时，所述开关组件同步旋转使触发组件触发，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二外部耦合件与所述电池包连接时，所述第一电芯模组与第二电芯模组串联连接形成第一电池串，第三电芯模组与第四电芯模组串联连接形成第二电池串，所述第一电池串与第二电池串并联连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关组件与所述齿轮触发件同轴设置，所述触发组件设置在所述开关组件的外周侧，所述开关组件上开设有凹槽，所述触发组件具有闭合位置和断开位置，当所述触发组件位于闭合位置时，所述触发组件的一端突伸入所述凹槽，当所述触发组件位于断开位置时，所述触发组件的一端脱离所述凹槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关组件至少包括上下排布的第一开关、第二开关及第三开关；所述触发组件至少包括第一触发组件、第二触发组件及第三触发组件，每个触发组件均包括静接触片、与静接触片相对设置的动接触片以及与所述动接触片相连的开关触发块，所述第一开关、第二开关及第三开关上均开设有所述凹槽，当所述触发组件位于闭合位置时，所述开关触发块突伸入对应的凹槽，所述动接触片与所述静接触片电性连接，当所述触发组件位于断开位置时，所述开关触发块脱离对应的凹槽，所述动接触片与所述静接触片断开。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种充电***，包括：

电池包，所述电池包包括壳体组件、收容在壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置，且当所述控制组件处于第一状态时，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件旋转至第二状态时，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件旋转至第三状态时，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值；

充电器，用于给所述电池包充电，当所述充电器与所述电池包对接进行充电时，所述控制组件处于第一状态，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池包利用齿轮触发件的旋转来改变开关组件的闭合或断开状态，使得对应的触发组件触发，以此来实现电池包内各个电芯模组的串并联状态切换，继而改变电池包的输出电压，提高了具有该电池包的工具***的适配性。

附图说明

图1是本实用新型工具***的立体图。

图2是图1所示工具***的分解图。

图3是图2中壳体组件的分解图。

图4是图2中控制组件的立体结构示意图。

图5是图4所示控制组件的部分分解图。

图6是图5中开关组件的截面分解图。

图7是图5中单个触发件的分解图。

图8是图5中收容箱的结构示意图。

图9是图2中第一外部耦合件的立体图。

图10是图9所示的第一外部耦合件***后，开关组件与对应触发组件配合的结构示意图。

图11是图9所示的第一外部耦合件***后，电池包内的连接电路图。

图12是第二外部耦合件的立体图。

图13是图12所示的第二外部耦合件***后，电池包内的连接电路图。

图14是第三外部耦合件的立体图。

图15是图14所示的第三外部耦合件***后，电池包内的连接电路图。

图16是第四外部耦合件的立体图。

图17是图16所示的第四外部耦合件***后，电池包内的连接电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1与图2所示，本实用新型揭示了一种电池包，包括壳体组件10、收容在所述壳体组件10内的电池组20、PCB板30以及与所述电池组20电性连接的控制组件40。所述电池组20包括若干电芯模组，所述控制组件40与每个电芯模组都电性连接。本实用新型的电池包使用于一工具***上，该工具***还包括可***所述电池包以与电池包进行对接的外部耦合件50。

如图2与图3所示，所述壳体组件10包括上壳体11和下壳体12，电池组20、PCB板30及控制组件40均收容在由上壳体11与下壳体12围成的收容空间13内。所述上壳体11的顶部开设有两个对接槽14，上壳体11的侧壁上开设有两个插接口15，所述插接口15处设有与电池组20电性连接的正极端子16和负极端子17，所述正极端子16与电池组20的正极相连，以作为一个总正输出端与外部耦合件50进行对接，所述负极端子17与电池组20的负极相连，以作为一个总负输出端与外部耦合件50进行对接，以此来实现电池包内电压的输出。

所述电池组20至少包括第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D，且第一电芯模组A的正极与负极、第二电芯模组B的正极与负极、第三电芯模组C的正极与负极以及第四电芯模组D的正极与负极均通过导电片21与控制组件40相连，方便通过控制组件40来控制各个电芯模组之间的连接方式，改变电池包的输出电压。

