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CN104969408B - 电池包及电气设备 - Google Patents

电池包及电气设备 Download PDF

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CN104969408B
CN104969408B CN201480007565.0A CN201480007565A CN104969408B CN 104969408 B CN104969408 B CN 104969408B CN 201480007565 A CN201480007565 A CN 201480007565A CN 104969408 B CN104969408 B CN 104969408B
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battery
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Abstract

本发明提供一种电池包及电气设备。电池包(88)中设有第1凸条部(87)及第2凸条部(82)，所述电池包(88)包括：电池组，串联连接有多个电池芯而成、且电池容量为规定值以上；控制器，监控电池组的各电池芯的电压，当至少任一个电池芯的电压下降至基准值以下时输出警报信号；及工具连接面(89)，形成有用于与电动工具本体电连接的正端子(73)与负端子(74)、及输出来自控制器的警报信号的S端子(80)，所述第1凸条部(87)用于使得无法装设至额定电压低于电池组的输出电压的电动工具本体，所述第2凸条部(82)用于使得无法装设至未设有用于输入从S端子输出的警报信号的端子的电动工具本体。本发明的电池包为以无法对不适宜的电动工具供给电力的方式构成的。

Description

电池包及电气设备
技术领域
本发明涉及一种电池包及将电池包作为电源的电气设备。
背景技术
将电池包作为电源的电动工具、灯、风扇等无电线的电气设备得到广泛普及。电池包中，通常内设有将多个电池芯连接而成的电池组，作为电池种类，主流是锂离子电池。在使用锂离子电池的电池包中，为了监控电池温度、电流及构成电池组的各个电池芯的电压，须内设保护集成电路(Integrated Circuit，IC)或微型计算机等监控机构。其理由在于，当任一个电池芯短路、或电池芯的电压达到成为过放电状态的阈值时，会从监控机构输出警报信号，且响应该警报信号而中止使用电池包。
电气用品安全法中，规定必须将每一个电池容量超过400AH/L的锂离子电池作为对象而设置所述监控机构。就电动工具而言，主流是尺寸为18650的电池(直径18mm×高度65mm)，若以其体积进行换算，则每1电池超过1.83Ah的锂离子电池成为电气用品安全法的限制对象。目前广泛使用的3Ah的电池组中，将两个1.5Ah的电池芯并联连接，且其并非电气用品安全法的限制对象，但最近开发出2.0Ah的电池芯，市场上出现了将两个这种电池芯并联连接而成的4Ah电池。该2.0Ah电池芯超过了电气用品安全法中限定的基准，因此，必须满足电气用品安全法中限定的如下的两个条件。
(1)须设计为不会发生温度或电流的管理异常的温度上升、或在电池组外设置电流限制装置。
(2)单个电池向电池组的组装
各电池块中，须包含容量相等的电池，且未引起极性反转。(即，须未引起过放电状态。)
为了遵守所述电气用品安全法的限制，以使用内设有所述监控机构的电池包作为前提的电气设备是以如下方式构成：在从电池包流至电气设备的电流路径上设有场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)等开关元件，且对从监控机构输出的警报信号进行响应而将开关元件设为断开(off)，强制结束使用电池包(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008-62343号公报
发明所要解决的问题
作为使用有并非电气用品安全法的限制对象的容量的电池芯的电池包，有的未内设有监控机构；在以使用该电池包作为前提的电气设备本体中，也未设有用于切断电流路的开关元件。即，电池包与电气设备本体构成为仅由各自的正端子彼此、负端子彼此连接。因此，若将根据电气用品安全法而受限制的、内设有电池芯与监控机构的电池包装设至此种电气设备本体，则电气设备虽得到驱动，但从监控机构输出的警报信号无法传递至电气设备本体侧，从而，监控机构无法实现功能。因此，结果无法遵守电气用品安全法的限制。
若进行详述，则在内设有监控机构的高容量电池包中，除了包括从电池组的正端子与负端子引出的两个端子以外，还包括用于输出来自监控机构的输出信号的端子。另一方面，电气设备本体侧是用于连接于电池包的正端子与负端子的二端子结构，因此，无法接收来自内设于电池包的监控机构的输出信号。而且，电气设备本体侧对于来自监控机构的输出信号成为无感结构，因此，也未设置用于切断电流路径的FET等切断机构。
发明内容
本发明是鉴于所述情况而完成，其目的在于使得无法使用不适宜电气设备本体的电池包。
解决问题的技术手段
为了实现所述目的，第一发明所述的电池包若连接于电气设备本体则向电气设备本体输出第1额定电压，该电池包的特征在于包括：第1连接限制机构，该第1连接限制机构容许连接于对应于第1额定电压、且设有切断从电池包供给的电力的电力切断机构的第1电气设备本体，且该第1连接限制机构禁止连接于对应于第1额定电压、且未设有电力切断机构的第2电气设备本体。
根据以所述方式构成的电池包，电池包仅连接于设有电力切断机构的电气设备，能抑制异常时的电池包的损伤。根据第一发明所述的电池包，第二发明所述的电池包的特征在于：包括第2连接限制机构，该第2连接限制机构容许连接于与第1额定电压对应的第1电气设备及第2电气设备，且该第2连接限制机构禁止连接于与小于第1额定电压的第2额定电压对应的第3电气设备本体。能防止电池包连接于仅与小的额定电压对应的第3电气设备而使第3电气设备损伤的情况。
