电池包
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年2月25日提交的美国临时专利号62/981,175的权益，该美国临时专利的内容通过援引并入本文。
技术领域
3.本披露涉及一种电池包、并且更具体地涉及一种联接至电池包的壳体的电池单体支架。
技术实现要素：4.一方面，一种电池包被配置成联接至电动工具。电池包包括具有第一托架和第二托架的电池单体支架。第一托架和第二托架被配置成相对于彼此间隔第一距离以在其间支撑多个第一电池单体。第一托架和第二托架被配置成相对于彼此间隔第二距离以在其间支撑多个第二电池单体。电池包包括具有空腔的壳体。空腔被配置成在第一托架和第二托架间隔第一距离时接纳电池单体支架。空腔被配置成在第一托架和第二托架间隔第二距离时接纳电池单体支架。电池包包括多个安装柱和多个安装孔口，多个安装柱联接至壳体和电池单体支架中的一者，多个安装孔口形成在壳体和电池单体支架中的另一者中。该多个安装孔口被配置成使得在第一托架和第二托架间隔第一距离时第一托架和第二托架能够固定至壳体。该多个安装孔口被配置成使得在第一托架和第二托架间隔第二距离时第一托架和第二托架能够固定至壳体。
5.另一方面，一种电池包被配置成联接至电动工具。电池包包括具有空腔的壳体。电池包包括具有第一托架和第二托架的电池单体支架。第一托架和第二托架在其间支撑多个电池单体。基于在第一托架与第二托架之间支撑的多个电池单体的尺寸，电池单体支架能够以不同构型配置。电池包包括在壳体与电池单体支架之间的多个安装特征。多个安装特征被配置成替代性地将不同构型的电池单体支架固定至壳体。
6.又一方面，一种制造电池包的方法。电池包被配置成联接至电动工具。该方法包括提供包括空腔壳体以及提供包括多个第一电池单体的第一电池单体支架。多个第一电池单体中的每个电池单体包括第一长度。第一电池单体支架被配置成联接至壳体。方法包括提供包括多个第二电池单体的第二电池单体支架。多个第二电池单体中的每个电池单体包括不同于第一长度的第二长度。第二电池单体支架被配置成联接至壳体。该方法包括选择将第一电池单体支架或第二电池单体支架联接至壳体以及将所选择的电池单体支架固定至壳体。
7.通过考虑详细说明和附图，本披露的其他方面将变得清楚。
附图说明
8.图1是电池包的俯视立体图。
9.图2是图1的电池包的局部分解视图，展示了接纳在电池包的壳体下部部分内的电
池单体支架。
10.图3是图2的电池单体支架处于第一构型时的仰视立体图。
11.图4是图2的电池单体支架处于第二构型时的仰视立体图。
12.图5是图1的电池包的仰视立体图。
13.图6是图1的电池包的仰视图，展示了壳体下部部分的安装孔口提供进入电池单体支架的通路，以使紧固件将电池单体支架联接至壳体下部部分。
14.图7是图6的两个安装孔口的详细视图。
15.图8是展示了制造图1的电池包的方法的流程图，该电池包包括图3的处于第一构型的电池单体支架或图4的处于第二构型的电池单体支架。
具体实施方式
16.在详细解释本披露的任何实施例之前，应理解的是，本披露并不将其应用限制于以下说明书中阐述的或在以下附图中展示的构造细节和部件布置。本披露能够支持其他实施例并且能够以各种方式来实践或执行。并且，应当理解，本文所使用的措辞和术语是为了说明的目的而不应当视为限制性的。比如“基本上”、“大约”、“近似”等程度术语被普通技术人员理解为指代给定值之外的合理范围，例如，与所描述的实施例的制造、组装和使用相关联的一般公差。
17.图1展示了电池包10，该电池包包括具有壳体上部部分20和壳体下部部分25的外壳体15。电池包10还包括电池单体支架30(例如，电池单体芯；图2)，该电池单体支架在壳体上部部分20与壳体下部部分25之间联接至外壳体15。壳体上部部分20包括连接特征35，这些连接特征可操作来将电池包10选择性地联接至电动工具(例如，钻机、往复锯、研磨机等)。例如，连接特征35包括导轨40和至少一个闩锁件45，这些导轨的尺寸被确定为与电动工具可滑动地接口连接，该至少一个闩锁件将电池包10固持至电动工具。至少一个释放致动器50联接至壳体上部部分20并且可操作来使闩锁件45移动以将电池包10从电动工具上拆下。在其他实施例中，电池包10可以联接至不同器械(例如，便携照明设备、草坪护理设备(如割草机)、电锯、鼓风机)。在另外的实施例中，电池包10可以被配置为杆式电池包(stem-style battery pack)。