所述第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D均由数个电池单体串联和/或并联连接形成，四个电芯模组具有相等的额定输出电压，假定每个电芯模组的额定输出电压为“n”V，则第一电芯模组A的额定输出电压u₁＝第二电芯模组B的额定输出电压u₂＝第三电芯模组C的额定输出电压u₃＝第四电芯模组D的额定输出电压u₄＝“n”V。PCB板30位于控制组件40的下方、电池组20的上方，用于连接控制组件40和电池组20，正极端子16和负极端子17焊接固定在PCB板30上。

如图4至图8所示，所述控制组件40包括齿轮触发件41、与齿轮触发件41固定连接的开关组件42以及与所述电池组20相连的触发组件43。所述齿轮触发件41旋转设置，且当所述齿轮触发件41处于第一状态时，所述开关组件42使相应的触发组件43触发，所述第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互并联，所述电池包输出第一电压值；当所述齿轮触发件41旋转至第二状态时，所述开关组件42同步旋转并使相应的触发组件43触发，所述第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D之间串并联连接(即先串联连接后并联连接或者先并联连接后串联连接)，所述电池包输出第二电压值；当所述齿轮触发件41旋转至第三状态时，所述开关组件42同步旋转并使相应的触发组件43触发，所述第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互串联，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

所述齿轮触发件41上设有齿条411，所述开关组件42通过自身的固定轴422与所述齿轮触发件41同轴设置，从而在齿轮触发件41旋转时，可同步带动所述开关组件42旋转。所述触发组件43设置在所述开关组件42的外周侧，所述开关组件42上开设有凹槽421，所述触发组件43具有闭合位置和断开位置，当所述触发组件43位于闭合位置时，所述触发组件43的一端突伸入所述凹槽421，当所述触发组件43位于断开位置时，所述触发组件43的一端脱离所述凹槽421。

具体来讲，所述开关组件42至少包括上下排布的第一开关X、第二开关Y及第三开关Z，所述第一开关X、第二开关Y及第三开关Z上均开设有所述凹槽421，且第一开关X和第三开关Z上均开设有3个凹槽421，该3个凹槽421的开设位置对应相同，第二开关Y上开设有4个凹槽421，该4个凹槽421分成2组且对称设置在第二开关Y的两侧。所述触发组件43至少包括第一触发组件431、第二触发组件432及第三触发组件433，所述第一触发组件431包括对应于第一开关X设置的第一触发件4311、对应于第二开关Y设置的第二触发件4312以及对应于第三开关Z设置的第三触发件4313；所述第二触发组件432包括对应于第一开关X设置的第四触发件4321、对应于第二开关Y设置的第五触发件4322以及对应于第三开关Z设置的第六触发件4323；所述第三触发组件433包括对应于第一开关X设置的第七触发件4331、对应于第二开关Y设置的第八触发件4332以及对应于第三开关Z设置的第九触发件4333。

当所述齿轮触发件41处于第一状态时，第一触发组件431和第三触发组件433均位于闭合位置，第二触发组件432位于断开位置，第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互并联，此时电池包输出的第一电压值为“n”V；当所述齿轮触发件41旋转至第二状态时，第二触发件4312、第四触发件4321、第六触发件4323及第八触发件4332均位于闭合位置，第一触发件4311、第三触发件4313、第五触发件4322、第七触发件4331及第九触发件4333均位于断开位置，第一电芯模组A与第二电芯模组B串联连接形成第一电池串、第三电芯模组C与第四电芯模组D串联连接形成第二电池串，之后第一电池串与第二电池串再并联连接(即“先串后并”的连接方式)，此时电池包输出的第二电压值为“2n”V；当所述齿轮触发件41旋转至第三状态时，第二触发组件432位于闭合位置，第一触发组件431和第三触发组件433均位于断开位置，第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互串联，此时电池包输出的第三电压值为“4n”V。

当然，当齿轮触发件41旋转至第二状态时也可根据实际情况将第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D设计成“先并后串”的连接方式，此时电池包也能输出第二电压值“2n”V。

每个触发件均包括静接触片44、与静接触片44相对设置的动接触片45以及与所述动接触片45相连的开关触发块46，当触发件位于闭合位置时，所述开关触发块46突伸入对应的凹槽421，所述动接触片45与所述静接触片44电性连接；当触发件位于断开位置时，所述开关触发块46脱离对应的凹槽421，所述动接触片45与所述静接触片44断开。

