向上延伸且垂直地并列。每個(gè)單元電池51都是具有3.6伏特額定電壓的鋰離子電池?？偣舶耸畟€(gè)單元電池51因此能提供整體36伏特額定電壓的電源。
[0074]順便一提地，單元電池51的數(shù)量和其每個(gè)電池單元52的連接結(jié)構(gòu)不受本發(fā)明給出的例子的限制。
[0075]主電源開(kāi)關(guān)54設(shè)置在殼體12的第一部分21的下側(cè)表面上。主電源開(kāi)關(guān)54位于從電池單元52向動(dòng)力工具2A或2B的電能供應(yīng)路徑上，并且能夠終止輸出到動(dòng)力工具2A或2B的電能。
[0076]在第一實(shí)施方式中，電路板60安裝在電池單元52A的頂部上。電路板60設(shè)置有背包式電源I的整體控制電路，以及用于監(jiān)控電池單元52中的過(guò)度放電和過(guò)度充電以控制充電和放電的電路。電路板60具有上表面，在該上表面上設(shè)置有場(chǎng)效應(yīng)管(FET) 61A和61B。該場(chǎng)效應(yīng)管6IA和6IB用于控制電路或在電路中監(jiān)控過(guò)度放電和過(guò)度充電。在第一實(shí)施方式中，場(chǎng)效應(yīng)管6IA和6IB用作斷路元件以在任何電池單元52過(guò)度放電或過(guò)度充電時(shí)終止放電和充電操作。
[0077]隔熱片65設(shè)置在電路板60的底面上(即，在面對(duì)電池單元52A的電路板60的表面上)的、與場(chǎng)效應(yīng)管61A和61B相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。隔熱片65具有至少比場(chǎng)效應(yīng)管61A和61B大的尺寸，以便在鄰近單元電池51 (電池單元52A)的區(qū)域中沿前后和左右方向覆蓋場(chǎng)效應(yīng)管6IA和61B。
[0078]在本例中，雖然電路板60僅設(shè)置了兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管61A和61B，但場(chǎng)效應(yīng)管的數(shù)量未必限制為兩個(gè)。在任何情況下，設(shè)置在電路板60的隔熱片65在前后和左右方向上應(yīng)該足夠大以確保場(chǎng)效應(yīng)管61A，61B和單元電池51之間的充足的熱間距。進(jìn)一步，在圖3的例子中，雖然單個(gè)隔熱片65被設(shè)置以覆蓋兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管61A和61B，但每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管均可以設(shè)置一個(gè)隔熱片65。注意，本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“隔熱”旨在表示“充分地減少熱傳遞”。任何材料均可插入于場(chǎng)效應(yīng)管61A，61B和單元電池51之間以防止場(chǎng)效應(yīng)管61A，61B產(chǎn)生的熱量傳遞給單元電池51。用作隔熱片65的優(yōu)選材料的例子為樹(shù)脂的或低熱傳導(dǎo)性的多孔材料。
[0079]每個(gè)電池單元52具有沿著單元電池51的前后端設(shè)置的多個(gè)金屬片56(56A和56B)。這些金屬片56連接兩行單元電池51，在每個(gè)電池單元52中，該兩行單元電池51以串聯(lián)形式垂直并列，且每行具有十個(gè)單元電池51在左右方向串聯(lián)。更具體地，參考圖7，各自為大致空心四方塊體形狀的多個(gè)金屬片56A以交錯(cuò)的方式沿單元電池51的前后端設(shè)置。金屬片56A形成連接每個(gè)電池單元52中的兩行單元電池51的電池片(電極)，以便每行單元電池51在左右方向上對(duì)齊且兩行單元電池51垂直地并聯(lián)連接。各自具有大致直線形狀的多個(gè)金屬片56B也設(shè)置在未被多個(gè)金屬片56A覆蓋的電池單元52的左右各端。