根据第一发明或第二发明所述的电池包，第三发明所述的电池包的特征在于：构成为，对于仅设于第2电气设备的第1识别机构，通过第1连接限制机构进行拒绝而禁止连接于第2电气设备。
根据第一发明至第三发明中任一项所述的电池包，第四发明所述的电池包的特征在于：构成为，对于仅设于第3电气设备的第2识别机构，通过第2连接限制机构进行拒绝而禁止连接于第3电气设备。
根据第一发明至第四发明中任一项所述的电池包，第五发明所述的电池包的特征在于：为了设于第1至第3电气设备中的全部电气设备的第3识别机构在将电池包连接于这些电气设备时不被拒绝，而构成为，第1连接限制机构与第2连接限制机构通过第3识别机构所通过的区域以外的区域。
可构成为，当后来增加新的类型的电池包时，通过对新的类型的电池包设置新的第3连接限制机构，从而能使新的类型的电池包无法连接于已有的第1电气设备至第3电气设备。
根据第一发明至第五发明中任一项所述的电池包，第六发明所述的电池包的特征在于：构成为，通过使相当于第1连接限制机构及第2连接限制机构的凸部与相当于第1至第3识别机构的凸部接触而进行拒绝，从而禁止连接于电气设备。
设于第七发明所述的电气设备的电力切断机构的特征在于包括：异常信号输入端子，从第一发明至第六发明中任一项所述的电池包输入有用于通报异常的异常信号；及开关机构，根据输入至异常信号输入端子的异常信号，切断来自电池包的电力供给。
第八发明所述的电池包的特征在于包括：电池组，串联连接有多个电池芯而成，且电池容量为规定值以上；电池电压监控机构，监控电池组的各电池芯的电压，当至少任一个电池芯的电压下降至基准值以下时输出警报信号；设备连接部，形成有用于与电气设备本体电连接的电池组的正端子、负端子及输出来自电池电压监控机构的警报信号的警报信号输出端子；以及不容许电力供给机构，将额定电压低于电池组的输出电压的电气设备本体、及未设有用于输入从警报信号输出端子输出的警报信号的端子的电气设备本体中的任一个均作为不适宜的电气设备本体，且构成为无法由电池组对该不适宜的电气设备本体供给电力。
现有的电池包中，并存有设有所述电池电压监控机构的电池包与未设有所述电池电压监控机构的电池包，但因还有法律要求，所以，就内设有电池容量为规定值以上的电池组的电池包而言，设置电池电压监控机构，监控电池组的各电池芯的电压，当至少任一个电池芯的电压下降至基准值以下时从该电池电压监控机构输出警报信号。这里，所谓规定值以上的电池容量是指，大于可不设置电池电压监控机构的电池容量的容量。
当将所述电池包装设至额定电压低于电池组的输出电压的电动工具本体、或未设有用于输入从警报信号输出端子输出的警报信号的端子的电动工具本体而驱动电动工具时，电池电压监控机构无法实现其功能。因此，构成为，无法由电池组向所述电气设备本体供给电力。
根据第八发明所述的电池包，第九发明所述的电池包的特征在于：不容许电力供给机构构成为，使不适宜的电气设备本体无法连接于设备连接部。
使第八发明所述的电池包无法连接于不适宜的电动工具本体。
根据第九发明所述的电池包，第十发明所述的电池包的特征在于：不容许电力供给机构包括与正端子、负端子及警报信号输出端子中的任一个端子并列设置的第1凸条部及第2凸条部，且以额定电压低于电池组的输出电压的不适宜的电动工具本体无法连接于设备连接部的方式限定第1凸条部的形状，以未设有用于输入从警报信号输出端子输出的警报信号的端子的不适宜的电气设备本体无法连接于设备连接部的方式限定第2凸条部的形状。
通过使电池包的工具连接部分的形状无法与不适宜的电气设备本体的电池包连接部分的形状卡合，来使电池包无法连接于不适宜的电气设备本体。
发明的效果
使得本发明的电池包无法装设至无法实现电池包所具有的电池电压监控功能的特定的电气设备本体，因此关于处于可由本发明的电池包驱动的状态的电气设备，可提供遵守电气用品安全法的限制且电池容量大的电池包及电气设备。
附图说明
图1是表示电动工具本体及电池包能否组合的说明图。
图2是表示已将具有针对每一电池的电压监控功能的电池包装设于监控对应型电动工具本体的状态的概略说明图。
图3是表示已将具有针对每一电池的电压监控功能的电池包装设至监控非对应型电动工具本体的过程的概略说明图。
图4是表示已将不具有针对每一电池的电压监控功能的电池包装设于监控对应型电动工具本体的状态的概略说明图。
图5是表示已将不具有针对每一电池的电压监控功能的电池包装设于监控非对应型电动工具本体的状态的概略说明图。
图6是表示18V监控对应型电动工具本体的电池包连接面的立体图。
图7是表示18V监控非对应型电动工具本体的电池包连接面的立体图。
图8是表示14.4V监控对应型电动工具本体的电池包连接面的立体图。
图9是表示14.4V监控非对应型电动工具本体的电池包连接面的立体图。
图10是表示本发明的实施方式中的14.4V输出二端子结构电池包的外观的立体图。
图11是表示本发明的实施方式中的14.4V输出三端子结构电池包的外观的立体图。
图12是表示本发明的实施方式中的18V输出二端子结构电池包的外观的立体图。
图13是表示本发明的实施方式中的18V输出三端子结构电池包的外观的立体图。
图14的(a)至(h)是说明电动工具本体的凸部与电池包的缺口部的形状的图。
图15是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其1)。
图16是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其2)。
图17是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其3)。