所述控制组件40还包括用于***述开关组件42和触发组件43的收容箱401，所述收容箱401内设有多个收容腔，以供分别***述开关组件42和触发组件43，所述静接触片44贴合所述收容腔的内侧壁设置。每个触发件还包括限位在动接触片45与收容腔内侧壁之间的弹簧47，当所述触发件位于闭合位置时，所述弹簧47持续抵顶所述动接触片45，使所述动接触片45与所述静接触片44保持接触；如此设计，减少了振动对动接触片45和静接触片44的接触稳定性的影响。

所述收容腔包括供收容开关组件42的第一收容腔402和供收容触发组件43的第二收容腔403，所述第一收容腔402大致位于所述收容箱401的中心位置处，所述第二收容腔403设置有三个并与第一收容腔402组合成T字型。所述第一收容腔402与所述第二收容腔403相连通，所述静接触片44贴合第二收容腔403的内侧壁设置，当触发件位于断开位置时，所述开关触发块46全部收容在第二收容腔403内，当触发件位于闭合位置时，所述开关触发块46一端的凸出部461突伸入所述第一收容腔402，与对应位置处的凹槽421相配合。

所述第二收容腔403的底部设有第一限位槽404，所述开关触发块46限位收容于所述第一限位槽404；所述第二收容腔403的后侧壁上设有第二限位槽405，所述弹簧47的一端限位在第二限位槽405内。所述开关触发块46的后部设有卡槽462，所述动接触片45垂直于开关触发块46设置并卡持于所述卡槽462，所述弹簧47也收容于所述卡槽462，以在所述开关组件42同步旋转时推动所述动接触片45和开关触发块46沿所述第一限位槽404自断开位置朝向闭合位置移动。

本实施例中，动接触片45的两端均设有动接触点451，每个第二收容腔403内也对应设有两个静接触片44，每个静接触片44上都设有静接触点441，从而两个动接触点451可与对应的两个静接触点441对接或断开，实现触发件的闭合或断开。

控制组件40的工作原理可以简述为：开关组件42上的凹槽421可以用来容纳开关触发块46的凸出部461，当凹槽421移动到开关触发块46区域时，动接触片45后部的弹簧47自动推动动接触片45和开关触发块46，使得开关触发块46的凸出部461从第二收容腔403推出到第一收容腔402，动接触片45从断开位置被推到闭合位置，实现与静接触片44的对接；而开关组件42的非凹槽部分也可以推动开关触发块46移动，使凸出部461缩回至第二收容腔403，在移动的过程中，开关触发块46需要克服动接触片45后部的弹簧47的推力，推动动接触片45从闭合位置移动到断开位置，实现动接触片45与静接触片44的断开。

所述外部耦合件50包括第一外部耦合件51、第二外部耦合件52及第三外部耦合件53，为了方便描述，定义工具***包括第一电动工具、第二电动工具及第三电动工具，第一电动工具能够在第一额定电压下运行，第一外部耦合件51设置在第一电动工具上；第二电动工具能够在第二额定电压下运行，第二外部耦合件52设置在第二电动工具上；第三电动工具能够在第三额定电压下运行，第三外部耦合件53设置在第三电动工具上。以下将以这三种外部耦合件为例，对本实用新型电池包的电压切换原理进行详细说明。定义每个电芯模组均由5节电池单体串联而成，每个电芯模组的电压为20V。

如图9所示，所述第一外部耦合件51包括本体部511及与本体部511一体成型的正极插接片512和负极插接片513，***第一外部耦合件51后，所述正极插接片512与所述正极端子16插接，所述负极插接片513与所述负极端子17插接，以此来实现电池包与第一外部耦合件51的电性连接和机械连接，实现电流与电压的传输。

