充電器及充電系統的制作方法
【專利摘要】一種充電器及充電系統，充電系統包括電池包及為電池包充電的充電器。充電器包括：充電器殼體，形成有內部腔室；充電回路，收容于所述內部腔室，產生充電電流；充電器電極端子，與所述充電回路電性連接，用于向所述電池包傳遞所述充電電流；所述充電器還包括：串聯設置于所述充電回路和所述充電器電極端子之間的開關單元，當所述開關單元未被觸發時，所述充電回路和所述充電器電極端子之間的連接斷開，當所述開關單元被觸發時，所述充電回路和所述充電器電極端子之間的連接導通。用戶無法接觸到帶電的充電器電極端子，防止用戶因觸碰充電器電極端子而觸電。
【專利說明】充電器及充電系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種充電器及充電系統。
【背景技術】
[0002] 隨近年來，隨著電池材料技術的發展，電池的工作能力大幅度的提升，其應用范圍 也已經從一些小功率的電子類電氣裝置而延伸到一些大功率的動力類電氣裝置，如電動工 具等。
[0003] 采用電池包的電動工具可以擺脫線纜的束縛而可隨時、隨地地使用，這些電池包 通常是可充電的，如鎳鎘（Nickel-cadmium, NiCd)電池、鎳氫（Nickel-Metal Hydride, NiMH)電池、鋰離子（Lithium-ion, L-ion)電池等，電池包通過充電器進行充電，充電完成 后為電氣設備提供電能，電能耗盡后再次通過充電器進行充電，循環使用。
[0004] 為了提供更高的功率，并且減小大電流工作帶來的發熱等不良影響，人們更多的 選擇高電壓的電池包。在使用充電器給此類電池包充電時，由于充電電壓較高，例如大于 40V時，在充電器上未配接電池包時，外露的帶電的電極端子容易被人們意外的接觸到，或 者被物體意外的導通，存在觸電或者短路、火花等危險。 實用新型內容
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型提供一種能有效防止用戶接觸到帶電的充電器 的端子的充電器。
[0006] 為實現上述目的，本實用新型提供的技術方案是：一種充電器，用于為電池包進 行充電，包括：充電器殼體，形成有內部腔室；充電回路，收容于所述內部腔室，產生充電電 流；充電器電極端子，與所述充電回路連接，用于向所述電池包傳遞所述充電電流；所述充 電器還包括：串聯設置于所述充電回路和所述充電器電極端子之間的開關單元，當所述開 關單元未被觸發時，所述充電回路和所述充電器電極端子之間的連接斷開，當所述開關單 元被觸發時，所述充電回路和所述充電器電極端子之間的連接導通。
[0007] 優選的，所述開關單元為微動開關。
[0008] 優選的，所述微動開關為雙斷型微動開關。
[0009] 優選的，所述充電器殼體包括第一凹陷和第二凹陷，所述第一凹陷用于收容至少 部分所述電池包，所述第二凹陷自設置于所述第一凹陷的表面上的開口向所述充電器殼體 內部延伸，所述開關單元包括自所述內部腔室中穿過所述充電器殼體延伸至所述第二凹陷 內且未越過所述開口的觸發單元。
[0010] 優選的，所述開口的最大寬度尺寸不大于3毫米。
[0011] 優選的，所述電池包上設有用于觸發所述開關單元的凸起，所述凸起與所述第二 凹陷相匹配。
[0012] 優選的，所述充電器提供的充電電壓不小于40V。
[0013] 為解決上述技術問題，本實用新型提供一種能有效防止用戶接觸到帶電的充電器 的端子的充電系統。