图18是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其4)。
图19是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其5)。
图20是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其6)。
图21是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其7)。
图22是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其8)。
符号的说明
1、50、57、60、63：电动工具本体
2、70、78、84、88：电池包
3：电池组
10：触发开关
20：控制器
30：控制器
40：马达
51：壳体
52：电池包连接面
53：正端子
54：负端子
55：S端子
56、59、62、65：凸部
58、61、64：电池包连接面
59a、62a、65a：基部
59c、65c：壳体侧延伸部
62b、65b：端子侧延伸部
71：壳体
72、79、85、89：工具连接面
73：正端子
74：负端子
75：充电用端子
76、81、86、90：缺口部
77、87：第1凸条部
80：S端子
82：第2凸条部
83：沟槽部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下的说明中，作为电气设备的一例，采用电动工具。
本发明的电池包的条件为，多个电池芯串联连接而成的电池组的电池容量为规定值以上，以下说明的示例中，将所述电池容量的规定值设为4Ah。电池容量为4Ah以上的高容量电池包的能量密度高，如上所述，电池包内需要设置保护IC等监控机构。以下，作为低容量电池包的一例，采用容量为3Ah的电池包，而且，作为高容量电池包的一例，采用容量为4Ah的电池包。而且，使3Ah的低容量电池包中未内设监控机构。另一方面，在高容量电池包中内设有监控机构，且设有端子，该端子用于将来自监控机构的输出信号输出至作为电气设备的一例的电动工具本体。因此，高容量电池包成为不仅具有用于输出电池电压的正端子、负端子而且具有输出来自监控机构的输出信号的端子(以下，称为“S端子”)的三端子结构。另一方面，此处说明的低容量电池包成为仅具有正端子与负端子的二端子结构。
而且，电池包也可根据串联连接的电池芯的电池数而分类，在以下的说明中，采用构成为将两个电池并联连接的四个电池块串联连接而成的、及将两个电池并联连接的五个电池块串联连接而成的。锂离子电池在充电后、即将过放电之前的平均电压为3.6V，因此，由前一结构的电池包可获得14.4V的输出电压，由后一结构的电池包可获得18V的输出电压。14.4V输出电池包与18V输出电池包分别有二端子结构类型与三端子结构类型。因此，以下的说明中，以四种电池包、即14.4V输出二端子结构电池包、14.4V输出三端子结构电池包、18V输出二端子结构电池包及18V输出三端子结构电池包为例进行说明。
装设有电池包的电动工具本体可大致分为额定电压为14.4V的类型与额定电压为18V的类型，且各自可分为能与从内设于电池包的监控机构输出的警报信号对应的类型、及不能与其对应的类型。若进行详述，则在能与来自监控机构的警报信号对应的电动工具本体中，在电动工具本体内的放电路径上插设有FET等开关元件。例如，构成为如下结构的是能与警报信号对应的电动工具本体，且成为具有连接于电池包的正端子与负端子的端子、及用于输入警报信号的端子的三端子结构，所述结构是若因电池电压达到成为过放电状态的阈值而从所装设的电池包内的监控机构输出警报信号，则响应该警报信号而使所述开关元件断开。这里，所谓电气设备的额定电压是指，即使持续输入至电气设备本体也不会对电气设备本体施加过大的负载的电压；所谓电池包的额定电压是指，电池包能持续输出的电压。例如，当电动工具的广告或操作说明书中表述为14.4V时，一般是以对额定电压14.4V的电动工具本体配设有额定电压14.4V的电池包的状态而作为商品销售。能将如此表述在广告或操作说明书中的电压视为电气设备本体或电池包的额定电压。
相反，不具有用于输入警报信号的端子、对于警报信号为无感结构的、换而言之是构成为未设有所述FET的是并不与警报信号对应的电动工具本体。以下的说明中，采用四种电动工具本体，即，额定电压为14.4V且能与警报信号对应的电动工具本体(14.4V监控对应型电动工具本体)、额定电压为14.4V且并不与警报信号对应的电动工具本体(14.4V监控非对应型电动工具本体)、额定电压为18V且能与警报信号对应的电动工具本体(18V监控对应型电动工具本体)、额定电压为18V且并不与警報信号对应的电动工具本体(18V监控非对应型电动工具本体)。
根据所述的四种电池包与四种电动工具本体，可有十六种组合。图1是表示电动工具本体及电池包能否组合的说明图。图1中，上侧相当于电动工具本体侧，从左起对应于(a)14.4V监控对应型电动工具本体、(b)14.4V监控非对应型电动工具本体、(c)18V监控对应型电动工具本体、(d)18V监控非对应型电动工具本体。而且，图1的下侧相当于电池包，从左起对应于(e)14.4V输出二端子结构电池包、(f)14.4V输出三端子结构电池包、(g)18V输出二端子结构电池包、(h)18V输出三端子结构电池包。而且，图1中，各电动工具本体及电池包的组合是以实线及虚线表示。这里，实线表示可组合，虚线表示不可组合。
如图1所示，须禁止将14.4V输出三端子结构电池包与14.4V监控非对应型电动工具本体组合使用(虚线[12])，同样，须禁止将18V输出三端子结构电池包与18V监控非对应型电动工具本体组合使用(虚线[16])。而且，虽然将14.4V输出系统的电池包使用于具有18V的额定电压的电动工具本体中时不会出现问题(实线(4)、(5)、(6))，但还须使得无法相反地将18V输出系统的电池包使用于具有14.4V的额定电压的电动工具本体中(虚线[10]、[11]、[14]、[15])。