如图10与图11所示，将第一外部耦合件51自插接口15***后，正极插接片512与正极端子16插接、负极插接片513与负极端子17插接，所述齿轮触发件41不发生旋转，此时齿轮触发件41处于第一状态(即初始状态)，第一触发件4311(即开关X1)、第二触发件4312(即开关Y1)、第三触发件4313(即开关Z1)、第七触发件4331(即开关X3)、第八触发件4332(即开关Y3)及第九触发件4333(即开关Z3)均位于闭合位置，第四触发件4321(即开关X2)、第五触发件4322(即开关Y2)及第六触发件4323(即开关Z2)位于断开位置，第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互并联连接。根据“并联分压、串联分流”的原理，此时电池包输出的第一电压值等于各个电芯模组的额定输出电压，即U＝u₁＝u₂＝u₃＝u₄＝20V。

如图12所示，所述第二外部耦合件52包括本体部521及与本体部521一体成型的正极插接片522和负极插接片523，***第二外部耦合件52后，所述正极插接片522与所述正极端子16插接，所述负极插接片523与所述负极端子17插接，以此来实现电池包与第二外部耦合件52的电性连接和机械连接，实现电流与电压的传输。

与图9所示的第一外部耦合件51不同的是：第二外部耦合件52的本体部521上设有齿条触发杆524，所述齿条触发杆524与所述齿轮触发件41相对设置，以在***所述第二外部耦合件52时，所述齿条触发杆524与所述齿轮触发件41相啮合并带动所述齿轮触发件41正向旋转。

如图13并结合图5与图10所示，***第二外部耦合件52时，齿条触发杆524自对接槽14进入并与齿轮触发件41相啮合，水平推动第二外部耦合件52的本体部521，直至正极插接片522与正极端子16插接、负极插接片523与负极端子17插接，此时齿轮触发件41在齿条触发杆524的带动下被推动旋转至第二状态，第二触发件4312(即开关Y1)、第四触发件4321(即开关X2)、第六触发件4323(即开关Z2)及第八触发件4332(即开关Y3)均位于闭合位置，第一触发件4311(即开关X1)、第三触发件4313(即开关Z1)、第五触发件4322(即开关Y2)、第七触发件4331(即开关X3)及第九触发件4333(即开关Z3)均位于断开位置，形成了第一电芯模组A与第二电芯模组B串联连接、第三电芯模组C与第四电芯模组D串联连接，之后再相互并联的连接方式(即先串后并)。根据“并联分压、串联分流”的原理，此时电池包输出的第二电压值等于两个电芯模组的额定输出电压之和，即U＝u₁+u₂＝u₃+u₄＝40V。

如图14所示，所述第三外部耦合件53包括本体部531及与本体部531一体成型的正极插接片532和负极插接片533，***第三外部耦合件53后，所述正极插接片532与所述正极端子16插接，所述负极插接片533与所述负极端子17插接，以此来实现电池包与第三外部耦合件53的电性连接和机械连接，实现电流与电压的传输。

与图12所示的第二外部耦合件52不同的是：第三外部耦合件53上也设置有齿条触发杆534，以带动所述齿轮触发件41正向旋转；但是，齿条触发杆534与所述插接口15(或正、负极插接片532、533)之间的距离大于齿条触发杆524与所述插接口15(或正、负极插接片522、523)之间的距离，以使得齿轮触发件41在齿条触发杆534带动下转动的行程大于齿轮触发件41在齿条触发杆524带动下转动的行程。

如图15并结合图5与图10所示，***第三外部耦合件53时，齿条触发杆534自对接槽14进入并与齿轮触发件41相啮合，水平推动第三外部耦合件53的本体部531，直至正极插接片532与正极端子16插接、负极插接片533与负极端子17插接，此时齿轮触发件41在齿条触发杆534的带动下被推动旋转至第三状态，第一触发件4311(即开关X1)、第二触发件4312(即开关Y1)、第三触发件4313(即开关Z1)、第七触发件4331(即开关X3)、第八触发件4332(即开关Y3)及第九触发件4333(即开关Z3)均位于断开位置，第四触发件4321(即开关X2)、第五触发件4322(即开关Y2)及第六触发件4323(即开关Z2)位于闭合位置，第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互串联连接。根据“并联分压、串联分流”的原理，此时电池包输出的第三电压值等于四个电芯模组的额定输出电压之和，即U＝u₁+u₂+u₃+u₄＝80V。