18.参考图2，电池单体支架30接纳在壳体下部部分25的空腔55内，以使壳体下部部分25支撑电池单体支架30。电池单体支架30包括支撑在两个托架65a、65b之间的电池单体60(例如，圆柱形电池单体)。每个电池单体60包括纵向轴线62。电池单体支架30还包括电路板70，该电路板联接至两个托架65a、65b的顶表面75(例如，顶侧)并且与单体连接器80和电动工具连接器85电连通。所展示的单体连接器80联接至托架65a、65b的侧向侧90并且包括触点95，这些触点延伸穿过穿过两个托架65a、65b而形成的开口以接合电池单体60的端部。所展示的电动工具连接器85也联接至两个托架65a、65b的顶表面75并且当电池包10联接至电动工具时提供电池单体支架30与电动工具之间的电连通。
19.如图3和图4所示，托架65a、65b包括从托架65a、65b的底表面105(例如，底侧)延伸的柱100(例如，基座)。在所展示的实施例中，第一托架65a包括两个柱100a、100b，并且第二托架65b包括两个柱100c、100d。第一托架65a上的每个柱100与在侧向方向(例如，平行于电池单体60的纵向轴线62)上定位在第二托架65b上的一个柱100相关联。例如，第一柱100a与
第三柱100c相关联，并且第二柱100b与第四柱100d相关联。每个柱100包括柱孔口110。在一些实施例中，柱孔口110可以是螺纹孔口。在其他实施例中，托架65a、65b可以包括总共一个、两个、三个柱100等。在另外的实施例中，柱100可以位于托架65a、65b的不同部分上(例如，至少一个柱100可以定位在侧向侧90、顶表面75上等)。
20.继续参考图3和图4，所展示的电池单体支架30可以在托架65a、65b之间支撑不同尺寸的电池单体60a、60b。例如，在图3所示的第一构型中，电池单体支架30可以支撑较长的电池单体60a，并且在图4所示的第二构型中，电池单体支架30可以支撑较短的电池单体60b。相应地，由于电池单体60a较长，因此第一构型的电池单体支架30包括的第一侧向距离112(图3)大于第二构型的第二侧向距离114(图4)。换言之，电池单体支架30支撑较长的电池单体60a时的尺寸(例如，侧向宽度)大于支撑较短的电池单体60b时的尺寸。第一侧向距离112和第二侧向距离114可以在第一柱100a的柱孔口110与第三柱100c的柱孔口110之间测得，或者第一侧向距离112和第二侧向距离114可以在第二柱100b的柱孔口110与第四柱100d的柱孔口110之间测得。在其他实施例中，第一侧向距离112和第二侧向距离114可以在第一托架65a和第二托架65b的相反侧90之间沿平行于电池单体60的纵向轴线62的方向测得。在所展示的实施例中，第一侧向距离112比第二侧向距离114大出大约0.32毫米(mm)。换言之，电池单体60a比电池单体60b长出大约0.32mm。在其他实施例中，第一侧向距离112可以比第二侧向距离114大出大约0.2mm与大约0.5mm之间。在另外的实施例中，第一侧向距离112可以比第二侧向距离114大出大约0.5mm与大约2mm之间。在又另外的实施例中，第一侧向距离112可以是使得电池单体支架30可以接纳在壳体下部部分25的空腔55内的任何距离。在又另外的实施例中，电池单体60a、60b在其他尺寸(例如，直径、截面等)方面可以不同以改变处于第一构型的支架30相对于处于第二构型的支架30的占用面积或大小。