[0080]圖3中，金屬片56 (56A和56B)被大致矩形的隔熱板70覆蓋。具體地，隔熱板70形成有多個(gè)小孔，通過(guò)小孔金屬片56(56A和56B)暴露于每個(gè)電池單元52中。
[0081]如圖3和4所示，兩個(gè)大致直線型金屬片571 (金屬片571A和571B)和兩條引線581(引線581A和581B)設(shè)置在電池單元52的右端上。而且，如圖3和5所示，兩個(gè)大致直線型金屬片572 (金屬片572A和572B)和兩條引線582 (引線582A和582B)設(shè)置在電池單元52的左端上。盡管在圖3和4中引線581在長(zhǎng)度上似乎互相不相等，但兩條引線581的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上相等。同樣地，盡管在圖3和5中引線582在長(zhǎng)度上似乎互相不相等，但兩條引線582的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上相等。因此，兩條引線581具有實(shí)質(zhì)上互相相等的電阻值，并且兩條引線582具有實(shí)質(zhì)上互相相等的電阻值。
[0082]如圖3和4所示，金屬片57IA并聯(lián)連接電池單元52A和52B的正極端，并且金屬片571B并聯(lián)連接電池單元52C和52D的正極端。引線581A的一端連接到金屬片571A的垂直中心區(qū)域，并且引線581B的一端連接到金屬片571B的垂直中心區(qū)域。引線581A和581B的另一端連接到在電路板60上的單一端。通過(guò)該布置，金屬片571A和571B并聯(lián)連接。
[0083]同樣地，如圖3和5所示，金屬片572A并聯(lián)連接電池單元52A和52B的負(fù)極端，并且金屬片572B并聯(lián)連接電池單元52C和52D的負(fù)極端。引線582A和582B的各端分別連接到金屬片572A、572B的垂直中心區(qū)域，并且引線582A和582B的另一端連接到主電源開(kāi)關(guān)54的單一端。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，金屬片572A和572B并聯(lián)連接。結(jié)果是，四個(gè)電池單元52并聯(lián)連接。
[0084]在第一實(shí)施方式中，金屬片571和572以及引線581和582構(gòu)成為具有實(shí)質(zhì)上相等的電阻值，以便在所有電池單元52中，兩個(gè)體側(cè)連接點(diǎn)(第一實(shí)施方式中為引線581A和58IB連接于其上的電路板60的單一端和引線582A和582B連接于其上的主電源開(kāi)關(guān)54的單一端)和每個(gè)電池單元52之間的電阻(下文稱“導(dǎo)線電阻”)以及包括每個(gè)點(diǎn)的接觸電阻是相等的。
[0085]這里，“相等的電阻值”不是必須令連接點(diǎn)間的電阻值差為嚴(yán)格意義上的零，而是假設(shè)該電阻值差充分地小于單元電池51和電池單元52的內(nèi)部電阻以對(duì)單元電池51間溫度升高的不規(guī)則性基本沒(méi)有影響。在第一實(shí)施方式中，作為示例，單元電池51具有大約20毫歐姆的內(nèi)部電阻。
[0086]第一實(shí)施方式不僅限制于上述給出的單一例子。成對(duì)金屬片571和572以及引線581和582不是必須具有相等的電阻值。而是假設(shè)從所有電池單元52到體側(cè)連接點(diǎn)(在電路板60等上)的路徑的電阻相等。當(dāng)斷路元件和/或熔斷器等設(shè)置在路徑上時(shí)，對(duì)于每個(gè)電池單元52來(lái)說(shuō)，包括斷路元件等的整體路徑組合電阻應(yīng)相等。路徑的由每個(gè)電池單元52共用的共同部分，例如從斷路元件到電路板60的部分可共用一根導(dǎo)線。