[0014] 為實現上述目的，本實用新型提供的技術方案是：一種充電系統，包括充電器及電 池包，所述充電器包括：充電器殼體，形成有內部腔室；充電回路，收容于所述內部腔室，產 生充電電流；充電器電極端子，與所述充電回路連接，用于向所述電池包傳遞所述充電電 流；開關單元，串聯設置于所述充電回路和所述充電器電極端子之間，控制所述充電回路與 所述充電器電極端子之間的連接；所述電池包包括：電池包殼體；電池單元，收容于所述電 池包殼體內部；以及電池包端子，與所述電池單元連接，接收所述充電器電極端子傳遞的充 電電流；所述電池包具有與所述充電器分離的第一位置以及與所述充電器配接的第二位 置，當所述電池包位于第一位置時，所述開關單元斷開，所述充電回路和所述充電器電極端 子之間的連接斷開，當所述電池包位于第二位置時，所述開關單元閉合，所述充電回路和所 述充電器電極端子之間的連接導通。
[0015] 優選的，所述充電器殼體上設置有收容所述電池包的第一凹陷以及至少部分收容 至少部分所述開關單元的第二凹陷，所述電池包殼體上設置有用于觸發所述開關單元的凸 起，當所述電池包位于第二位置時，所述凸起完全收容于所述第二凹陷內。
[0016] 優選的，當所述電池包從所述充電器分離時，所述開關單元自動復位至斷開狀態。
[0017] 優選的，當所述開關單元閉合時，所述充電器電極端子完全收容于所述充電器和 所述電池包連接形成的內部空間。
[0018] 與現有技術相比，本實用新型提供的充電器及充電系統通過在充電器的殼體上設 置開關單元，在電池包未配接至充電器時，充電器電極端子外露，開關單元斷開充電器電極 端子與充電回路的電性連接，充電器電極端子不帶電；當電池包配接至充電器時，充電器電 極端子不外露，開關單元閉合充電器電極端子與充電回路的電性連接。從而達到了使用戶 無法接觸到帶電的充電器電極端子的效果，有效防止了用戶因觸碰充電器電極端子而導致 觸電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 下面結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步說明；
[0020] 圖1是本實用新型實施方式提供的充電系統的示意圖，此時電池包處于第一位 置；
[0021] 圖2是本實用新型實施方式提供的充電器的示意圖；
[0022] 圖3是本實用新型實施方式提供的充電器的原理示意圖；
[0023] 圖4是本實用新型實施方式提供的充電系統中電池包的示意圖；
[0024] 圖5是本實用新型實施方式提供的充電系統中電池包的剖視圖；
[0025] 圖6是本實用新型實施方式提供的充電系統的示意圖，此時電池包處于第二位 置；
[0026] 圖7是本實用新型實施方式提供的充電系統剖視圖。
[0027] 其中：
[0028] 1.充電器殼體 100.充電器
[0029] 3.充電回路 200.電池包
[0030] 5.充電器電極端子 201.電池包殼體
[0031] 7.開關單元 203.電池單元
[0032] 9.電源線 205.電池包電極端子
[0033] 11.第一凹陷 207.開口
[0034] 13.滑軌 209.凸起
[0035] 15.公極片 211.滑軌
[0036] 17.第二凹陷 215.母極片
[0037] 19.觸發單元 300.充電系統
【具體實施方式】
[0038] 請參見圖1，為本實用新型實施方式提供的充電系統300,充電系統300包括充電 器100以及電池包200。電池包200具有與充電器100分離的第一位置，以及與充電器100 可靠的配接的第二位置。
[0039] 在本實施方式中，電池包200的輸出電壓不小于40V，用于為電動工具提供電力， 電動工具可以是修枝剪、割草機、鏈鋸等花園工具，也可以是電圓鋸，電錘，電鉆，往復鋸，曲 線鋸等手持式工具，在此不一一列舉，當電池包200與電動工具連接時，進行放電以驅動電 動工具工作，當電池包200存儲的電力不足時，連接至充電器100進行充電。