21.在所展示的实施例中，第一构型的电池单体支架30包括较长的电池单体60a时比电池单体支架30包括较短的电池单体60b时的总容量(例如，安培小时容量)更大。例如，每个电池单体60a包括大约5安培小时(ah)容量，在电池单体支架30处于第一构型时提供大约15ah的总容量。每个电池单体60b包括大约4ah容量，在电池单体支架30处于第二构型时提供大约12ah的总容量。在其他实施例中，第一构型和第二构型的总容量可以不同(例如，为1ah与25ah之间的任何值)。此外，所展示的处于第一构型或第二构型的电池单体支架30包括的标称电压为大约18伏。在其他实施例中，电池单体支架30的标称电压可以大于或小于18伏(例如，12伏、40伏等)。
22.参考图2和图5，壳体下部部分25包括穿过与壳体顶部部分20相对的壳体下部部分25的底壁120而形成的安装孔口115。在所展示的实施例中，安装孔口115的形状不同。例如，如图6和图7最佳所示，一对第一安装孔口115a是圆形的，并且一对第二安装孔口115b是非圆形(例如，椭圆形)的。如图7最佳所示，每个非圆形安装孔口115b包括内侧125和外侧130。内侧125比外侧130更靠近对应的第一安装孔口115a定位。
23.在一些实施例中，所有安装孔口115都可以是非圆形的。在其他实施例中，第二安装孔口115b的非圆形形状可以是矩形、三角形等形状。在其他实施例中，第二安装孔口115b可以是比第一安装孔口115a尺寸更大的圆形孔口。在另外的实施例中，安装孔口115可以位于壳体下部部分25的不同部分上(例如，至少一个安装孔口115可以定位在壳体下部部分25的侧壁上)，并且/或者安装孔口115可以穿过壳体上部部分20而形成。在又另外的实施例
中，安装孔口115可以形成在托架65a、65b上，并且柱100可以联接至外壳体15。
24.此外，返回参考图2，壳体下部部分25包括围绕每个安装孔口115a从底壁120延伸的多个突出部135。在所展示的实施例中，四个突出部135包围每个安装孔口115a。在一些实施例中，突出部135可以是刚性的，并且/或者可以包括多于或少于四个突出部。在其他实施例中，突出部135可以是弹性偏置的突出部。
25.在组装期间，所展示的外壳体15的尺寸被确定为支撑处于第一构型(图3)的电池单体支架30以提供较高输出的电池包(例如，15ah)或者支撑处于第二构型(图4)的电池单体支架以提供较低输出的电池包(例如，12ah)。相应地，相较于仅可以支撑一种特定电池单体支架的壳体，外壳体15可以用来支撑不同构型的电池单体支架30，所以外壳体15的用途增加。例如，不同电池单体支架平台(例如，12ah、15ah等平台)可以利用相同外壳体15，因此降低了为每种平台生产特定外壳体相关的制造成本。
26.特别地，图8展示了制造电池包10的方法140。步骤145包括提供壳体下部部分25，步骤150包括提供处于第一构型的第一电池单体支架30(图3)，并且步骤155包括提供处于第二构型的第二电池单体支架30(图4)。在一些实施例中，可以在组装流水线上组装电池包10，使得组装者可以选择将处于第一构型的第一电池单体支架30或处于第二构型的第二电池单体支架30联接至壳体下部部分25(步骤160)。例如，如果组装者期望制造较高输出的电池包10(例如，15ah电池包)，则组装者选择将处于第一构型的第一电池单体支架30联接至壳体下部部分25。替代性地，如果组装者期望制造较低输出的电池包10(例如，12ah电池包)，则组装者选择将处于第二构型的第二电池单体支架30联接至壳体下部部分25。在其他实施例中，第一组装流水线可以选择成将第一电池单体支架30与壳体下部部分25组装，并且第二组装流水线可以选择成将第二电池单体支架30与壳体下部部分25组装。