以下说明的示例中，当电池包与电动工具本体的组合具有适合性时，以能将电池包装设至电动工具本体的方式形成电池包的工具连接面，并且以无法将该电池包装设至不适宜的电动工具本体的方式形成电池包的工具连接面。该示例中，若能将电池包装设至电动工具本体，则能恰当地使用电动工具。
图2是表示装设有三端子结构的电池包2与监控对应型电动工具本体1的状态的图。电动工具本体1中，内设有马达40与控制器20，在向马达40通入电流的电流路上，插设有FET4等开关元件。在电池包连接面，不仅形成有正端子与负端子，而且还形成有用于输入警报信号的S端子。工具本体1侧的S端子是当至少一个电池电压达到成为过放电状态的阈值时用于输入从电池包2输出的警报信号的端子。电动工具本体1中，设有用于驱动电动工具的触发开关10。
电池包2中，内设有电池组3与作为电池电压监控机构的控制器30，该电池组3是由多个电池串联连接而成，该控制器30监控电池组3的各电池芯的电压、且当至少任一个电池芯的电压下降至基准值以下时输出警报信号。在电动工具本体1装设有电池包2的状态下，各个正端子彼此、负端子彼此电连接，且电池包2的S端子与工具本体1侧的S端子也电连接。工具本体1侧的S端子连接于控制器20。作为控制器20，当从电池包2的S端子输入有警报信号时，使FET4断开而使电流路开放，强制终止使用电池包2。
当图2中所示的电动工具本体1与电池包2的组合为14.4V监控对应型电动工具本体与14.4V输出三端子结构电池包时、及18V监控对应型电动工具本体与18V输出三端子结构电池包时，无须使得无法使用所装设的电池包。然而，就输出电压为18V的电池包与额定电压为14.4V的电动工具本体的组合而言，须使得无法使用该电池包。
图3是表示使三端子结构的电池包2一面滑动一面装设至监控非对应型电动工具本体1-a的过程的图。监控非对应型电动工具本体1-a中，未设置用于连接于电池包2的S端子的端子，而且，在电流路径中也未设置FET。因此，即使判断为电池包侧的电池组3的至少任一个电池达到过放电之前的状态，也无法接收该判断结果而强制终止使用电池包。因此，该组合的电动工具中，须使得无法将电池包2装设至电动工具本体1-a。
图4中表示装设有二端子结构的电池包2-a与监控对应型电动工具本体1的状态。与图2所示的电动工具本体1同样，其内部设有控制器20、及由控制器20控制导通、断开且插设在电流路径上的FET4。若电动工具本体1的额定电压为18V，则装设使用14.4V输出的电池包或18V输出的电池包均不会产生问题。然而，若电动工具本体1的额定电压为14.4V，则须使得如图4所示无法装设18V输出的电池包。
图5中表示装设有二端子结构的电池包2-a与监控非对应型电动工具本体1-a的状态。与图2所示的电动工具本体1同样，其内部设有控制器20、及由控制器20控制导通、断开且插设在电流路径上的FET4。二端子结构电池包2-a的输出电压为14.4V或18V，但若为18V则仅可装设在额定电压为18V的电动工具本体上使用，而对于额定电压为14.4V的电动工具，须使得无法如图5所示装设18V输出二端子结构电池包。
继而，参照图6至图9，对于电动工具本体的电池包连接面的结构进行更详细的说明。
图6是表示18V监控对应型电动工具本体的电池包连接面的立体图。图6中表示从底面方向所见的18V监控对应型电动工具本体50的状态。
18V监控对应型电动工具本体50中，如图6所示，在壳体51的底面具有用于与电池包连接的电池包连接面52。在电池包连接面52，如图6所示，设有用于与电池包电连接的连接端子即正端子53、负端子54及S端子55。在电池包连接面52，进而突设有凸部56。凸部56相当于本发明的第3识别机构及凸部，且如图6所示，以规定的宽度形成在正端子53与壳体51之间的规定位置上。
以下，以18V监控对应型电动工具本体50(图6)为基准，对于其他电动工具本体进行说明。此时，关于与18V监控对应型电动工具本体50相同的结构，标注相同的符号，且省略它们的详细说明。
图7是表示18V监控非对应型电动工具本体的电池包连接面的立体图。在18V监控非对应型电动工具本体57的电池包连接面58，如图7所示，设有正端子53及负端子54。18V监控非对应型电动工具本体57中未设有FET，在电池包连接面58未设置S端子55。
在电池包连接面58，在正端子53与壳体51之间进而突设有凸部59。与形成于18V监控对应型电动工具本体50的凸部56(图6)相比，如图7所示，该凸部59具有向壳体51侧延伸的形状。
图8是表示14.4V监控对应型电动工具本体的电池包连接面的立体图。在14.4V监控对应型电动工具本体60的电池包连接面61，如图8所示，设有正端子53、负端子54及S端子55。而且，在电池包连接面61，在正端子53与壳体51之间进而突设有凸部62。与形成于18V监控对应型电动工具本体50的凸部56(图6)相比，如图8所示，该凸部62具有向正端子53侧延伸的形状。
图9是表示14.4V监控非对应型电动工具本体的电池包连接面的立体图。如图9所示，14.4V监控非对应型电动工具本体63的电池包连接面64具有正端子53及负端子54。与18V监控非对应型电动工具本体57(图7)同样，14.4V监控非对应型电动工具本体63也未设有FET，在电池包连接面64未设置S端子55。在电池包连接面64，在正端子53与壳体51之间进而突设有凸部65。与形成于18V监控对应型电动工具本体50的凸部56(图6)相比，如图9所示，该凸部65具有向壳体51侧及正端子53侧中的任一侧延伸的形状。
如上文所述，在电动工具本体的电池包连接面，根据该电动工具本体的额定电压及该电动工具本体的S端子的有无而形成有形状不同的凸部。
继而，参照图10至图13对电池包的结构进行说明。