[0040] 請參見圖2和圖3,充電器100包括充電器殼體1，殼體1形成有收容充電器100 的部分元器件的內部腔室，收容于充電器殼體1內部的充電回路3,與充電回路3電性連接 的充電器電極端子5,串聯設置于充電回路3和充電器電極端子5之間的開關單元7以及電 源線9。
[0041] 電源線9可與外部交流電源連接，為充電器100提供交流電源；充電回路3與電源 線9電性連接，將電源線9提供的交流電源，轉換為可為電池包200進行充電的直流電源； 充電器電極端子5設置于充電器殼體1上，將充電回路3產生的直流電源提供給電池包進 行充電。
[0042] 本領域的普通技術人員易于理解的是，充電器殼體1內部設置有印刷電路板，充 電回路3設置于印刷電路板上，充電器電極端子5以及開關單元7,可以直接設置在印刷電 路板上與充電回路3電性連接，也可以通過電線與充電回路3電性連接。
[0043] 充電器殼體1上設置有第一凹陷11，當電池包200安裝至充電器100上時，第一凹 陷11至少部分的收容電池包200。第一凹陷11的側面上形成有滑軌13,用于引導并固定 電池包200,安裝電池包200時，滑軌13引導電池包200沿預設的安裝方向移動直至第二位 置，并且能夠限制電池包200沿垂直于預設的安裝方向的位移。
[0044] 充電器殼體1上還設置有第二凹陷17,第二凹陷17自設置于第一凹陷11的表面 上的開口向充電器殼體1的內部延伸，在本實施方式中，第二凹陷17的開口設置于第一凹 陷11的側壁上，沿電池包200的安裝方向向充電器殼體1內部延伸。當然，第二凹陷17的 開口也可以設置于第一凹陷11的底面上，沿垂直于電池包200的安裝方向向充電器殼體1 內部延伸。
[0045] 在本實施方式中，第二凹陷17的開口及橫截面呈長方形，在未示出的實施方式 中，第二凹陷17的開口及橫截面也可以是具有一定防誤差功能的其他形狀，例如正方形， 圓形，凸字形，或者多邊形等。
[0046] 充電器電極端子5設置于充電器殼體1上，包括絕緣材料制成的底座13以及固定 設置于底座上的公極片15,公極片15自底座13沿電池包200的安裝方向，向第一凹陷11 內延伸，至少包括向電池包200傳遞電力的正極極片和負極極片。進一步的，公極片15還 可以包括一些功能性極片，例如與電池包200內的控制電路實現數據傳輸的通信極片，檢 測電池包200內部溫度的檢測極片，識別電池包200的種類的識別極片等等。
[0047] 開關單元7用于控制充電回路3和充電器電極端子5之間的電力傳輸，優選的，開 關單元7為微動開關，包括開關主體（圖中未示出）以及活動的設置于開關主體上的觸發 單元19,開關主體內設置有用于支撐觸發單元19的彈性元件，例如彈簧，當有壓力施加于 觸發單元19時，觸發單元19擠壓彈性元件產生位移，當施加于觸發單元19上的壓力移除 時，觸發單元19在彈性元件的彈力作用下，自動復位。開關主體固定設置于充電器殼體1 上或者充電器殼體1內部設置的印刷電路板上，觸發單元19自充電器100的內部腔室中穿 過充電器殼體1延伸至第二凹陷17內，且觸發單元19的任何部分都未超出第二凹陷17的 開口，以防止開關單元7被意外的觸發。優選的，第二凹陷17的開口的最大寬度尺寸不大 于3毫米，足夠窄的開口寬度能更好的避免開關單元7被手指等物體意外的觸發。
[0048] 根據開關單元7在充電器100的內部腔室的不同的設置方式，觸發單元19可以自 第二凹陷17的不同側面穿過，并且可以通過不同方向施加的壓力被觸發。在本實施方式 中，第二凹陷17具有垂直于電池包200的安裝方向的端面以及平行于電池包200的安裝方 向的側面，觸發單元19從第二凹陷17的端面穿過，并且可以通過沿平行于電池包200的安 裝方向所施加的壓力進行觸發。在其他未示出的本實施方式中，觸發單元19從第二凹陷17 的側面穿過，并且可以通過沿垂直于電池包200的安裝方向所施加的壓力進行觸發。