27.接着，将所选择的第一电池单体支架或第二电池单体支架30固定至壳体下部部分25(步骤165)。特别地，如果所选择的电池单体支架30是处于第一构型的第一电池单体支架30，则第一电池单体支架30插入壳体下部部分25的空腔55中，使得柱100与安装孔口115对准。例如，柱100a、100b与安装孔口115a对准，使得每个柱100a、100b与对应的四个突出部135接合。突出部135与柱100a、100b之间的接合定位了其他柱100c、100d的柱孔口110与相应的安装孔口115b。换言之，柱100a、100b和突出部135是电池单体支架30与壳体下部部分25之间的对准特征。此后，穿过安装孔口115插入紧固件170(例如，螺钉等；图5)以与柱100接合来将处于第一构型的第一电池单体支架30固定地联接至壳体下部部分25。相应地，柱100、安装孔口115、突出部135以及紧固件170可以被视为安装特征，以将电池单体支架30与壳体下部部分25对准并将其固定在一起。
28.替代性地，如果所选择的电池单体支架30是处于第二构型的第二电池单体支架30，则第二电池单体支架30插入壳体下部部分25的空腔55中，使得柱100a、100b以与上述相似的方式接合突出部135。换言之，第一电池单体支架30和第二电池单体支架30以互斥的关系联接至壳体下部部分25。由于两种构型的电池单体支架30的第一侧向距离112和第二侧向距离114不同，因此，当处于第二构型时，非圆形孔115b提供了足够的间隙以使紧固件170延伸穿过壳体下部部分25并接合柱100。例如，相较于将第一电池单体支架30固定至壳体下部部分25，当将第二电池单体支架30固定至壳体下部部分25时，紧固件170将更靠近非圆形孔115b的内侧125定位。
29.在所展示的实施例中，突出部135与柱100a、100b之间的接合使电池单体支架30相对于壳体下部部分25暂时固持和定位。在其他实施例中，突出部135与柱100a、100b之间的接合可以将电池单体支架30固定地联接至壳体下部部分25(例如，卡扣配合连接)。在另外的实施例中，突出部135还可以围绕非圆形孔115b延伸以接合柱100c、100d。
30.一旦将所选择的电池单体支架30固定至壳体下部部分25，就组装电池包10的剩余部分(例如，将壳体上部部分20固定至壳体下部部分25等)。在其他实施例中，可以以不同步骤组装电池包10。例如，可以提供壳体下部部分25；可以将电池单体支架30组装成处于第一构型或处于第二构型；接着，可以将已组装的电池单体支架30固定至壳体下部部分25。
31.虽然已经参考某些优选实施例详细描述了本披露，但是在所描述的本披露的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变型和修改。在以下权利要求中阐述了本披露的多种不同特征和优点。
技术特征：1.一种电池包，该电池包被配置成联接至电动工具，该电池包包括：电池单体支架，该电池单体支架包括第一托架和第二托架，该第一托架和该第二托架被配置成相对于彼此间隔第一距离以在其间支撑多个第一电池单体，该第一托架和该第二托架被配置成相对于彼此间隔第二距离以在其间支撑多个第二电池单体；包括空腔的壳体，该空腔被配置成在该第一托架和该第二托架间隔该第一距离时接纳该电池单体支架，该空腔被配置成在该第一托架和该第二托架间隔该第二距离时接纳该电池单体支架；多个安装柱，该多个安装柱联接至该壳体和该电池单体支架中的一者；以及多个安装孔口，该多个安装孔口形成在该壳体和该电池单体支架中的另一者中，其中，该多个安装孔口被配置成使得在该第一托架和该第二托架间隔该第一距离时该第一托架和该第二托架能够固定至该壳体，其中，该多个安装孔口被配置成使得在该第一托架和该第二托架间隔该第二距离时该第一托架和该第二托架能够固定至该壳体。2.如权利要求1所述的电池包，其中，该多个安装孔口形成在该壳体中，并且其中，该多个安装孔口中的第一安装孔口的形状与该多个安装孔口中的第二安装孔口的形状不同。3.如权利要求2所述的电池包，其中，该第一安装孔口是圆形的，并且该第二安装孔口是非圆形的。4.如权利要求3所述的电池包，其中，该壳体包括围绕该第一安装孔口间隔开的多个突出部，并且其中，该多个突出部接合该多个安装柱中的第一安装柱以相对于该多个安装孔口定位该多个安装柱。