图10是表示本发明的实施方式中的14.4V输出二端子结构电池包的外观的立体图。14.4V输出二端子结构电池包70中，在壳体71的内部，收容有由未图示的多个电池芯串联连接而成的电池组而构成。而且，在壳体71的上表面，如图10所示，形成有用于与电动工具本体连接的工具连接面72。
工具连接面72相当于本发明的设备连接部，且如图10所示，具有用于与电动工具本体电连接的连接端子即正端子73、负端子74及充电用端子75。正端子73是连接于电池组的正侧的端子，当将电池包装设至电动工具本体时，该正端子73供设置于电动工具本体的电池包连接面的正端子53插入，从而实现电连接。负端子74是连接于电池组的负侧的端子，当将电池包装设至电动工具本体时，该负端子74供设置于电动工具本体的电池包连接面的负端子54插入，从而实现电连接。充电用端子75是对收容于电池包的电池组进行充电时使用的端子。而且，当将电池包装设至监控对应型电动工具本体时，充电用端子75供设置于该电动工具本体的电池包连接面的S端子55插入。
在工具连接面72，如图10所示，在正端子73与壳体71之间进而形成有缺口部76。缺口部76相当于本发明的不容许电力供给机构。如图10所示，在14.4V输出二端子结构电池包70的缺口部76设有第1凸条部77。第1凸条部77大致平行于正端子73，且形成为低于缺口前的工具连接面72。
以下，以14.4V输出二端子结构电池包70(图10)为基准，对于其他电池包进行说明。此时，对于与14.4V输出二端子结构电池包70相同的结构标注相同的符号，且省略它们的详细说明。
图11是表示本发明的实施方式中的14.4V三端子结构电池包的外观的立体图。14.4V输出三端子结构电池包78与14.4V输出二端子结构电池包70(图10)的不同之处在于：代替充电用端子75而设有S端子80、及在缺口部81设有第2凸条部82。第2凸条部82相当于本发明的第1连接限制机构及凸部。
如图11所示，14.4V输出三端子结构电池包78的工具连接面79具有正端子73、负端子74及S端子80。S端子80相当于本发明的警报信号输出端子，且是用于输出来自电池电压监控机构(未图示)的警报信号的端子。当将电池包装设至监控对应型电动工具本体时，S端子80供设置于该电动工具本体的电池包连接面的S端子55插入，从而实现电连接。而且，当对收容于电池包的电池组进行充电时，S端子80也用作充电用端子。
而且，如图11所示，在14.4V输出三端子结构电池包78的工具连接面79的缺口部81，夹着沟槽部83而大致平行地形成有第1凸条部77及第2凸条部82。这里，第1凸条部77具有与设于14.4V输出二端子结构电池包70的第1凸条部77(图10)相同的形状，且形成于相同的位置。
沟槽部83以规定的宽度形成在第1凸条部77及第2凸条部82之间。这里，所谓规定的宽度是指，与形成于18V监控对应型电动工具本体50的电池包连接面52的凸部56(图6)的宽度大致相同的大小。而且，沟槽部83形成于当将电池包78与18V监控对应型电动工具本体50连接时凸部56插入的位置。
如图11所示，第2凸条部82形成于第1凸条部77与壳体71之间的、与第1凸条部77相比处于缺口部81上方的高处、且尽量与缺口前的工具连接面79为相同高度的位置。
图12是表示本发明的实施方式中的18V输出二端子结构电池包的外观的立体图。18V输出二端子结构电池包84中，设于缺口部86的第1凸条部87的形状与图10的14.4V输出二端子结构电池包70中的不同。第1凸条部87相当于本发明的第2连接限制机构及凸部。
如图12所示，18V输出二端子结构电池包84的工具连接面85具有正端子73、负端子74及充电用端子75。而且，如图12所示，在18V输出二端子结构电池包84的工具连接面85的缺口部86设有第1凸条部87。该第1凸条部87形成于与设于14.4V输出二端子结构电池包70的第1凸条部77(图10)相同的位置、且位于与该第1凸条部77相比处于缺口部86上方的高处、尽量与缺口前的工具连接面85为相同高度。
图13是表示本发明的实施方式中的18V输出三端子结构电池包的外观的立体图。18V输出三端子结构电池包88与图10的14.4V输出二端子结构电池包70的不同之处在于：代替充电用端子75而设有S端子80、设于缺口部90的第1凸条部87的形状、及第2凸条部82设于缺口部90。
如图13所示，18V输出三端子结构电池包88的工具连接面89具有正端子73、负端子74及S端子80。而且，如图13所示，在18V输出三端子结构电池包88的工具连接面89的缺口部90，夹着沟槽部83而大致平行地形成有第1凸条部87及第2凸条部82。沟槽部83以相同的宽度形成在与设于14.4V输出三端子结构电池包78的缺口部81的沟槽部83(图11)相同的位置。而且，第1凸条部87及第2凸条部82分别尽量形成为与缺口前的工具连接面89相同的高度。第1凸条部87的形状及位置与设于图12的18V输出二端子结构电池包84的第1凸条部87相同，第2凸条部82的形状及位置与设于图11的14.4V输出三端子结构电池包78的第1凸条部77相同。
如上文所述，在本实施例的电池包的工具连接面，根据收容于该电池包的电池芯的输出电压及S端子的有无，而设有第1凸条部及第2凸条部。
继而，关于电动工具本体的凸部的形状与电池包的第1凸条部及第2凸条部的形状，参照图14的(a)至(h)进行更详细的说明。图14的(a)至(h)是对电动工具本体的凸部与电池包的缺口部的形状进行说明的图。
图14的(a)至图14的(d)中表示设于电动工具本体的电池包连接面的凸部的形状。图14的(a)中表示与18V监控对应型电动工具本体50(图6)对应的凸部56的形状，图14的(b)中表示与18V监控非对应型电动工具本体57(图7)对应的凸部59的形状。而且，图14的(c)中表示与14.4V监控对应型电动工具本体60(图8)对应的凸部62的形状，图14的(d)中表示与14.4V监控非对应型电动工具本体63(图9)对应的凸部65的形状。