[0049] 在常規狀態下，觸發單元19未被觸發時，開關單元7處于斷開狀態，充電回路3和 所述充電器電極端子5之間的連接被斷開，外露于充電器殼體1的充電器電極端子5不帶 電，免除了用戶觸電的危險；當觸發單元19被觸發時，開關單元7閉合，充電回路4和充電 器電極端子5之間的電性連接被導通。優選的，開關單元7為雙斷開關，能夠同時接通或者 切斷充電回路3和充電器電極端子5正極和負極的電性連接，可靠性更高。
[0050] 請參見圖4和圖5,電池包200包括電池包殼體201，收容于電池包殼體201內的 電池單元203,以及與電池單元203電性連接的電池包電極端子205。
[0051] 在本實施方式中，電池單元203為鋰離子電池單元，具有金屬鋰氧化物和/或鋰離 子磷酸鹽和/或其他鋰基化學成分；電池單元203具有大約在范圍3. 3至4. 6伏的標稱電 壓范圍，當然，根據電池單元的充電狀態（電池是否充滿電）以及電池的特定化學特性，這 些值可以變化。電池單元整體呈圓柱形，具有側面和兩個相對側上的大致呈圓形的端面，具 有大約65mm的長度以及大約18mm的橫截面直徑。多節電池單元203通過串聯或者并聯的 方式，使得電池包200達到預定的電壓或者容量，在本實施方式中，電池包200具有10節串 聯連接的電池單元，具有約40V的標稱電壓。當然，電池單元203也可以由其他化學成分 組成，具有不同的標稱電壓范圍，但是總的來說，其都可以通過串聯的方式，使得電池包200 具有較高的標稱電壓，例如40V，42V，48V，60V等等。
[0052] 電池包電極端子205設置于電池包殼體201內，包括絕緣材料制成的底座以及固 定設置于底座上并朝向電池包殼體201外側開口的母極片215,母極片215沿電池包200的 安裝方向縱長延伸，至少包括正、負極極片，進一步的，母極片215還可以包括一些功能性 極片，例如與充電器或者工具內的控制電路實現數據傳輸的通信極片，檢測電池包200內 部溫度的檢測極片，識別電池包200的種類的識別極片等等。
[0053] 電池包殼體201整體呈船型，包覆與電池單元203和電池包電極端子205外，電池 包殼體201上與母極片215相對應的位置設置有開口 207,當電池包200安裝至充電器100 時，充電器電極端子5的公極片15通過開口 207進入電池包殼體內，與電池包電極端子205 的母極片相接觸。
[0054] 電池包殼體201上設置有滑槽211，用于與充電器上的滑軌13相適配，引導電池包 200沿預設的安裝方向移動直至第二位置。
[0055] 電池包殼體201上設置有凸起209,用于觸發充電器100上的開關單元7。凸起 209自電池包殼體201上設置有開口 207的表面沿電池包200安裝至充電器100的方向向 外縱長延伸，具有與充電器殼體1上第二凹陷17相匹配的形狀以及尺寸。當電池包200安 裝至充電器100時，凸起209的位置與充電器殼體1上的第二凹陷17的位置相對應。
[0056] 請一并參見圖1，圖6和圖7,當電池包200處于與充電器100分離的第一位置時， 觸發單元19在第二凹陷17內未被觸發，開關單元7處于斷開狀態，充電回路3和所述充電 器電極端子5之間無電性連接，外露于充電器殼體1的充電器電極端子5不帶電。
[0057] 將電池包200配接至充電器100的過程中以及當電池包200處于與充電器100可 靠的配接的第二位置時，凸起209與第二凹陷17相對應，凸起209在插入第二凹陷17的過 程中，觸發單元19被凸起209朝向充電器殼體1內部壓下，當觸發單元19被觸發時，開關 單元7閉合，充電回路4和充電器電極端子5之間的電性連接被接通，此時充電器電極端子 5完全收容于充電器和電池包連接形成的內部空間，不會被用戶接觸到，避免了給使用者帶 來觸電的危險。