5.如权利要求1所述的电池包，其中，该第一托架和该第二托架被配置成支撑该多个第一电池单体，其中，该多个第一电池单体中的每个电池单体包括第一长度，并且其中，该第一托架和该第二托架被配置成支撑该多个第二电池单体，其中，该多个第二电池单体中的每个电池单体包括第二长度，该第二长度短于该第一长度。6.如权利要求1所述的电池包，进一步包括多个紧固件，该多个紧固件经由该多个安装柱和该多个安装孔口将该电池单体支架固定至该壳体。7.如权利要求6所述的电池包，其中，该多个紧固件是螺钉。8.一种电池包，该电池包被配置成联接至电动工具，该电池包包括：包括空腔的壳体；电池单体支架，该电池单体支架包括第一托架和第二托架，该第一托架和该第二托架在其间支撑多个电池单体，基于在该第一托架与该第二托架之间支撑的该多个电池单体的尺寸，该电池单体支架能以不同构型配置；以及在该壳体与该电池单体支架之间的多个安装特征，该多个安装特征被配置成替代性地将不同构型的该电池单体支架固定至该壳体。9.如权利要求8所述的电池包，其中，该多个安装特征包括多个安装柱和多个安装孔口。10.如权利要求9所述的电池包，其中，该多个安装孔口中的第一安装孔口的形状与该多个安装孔口中的第二安装孔口的形状不同。11.如权利要求10所述的电池包，其中，该第一安装孔口是圆形的，并且该第二安装孔口是非圆形的。
12.如权利要求10所述的电池包，其中，该多个安装特征包括围绕该多个安装孔口中的至少一个安装孔口间隔开的多个突出部，并且其中，该多个突出部接合该多个安装柱的第一安装柱以相对于该多个安装孔口定位该多个安装柱。13.如权利要求12所述的电池包，其中，该多个安装柱联接至该电池单体支架，其中，该多个安装孔口形成在该壳体中，并且其中，该多个突出部联接至该壳体。14.如权利要求8所述的电池包，其中，基于在该第一托架与该第二托架之间支撑的该多个电池单体的长度，该电池单体支架能够以不同构型配置。15.如权利要求9所述的电池包，其中，该多个安装特征包括多个紧固件，该多个紧固件经由该多个安装柱和该多个安装孔口将该电池单体支架固定至该壳体。16.如权利要求15所述的电池包，其中，该多个紧固件是螺钉。17.一种制造电池包的方法，该电池包被配置成联接至电动工具，该方法包括：提供包括空腔的壳体；提供包括多个第一电池单体的第一电池单体支架，该多个第一电池单体中的每个电池单体包括第一长度，该第一电池单体支架被配置成联接至该壳体；提供包括多个第二电池单体的第二电池单体支架，该多个第二电池单体中的每个电池单体包括不同于该第一长度的第二长度，该第二电池单体支架被配置成联接至该壳体；选择将该第一电池单体支架或该第二电池单体支架联接至该壳体；以及将所选择的该电池单体支架固定至该壳体。18.如权利要求17所述的方法，进一步包括使在所选择的该电池单体支架与该壳体之间的多个安装特征对准，其中，该多个安装特征包括多个安装柱和多个安装孔口，其中，该多个安装柱联接至所选择的电池单体支架和该壳体中的一者，并且其中，该多个安装孔口形成在所选择的电池单体支架和该壳体中的另一者中。19.如权利要求18所述的方法，其中，将所选择的该电池单体支架固定至该壳体包括联接该多个安装孔口与该多个安装柱之间的多个紧固件。20.如权利要求19所述的方法，其中，该多个安装孔口形成在该壳体中，并且其中，该多个安装柱联接至所选择的该电池单体支架。
技术总结一种电池包被配置成联接至电动工具。电池包包括具有空腔的壳体。电池包包括具有第一托架和第二托架的电池单体支架。第一托架和第二托架在其间支撑多个电池单体。基于在第一托架与该第二托架之间支撑的多个电池单体的尺寸，电池单体支架能够以不同构型配置。电池包包括在壳体与电池单体支架之间的多个安装特征。该多个安装特征被配置成替代性地将不同构型的电池单体支架固定至该壳体。电池单体支架固定至该壳体。电池单体支架固定至该壳体。
技术研发人员：M
受保护的技术使用者：米沃奇电动工具公司
技术研发日：2021.02.24
技术公布日：2022/11/1