另外，图14的(a)至图14的(d)中，左侧相当于电动工具本体的正端子53侧，右侧相当于壳体51侧。
如图14的(b)所示，设于18V监控非对应型电动工具本体57的凸部59包括与设于18V监控对应型电动工具本体50的凸部56(图14的(a))对应的基部59a、及向壳体51侧延伸的壳体侧延伸部59c。基部59a相当于本发明的第3识别机构及凸部，壳体侧延伸部59c相当于本发明的第1识别机构及凸部。
如图14的(c)所示，设于14.4V监控对应型电动工具本体60的凸部62包括与设于18V监控对应型电动工具本体50的凸部56(图14的(a))对应的基部62a、及向正端子53侧延伸的端子侧延伸部62b。基部62a相当于本发明的第3识别机构，端子侧延伸部62b相当于本发明的第2识别机构。
而且，如图14的(d)所示，设于14.4V监控非对应型电动工具本体63的凸部65包括与设于18V监控对应型电动工具本体50的凸部56(图14的(a))对应的基部65a、向正端子53侧延伸的端子侧延伸部65b、及向壳体51侧延伸的壳体侧延伸部65c。基部65a相当于本发明的第3识别机构及凸部。而且，端子侧延伸部65b相当于本发明的第2识别机构及凸部，壳体侧延伸部65c相当于本发明的第1识别机构及凸部。
如图14的(a)至图14的(d)所示，在额定电压低为14.4V的电动工具本体，设有向正端子53侧延伸的形状的凸部(图14的(c)、图14的(d))，而在无FET等的监控非对应型电动工具本体，设有向壳体51侧延伸的形状的凸部(图14的(b)、图14的(d))。
而且，图14的(e)至图14的(h)中表示设于电池包的工具连接面的缺口部的第1凸条部及第2凸条部的形状。图14的(e)对应于14.4V输出二端子结构电池包70，图14的(f)对应于14.4V输出三端子结构电池包78。而且，图14的(g)对应于18V输出二端子结构电池包84，图14的(h)对应于18V输出三端子结构电池包88。
另外，图14的(e)至图14的(h)中，左侧相当于电池包的正端子73侧，右侧相当于壳体71侧。即，左侧所示的方形对应于第1凸条部，右侧所示的方形对应于第2凸条部。而且，方形的图示中，以工具连接面的高度为基准，当在缺口部形成有高度与工具连接面相同的第1凸条部时，在图的左侧表示出方形。即，仅在电池包具有高的第1凸条部时，在图的左侧表示出方形，而在具有低的第1凸条部时，并不在图的左侧表示出方形。而且，当缺口部具有高度与工具连接面相同的第2凸条部时，在图的右侧表示出方形。
例如，在图14的(e)所示的14.4V输出二端子结构电池包70的缺口部76，仅设有低于工具连接面72的第1凸条部77。另一方面，在图14的(h)所示的18V输出三端子结构电池包88的缺口部90，设有高度与工具连接面89相同的第1凸条部87及第2凸条部82。
如图14的(e)至图14的(h)所示，在输出电压高的18V的电池包的缺口部设有高的第1凸条部(图14的(g)、图14的(h))，在具有S端子80的三端子结构的电池包的缺口部设有第2凸条部(图14的(f)、图14的(h))。
继而，参照图15至图22，对于各电动工具本体与电池包能否装设进行说明。
如上文所述，在各电池包的工具连接面的缺口部，根据该电池包的输出电压或S端子的有无，在规定的位置设置第1凸条部或第2凸条部。这里，第1凸条部及第2凸条部间的沟槽部83是以对应的宽度形成在与设于18V监控对应型电动工具本体50(图6)的电池包连接面52的凸部56对应的位置。并且，当在18V监控对应型电动工具本体50装设有电池包时，凸部56插入至该沟槽部83的位置。
图15是表示电动工具与电池包能否装设的说明图(其1)。图15中表示出当14.4V输出三端子结构电池包78(图11)装设于18V监控对应型电动工具本体50(图6)时的连接部分。此为图1所示的实线(6)的组合。
当将14.4V输出三端子结构电池包78装设至18V监控对应型电动工具本体50时，14.4V输出三端子结构电池包78的工具连接面79一面相对于18V监控对应型电动工具本体50的电池包连接面52而沿该18V监控对应型电动工具本体50的前后方向滑动一面插入。此时，18V监控对应型电动工具本体50的凸部56插入至设于14.4V输出三端子结构电池包78的第1凸条部77及第2凸条部82间的沟槽部83(图15)。而且，18V监控对应型电动工具本体50的正端子53、负端子54及S端子55分别插入至14.4V输出三端子结构电池包78的正端子73、负端子74及S端子75。由此，18V监控对应型电动工具本体50及14.4V输出三端子结构电池包78电连接，从而，14.4V输出三端子结构电池包78能向18V监控对应型电动工具本体50供给电力。
同样，图16是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其2)。图16中表示出当18V输出三端子结构电池包88(图13)装设于所述18V监控对应型电动工具本体50时的连接部分。此为图1所示的实线(9)的组合。
当将18V输出三端子结构电池包88装设至18V监控对应型电动工具本体50时，18V监控对应型电动工具本体50的凸部56插入至设于18V输出三端子结构电池包88的第1凸条部87及第2凸条部82间的沟槽部83(图16)。18V监控对应型电动工具本体50及18V输出三端子结构电池包88电连接，从而18V输出三端子结构电池包88能向18V监控对应型电动工具本体50供给电力。
如图14的(e)至图14的(h)所示，在各电池包的缺口部的与所述沟槽部83对应的位置未设置凸条等。因此，任一电池包均可装设至18V监控对应型电动工具本体50(图6)，从而能与该18V监控对应型电动工具本体50电连接而供给电力。