[0087]背包式電源I是能夠輸出大電流的大容量電源。第一實(shí)施方式給出的例子為每個(gè)電池單元52輸出大約5A(安培)的電流。因此，要考慮的是，隨著電池單元52產(chǎn)生的熱量的增加，如此大的電流會(huì)增加電池單元52間的溫差。由導(dǎo)線路徑長(zhǎng)度的不同引起的導(dǎo)線電阻的不同產(chǎn)生了來(lái)自單個(gè)電池單元的不同的輸出的電流，導(dǎo)致更大的電池單元中產(chǎn)生的熱量差。
[0088]作為比較例，當(dāng)電池單元52的正極端和負(fù)極端分別通過(guò)單個(gè)金屬片并聯(lián)連接，并且該金屬片不是在其頂部就是在其底部連接到兩個(gè)體側(cè)連接點(diǎn)時(shí)，四個(gè)電池單元52間的導(dǎo)線電阻不能相等。該結(jié)構(gòu)能夠在最靠近連接點(diǎn)的電池單元52和最遠(yuǎn)離連接點(diǎn)的電池單元52之間產(chǎn)生高達(dá)200毫歐姆的導(dǎo)線電阻差。如上述，由鋰離子單元電池構(gòu)成的單元電池51具有低的內(nèi)部電阻。第一實(shí)施方式中使用的單元電池51具有大約20毫歐姆的內(nèi)部電阻。
[0089]因此，在這種大電流、低內(nèi)部電阻系統(tǒng)的類型中，導(dǎo)線電阻的作用不能被忽略。在比較例中，導(dǎo)線電阻的不同能在電池單元52之間產(chǎn)生大約10-20攝氏度的溫度差。然而，在第一實(shí)施方式中，金屬片571和572分別被分隔為兩部分，并且四個(gè)電池單元52通過(guò)兩條等長(zhǎng)的引線581和兩條等長(zhǎng)的引線582并聯(lián)連接。結(jié)果是，每個(gè)電池單元52具有相等的導(dǎo)線電阻，并因此輸出相等大小的電流。結(jié)果，能使得每個(gè)電池單元52產(chǎn)生的熱量一致。
[0090]在第一實(shí)施方式中，隔熱片65也在與設(shè)置在頂面的場(chǎng)效應(yīng)管61A和61B相對(duì)應(yīng)的位置被設(shè)置于電路板60的底表面(面對(duì)電池單元52A的表面)上。由于場(chǎng)效應(yīng)管6IA和6IB是電路板60中的主要熱源，隔熱板65能防止由場(chǎng)效應(yīng)管6IA和6IB產(chǎn)生的熱量傳遞到電池單元52側(cè)。因此，該結(jié)構(gòu)能防止與場(chǎng)效應(yīng)管61A和61B相鄰的電池單元52A的溫度升高，更具體地能夠防止設(shè)置在與場(chǎng)效應(yīng)管61A和61B相鄰的電池單元52A中的單元電池51的溫度升高。
[0091]進(jìn)一步，在根據(jù)第一實(shí)施方式的背包式電源I中，單元電池51安裝在多個(gè)電池單元52中。因此，當(dāng)僅某些單元電池51經(jīng)歷退化時(shí)，僅擁有該退化單元電池51的電池單元52需要被替換，而不是背包電源I中的所有單元電池51需要被替換。通過(guò)用這種方式替換電池單元52中二次單元電池51，可以方便背包式電源I的維修和檢查，并且減少替換所需的花費(fèi)。
[0092]可提出多種修改和變形。
[0093]在上述第一實(shí)施方式中，雖然金屬片571和572各設(shè)置為兩個(gè)，但金屬片571和572的數(shù)量不限制為各兩個(gè)。例如，能夠設(shè)置與電池單元52相同數(shù)量的金屬片571和572。就第一實(shí)施方式而言，金屬片571和572可設(shè)置為各四個(gè)。金屬片571和572中的每一個(gè)都要連接到相應(yīng)的電池單元52，并且引線581和582各自的四條要分別連接到金屬片571和572。這里，如在第一實(shí)施方式中，四條引線581的每一條具有相等長(zhǎng)度(電阻值)，并且四條引線582的每一條具有相等長(zhǎng)度(電阻值)。
[0094]進(jìn)一步，如在上述