[0058] 當電池包200從充電器100上分離時，凸起209從第二凹陷17內離開，觸發單元 19在彈性元件的作用下自動復位至未被觸發的狀態，開關單元7恢復至斷開狀態，充電回 路3和所述充電器電極端子5之間無電性連接，外露于充電器殼體1的充電器電極端子5 不帶電。使用戶始終不會接觸到帶電的充電器電極端子，避免了用戶因觸碰充電器電極端 子而導致觸電。
[0059] 本領域技術人員可以想到的是，本實用新型還可以有其他的實現方式，但只要其 采用的技術精髓與本實用新型相同或相近似，或者任何基于本實用新型作出的易于思及的 變化和替換都在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種充電器，用于為電池包進行充電，包括： 充電器殼體，形成有內部腔室； 充電回路，收容于所述內部腔室，產生充電電流； 充電器電極端子，與所述充電回路連接，用于向所述電池包傳遞所述充電電流； 其特征在于，所述充電器還包括： 串聯設置于所述充電回路和所述充電器電極端子之間的開關單元，當所述開關單元未 被觸發時，所述充電回路和所述充電器電極端子之間的連接斷開，當所述開關單元被觸發 時，所述充電回路和所述充電器電極端子之間的連接導通。
2. 根據權利要求1所述的充電器，其特征在于：所述開關單元為微動開關。
3. 根據權利要求2所述的充電器，其特征在于：所述微動開關為雙斷型微動開關。
4. 根據權利要求1所述的充電器，其特征在于：所述充電器殼體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電池包，所述第二凹陷自設置于所述第一凹陷 的表面上的開口向所述充電器殼體內部延伸，所述開關單元包括自所述內部腔室中穿過所 述充電器殼體延伸至所述第二凹陷內且未越過所述開口的觸發單元。
5. 根據權利要求4所述的充電器，其特征在于：所述開口的最大寬度尺寸不大于3毫 米。
6. 根據權利要求1所述的充電器，其特征在于：所述充電器提供的充電電壓不小于 40V。
7. -種充電系統，包括充電器及電池包，其特征在于： 所述充電器包括：充電器殼體，形成有內部腔室；充電回路，收容于所述內部腔室，產 生充電電流；充電器電極端子，與所述充電回路連接，用于向所述電池包傳遞所述充電電 流；開關單元，串聯設置于所述充電回路和所述充電器電極端子之間，控制所述充電回路與 所述充電器電極端子之間的連接； 所述電池包包括：電池包殼體；電池單元，收容于所述電池包殼體內部； 以及電池包端子，與所述電池單元連接，接收所述充電器電極端子傳遞的充電電流； 所述電池包具有與所述充電器分離的第一位置以及與所述充電器配接的第二位置，當 所述電池包位于第一位置時，所述開關單元斷開，所述充電回路和所述充電器電極端子之 間的連接斷開，當所述電池包位于第二位置時，所述開關單元閉合，所述充電回路和所述充 電器電極端子之間的連接導通。
8. 根據權利要求7所述的充電系統，其特征在于：所述充電器殼體上設置有收容至少 部分所述電池包的第一凹陷以及至少部分收容所述開關單元的第二凹陷，所述電池包殼體 上設置有用于觸發所述開關單元的凸起，當所述電池包位于第二位置時，所述凸起完全收 容于所述第二凹陷內。
9. 根據權利要求7所述的充電系統，其特征在于：當所述電池包從所述充電器分離時， 所述開關單元自動復位至斷開狀態。
10. 根據權利要求7所述的充電系統，其特征在于：當所述開關單元閉合時，所述充電 器電極端子完全收容于所述充電器和所述電池包連接形成的內部空間。
【文檔編號】H02J7/00GK203871894SQ201420252705
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】高巖松 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司