相对于此，电池包的第1凸条部是设在缺口部的沟槽部83的正端子73侧。其位于与设于电动工具本体的凸部的向正端子53侧延伸的端子侧延伸部对应的位置。
这里，在为14.4V低输出电压的电池包中，如上文所述，第1凸条部形成为低于工具连接面。当这样设有低的第1凸条部77时，若将该电池包装设至电动工具，则凸部的端子侧延伸部插入至低的第1凸条部的上方。
图17是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其3)。图17中表示出当14.4V输出三端子结构电池包78(图11)装设于14.4V监控对应型电动工具本体60(图8)时的连接部分。此为图1所示的实线(2)的组合。
如图11及图14的(f)所示，14.4V输出三端子结构电池包78具有低的第1凸条部77及第2凸条部82。而且，如图8及图14的(c)所示，14.4V监控对应型电动工具本体60的凸部62具有仅向正端子53侧延伸的形状，且包括基部62a及端子侧延伸部62b。
当将14.4V输出三端子结构电池包78装设至该14.4V监控对应型电动工具本体60时，凸部62插入至工具连接面79与第2凸条部82之间。此时，已插入的凸部62的基部62a位于沟槽部83的上方，端子侧延伸部62b位于第1凸条部77的上方(图17)。而且，14.4V监控对应型电动工具本体60的正端子53、负端子54及S端子55分别插入至14.4V输出三端子结构电池包78的正端子73、负端子74及S端子75。由此，14.4V监控对应型电动工具本体60及14.4V输出三端子结构电池包78电连接，从而14.4V输出三端子结构电池包78能向14.4V监控对应型电动工具本体60供给电力。
另一方面，在为18V高输出电压的的电池包中，第1凸条部形成为与工具连接面相同的高度。当这样设有高的第1凸条部87时，若将该电池包装设至电动工具本体，则电动工具本体的凸部的端子侧延伸部与第1凸条部87会产生干涉。
图18是表示电动工具与电池包能否装设的说明图(其4)。图18中表示出当18V输出三端子结构电池包88(图13)装设于所述14.4V监控对应型电动工具本体60(图8)时的连接部分。此为图1所示的虚线[10]的组合。
如图13及图14的(h)所示，18V输出三端子结构电池包88具有高的第1凸条部87及第2凸条部82。
当将该18V输出三端子结构电池包88装设至14.4V监控对应型电动工具本体60时，如图18所示，在凸部62的端子侧延伸部62b应插入的位置，存在高的第1凸条部87，因此会相互干涉。结果，18V输出三端子结构电池包88无法装设至14.4V监控对应型电动工具本体60。因此，14.4V监控对应型电动工具本体60不宜使用18V输出三端子结构电池包88，无法由18V输出三端子结构电池包88向该不适宜的14.4V监控对应型电动工具本体60供给电力。
这里，设有具有向端子侧延伸的形状的凸部的是额定电压为14.4V的电动工具本体，设有高的第1凸条部的是输出电压为18V的电池包。因此，电池包无法装设至额定电压低于电池包的输出电压的电动工具本体，无法由该电池包向电动工具本体供给电力。
而且，第2凸条部82设在缺口部的沟槽部83的壳体71侧。其位于与设于电动工具本体的凸部的向壳体51侧延伸的壳体侧延伸部对应的位置。
图19是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其5)。图19中表示出当14.4V输出三端子结构电池包78(图11)装设于18V监控非对应型电动工具本体57(图7)时的连接部分。此为图1所示的虚线[13]的组合。
如图11及图14的(f)所示，14.4V输出三端子结构电池包78具有第1凸条部77与第2凸条部82。而且，如图7及图14的(b)所示，18V监控非对应型电动工具本体57的凸部59具有仅向壳体51侧延伸的形状，且包括基部59a及壳体侧延伸部59c。
当将14.4V输出三端子结构电池包78装设至该18V监控非对应型电动工具本体57时，如图19所示，凸部59的壳体侧延伸部59c与第2凸条部82产生干涉，无法装设14.4V输出三端子结构电池包78。因此，18V监控非对应型电动工具本体57不宜使用14.4V输出三端子结构电池包78，无法由14.4V输出三端子结构电池包78向该不适宜的18V监控非对应型电动工具本体57供给电力。
同样，图20是表示电动工具本体与电池包能否装设的说明图(其6)。图20中表示出当14.4V输出三端子结构电池包78(图11)装设于14.4V监控非对应型电动工具本体63(图9)时的连接部分。此为图1所示的虚线[12]的组合。
如图9及图14的(d)所示，14.4V监控非对应型电动工具本体63的凸部65具有向端子53侧及壳体51侧中的任一侧延伸的形状，且包括基部65a、端子侧延伸部65b及壳体侧延伸部65c。
当将14.4V输出三端子结构电池包78装设至该14.4V监控非对应型电动工具本体63时，如图20所示，凸部65的壳体侧延伸部65c与第2凸条部82产生干涉，无法装设14.4V输出三端子结构电池包78。因此，14.4V监控非对应型电动工具本体63不宜使用14.4V输出三端子结构电池包78，无法由14.4V输出三端子结构电池包78向该不适宜的14.4V监控非对应型电动工具本体63供给电力。
而且，图21是表示电动工具与电池包能否装设的说明图(其7)。图21中表示出当18V输出三端子结构电池包88(图13)装设于18V监控非对应型电动工具本体57(图7)时的连接部分。此为图1所示的虚线[16]的组合。
如图13及图14的(h)所示，18V输出三端子结构电池包88包括高的第1凸条部87及第2凸条部82。而且，如图7及图14的(b)所示，18V监控非对应型电动工具本体57的凸部59具有仅向壳体51侧延伸的形状，且包括基部59a及壳体侧延伸部59c。