需要说明的是：第二外部耦合件52***后，齿轮触发件41会在齿条触发杆524的带动下旋转第一角度，直至齿轮触发件41处于第二状态；第三外部耦合件53***后，齿轮触发件41会在齿条触发杆534的带动下旋转第二角度，直至齿轮触发件41处于第三状态，所述第一角度小于第二角度。优选的，第一角度为45°，第二角度为90°，但不应以此为限，也可根据实际情况调整为其他角度。

根据以上所述，可以看出：选用不同的外部耦合件50后，可以实现电池包不同电压的输出，以此来满足三种不同电动工具的电压需求，而且三种电压之间的切换快速、便捷。当然，在电力传输结束后，直接将第一外部耦合件51或第二外部耦合件52或第三外部耦合件53拔出即可，此时齿轮触发件41会在齿条触发杆524或齿条触发杆534的带动下反向旋转，直至到达第一状态，即初始状态，以便做好准备等待下一次的插接。

如图16所示，电池包还具有运输模式，该运输模式借助一第四外部耦合件54来实现，所述第四外部耦合件54也包括本体部541及与本体部541一体成型的正极插接片542和负极插接片543，***第四外部耦合件54后，所述正极插接片542与正极端子16插接，所述负极插接片543与负极端子17插接，以此来实现电池包与第四外部耦合件54的电性连接和机械连接。

与图14所示的第三外部耦合件53不同的是：第四外部耦合件54上也设有齿条触发杆544，但齿条触发杆544的位置与齿条触发杆534的位置相反，换言之，相对于同一个本体部而言，齿条触发杆544位于本体部的右半侧且齿条触发杆544上的齿条朝向左边方向，而齿条触发杆534则位于本体部的左半侧且齿条触发杆534上的齿条朝向右边方向，从而齿条触发杆534能够带动齿轮触发件41正向旋转，而齿条触发杆544则带动齿轮触发件41反向旋转。

如图17并结合图5与图10所示，***第四外部耦合件54时，齿条触发杆544自上壳体11顶部的另一个对接槽14进入并与齿轮触发件41相啮合，水平推动第四外部耦合件54的本体部541，直至正极插接片542与正极端子16插接、负极插接片543与负极端子17插接，此时齿轮触发件41在齿条触发杆544的带动下反向旋转至第四状态，第一触发件4311(即开关X1)、第二触发件4312(即开关Y1)、第三触发件4313(即开关Z1)、第四触发件4321(即开关X2)、第五触发件4322(即开关Y2)、第六触发件4323(即开关Z2)、第七触发件4331(即开关X3)、第八触发件4332(即开关Y3)及第九触发件4333(即开关Z3)均位于断开位置，第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D全部断开，此时电池包无电压输出。

因第四外部耦合件54***时整个电池包无电压输出，此时可在有保护的状态下对电池包进行长途运输或其他不带电操作，保护了电池包和操作人员。在该状态下，齿轮触发件41的反向旋转角度优选为22.5°，但不应以此为限。

本实用新型的电池包还可应用于一种充电***(未图示)，该充电***包括前述电池包和给所述电池包充电的充电器。当所述充电器与所述电池包对接进行充电时，齿轮触发件41处于第一状态，此时，第一电芯模组A、第二电芯模组B、第三电芯模组C及第四电芯模组D相互并联，充电器输出的充电电压等于单个电芯模组的额定输出电压，为低电压，保护了电池包不受高电流、高电压的冲击。

综上所述，本实用新型的电池包通过将齿轮触发件41旋转至不同位置(或不同状态)，来改变开关组件42的闭合或断开状态，使得对应的触发组件43触发，以此来实现电池包内各个电芯模组的串、并联状态切换，继而改变电池包的输出电压(至少可以输出三种电压)，提高了具有该电池包的工具***的适配性。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (21)