当将18V输出三端子结构电池包88装设至该18V监控非对应型电动工具本体57时，如图21所示，凸部59的壳体侧延伸部59c与第2凸条部82产生干涉，无法装设18V输出三端子结构电池包88。因此，18V监控非对应型电动工具本体57不宜使用18V输出三端子结构电池包88，无法由18V输出三端子结构电池包88向该不适宜的18V监控非对应型电动工具57供给电力。
进而，图22是表示电动工具与电池包能否装设的说明图(其8)。图22中表示出当18V输出三端子结构电池包88(图13)装设于14.4V监控非对应型电动工具本体63(图9)时的连接部分。此为图1所示的虚线[15]的组合。
如图9及图14的(d)所示，14.4V监控非对应型电动工具本体63的凸部65具有向端子53侧及壳体51侧中的任一侧延伸的形状，且包括基部65a、端子侧延伸部65b及壳体侧延伸部65c。
当将18V输出三端子结构电池包88装设至该14.4V监控非对应型电动工具本体63时，如图22所示，凸部65的端子侧延伸部65b与高的第1凸条部87产生干涉，且壳体侧延伸部65c与第2凸条部82产生干涉，无法装设18V输出三端子结构电池包88。因此，14.4V监控非对应型电动工具本体63不宜使用18V输出三端子结构电池包88，无法由18V输出三端子结构电池包88向该不适宜的14.4V监控非对应型电动工具本体63供给电力。
这里，设有具有向壳体侧延伸的形状的凸部的是无FET等的监控非对应型电动工具本体，设有第2凸条部的是具有S端子的三端子结构的电池包。因此，在监控非对应型电动工具本体，无法装设三端子结构的电池包，无法由该电池包向电动工具本体供给电力。
如上所述，在电池包的工具连接面，根据收容于该电池包的电池芯的输出电压及S端子的有无，而设置第1凸条部及第2凸条部，且使电池包无法装设至额定电压低于输出电压的电动工具本体，且使电池容量为规定值以上的电池包无法装设至无FET等的电动工具本体，因此，可防止不恰当地使用高容量电池包。
本发明并不限于所述示例，也可禁止以其他形态组合使用不适宜的电池包与电动工具本体。

Claims (10)

1.一种电池包，若连接于电气设备本体则向所述电气设备本体输出第1额定电压，所述电池包的特征在于包括：
第1连接限制机构，容许连接于对应于所述第1额定电压、且设有切断从所述电池包供给的电力的电力切断机构的第1电气设备本体，且所述第1连接限制机构禁止连接于对应于所述第1额定电压、且未设有所述电力切断机构的第2电气设备本体。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于包括：
第2连接限制机构，容许连接于与所述第1额定电压对应的所述第1电气设备本体及所述第2电气设备本体，且所述第2连接限制机构禁止连接于与小于所述第1额定电压的第2额定电压对应的第3电气设备本体。
3.根据权利要求1或2所述的电池包，其特征在于：构成为，对于仅设于所述第2电气设备本体的第1识别机构，通过所述第1连接限制机构进行拒绝而禁止连接于所述第2电气设备本体。
4.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：构成为，对于仅设于所述第3电气设备本体的第2识别机构，通过所述第2连接限制机构进行拒绝而禁止连接于所述第3电气设备本体。
5.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：为了设于所述第1至所述第3电气设备本体中的全部电气设备本体的第3识别机构在将电池包连接于这些电气设备本体时不被拒绝，而构成为，所述第1连接限制机构与所述第2连接限制机构通过所述第3识别机构所通过的区域以外的区域。
6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：构成为，通过使相当于所述第1连接限制机构及第2连接限制机构的凸部与相当于所述第1至所述第3识别机构的凸部接触而进行拒绝，而禁止连接于所述电气设备本体。
7.一种电气设备，其特征在于：所述电力切断机构包括：
异常信号输入端子，从根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的电池包输入有用于通报异常的异常信号；以及
开关机构，根据输入至所述异常信号输入端子的异常信号，切断来自所述电池包的电力供给。
8.一种电池包，其特征在于包括：
电池组，串联连接有多个电池芯而成，且电池容量为规定值以上；
电池电压监控机构，监控所述电池组的各电池芯的电压，当至少任一个电池芯的电压下降至基准值以下时输出警报信号；
设备连接部，形成有用于与电气设备本体电连接的所述电池组的正端子、负端子及输出来自所述电池电压监控机构的警报信号的警报信号输出端子；以及
不容许电力供给机构，将额定电压低于所述电池组的输出电压的电气设备本体、及未设有用于输入从所述警报信号输出端子输出的警报信号的端子的电气设备本体中的任一个均作为不适宜的电气设备本体，且构成为无法由所述电池组对所述不适宜的电气设备本体供给电力。
9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于：所述不容许电力供给机构构成为，使所述不适宜的电气设备本体无法连接于所述设备连接部。
10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于：所述不容许电力供给机构包括与所述正端子、所述负端子及所述警报信号输出端子中的任一个端子并列设置的第1凸条部及第2凸条部，且以额定电压低于所述电池组的输出电压的不适宜的电气设备本体无法连接于所述设备连接部的方式限定所述第1凸条部的形状，以未设有用于输入从所述警报信号输出端子输出的警报信号的端子的不适宜的电气设备本体无法连接于所述设备连接部的方式限定所述第2凸条部的形状。
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