1.一种电池包，包括壳体组件、收容在所述壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，其特征在于：所述控制组件旋转设置，且当所述控制组件处于第一状态时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件旋转至第二状态时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组之间串并联连接，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件旋转至第三状态时，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述控制组件包括齿轮触发件、与齿轮触发件固定连接的开关组件以及与所述电池组相连的触发组件，所述齿轮触发件旋转设置，且当所述齿轮触发件处于第一状态时，所述开关组件使触发组件触发，所述电池包输出第一电压值；当所述齿轮触发件旋转至第二状态时，所述开关组件同步旋转使触发组件触发，所述电池包输出第二电压值；当所述齿轮触发件旋转至第三状态时，所述开关组件同步旋转使触发组件触发，所述电池包输出第三电压值。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述开关组件与所述齿轮触发件同轴设置，所述触发组件设置在所述开关组件的外周侧，所述开关组件上开设有凹槽，所述触发组件具有闭合位置和断开位置，当所述触发组件位于闭合位置时，所述触发组件的一端突伸入所述凹槽，当所述触发组件位于断开位置时，所述触发组件的一端脱离所述凹槽。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于：所述开关组件至少包括上下排布的第一开关、第二开关及第三开关；所述触发组件至少包括第一触发组件、第二触发组件及第三触发组件，每个触发组件均包括静接触片、与静接触片相对设置的动接触片以及与所述动接触片相连的开关触发块，所述第一开关、第二开关及第三开关上均开设有所述凹槽，当所述触发组件位于闭合位置时，所述开关触发块突伸入对应的凹槽，所述动接触片与所述静接触片电性连接，当所述触发组件位于断开位置时，所述开关触发块脱离对应的凹槽，所述动接触片与所述静接触片断开。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于：当所述齿轮触发件处于第一状态时，所述第一触发组件和第三触发组件均位于闭合位置，所述第二触发组件位于断开位置；当所述齿轮触发件旋转至第三状态时，所述第二触发组件位于闭合位置，所述第一触发组件和第三触发组件均位于断开位置。

6.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于：所述控制组件还包括用于***述开关组件和触发组件的收容箱，所述收容箱内设有多个收容腔，以供分别***述开关组件和触发组件，所述静接触片贴合所述收容腔的内侧壁设置，每个触发组件还包括限位在动接触片与收容腔内侧壁之间的弹簧，当所述触发组件位于闭合位置时，所述弹簧持续抵顶所述动接触片，使所述动接触片与所述静接触片保持接触。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于：所述收容腔包括供收容开关组件的第一收容腔和供收容触发组件的第二收容腔，所述第一收容腔大致位于所述收容箱的中心位置处，所述第一收容腔与所述第二收容腔相连通，所述静接触片贴合所述第二收容腔的内侧壁设置，当所述触发组件位于断开位置时，所述开关触发块收容于所述第二收容腔，当所述触发组件位于闭合位置时，所述开关触发块的一端突伸入所述第一收容腔。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于：所述第二收容腔的底部设有限位槽，所述开关触发块限位于所述限位槽，所述开关触发块的后部设有卡槽，所述动接触片垂直于开关触发块设置并卡持于所述卡槽，所述弹簧也收容于所述卡槽，以在所述开关组件同步旋转时推动所述动接触片和开关触发块沿所述限位槽自断开位置朝向闭合位置移动。

9.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于：所述第一触发组件包括对应于第一开关设置的第一触发件、对应于第二开关设置的第二触发件以及对应于第三开关设置的第三触发件；所述第二触发组件包括对应于第一开关设置的第四触发件、对应于第二开关设置的第五触发件以及对应于第三开关设置的第六触发件；所述第三触发组件包括对应于第一开关设置的第七触发件、对应于第二开关设置的第八触发件以及对应于第三开关设置的第九触发件。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于：当所述齿轮触发件旋转至第二状态时，所述第二触发件、第四触发件、第六触发件及第八触发件均位于闭合位置，所述第一触发件、第三触发件、第五触发件、第七触发件及第九触发件均位于断开位置。

11.一种工具***，其特征在于，包括：

电池包，所述电池包包括壳体组件、收容在壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置；

第一电动工具，所述第一电动工具能够在第一额定电压下运行，所述第一电动工具设置有第一外部耦合件；

第二电动工具，所述第二电动工具能够在第二额定电压下运行，所述第二电动工具设置有第二外部耦合件；

第三电动工具，所述第三电动工具能够在第三额定电压下运行，所述第三电动工具设置有第三外部耦合件；

当所述电池包与第一电动工具的第一外部耦合件连接时，所述控制组件处于第一状态，所述电池包输出第一电压值；

当所述电池包与第二电动工具的第二外部耦合件连接时，所述控制组件旋转至第二状态，所述电池包输出第二电压值；

当所述电池包与第三电动工具的第三外部耦合件连接时，所述控制组件旋转至第三状态，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值。

12.根据权利要求11所述的工具***，其特征在于：所述第一电压值为“n”V，所述第二电压值为“2n”V，所述第三电压值为“4n”V。

13.根据权利要求11所述的工具***，其特征在于：所述控制组件包括齿轮触发件，所述齿轮触发件旋转设置，所述第二外部耦合件和第三外部耦合件上均设有齿条触发杆，所述齿条触发杆与所述齿轮触发件相对设置，以在电池包与所述第二外部耦合件或第三外部耦合件连接时，所述齿条触发杆与所述齿轮触发件相啮合并带动所述齿轮触发件正向旋转。

14.根据权利要求13所述的工具***，其特征在于：所述第二外部耦合件与电池包连接时，所述齿轮触发件正向旋转第一角度，所述第三外部耦合件与电池包连接时，所述齿轮触发件正向旋转第二角度，所述第一角度小于第二角度。

15.根据权利要求13所述的工具***，其特征在于：所述工具***还包括第四外部耦合件，所述第四外部耦合件上也设有齿条触发杆，且在电池包与所述第四外部耦合件连接时，所述齿条触发杆与所述齿轮触发件相啮合并带动所述齿轮触发件反向旋转。

16.根据权利要求11所述的工具***，其特征在于：每个外部耦合件上均设有正极插接片和负极插接片，所述电池包的壳体组件上开设有插接口，所述插接口处设有与电池组电性连接的正极端子和负极端子，所述正极插接片与所述正极端子插接，所述负极插接片与所述负极端子插接。

17.根据权利要求13所述的工具***，其特征在于：所述控制组件还包括与所述齿轮触发件固定连接的开关组件以及与所述电池组相连的触发组件，当所述电池包与所述第一外部耦合件连接时，所述开关组件使触发组件触发，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联；当所述电池包与所述第二外部耦合件连接时，所述开关组件同步旋转使触发组件触发，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组之间串并联连接；当所述电池包与所述第三外部耦合件连接时，所述开关组件同步旋转使触发组件触发，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互串联。

18.根据权利要求17所述的工具***，其特征在于：所述第二外部耦合件与所述电池包连接时，所述第一电芯模组与第二电芯模组串联连接形成第一电池串，第三电芯模组与第四电芯模组串联连接形成第二电池串，所述第一电池串与第二电池串并联连接。

19.根据权利要求17所述的工具***，其特征在于：所述开关组件与所述齿轮触发件同轴设置，所述触发组件设置在所述开关组件的外周侧，所述开关组件上开设有凹槽，所述触发组件具有闭合位置和断开位置，当所述触发组件位于闭合位置时，所述触发组件的一端突伸入所述凹槽，当所述触发组件位于断开位置时，所述触发组件的一端脱离所述凹槽。

20.根据权利要求19所述的工具***，其特征在于：所述开关组件至少包括上下排布的第一开关、第二开关及第三开关；所述触发组件至少包括第一触发组件、第二触发组件及第三触发组件，每个触发组件均包括静接触片、与静接触片相对设置的动接触片以及与所述动接触片相连的开关触发块，所述第一开关、第二开关及第三开关上均开设有所述凹槽，当所述触发组件位于闭合位置时，所述开关触发块突伸入对应的凹槽，所述动接触片与所述静接触片电性连接，当所述触发组件位于断开位置时，所述开关触发块脱离对应的凹槽，所述动接触片与所述静接触片断开。

21.一种充电***，其特征在于，包括：

电池包，所述电池包包括壳体组件、收容在壳体组件内的电池组以及与所述电池组电性连接的控制组件，所述电池组至少包括第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组，所述控制组件旋转设置，且当所述控制组件处于第一状态时，所述电池包输出第一电压值；当所述控制组件旋转至第二状态时，所述电池包输出第二电压值；当所述控制组件旋转至第三状态时，所述电池包输出第三电压值；所述第一电压值小于第二电压值，所述第二电压值小于第三电压值；

充电器，用于给所述电池包充电，当所述充电器与所述电池包对接进行充电时，所述控制组件处于第一状态，所述第一电芯模组、第二电芯模组、第三电芯模组及第四电芯模组相互并联。

Images